Hier noch mal ein schöner Artikel zum Wandel in der Schifffahrt.
Scheinbar haben sich alle Reedereien mit der Bestellung von Scrubbern (Future Funnel) zurückgehalten - seit Beginn der Pandemie. Jedoch werden die Scrubber als effiziente und kostengünstige Übergangstechnologie angesehen bis sich die emissionsfreien Möglichkeiten komplett etabliert haben. Hoffentlich trauen sich die Reedereien bald wieder solche Investitionen zu tätigen, auch wenn offene Scrubber Systeme zu Probleme bei den Compliance Regularien führen.
Jedoch gibt es da auch geschlossene und hybride Systeme, zumindest von Teco. ;-)
Diese erfüllen die Compliance Regeln.
www.maritime-executive.com/magazine/...llion-dollar-challenge
Die Billionen-Dollar-Herausforderung
Die Schifffahrt steht vor einer Billionen-Dollar-Herausforderung: Wie schafft man den Übergang von einem kohlenstoffreichen Status quo in eine ungewisse, dekarbonisierte Zukunft? Das ist eine große Aufgabe und erfordert eine lange Liste technologischer und betrieblicher Veränderungen - und eine enorme Menge an Geld.
Die Industrie muss einen bewährten Mix aus kohlenstoffbasierten Kraftstoffen - Destillat, HFO, VLSFO und LNG - ersetzen und gleichzeitig Zuverlässigkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit aufrechterhalten. Um die Schifffahrt in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts anzutreiben, ist ein komplexes Paket maßgeschneiderter Lösungen erforderlich - jede einzelne muss auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten sein.
Batterie-elektrischer Antrieb
Für viele Betreiber von Küsten- und Binnenschiffen ist der batterieelektrische Antrieb die führende Option zur Dekarbonisierung. In Kombination mit erneuerbarer elektrischer Energie kommt der batterieelektrische Antrieb einem kohlenstofffreien, emissionsfreien Lebenszyklus näher als jede andere heute im Einsatz befindliche Option.
Lithium-Ionen-Batterien haben eine niedrige Energiedichte, was ihre Verwendung auf kurze Fahrten zwischen den Ladevorgängen beschränkt, aber sie sind mit einem chartverdächtigen Wirkungsgrad bei der Hin- und Rückfahrt gesegnet: Nahezu die gesamte Energie, die hineingeht, kommt auch wieder in nutzbarer Form heraus.
Eine wachsende Zahl von Betreibern von Passagierschiffen in Norwegen, Dänemark, Kanada, den USA, China und darüber hinaus haben vollelektrische Fähren und Freizeitschiffe eingeführt, viele weitere sind in Auftrag gegeben. Die ersten Betreiber von batterieelektrischen Frachtschiffen sind ebenfalls auf dem Weg, und sie sind Neulinge in der maritimen Industrie.
Zwei norwegische Spediteure - der Düngemittelhersteller Yara und der Lebensmitteldistributor ASKO - sind dabei, einen Teil ihrer inländischen Ladungen von der Straße auf batteriebetriebene Schiffe zu verlagern. Yaras einzigartiger elektrischer Containerfeeder Yara Birkeland wurde im November ausgeliefert, und die beiden elektrischen Frachtfähren von ASKO befinden sich derzeit im Bau.
Diese Unternehmen sind keine traditionellen Reeder, und sie kaufen keine traditionellen Schiffe. Auch ihre Schiffe werden autonom und schließlich unbemannt sein, mit automatisiertem Frachtbetrieb an beiden Enden.
Unternehmen wie diese sind die idealen Kunden für bahnbrechende elektrische/autonome Schiffsprojekte, sagt An-Magritt Ryste, Produktdirektorin für Next Generation Shipping bei Kongsberg Maritime, das die Schiffe Yara und ASKO in Zusammenarbeit mit Wilhelmsen entwickelt hat. Der Betrieb in nationalen Gewässern macht regulatorische Angelegenheiten einfacher, und feste Routen ermöglichen die Installation von Ladegeräten und unterstützender Infrastruktur an jedem Ende - plus die Möglichkeit, die Batterie und das Rumpfdesign auf eine bestimmte Aufgabe zuzuschneiden.
