LNG, Methanol, Biodiesel und vieles mehr: Welches sind die besten alternativen Antriebe in der Schifffahrt?
Wie in vielen anderen Sektoren wird auch in der Schifffahrt der Nachhaltigkeitsaspekt immer wichtiger. Reedereien arbeiten aktiv darauf hin, ihre Schiffe mit alternativen Antrieben wie LNG, Methanol oder Biodiesel auszurüsten. Auch wenn es noch keine allgemeingültige Lösung gibt, setzen einige Reedereien bereits jetzt nachhaltigere Antriebsmethoden ein. Aber welche alternativen Antriebe gibt es bereits und womit können wir in Zukunft rechnen?
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Nach Angaben der Internationalen Energieagentur hat die Schifffahrt weltweit im Jahr 2022 insgesamt 706 Millionen Tonnen CO2 ausgestoßen. Eine schnellere Dekarbonisierung wird daher innerhalb der Branche ausführlich diskutiert. Es ist unbestritten, dass die Emissionen aus den Lieferketten einen großen Teil der weltweiten Emissionen ausmachen. Deshalb sind einige Carrier heute schon bereit, einen höheren Preis für nachhaltigere Transportmethoden und eine nachhaltigere Infrastruktur zu bezahlen. Eine mögliche Lösung können klimafreundliche Bündnisse von Carriern und anderen Partnern sein, die eine nahtlose Lieferkette ermöglichen und die Kosten optimieren. Denn bislang sind z. B. die Preise für nachhaltige Treibstoffe aufgrund ihrer begrenzten Verfügbarkeit noch hoch.
Ship Green – unsere Lösung zur aktiven Vermeidung von Emissione
Hapag-Lloyd stellt sich dieser Herausforderung mit Ship Green, einer Lösung, die uns der Klimafreundlichkeit einen Schritt näherbringt. Der Service in der Online Business Suite bietet durch die Vermeidung von Emissionen nachhaltigere Transportmöglichkeiten. Sie können aus drei verschiedenen Optionen auswählen und so 25, 50 oder 100 Prozent der Emissionen aus dem Seetransport Ihrer Güter vermeiden.
Ship Green basiert auf der Nutzung von Biodiesel, der aus Abfall- oder Reststoffen hergestellt wird und dessen Klimabilanz niedriger ist als die fossiler Treibstoffe. Es gibt aber auch andere alternative Antriebsformen:
LNG (Liquified Natural Gas) – Flüssigerdgas
LNG steht für Flüssigerdgas. Schiffe mit LNG-Antrieb können im Vergleich zu klassischen Dieseltreibstoffen ihre Schwefeldioxidemissionen deutlich senken und auch ihre Stickoxid- und CO2-Emissionen reduzieren, was LNG zu einer attraktiven Alternative macht. Erdgas, das komprimiert statt verflüssigt wird, bezeichnet man als komprimiertes Erdgas oder CNG. Durch die Komprimierung eignet es sich besser für kleinere Schiffe als LNG, das einen größeren Speicher braucht.
Schiffe mit Wasserstoffantrieb
Einige Automobilhersteller greifen als Alternative zu Elektrofahrzeugen bereits jetzt auf Wasserstoff für ihre emissionsfreien Motoren zurück. Wasserstoffbrennstoffzellen können auch für Carrier eine Option sein. Sauberer Wasserstoff kann einfach in einer Wasserelektrolyse hergestellt werden. Interessanterweise bestehen die Emissionen dieser Antriebsform aus Trinkwasser.
Zu den ersten Schiffen mit Wasserstoffantrieb gehört die japanische Suiso Frontier (Suiso ist das japanische Wort für Wasserstoff, der Name ist also Programm) von Kawasaki Heavy Industries. Sie wurde 2020 in Dienst gestellt und beendete ihre erste internationale Fahrt 2022 in Australien. Ziel ist es, im Laufe der 2030er Jahre ein kommerzielles Routennetz mit mehr wasserstoffbetriebenen Schiffen anbieten zu können.
Methanol
Auch Schiffe mit Methanolantrieb gelten als interessante Alternative zu Biodiesel. Der erste Tanker mit Dual-Fuel-Methanolantrieb wurde 2016 gebaut. Methanol emittiert zwar bei der Verbrennung in einem Motor auch CO2 und andere Schadstoffe, aber deutlich weniger als ein Biodieselmotor. Bei der Betrachtung von Methanol als Schiffstreibstoff darf man auch nicht außer Acht lassen, aus welcher Erdgasquelle das Methanol hergestellt wird. Graues und braunes Methanol werden aus fossilen Rohstoffen hergestellt. Blaues und CO2-neutraleres Methanol wird hingegen aus abgeschiedenem Kohlenstoff, erneuerbarem Strom oder grünem Wasserstoff hergestellt.
