LNG in der Schifffahrt

Emissionsarmer Schiffverkehr

Die Schiff­fahrt spielt ei­ne er­heb­li­che Rol­le für den in­ter­na­ti­o­na­len Gü­ter­ver­kehr. Über 9 Mrd. Ton­nen Gü­ter wer­den jähr­lich durch Han­dels­schif­fe trans­por­tiert – Ten­denz wach­send. Der über­wie­gen­de Teil der Trans­port­schif­fe wird mit Die­sel­mo­to­ren an­ge­trie­ben. Die Schiff­fahrt kann ei­nen er­heb­li­chen Bei­trag zur CO2-Ein­spa­rung leis­ten. Das größ­te Po­ten­zi­al für ei­ne sau­be­re Schiff­fahrt bie­tet der­zeit flüs­si­ges Erd­gas im Schiffs­tank, denn LNG ist deut­lich emis­si­ons­är­mer als Ma­ri­ne­die­sel und Schwer­öl.

Liquefied Natural Gas – LNG: Langfristig kosteneffizient und umweltschonend

Der welt­weite Güter­ver­kehr auf dem Was­ser nimmt ste­tig zu – die glo­ba­le Han­dels­flot­te be­steht der­zeit aus ca. 93.000 Schif­fen. De­ren Trag­fähig­keit hat sich in den ver­gan­genen 15 Jah­ren mehr als ver­dop­pelt. Mit die­sem Wachs­tum er­hö­hen sich al­ler­dings auch die Treib­haus­gas- und Schad­stoff­be­las­tung. Der welt­wei­te CO2-An­teil, ver­ur­sacht durch den in­ter­na­ti­o­na­len See­ver­kehr, be­trägt ca. 3,1 Pro­zent. Nach An­ga­ben des Welt­ver­kehrs­fo­rums ver­ur­sacht der Trans­port auf dem Was­ser zu­dem 15 Pro­zent der Stick­oxid- und 13 Pro­zent der Schwe­fel­di­oxid-Emis­si­o­nen. Da­her gilt seit 2020 welt­weit die ge­setz­li­che Vor­ga­be, nur noch Kraft­stof­fe mit ei­nem Schwe­fel­an­teil von max. 0,5 Pro­zent zu nut­zen. In der Schiff­fahrt wird dies nur noch durch kos­ten­in­ten­si­ves Ma­ri­ne­gas­öl oder schwe­fel­ar­mes Schwer­öl er­reicht. Da LNG nicht nur über eine aus­rei­chend ho­he Ener­gie­dich­te ver­fügt, son­dern auch so gut wie kei­nen Schwe­fel be­in­hal­tet, eig­net es sich her­vor­ra­gend als Kraft­stoff­alter­na­ti­ve in der Schiff­fahrt.

Umweltfreundliches LNG für nachhaltige Kreuzfahrt

Grüne Welle auf See

Den Ur­laub an Bord ei­ner schwim­men­den Klein­stadt zu ver­brin­gen, liegt im Trend: Seit Mit­te der Nul­ler­jah­re boomen Kreuz­fahr­ten auch in Eu­ro­pa. Seit­her je­doch kla­gen die Be­woh­ner der Ha­fen­städte, in de­nen die Kreuz­fahrt­schif­fe fest­ma­chen, über schlech­te Luft: Ruß, der auf den Ros­to­cker Wo­chen­markt rie­selt, oder schwar­ze Flo­cken auf den Eis­be­chern von Tou­ris­ten in Lü­beck-Tra­ve­mün­de sind un­schö­ne Be­gleit­er­schei­nun­gen des Kreuz­fahrt-Booms.

So schick und mo­dern die Schif­fe auch da­her­kom­men, in ih­rem In­ne­ren leis­tet bis heu­te in den al­ler­meis­ten Fäl­len ein Ur­alt-An­trieb sei­nen Dienst: Ree­de­rei­en nut­zen oft das bil­li­ge, aber hoch­gif­ti­ge Schwer­öl als Kraft­stoff. Krebs­er­re­gen­de Schwe­fel­ver­bin­dun­gen und im­men­se Fein­staub­emis­si­o­nen sind die Fol­ge, denn Ruß­par­ti­kel­fil­ter sind auf den Oze­an­rie­sen aus Platz- und Kos­ten­grün­den bis­lang kaum im Ein­satz.

