Schiffe mit Erdgasantrieb

Nichtraucher ahoi

Von Henning Sietz
 - 16:16
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Am 1. Januar 2020 könnte eine Ära zu Ende gehen: Ab diesem Tag dürfen Schiffsabgase nur noch ein halbes Prozent Schwefel enthalten. Diese global gültige Regelung der Internationalen Schifffahrtsbehörde IMO können nur Schiffe einhalten, die entweder fast schwefelfreien Treibstoff einsetzen, eine Waschanlage (Scrubber) an Bord haben oder mit Erdgas fahren. Die neue Vorschrift hat gute Chancen, das Ende des ungeliebten Schweröls einzuleiten. Schweröl ist der Abfall, der beim Raffinieren von Rohöl übrig bleibt – eine teerähnliche, mit Schadstoffen belastete Masse, die kostengünstig über den Schiffsschornstein entsorgt wird.

Die sauberste Lösung, die IMO-Vorschrift einzuhalten, besteht darin, Schiffe mit Erdgas zu fahren. An Bord wird Erdgas als tiefgekühlte Flüssigkeit bei minus 162 Grad gebunkert, kurz „LNG“ genannt, Liquified Natural Gas. Verglichen mit Schweröl, hat Erdgas geradezu mustergültige Abgaswerte: Die Stickoxide sinken um fast 80 Prozent, die CO2-Emissionen werden um ein Fünftel reduziert, Schwefeloxide und Ruß sind gleich null. Eine Schwefel-Waschanlage und ein Katalysator sind nicht erforderlich, nur ein neuer Antrieb. Schiffe können so die kommenden IMO-Regularien erfüllen und Schutzzonen wie Ostsee und Nordsee befahren. Mit Erdgas könnte sich die Schifffahrt zum Musterknaben in Umweltfragen mausern. Die Schiffe hätten keine schwarzen Rauchfahnen mehr.

Schiffsmotoren für den alternativen Kraftstoff sind jedoch teuer und wurden bisher eher zurückhaltend eingesetzt. Die ersten Schiffe, die mit LNG als Treibstoff fuhren, waren Flüssiggastanker – aus naheliegenden Gründen. Selbst bei minus 162 Grad verdunstet in den aufwendig isolierten Tanks ständig LNG, „Boil-off-Gas“ genannt. Es erhöht den Druck im Innern des Tanks und muss regelmäßig abgeleitet werden. Das Gas wurde daher in den eigenen Motoren als zusätzlicher Treibstoff verbrannt. Die nächsten Kandidaten waren Fähren und Offshore-Versorgungsschiffe, vor allem in Skandinavien. Auch das hat seinen Grund: Fähren pendeln zwischen A und B, der Nachschub mit LNG lässt sich relativ einfach organisieren, vor allem in Norwegen, das eine Verflüssigungsanlage unterhält und daher auch Offshore-Versorgungsschiffe beliefern kann. Die übrigen Sparten der Schifffahrt warteten ab, die Umstellung auf den neuen Kraftstoff erschien zu schwierig, vor allem die Logistik.

Die LNG-Technik an Bord ist inzwischen fast ausgereift. Die Motorenhersteller haben in den vergangenen Jahren eine ganze Palette von Gasmotoren entwickelt, meist „Dual-Fuel-Motoren“, als Zwei- und Viertakter, die mit Schweröl, Marinediesel und Erdgas fahren können. Die Umstellung von Marinediesel auf Gas erfolgt per Knopfdruck und dauert eineinhalb Minuten, umgekehrt geht der Wechsel von Gas auf Marinediesel in Sekunden vor sich. In kleineren Motoren können Zündkerzen verwendet werden, bei Großmotoren jedoch ist die Technik noch nicht so weit: Um das Luft-Gas-Gemisch zu zünden, wird Marinediesel injiziert, der sogenannte Zündstrahl explodiert bei der Kompression und setzt das Gas in Brand.

