Zukunft der Schifffahrt

Die weltweiten CO₂-Emissionen des Verkehrssektors lagen 2024 schätzungsweise bei 9 GtCO₂, von insgesamt geschätzten 41,6 GtCO₂ (alle menschengemachten CO₂-Emissionen aus fossilen Quellen und LULUCF - Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft - einschließlich der Senke durch Karbonatisierung von Zement). Auf die Schifffahrt (international und national zusammen) entfielen laut Angaben 10,67 % der Emissionen des Verkehrssektors, was 2,31 % der weltweiten CO₂-Emissionen entsprach.

Diese Zahlen wurden gewählt, weil sie aktuell sind und ihre jeweiligen Prozentwerte mit seriösen Quellen wie der IMO (International Maritime Organization) übereinstimmen. Dennoch wird die Genauigkeit dieser Daten allgemein weiter diskutiert. Den Anteil der Schifffahrt an den weltweiten CO₂-Emissionen zu schätzen, ist komplexer, als es vielleicht wirkt, und die Zahlen können je nach Berechnung stark variieren.

Erstens berichten verschiedene Studien entweder nur über CO₂, über alle Treibhausgase oder über Kohlendioxidäquivalent-Werte (CO₂eq), die Gase wie Methan und Lachgas enthalten, gewichtet nach ihrem Treibhauspotenzial. Diese Kennzahlen sind weder austauschbar noch vergleichbar, und je nachdem, welche verwendet wird, kann sich der scheinbare Anteil der Schifffahrtsemissionen deutlich verschieben. Quellen, Studien und Berichte von Organisationen machen oft nicht klar, welche spezifische Kennzahl verwendet wurde, und nutzen regelmäßig eine, wenn sie eine andere meinen (z. B. schreiben sie „CO₂“, wenn sie „CO₂eq“ meinen).

Zweitens ist der gewählte globale Bezugswert wichtig: Manche Vergleiche beziehen sich nur auf energiebedingte CO₂-Emissionen, während andere alle menschengemachten Quellen wie Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft (LULUCF) einbeziehen, was den Nenner vergrößert und den scheinbaren Prozentsatz der Schifffahrt senkt.

Drittens ist die internationale Schifffahrt selbst schwer zu erfassen, weil die Emissionen größtenteils in internationalen Gewässern entstehen und Daten oft aus Verkäufen von Bunkertreibstoff statt aus der direkten Überwachung von Schiffsaktivitäten stammen, was zusätzliche Unsicherheit schafft. Zusammen bedeuten diese methodischen Unterschiede, dass veröffentlichte Zahlen zum Anteil der Schifffahrt an den weltweiten Emissionen stark auseinandergehen können, selbst wenn sie auf derselben zugrunde liegenden Aktivität basieren.

Claude-François-Dorothée, Marquis de Jouffroy d’Abbans - auch bekannt als Claude de Jouffroy - baute 1776 das erste Dampfschiff. Diese ersten Versuche scheiterten, doch 1783 gelang ihm mit dem Schaufelraddampfer „Pyroscaphe“ der Durchbruch. Viele Jahre lang wurde ihm der Schutz durch ein Patent verweigert, später ging er ins Exil. Weitere Probefahrten mit Dampfschiffen wurden von anderen wie John Fitch und William Symington durchgeführt, bis der amerikanische Erfinder Robert Fulton 1807 zusammen mit Robert Livingston das erste kommerzielle Dampfschiff baute. Fulton würdigte Claude, doch seine Erfindung wird nur selten anerkannt ^A.

Quellen zufolge ergeben sich insgesamt 225 Millionen Tonnen HFO, wenn etwa 75 % der insgesamt 300 Millionen Tonnen Bunkertreibstoff (der weltweit in der Schifffahrt genutzt wird) aus Schweröl (HFO) bestehen. Wenn die restlichen 25 % Marinegasöl (MGO) & Marinedieselöl (MDO) sind, entspricht das 75 Millionen Tonnen. Mit [17], einem Rechner zur Umrechnung der Treibstoffmenge in die entsprechende Zahl an Barrel: HFO mit 6,350 multiplizieren, MGO/MDO mit 7,460. Die ungefähre Zahl an Barrel HFO = 225 Millionen x 6,350 = 1.428.750.000.

Ungefähre Zahl an Barrel MGO/MDO = 75 Millionen x 7,46 = 559.500.000.

Barrel insgesamt = 1.988.250.000 = ungefähr 2 Milliarden Barrel.