Nach Be­rech­nun­gen der Um­welt­schutz­or­ga­ni­sa­ti­on NABU stößt ein Kreuz­fahrt­schiff auf ei­ner ein­zi­gen See­rei­se so vie­le Schad­stof­fe aus wie fünf Mil­li­o­nen Au­tos auf der ver­gleich­ba­ren Stre­cke. Wo­bei Fracht­schif­fe ei­gent­lich die noch viel grö­ße­ren Schmutz­fin­ken auf den Welt­mee­ren sind: Sie sind näm­lich deut­lich in der Über­zahl. Kreuz­fahrt­schif­fe ma­chen nach An­ga­ben des Deut­schen Rei­se­ver­ban­des nur etwa 0,6 Pro­zent der zi­vi­len Schiff­fahrt aus. Aber sie ha­ben eben auch ei­ne Vor­bild­funk­ti­on.

Nachhaltige Kreuzfahrtschiffe mit LNG-Antrieb

Eine Branche im Umbruch

Die Ree­de­rei­en neh­men Kurs auf ei­ne um­welt­scho­nen­de­re Schiff­fahrt. Die gro­ßen Ree­de­rei­en las­sen neue, spar­sa­me­re Schif­fe bau­en und set­zen da­bei auf Sys­te­me zur Ab­gas­nach­be­hand­lung. Noch ei­nen Schritt wei­ter geht AIDA Cruises und ver­ab­schie­det sich lang­sam vom Schwer­öl: 2018 wur­de auf der Pa­pen­bur­ger Meyer Werft mit der "AIDAnova" das ers­te vollständig mit flüs­si­gem Erd­gas (LNG) be­trie­be­ne Kreuz­fahrt­schiff der Welt auf Kiel ge­legt. Für das um­welt­freund­li­che Schiff­design wur­de die "AIDAnova" mit dem Blauen En­gel aus­ge­zeich­net. Die 337 Me­ter lan­ge und 42 Me­ter brei­te AIDAnova bie­tet mit ih­ren 2.500 Ka­bi­nen Platz für bis zu 6.000 Pas­sa­gie­re. "Ei­ne der zen­tra­len Auf­ga­ben, de­nen sich AIDA Cruises stellt, ist, Kreuz­fahr­ten nach­hal­tig zu ge­stal­ten", sagt der AIDA-Vor­stand. So kön­nen die Ur­lau­ber dann ganz ent­spannt im Lie­ge­stuhl am Pool auf dem Ober­deck die Son­ne ge­nie­ßen und sich auf den nächs­ten Land­gang freu­en. Et­wa ein wei­te­res Dut­zend neu­er LNG-Kreuz­fahrt­schif­fe folgt dem gu­ten Bei­spiel.

Nachhaltige Kreuzfahrtschiffe mit LNG-Antrieb

Größtes Kreuzfahrtschiff mit LNG

Mit der Icon of the Seas setzt die Kreuz­fahrt­ge­sell­schaft Royal Caribbean Inter­national beim größ­ten Kreuz­fahrt­schiff der Welt auf LNG. Sie ist 365 m lang und bie­tet auf 20 Decks bis zu 7.600 Pas­sa­gie­ren Platz. Laut Royal Caribbean Inter­national wer­den die Dual-Fuel-Mo­to­ren zu­sam­men mit ei­ner Rei­he von Ener­gie­ef­fi­zienz- und Um­welt-Maß­nah­men an Bord ein­ge­setzt, wie z. B. der ers­ten Müll­ver­bren­nungs­an­la­ge auf See. Das bis­her nach­hal­tigs­te Schiff der Kreuz­fahrt­ge­sell­schaft ist durch den LNG-An­trieb bis zu 24 Pro­zent ener­gie­ef­fi­zien­ter als die Stan­dards, die heu­te für die Kon­struk­ti­on von Schif­fen vor­ge­schrie­ben sind. Die Ree­de­rei ver­folgt mit ih­ren Maß­nah­men das Ziel, bis 2035 ein Net­to-Null-Kreuz­fahrt­schiff ein­füh­ren zu kön­nen.

