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.

LNG reduziert den Schadstoffausstoßder Schifffahrt deutlich

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 besteht die größte Herausforderung in der weltweit gesetzlichen Vorgabe, ab 2020 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.

Umweltvorteil LNG

Weitere Umweltvorteile bestehen 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. Auch für diese Schadstoffe wird an der Einführung von Grenzwerten gearbeitet. Neben den Schwefelemissionen sind die Rußpartikelemissionen besonders hoch, da der Schwefel die Bildung großer Partikel begünstigt. Effektive Partikelfilter sind derzeit noch nicht verfügbar.

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 CO₂möglich. 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.

Einsatz von LNG in der Schifffahrt

In 2020 wurden schätzungsweise 12 Mio. t LNG als Bunkerkraftstoff verbraucht – 50 Prozent mehr als im Jahr 2012. Diese Kraftstoffmenge stand für 130 LNG-Schiffe zur Verfügung. Hinzu kamen 230 LNG-Tanker, die das Boil-off Gas als Kraftstoff nutzen. Doch trotz der hohen Energiedichte von LNG und unter Berücksichtigung der konstruktiven Besonderheit der kryogenen druckfesten Kraftstoffbehälter, fällt die speicherbare Energiemenge kleiner als bei herkömmlichen Schiffsantrieben aus.

Das erforderliche Tankvolumen wird primär von der Antriebsleistung und der Reichweite des Schiffes bestimmt. LNG eignet sich daher primär für die Binnenschifffahrt (Fracht), Passagierschiffe, Passagierfähren und Schlepper, die kürzere Strecken zurücklegen bzw. in örtlich begrenzten Gebieten verkehren und daher auch kleinere Tankvolumina benötigen. Von den weltweit rund 400 Kreuzfahrtschiffen fuhren in 2022 nur sechs mit LNG-Antrieb. Es wird erwartet, dass bis 2024 weitere 24 LNG-Kreuzfahrtschiffe folgen werden.

LNG-Kreuzfahrtschiffe Binnenschiffe mit LNG

Für die Schiffsbetankung mit LNG zur Versorgung mit Antriebs- und Bordenergie gibt es drei verschiedene Bunkerkonzepte, die sich im Bunkervolumina und in der Bunkergeschwindigkeit unterscheiden:

Truck-to-Ship: Versorgung per Lkw für eine kleine oder temporäre Versorgung
Ship-to-Ship: ortsunabhängigere und größere Kraftstoffversorgung
Shore-to-Ship: Betankung per Direktzugang zu einem stationären LNG-Tank bzw. einer LNG-Pipeline, die mit einem LNG-Terminal verbunden ist.

In Europa gibt es rund 50 LNG-Bunkerstationen für Schiffe, wovon sich einige an den LNG-Terminals befinden, die meisten davon in Norwegen, in den Niederlanden, in Spanien und Frankreich.

LNG eignet sich aber nicht nur als Kraftstoffalternative. Es kann auch als Energieversorgung im Hafen genutzt werden, indem dort das LNG für den Betrieb von Stromgeneratoren genutzt wird. Hierdurch können die schadstoffreicheren Marinegasöl betriebenen Motoren abgeschaltet werden, wodurch die Schadstoffbelastung den Häfen deutlich reduziert wird.

Bundesförderung für den Bau von LNG-Betankungsschiffen und nachhaltige Kraftstoffalternativen

Die Bundesregierung fördert über das BAFA bis 2024 den Bau von Betankungsschiffen für LNG und nachhaltige erneuerbare Kraftstoffalternativen in der Schifffahrt und trägt zur Reduzierung von Luftschadstoffen und Partikelemissionen in der Schifffahrt sowie zur Begrenzung der Folgen der COVID 19-Pandemie auf die nationale maritime Industrie bei.