Ein durchschnittliches Fass ist 33-34 Zoll hoch ^[18,19], also etwa 850 mm oder 0,00085 km. Daher 2 Milliarden x 0,00085 km = 1.700.000 km.

Entfernung zum Mond = 384.400 km ^[20,21,22].

1.700.000 km / 384.400 = 4,42 Mal die Entfernung von der Erde zum Mond.

Dampfschiffe wurden früher meist durch die Verbrennung von Kohle angetrieben. Diese Kohle wurde in Räumen gelagert, die Bunker genannt wurden, weshalb moderner Treibstoff als ‚Bunkertreibstoff‘ bekannt ist. Bunker wurden inzwischen durch Treibstofftanks ersetzt, aber der Name für den Treibstoff selbst bleibt. ‚Bunkertreibstoff‘ kann jede Art von Treibstoff in der Schifffahrt meinen; er bezeichnet nicht nur eine bestimmte Treibstoffart.

Die Prozentwerte für die Senkung von Treibstoffverbrauch und Emissionen durch Luftschmierung unterscheiden sich je nach Quelle, da sie von den Umständen abhängen und sich die Versuchsbedingungen ändern. Es gibt Hinweise auf das Potenzial der Luftschmierung, aber verschiedene Anbieter nennen unterschiedliche Zahlen. Zum Beispiel:

[44] Diese Studie erwähnt Luftschmierungssysteme und geht von einer Senkung des Treibstoffverbrauchs um bis zu 15 % aus. Dieser Wert basiert auf einer derzeit nicht zugänglichen Studie von Engng (1997).

[46] Diese Quelle erklärt, dass Luftschmierungssysteme den Widerstand verringern und so den Treibstoffverbrauch um „mindestens 3 %“ senken können.

[50] Dieser Bericht zeigt mehrere Beispiele für Luftschmierungssysteme und beschreibt die Widerstandsverringerung und Energieeinsparungen, die jedes erreicht hat. Er berichtet von einem ersten Projekt: „Project Energy-saving air-Lubrication Ships“ (PELS) aus dem Jahr 1999, das bei ruhigem Wasser durchschnittliche Energieeinsparungen von 3-10 % feststellte. Weitere erwähnte Werte für Energieeinsparungen aus verschiedenen Tests - mit unterschiedlichen Versuchsparametern - waren: 2 %, 6 %, „einige“, 1 %, 10 % bei Ballastzustand und 5 % bei Volllast, 10 % bei hoher Geschwindigkeit, keine eindeutigen Ergebnisse, 15 %, 2 % (wobei dies auf -0,6 % sank, weil die Blasen nicht am Rumpf haften blieben), 10 %, 5 %, 4,5 % und 4 %. Die vollständige Übersicht der Tests und den Kontext der gefundenen Werte gibt es auf Seite 11 des Berichts.

[51] Diese Studie stellte experimentelle Senkungen von Treibstoffverbrauch und Emissionen von bis zu 8 % fest.

[52] Diese Quelle berichtete über ein von Silverstream Technologies entwickeltes Luftschmierungssystem und gab an, den Kraftstoffverbrauch und die Treibhausgasemissionen um 5-10 %. zu senken

Wie bei Luftschmiersystemen gibt es bei den Angaben zu Treibstoffverbrauch und Emissionsminderung gewisse Unterschiede.

[53] Diese Quelle ist eine Studie zur Nutzung von Skaleneffekten in der Schifffahrt und schätzt, dass die Emissionen um bis zu 30 % gesenkt werden könnten, wenn die gesamte Flotte durch größere Schiffe ersetzt würde, was voraussichtlich 25 Jahre dauern wird

[56] Diese Quelle ist eine Nachrichten-Website, die über ein neues 18.000-TEU-Schiff (Twenty-foot Equivalent Unit) von Maersk Line berichtet. Maersk hat keine Angaben zum Treibstoffverbrauch dieses Schiffs veröffentlicht, aber Informationen zu seinen 10.000- und 16.000-TEU-Schiffen sind verfügbar. Daher wurden Verbrauchsangaben hochgerechnet, wobei behauptet wurde, dass dieses neue Schiff pro befördertem Container 35 % treibstoffeffizienter sei als Schiffe mit 13.100 TEU. Diese Angaben wurden in einer Studie von Drewry Maritime Research veröffentlicht; allerdings ist diese Studie nicht ohne Weiteres öffentlich zugänglich.