Nachhaltige Kreuzfahrtschiffe mit LNG-Antrieb

LNG-betriebene Brennstoffzelle

Die Kreuz­fahr­ge­sell­schaft MSC Cruises setzt in sei­nem Schiff MSC World Europa als ers­ter An­bie­ter auf ei­ne Kom­bi­na­ti­on aus flüs­si­gem Erd­gas (LNG) und Fest­oxid-Brenn­stoff­zel­le (SOFC). In dem 333 Me­ter lan­gen Schiff ist die Brenn­stoff­zel­len-Pi­lot­an­la­ge "Blue Horizon" mit ei­ner Leis­tung von 150 kW ver­baut, die mit LNG be­trie­ben wird. Die MSC World Europa ist seit Ok­to­ber 2022 im Ein­satz. Die hier ge­sam­mel­ten Er­fah­run­gen sol­len dann in die Kon­zep­ti­on für grö­ße­re Vor­ha­ben ein­flie­ßen.

Die Brenn­stoff­zel­le soll den Aus­stoß von Treib­haus­ga­sen um 30 Pro­zent re­du­zie­ren, ver­gli­chen mit üb­li­cher­wei­se ge­nutz­ten LNG-Mo­to­ren; ge­gen­über ei­nem die­sel­elek­tri­schen Zwei­stoff­an­trieb so­gar um bis zu 60 Pro­zent. Auß­er­dem wer­den durch den An­trieb kei­ner­lei Fein­staub, Stick­oxi­de oder Schwe­fel­oxi­de aus­ge­sto­ßen. Gleich­zei­tig pro­du­ziert die Fest­oxid-Brenn­stoff­zel­le mit ih­rem sehr ho­hen Wir­kungs­grad Strom und Wär­me für das Schiff. Das 205.700 Ton­nen schwe­re Kreuz­fahrt­schiff soll auf ins­ge­samt 17 Decks mit 40.000 m2 Platz für über 6.500 Pas­sa­giere bie­ten.

Praxisbeispiele

LNG statt Schiffsdiesel

Ein kla­rer Um­welt­vor­teil von LNG be­steht da­rin, dass der Ein­satz von Gas in der Schiff­fahrt bis zu 85 Pro­zent we­ni­ger Stick­oxi­de und 20 Pro­zent we­ni­ger CO2 ver­ur­sacht. Die Fein­staub-Emis­si­o­nen wer­den um ca. 95 Pro­zent re­du­ziert. In der Stu­die Green­house Gas Inten­sity of Natural Gas von Thinkstep im Auf­trag der NGVA wird auf­ge­zeigt, dass die Well-to-Wake-Emis­si­o­nen für ein LNG-be­trie­be­nes Schiff nie­dri­ger sind als die für Schif­fe, die ent­we­der mit Schwer­öl oder Schiffs­die­sel be­trie­ben wer­den: LNG-be­trie­bene Zwei­takt­mo­to­ren mit Hoch­druck­ein­sprit­zung wei­sen ein­en Vor­teil von 21 Pro­zent im Ver­gleich zu Schwer­öl-be­trie­be­nen Schif­fen auf, wäh­rend 4-Takt-Mo­to­ren 11 Pro­zent nie­dri­ge­re Emis­si­o­nen ha­ben.

Zu­dem sind bis zu 20 Pro­zent we­ni­ger CO2 mög­lich. Durch den Ein­satz von grü­nem Gas kann der Kraft­stoff zu­sätz­lich sei­ne Kli­ma­bi­lanz ver­bes­sern. Das macht LNG zur bes­ten ver­füg­ba­ren Al­ter­na­ti­ve zu den in der Schiff­fahrt gän­gi­gen Kraft­stof­fen Schwer­öl und Ma­ri­ne­die­sel – und an­ge­sichts der ein­ge­führ­ten, so­ge­nan­nten Emis­si­ons­schutz­ge­bie­te (Emission Control Areas), wo­run­ter in Eu­ro­pa die Nord- und Ost­­see zäh­len, im­mer not­wen­di­ger. Durch die­se Son­der­zo­nen sol­len dicht­be­sie­del­te, küs­ten­na­he Ge­bie­te stär­ker vor Luft­schad­stof­fen ge­schützt wer­den. Dort darf die Schiff­fahrt nur Kraft­stof­fe mit ei­nem ma­xi­ma­len Schwe­fel­an­teil von 0,1 Proz­ent ein­set­zen.