Diese neuartigen Schiffe werden die Kohlenstoffemissionen reduzieren, aber nicht unbedingt große Erträge bringen. "Wie bei vielen neuen Technologien bringt das Volumen eine bessere Kostenersparnis und Kapitalrendite", sagt Lars Kristian Moen, Kongsbergs Sales Director für Advanced Maneuvering & Autonomy. "Die rein finanziellen Vorteile werden also mit der steigenden Anzahl autonomer Schiffe folgen."
Optionen für die Handelsschifffahrt
Die Handelsschifffahrt verbraucht täglich etwa drei Millionen Barrel Bunkertreibstoff, was einem kontinuierlichen Energiebedarf von etwa 240 Gigawatt entspricht. Könnte man diese Leistung unverändert ins Netz einspeisen, würde sie ausreichen, um alle Kraftwerke in Deutschland auszulasten. Da dies eine enorme Menge an Strom ist, die ersetzt werden muss, sagen Experten, dass der Übergang eine höhere Effizienz und einen geringeren Bedarf an Kilometern erfordern wird.
Die größten Namen der Branche engagieren sich aktiv für diese Herausforderung, darunter Maersk (Maersk Mc-Kinney Møller Center for Zero Carbon Shipping), Lloyds Register (Maritime Decarbonization Hub), das Global Maritime Forum (Heimat der Getting to Zero Coalition) und die über 20 Schifffahrtsbanken, die die Poseidon Principles unterzeichnet haben.
Was sind also die realistischen Optionen? Windkraft kann den Antrieb ergänzen und den Treibstoffverbrauch reduzieren, wird aber nicht als alleinige Lösung gesehen. Biokraftstoffe werden einen Teil des Angebots ausmachen, sind aber mit Herausforderungen in Bezug auf Landnutzungsänderungen und Kohlenstoffemissionen während des Lebenszyklus verbunden. Der batterieelektrische Antrieb ist sehr effizient, aber die schiere Größe des Batteriepacks macht ihn für die Langstreckenschifffahrt unpraktisch.
Die dritte wichtige Option? Erneuerbare elektrische Energie, die genutzt werden kann, um Wasser durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, wodurch "grüner" Wasserstoff entsteht. Der H2 kann mit Stickstoff zu Ammoniak umgesetzt werden, das zum Antrieb von Dieselmotoren oder Festoxid-Brennstoffzellen verwendet werden kann. Dies könnte die am besten skalierbare Methode sein, um große Schiffe ohne Kohlenstoff zu bewegen, und sie ist auf dem Vormarsch.
Grünes Ammoniak
Natürlich gibt es auch Nachteile: Grünes Ammoniak gibt nur die Hälfte der Energie zurück, die für seine Herstellung benötigt wird, und ist sowohl korrosiv als auch giftig. Aber es ist möglich, genug davon an Bord zu bringen, und das ist die entscheidende Kennzahl für ein kohlenstofffreies Hochseeschiff. Maersk, MSC, NYK und CMA CGM haben alle ihr vorrangiges Interesse an der Entwicklung dieser Option bekundet.
Das klingt verlockend, aber wie kann man genug davon herstellen? Der in Hongkong ansässige Entwickler InterContinental Energy (ICE) glaubt, dass er eine bahnbrechende Lösung hat. ICE plant eine Reihe von massiven Projekten für erneuerbare Energien an Wüstenstandorten am Meer mit starkem Wind- und Solarpotenzial - ideal für die Herstellung von viel grünem Wasserstoff und grünem Ammoniak. Solaranlagen würden tagsüber Strom erzeugen und Windturbinen in der Nacht, was einen stetigen Stromfluss gewährleistet und die Wirtschaftlichkeit des Projekts verbessert. Elektrolyseure für die Wasserstoffproduktion sind teuer. Wenn genügend Strom vorhanden ist, um sie kontinuierlich zu betreiben, was mit Windkraft allein nicht möglich ist, sinken die Kapitalkosten.