Die Förderung richtet sich an Unternehmen, welche den Neubau von Betankungsschiffen bei einer Werft mit Betriebsstätte oder Niederlassung in Deutschland in Auftrag geben. Die Förderung übernimmt bis zu 40 Prozent der förderfähigen Kosten für den Neubau eines Betankungsschiffs über eine Projektlaufzeit von maximal drei Jahren. Der Fördersatz liegt bei 35 Prozent der förderfähigen Kosten, wenn die gesamten beihilfefähigen Ausgaben des Neubaus eines Betankungsschiffs bis zu 130 Millionen Euro betragen. Die Zuwendungshöchstquote wird in beiden Fällen um fünf Prozent erhöht, wenn beim Neubau eine zukünftige Umstellung zum Einsatz von besonders korrosiven Kraftstoffen wie Ammoniak oder Methanol vorbereitet wird.

Hinweis: Der zweite Stichtag, bis zu dem Anträge beim BAFA einzureichen sind, ist noch nicht bekannt. Unvollständige oder nach diesem Stichtag eingehende Anträge können erst wieder zum darauffolgend genannten Stichtag berücksichtigt werden.

Zur LNG-Bundesförderung

Wie können Kommunen zur Luftreinhaltung in Städten und Häfen beitragen?

Die europäische Binnenschifffahrt besteht aus ca. 13.500 Schiffen. Ein absoluter Schwerpunkt liegt dabei in der Rhein- und Donauregion. Dabei ist hervorzuheben, dass der Bestand besonders alt und damit auch umweltschädlich ist. In den Benelux-Staaten und Deutschland sind mehr als die Hälfte der Binnenschiffe älter als 50 Jahre. 15 Prozent sind sogar älter als 75 Jahre. 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 Binnenschiffverkehr 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.

Grenzwerte einhalten mit LNG

Eine Untersuchung der Universität Duisburg-Essen zeigt die schmutzige Bilanz der Binnenschifffahrt auf: Entlang der nordrhein-westfälischen Flüsse werden jährlich mehr als zehn Tonnen Stickoxide pro Kilometer ausgestoßen. Vor allem auf dem Rhein, Deutschlands am stärksten befahrener Wasserstraße, ist die Luftverschmutzung durch Schiffe erheblich. Ein ähnliches Bild zeigt sich auch in Berlin: Regelmäßig übertreffen die dieselbetriebenen Ausflugsdampfer hier die europäischen Grenzwerte für Stickoxide um ein Vielfaches.

2019 trat eine neue EU-Vorschrift in Kraft, die deutlich strengere Stickoxid- und Rußpartikel-Grenzwerte für Binnenschiffe vorschreibt. Jedoch gilt die Verordnung nur für neu angeschaffte Motoren, der Bestand von rund 4.000 deutschen Binnenschiffen bleibt dabei unberücksichtigt. Bei einer Erneuerungsrate von unter fünf Prozent werden die Auswirkungen dieser Verschärfung somit erst in vielen Jahren Früchte tragen.

Auch die Bundesregierung hat den Handlungsbedarf erkannt: Seit April 2007 wird der Einbau von emissionsärmeren Dieselmotoren, Partikelfiltern und Katalysatoren gefördert. Rund vier Millionen Euro standen 2017 dafür zur Verfügung. Eine der vernünftigsten Maßnahmen für schnellen Umweltschutz wird beim Modernisierungsprogramm deutscher Binnenschiffe jedoch noch nicht berücksichtigt – der umweltschonende Kraftstoff LNG. Der verstärkte Einsatz von LNG in der Binnenschifffahrt wird durch vielzählige Hemmnisse, technischer, finanzieller, regulatorischer und infrastruktureller Natur, beschränkt.

LNG-Antrieb für Binnenschiffe

LNG-Terminals sichern die Energieversorgung von Deutschland und Europa

LNG-Terminals in Deutschland

Mit der Inbetriebnahme von LNG-Terminals erhöht sich die Versorgungssicherheit in Deutschland und auch in Europa. Perspektivisch können hier Wasserstoff als Energie der Zukunft und seine Derivate angelandet werden.

Deutsche LNG-Terminals