Zu­künf­tig strebt die EU mit der Ini­ti­a­ti­ve FuelEU Maritime und dem im Juli 2023 ver­ab­schie­de­ten Rechts­akt zur De­kar­bo­ni­sie­rung des See­ver­kehrs ei­ne ge­stei­ger­te Nut­zung er­neu­er­ba­rer und koh­len­stoff­ar­mer Kraft­stof­fe an. Haupt­ziel ist es, die Treib­haus­gas­emis­si­o­nen des Schiff­fahrts­sek­tors zu ver­rin­gern und da­bei zu­gleich das rei­bungs­lo­se Funk­ti­o­nie­ren des See­ver­kehrs zu ge­währ­leis­ten und Ver­zer­run­gen im Bin­nen­markt zu ver­mei­den. Die neuen Vor­schrif­ten zie­len da­rauf ab, im See­ver­kehr den Weg hin zu den Kli­ma­zie­len der EU für 2030 und 2050 zu eb­nen, und dürf­ten ei­ne grund­le­gen­de Rol­le bei der Um­set­zung des eu­ro­pä­i­schen Kli­ma­ge­set­zes spie­len.

Nachhaltige Binnenschifffahrt

Schlummerndes Potenzial auf Rhein, Main und Elbe

Die eu­ro­pä­i­sche Bin­nen­schiff­fahrt be­steht aus ca. 14.700 Schif­fen. Ein ab­so­lu­ter Schwer­punkt liegt da­bei in der Rhein- und Do­nau­re­gi­on. Schif­fe ha­ben beim Trans­port von schwe­ren Gü­tern so­wohl öko­no­misch als auch öko­lo­gi­sche Vor­tei­le. Für gro­ße Gü­ter­men­gen ist der Trans­port über die Welt­mee­re na­he­zu un­ver­än­der­bar, das Bin­nen­schiff kon­kur­riert je­doch mit dem Schie­nen- und Stra­ßen­ver­kehr im in­ter­mo­da­len Wett­be­werb.

Da­bei ist her­vor­zu­he­ben, dass der Be­stand be­son­ders alt und da­mit auch um­welt­schäd­lich ist. Das Durch­schnitts­al­ter deut­scher Bin­nen­schif­fe liegt bei ca. 47 Jah­ren. Da­her schla­gen auch in Deutsch­land die Kom­mu­nen Alarm: Denn schon seit län­ge­rem wer­den die Luft­qua­li­täts­wer­te für Stick­oxi­de in Ha­fen­städ­ten wie Ham­burg re­gel­mä­ßig über­schrit­ten – auch wenn nach An­ga­ben des Um­welt­bun­des­am­tes nach wie vor ein Groß­teil der Stick­oxi­de im Stadt­ver­kehr durch Die­sel-Pkw ver­ur­sacht wird. Groß­städ­te wie Bonn oder Düs­sel­dorf wer­den durch den aus­ge­präg­ten Bin­nen­schiffs­ver­kehr je­doch dop­pelt be­las­tet – hier sind bis zu 30 Pro­zent der lo­ka­len Stick­ox­id-Emis­si­o­nen auf die Bin­nen­schiff­fahrt zu­rück­zu­füh­ren. Die Po­li­tik steht da­her in der Pflicht, Maß­nah­men zu ent­wi­ckeln, wel­che die Luft­qua­li­tät schnell und nach­hal­tig ver­bes­sern. Ei­ne Lö­sung: al­ter­na­ti­ve Kraft­stof­fe wie LNG oder Was­ser­stoff.

LNG als Kraft­stoff wird be­reits auch in der der Bin­nen­schiff­fahrt ver­wen­det und ver­rin­gert auf Deutsch­lands Flüs­sen die Koh­len­di­oxid-, Stick­oxid- und Fein­staub­emis­si­o­nen. Künf­tig kann LNG durch sei­ne re­ge­ne­ra­ti­ve Va­ri­an­te Bio-LNG, verflüssigtes Biomethan, er­setzt wer­den und so eine kli­ma­neu­tra­le Bin­nen­schiff­fahrt er­mög­li­chen.

Da es in Eu­ro­pa der­zeit noch kei­ne Re­ge­lung für den Ein­satz was­ser­stoff­be­trie­be­ner Bin­nen­schif­fe gibt, kön­nen die­se bis­lang nur in Aus­nah­me­fäl­len mit Was­ser­stoff (H2) be­trie­ben wer­den. Um In­no­va­ti­o­nen und die Nut­zung neu­er Tech­no­lo­gien zu för­dern, wer­den für Pi­lot­pro­jek­te Son­der­ge­neh­mi­gun­gen bei Ab­wei­chun­gen von den gel­ten­den tech­ni­schen Vor­schrif­ten er­teilt – wie bei­spiels­wei­se bei der nie­der­län­di­schen Ree­de­rei Future Proof Shipping, die im Au­gust 2023 be­reits ein zwei­tes Schiff auf ei­nen emis­si­ons­frei­en Was­ser­stoff­an­trieb um­ge­rüs­tet hat.