Die Größenordnung der Onshore-Installationen von ICE wäre beispiellos. Das erste Projekt, das Australian Renewable Energy Hub (AREH) mit einer Leistung von 26 Gigawatt, würde ein 2.500 Quadratmeilen großes Stück Wüste in Westaustralien einnehmen. Diese gigantische 36-Milliarden-Dollar-Anlage würde etwa 10 Millionen Tonnen grünes Ammoniak pro Jahr produzieren - genug, um 200 große Containerschiffe zu betreiben, so ICE-Mitbegründerin und Geschäftsführerin Alicia Eastman.
Das ist nicht annähernd genug, um jedes Schiff zu versorgen, aber AREH ist der kleinste Vorschlag von ICE. Es plant drei größere Entwicklungen an Standorten auf der ganzen Welt. Eastman sagt, das sei nur der Anfang eines viel größeren globalen Marktes: "Wir denken, dass die Bedingungen an unseren Standorten die wettbewerbsfähigsten Preise bieten werden, aber es gibt Platz für Hunderte von anderen Projekten wie unserem, weil die Nachfrage so viel größer sein wird." (Der australische Bergbaugigant Fortescue kündigte kürzlich Pläne an, ähnliche Projekte für grünen Wasserstoff und grünes Ammoniak im Wert von 235 Gigawatt zu entwickeln, zehnmal größer als AREH).
In einem kürzlich geführten Interview im Podcast Global Optimism sagte Maersk-CEO Søren Skou, dass die führende Reederei bereits ab 2023 eine Reihe von klimaneutralen Containerschiffen bestellen wird: "Ein Schiff hat eine Lebenserwartung von 20 bis 25 Jahren, also müssen wir bis 2030 anfangen, Schiffe zu ersetzen, um 2050 bereit zu sein."
Das stimmt mit dem Zeitplan des ICE-Projekts überein, und Eastman sagt, dass die Kraftstoffversorgung bereit sein wird, wenn sie gebraucht wird: "Ich würde Schiffseigner ermutigen, Ammoniak zu verwenden, weil wir für sie da sein werden. Sie müssen sich nicht darum kümmern."
Nichtsdestotrotz könnten sich die Schiffseigner dabei ertappen, wie sie gegen die landseitige Industrie um eine endliche neue Energieversorgung bieten. Die gleichen Wasserstoffmoleküle, die für die Herstellung von Bunkertreibstoff verwendet werden könnten, könnten auch an Versorgungsunternehmen, Fluggesellschaften, Hersteller und Chemieproduzenten verkauft werden, die alle unter dem Druck stehen, sich im gleichen Zeitrahmen zu dekarbonisieren. British Airways hatte noch nie einen Bedarf an HFO, ist aber sehr an grünem Wasserstoff interessiert.
Neue Wäschertechnologie
Bis die kohlenstofffreie Technologie den letzten mit fossilen Brennstoffen betriebenen Motor verdrängt, werden Wäscher für Schiffe eine wichtige Rolle spielen - und das nicht nur für SOx-Emissionen.
Nick Confuorto, President & COO von CR Ocean Engineering, sagt, dass die Aufträge für neue Scrubber seit Beginn der Pandemie fast verschwunden sind, aber der Markt wird sich wahrscheinlich wieder erholen, wenn sich die Wirtschaftlichkeit der Verwendung von HFO verbessert. Das einzige wirkliche Hindernis könnte das Compliance-Risiko sein.
Einige Aufsichtsbehörden haben Bedenken über den Inhalt des Waschwassers von offenen Kreisläufen geäußert, das die gleichen Substanzen enthält, die normalerweise aus dem Schornstein austreten. CR Ocean hat eine neue Lösung für diese Frage - ein Oberlin-Druckfiltersystem, das fast alle Feststoffe aus dem Waschwasser entfernt, so dass ein Kuchen aus Verunreinigungen für die Entsorgung entsteht und ein weitaus saubererer Abflussstrom zurückbleibt.