[54] Diese Studie erklärt, dass Daten zum Treibstoffverbrauch unternehmenseigene Informationen sind und daher selten öffentlich verfügbar. Quellen, die diese Angaben veröffentlichen, sind äußerst rar, daher wäre es unglaublich schwierig, genau geprüfte Daten zu erhalten, die unabhängig davon unterschiedliche Versuchsparameter haben könnten.

Diese Quellen beschreiben den Einsatz von „WindWings“ von BAR Technologies - große Segel, die nachträglich an Containerschiffen angebracht wurden. Diese Segel sind nicht wie herkömmliche Bootssegel, sondern starr, bestehen aus demselben Material wie Windturbinen und können im Hafen eingeklappt werden, bevor sie auf See ausgefahren werden. Sie funktionieren wie senkrechte Flugzeugflügel und erzeugen mit 3 Elementen mehr aerodynamischen Schub als ein Flügel mit einem Element - ähnlich wie Flügel ein Flugzeug anheben, treiben sie das Schiff aber nach vorn.

[66] Ein 2024 veröffentlichter Bericht stellt fest, dass 36 % der weltweiten Frachtkapazität für den Transport fossiler Brennstoffe genutzt werden. Dies wurde „anhand der Tragfähigkeit der bestehenden und bestellten Flotte von Flüssiggastankern und Öltankern berechnet, zuzüglich weiterer 17 % der Tragfähigkeit der bestehenden und bestellten Flotte von Massengutfrachtern von Clarksons WFR“. Die 17 % entsprechen „dem Anteil des Kohlehandels am Massenguthandel (in Tonnenmeilen) laut Clarksons Shipping Intelligence Network (SIN)“. Die ursprünglichen Quellen dieser Informationen waren nicht zugänglich. Diese Zahlen sind Schätzungen.

[67] Ein Bericht von 2019 spiegelt die Schlussfolgerungen des ersten Berichts wider und nutzt dieselbe Datenquelle, die weltweite Gesamtzahlen zu Schiffstransporten zeigt.

KORREKTUR: Im Video heißt es, dass 40 % des gesamten Fracht-Schiffsverkehrs elektrifiziert werden könnten, aber die Studie bezieht sich auf den Verkehr von Containerschiffen, vor allem auf kürzere intraregionale Routen - nicht auf 40 % des gesamten Fracht-Schiffsverkehrs.

Um den Methanschlupf bei mit LNG betriebenen Motoren zu verringern, wurden verschiedene Motortechnologien weiterentwickelt, und neuere Motorkonstruktionen haben die Menge an unverbrannt entweichendem Methan gesenkt. Motoren wie Niederdruck-Dual-Fuel-Motoren (LPDF) ^[84], Hochdruck-Dual-Fuel-Motoren (HPDF) [84] und Viertakt-Otto-Motoren ^[83] wurden technisch stark weiterentwickelt, darunter durch Änderungen bei Druck, Einspritzung, ‘Zylinderaussetzung’ und Anpassungen im Betrieb ^[83]. Dadurch wurde der Methanschlupf deutlich verringert, bleibt aber ein verbreitetes Problem, wenn LNG genutzt wird.

Flüssige Ammoniak- und Methanol-Treibstoffe aus Wasserstoff lassen sich leichter lagern als flüssiger Wasserstoff-Treibstoff, aber beide haben wichtige Nachteile ^[114,115]. Vor allem haben beide im Vergleich zu herkömmlichem Bunkertreibstoff eine geringere volumetrische Energiedichte: Methanol braucht etwa 2,5-mal so viel Lagerraum und Ammoniak etwa 3-mal so viel. Beide sind für Menschen und Meereslebewesen extrem giftig, weshalb beim Umgang zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen nötig sind. Methanol ist außerdem extrem leicht entzündlich und hat einen niedrigen Flammpunkt, und bei der Verbrennung von Ammoniak kann Lachgas entstehen. Schließlich ist das Angebot beider Treibstoffe sehr begrenzt, sodass eine starke Ausweitung der Produktion nötig wäre, um die Schifffahrt zu versorgen und zugleich die Konkurrenz mit anderen Sektoren zu berücksichtigen, wenn diese beginnen, ihre Emissionen zu senken. Was die tatsächliche Lagerung angeht, ist flüssiger Wasserstoff-Treibstoff wegen der nötigen kalten kryogenen Tanks aber immer noch viel schwieriger zu lagern als jeder dieser beiden Treibstoffe.