Zwei LNG-Bunkerstationen wurden zur Betankung von LNG-Binnenschiffen in Deutschland errichtet

Zur Be­tan­kung von LNG-be­trie­be­nen Bin­nen­schif­fen auf dem Rhein er­rich­te­te die Fir­ma PitPoint LNG mit Un­ter­stüt­zung des EU-In­fra­struk­tur­för­der­pro­gramms CEF im Ha­fen Köln-Niehl die ers­te eu­ro­pä­i­sche LNG-Bun­ker­sta­ti­on in Eu­ro­pa. Im Ver­gleich zur dis­kon­ti­nu­ier­li­chen Be­tan­kung per Lkw er­mög­licht die An­la­ge ei­ne hö­he­re Fle­xi­bi­li­tät durch ei­ne 24/7-Ver­füg­bar­keit. Ver­sorgt wer­den zu­nächst die von Shell ge­char­ter­ten Dual-Fuel-Bin­nen­tan­ker. Bis­her fand die Be­tan­kung der Schif­fe per Lkw im Mann­hei­mer Ha­fen statt.

Im Ok­to­ber 2020 er­öff­ne­te dann der Tank­stel­len­be­trei­ber LIQUIND im Duis­bur­ger Pa­ral­lel­ha­fen ei­ne wei­te­re LNG-Groß­tank­stel­le, wel­che zu­nächst für die Be­tan­kung von LNG-Lkw dien­te. Seit 2021 ist über die­se An­la­ge auch die Be­tan­kung von Bin­nen­schif­fen mög­lich.

Die Hä­fen in Bruns­büt­tel und Ham­burg bie­ten der­zeit die LNG-Be­bun­ke­rung von Schif­fen im Truck-to-ship-Ver­fah­ren an. Der Aus­bau der In­fra­struk­tur und die In­ves­ti­ti­on in land­sei­ti­ge Be­bun­ke­rungs­an­la­gen wie in Köln und Duis­burg sind wich­ti­ge Vo­raus­set­zun­gen für die Um­set­zung ei­ner um­welt­scho­nen­den Schiff­fahrt.

Mit LNG vom Wattenmeer bis zum Bodensee – und rund um den Globus

Schon vor drei Jah­ren hat der Umwelt­schutz bei der Bor­kum­fäh­re "MS Ost­fries­land" an Fahrt auf­ge­nom­men: Zwar trans­por­tiert sie schon seit 1985 Pas­sa­giere und Pkw auf dem Wat­ten­meer zwi­schen Em­den und Bor­kum. 2015 wurde das Schiff je­doch als ers­te Fäh­re deutsch­land­weit auf den An­trieb mit LNG um­ge­rüs­tet. Und auch am an­de­ren En­de Deutsch­lands macht LNG als Treib­stoff Schu­le: Die Stadt­wer­ke Konstanz set­zen seit 2020 die gas­be­trie­be­ne Fäh­re "FS 2020" im Pen­del­ver­kehr zwi­schen Meers­burg und Konstanz auf dem Boden­see ein.

Ganz be­son­de­ren Be­las­tun­gen in Sa­chen Luft­qua­li­tät ist je­doch die Hanse­stadt Ham­burg als Stand­ort des dritt­größ­ten Con­tai­ner­ha­fens Eu­ro­pas aus­ge­setzt: Mehr als 9.000 Fracht- und Kreuz­fahrt­schif­fe lau­fen den Ha­fen jähr­lich an und tra­gen zum Aus­stoß von Schad­stof­fen bei. Als un­mit­tel­bar Leid­tra­gen­de der Luft­ver­schmut­zung hat die Stadt da­her re­a­giert und den Um­stieg auf LNG als Maß­nah­me in ih­rem Luft­rein­hal­te­plan auf­ge­nom­men. Bis 2025 sol­len fünf Pro­zent al­ler Hoch­see­schif­fe, die den Ha­fen an­lau­fen, auf den An­trieb mit LNG um­ge­rüs­tet sein.

Praxisbeispiel
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