Confuorto sagt, dass CR Ocean auch ein Nachbehandlungssystem entwickelt, das Feinstaub aus dem Abgas entfernt und damit eine Fähigkeit zur Schadstoffreduzierung hinzufügt, die bei Nasswäschern fehlt. Er sieht diese Investitionen als eine Möglichkeit, den zukünftigen Anforderungen voraus zu sein und sein Unternehmen auf den Wandel vorzubereiten: "Ich denke, wir können davon ausgehen, dass es irgendwann strengere Vorschriften für Waschwasser geben wird. Wir werden auch neue Kontrollen von Feinstaub und Ruß sehen, die in Europa und bei der IMO bereits diskutiert werden."
Auch das österreichische Unternehmen ANDRITZ sieht einen Wert in der gezielten Bekämpfung von Feinstaub. Sein SOx-Trockenwäscher entfernt laut Business Development Manager Rene Schoeberl 99,9 Prozent der Feinstaubpartikel aus dem Abgasstrom, darunter fast alle gesundheitsgefährdenden PM 2,5 und PM 1. Mit einem optionalen SCR-System (selektive katalytische Reduktion) kann er NOx bis auf Tier III-konforme Werte herunterwaschen.
ANDRITZ bietet zwei Optionen für die Filtration an: SeaSOx Dual Filtration (ein Trockenwäschersystem, das SOx und PM entfernt) und SeaSOx Multi Filtration (entfernt SOx, PM und NOx). Der Dual Filtration Scrubber wurde an Bord der französischen Ropax-Fähre Piana installiert, die eine regelmäßige Route zwischen Marseille und Korsika bedient.
Das System ist vorteilhaft für Schiffe, die sich in ECA-Zonen, Küstengewässern und Seehäfen aufhalten: Es wird kein Waschwasser abgeleitet, und die weitgehende Eliminierung von Feinstaub kommt den Luftqualitätszielen der Behörden entgegen.
In Zusammenarbeit mit einem nordamerikanischen Seehafen arbeitet ANDRITZ an einem auf einem Lastkahn montierten System, das eingesetzt werden könnte, um die Emissionen eines Schiffes im Hafen zu erfassen, vergleichbar mit dem "Sock-on-a-Stack"-Hauben-System, das im Hafen von Los Angeles eingesetzt wird. Die Idee ist, dass das ANDRITZ-Trockenwäscher-plus-SCR-System die drei für die Hafengemeinden wichtigsten Schadstoffe - SOx, PM und NOx - ohne Abwassereinleitung auffangen würde. Diese Lösung könnte den Hafen weniger kosten als der Bau der Infrastruktur für Landstrom, sagt Global Product Manager Martin Koller, und sie würde auch für Schiffe vor Anker funktionieren.
Technologie für den Übergang
Wie CR Ocean's Confuorto glaubt auch Koller, dass die Hersteller von Scrubbern die Möglichkeit haben, der Schifffahrt beim Übergang in eine kohlenstofffreie Zukunft zu helfen. ANDRITZ arbeitet derzeit mit einem norwegischen Forschungsteam an einem System zur CO2-Abscheidung und -Speicherung an Bord, das etwa die Hälfte des CO2 im Abgasstrom des Schiffs absorbieren und verflüssigen würde.
Jede Tonne Treibstoff erzeugt drei Tonnen CO2. Da die Lagerung des gesamten CO2 eine Menge Gewicht und Platz beanspruchen würde, hält sein Team die Abscheidung eines Teils davon für praktischer. "Natürlich glaube ich, dass die Zukunft in alternativen Kraftstoffen liegt", sagt Koller. "Wir wissen noch nicht, welcher davon die Nummer eins sein wird, und kurzfristig denke ich, dass man eine Übergangstechnologie wie die CO2-Abscheidung braucht. Meiner Meinung nach ist das sehr vielversprechend." - MarEx
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