Ammoniak
Im November 2023 brach das weltweit erste Containerschiff mit sauberem Ammoniakantrieb zu seiner Jungfernfahrt auf: die Yara Eyde. Sie soll emissionsfrei zwischen Norwegen und Deutschland, genauer gesagt zwischen Oslo, Porsgrunn, Hamburg und Bremerhaven unterwegs sein. Im Gegensatz zu Biodiesel enthalten Ammoniakmoleküle kein Kohlenstoffatom, sodass bei der Verbrennung kein CO2 entsteht.
Gleichzeitig hat Ammoniak eine hohe Energiedichte, ähnlich wie Methanol, ist aber vorteilhafter als Wasserstoff, weil es weniger stark gekühlt werden muss. Ammoniak kann per Synthese aus Wasserstoff gewonnen werden und dabei wird weniger Energie verbraucht als bei der Synthese von Methanol oder e-Methan. Deshalb ist die Herstellung von Ammoniak günstiger als die der bisher genannten emissionsfreien Treibstoffe.
Schiffe mit Elektroantireb
Auch das erste vollautonome Schiff mit Elektroantrieb kommt von Yara und war im November 2021 erstmals auf See: die Yara Birkeland. Sie ist etwa 80 Meter lang und kann 40.000 Lkw-Fahrten pro Jahr ersetzen, was 1.000 Tonnen weniger CO2-Emissionen pro Jahr entspricht. Das Schiff soll Düngemittel zwischen Häfen transportieren. Die Yara Birkeland ist aber nicht das einzige elektrische Schiff, das in den letzten Jahren vorgestellt wurde. Im August 2023 wurde das größte vollelektrische Schiff in China zu Wasser gelassen. Nach Angaben des Eigentümers, der Reederei Cosco, kann dieses pro Tag 32 Tonnen CO2 einsparen. Dazu soll es 1.000 Kilometer fahren können, ohne seine 36 Akku-Container aufladen zu müssen. Diese Akkus nehmen etwa 5 % der Ladekapazität ein, sodass das Schiff insgesamt bis zu 700 Frachtcontainer transportieren kann.
Windbetriebene Schiffe
Zurück zu den Ursprüngen der Schifffahrt: Der Wind hat jahrhundertelang Frachtschiffe bewegt – und wird das wahrscheinlich auch in Zukunft wieder tun. Im Dezember 2021 hat die Airbus-Tochtergesellschaft Airseas mit dem Test eines Containerschiffs begonnen, das teilweise mit Wind betrieben wird. Dazu haben die Ingenieure einen Winddrachen entwickelt, der in etwa 200 Metern Höhe angebracht wird und dann mit dem Schiff verbunden werden kann, wenn der Wind stark genug ist. Das Schiff wird also nicht vollständig durch Windkraft angetrieben, sondern nur bei ausreichendem Wind. Mit diesem neuen Ansatz soll der Treibstoffverbrauch um ca. 20 Prozent reduziert werden. Außerdem ist der Steuermechanismus des Schiffs fast vollständig automatisiert, sodass es beinahe autonom fährt.
Kombination aus verschiedenen Antrieben
Im Laufe dieser Entwicklung werden einige Schiffe auch so designt, dass sie verschiedene alternative Antriebe nutzen können. Dazu gehören beispielsweise hybride Systeme, die Elektro- und Dieselmotoren mit Akkus kombinieren, um den Energieverbrauch zu optimieren. Diese verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten können auch eine Lösung für einige der Herausforderungen sein, mit denen die Branche konfrontiert ist. Tatsächlich nutzen die meisten Schiffe auf den Weltmeeren bereits eine einigermaßen hybride Lösung mit halbelektrischen Dieselmotoren, um Diesel und Emissionen einzusparen.
Vor- und Nachteile alternativer Antriebe
Der bislang größte Nachteil alternativer Antriebe ist wie bereits erwähnt der Kostenfaktor. Aber mit der zunehmenden Erderwärmung und der Verpflichtung vor allem für Großreedereien, über ihre ESG-Ratings (Environment, Social and Corporate Governancen) zu berichten – Nachhaltigkeit spielt bei ESG eine entscheidende Rolle –, müssen diese Berechnungen anstellen und prüfen, wo sie in alternative Antriebe investieren können. Wie bereits erläutert liegen die Vorteile vieler dieser Alternativen auf der Hand: Einige senken die CO2-Emissionen, andere sind sogar völlig emissionsfrei.
Viele Möglichkeiten voraus
Wenn man sich die Liste alternativer Antriebe ansieht, wird klar, dass es viele Möglichkeiten gibt, um die Emissionen in der Schifffahrt zu reduzieren. Einige davon können langfristig sogar Kosten senken. Während einige noch in der Testphase sind, wurden andere bereits erfolgreich umgesetzt und sind zu einem wichtigen Teil der Lieferkette geworden. Es wird sich zeigen, welche dieser alternativen Antriebe sich in der Zukunft der Frachtschifffahrt durchsetzen werden. Hapag-Lloyd hat sich aber verpflichtet, bei der Reduction von CO2 Emissionen eine wichtige Rolle zu übernehmen, und ist mit Lösungen wie Ship Green bereits auf einem guten Weg. Auch Tests für andere alternative Antriebe wie Segelschiffe sind in Planung.