Die erforderliche Technik rund um die Gasmotoren ist recht aufwendig. Braucht man bei herkömmlichen Antrieben außer den Tanks für Schweröl nur Pumpen und ein Heizsystem sowie den Tagestank für den aufbereiteten Treibstoff, so sind bei Gasmotoren zahlreiche Aggregate und Anlagen nötig. Diese sind außer den Motoren eine Bunkerstation mit Leitungen und Anschlüssen, das Tanksystem, weiterhin eine Gasanlage mit Verdampfer und Rückverflüssiger samt Kompressor, eine Gasregulierungsanlage für die Motoren sowie ein System, das den Druck aus den Tanks nimmt, sollte das Schiff einmal über Wochen auf Reede liegen. Der Fachbegriff hierfür ist Abblasen. Allein die Tanks sind eine teure Angelegenheit: In kleinere Schiffe werden doppelwandige, vakuumisolierte Behälter eingebaut, bei größeren Schiffen Drucktanks mit einer Isolierung von 250 bis 350 Millimetern Wandstärke. Ist so ein Tank erst einmal auf minus 162 heruntergekühlt, hält er die Kälte – vorausgesetzt, er wird ständig genutzt – über Jahrzehnte.

Dazu kommen Kosten für Tanks und Anlagentechnik

Die neue Technik treibt die Anschaffungskosten in die Höhe. Ein Dual-Fuel-Zweitakt-Schiffsmotor ist etwa 20 Prozent teurer als ein vergleichbarer Dieselmotor, dazu kommen die Kosten für Tanks und die Anlagentechnik. „Die Mehrkosten sind je nach Schiffstyp sehr verschieden, bei einem kleinen Frachtschiff kommt man auf 10 bis 15 Prozent Mehrkosten“, schätzt Gerd-Michael Würsig, beim Schiffs-TÜV DNV-GL der Fachmann für alternative Treibstoffe. Ein weiterer Kostenfaktor ist der Platzbedarf. Schweröl und LNG haben nach Gewicht ungefähr den gleichen Energiegehalt, nicht jedoch nach Volumen. Eine Tonne LNG hat das zweieinhalbfache Volumen von Schweröl. „Rechnet man die starke Isolierung der Drucktanks hinzu, kommt man auf das Dreifache“, berichtet Gerhard Untiedt, LNG-Fachmann der Meyer-Werft in Papenburg. Ein Reeder bezahlt also den sauberen Antrieb auch mit verlorenem Schiffsraum, seien es Kabinen oder Laderaum.

Eine ganze Reihe von Schiffseignern hat dies nicht davon abgehalten, auf die neuen Antriebe zu setzen. Von den rund 60 000 Schiffen über 500 Tonnen, die über die Weltmeer fahren, sind etwa 750 mit Gasmotoren ausgerüstet, hinzu kommen etwa 200 Fracht- und Passagierschiffe, die zurzeit gebaut werden. Seit Anfang des neuen Jahrtausends wurde eine Reihe von Fähren für den Bedarf in Norwegen gebaut. Einer der Pioniere war der Tanker „Bit Viking,“ den der Motorenhersteller Wärtsilä 2010 auf Zweistoffbetrieb (Dual Fuel) umstellte. Dabei wurden die Hauptmaschinen auf 50-Zentimeter-Bohrung erweitert, die Zylinderköpfe mussten ausgetauscht werden, um zusätzlich Leitungen für Gas aufzunehmen zu können. Wesentlich umfangreicher war der Einbau von zwei LNG-Pacs – zwei vakuumisolierten Tanks mit je 500 Kubikmetern auf dem Hauptdeck, ausreichend für zwölf Tage Fahrt. Die norwegische Reederei Fjord Line hat seit Jahren die RoPax-Fähren „Stavangerfjord“ und „Bergensfjord“ mit reinen Gasmotoren von Rolls-Royce in Betrieb. Im Hamburger Hafen liefert die „Hummel“ einen besonderen Service: Die LNG-Barge legt neben Kreuzfahrtschiffen an und liefert während der gesamten Liegezeit Strom zur Energieversorgung des Schiffes. Seine Dieselmotoren kann das Schiff abstellen. Erster Bau eines deutschen gasgetriebenen Hochseeschiffes war 2016 die Fähre „Helgoland“, ausgestattet mit zwei Dual-Fuel-Motoren. Beim Kreuzfahrtschiff „Aidaprima“ hat sich die Reederei Aida Cruises eine Sonderlösung ausgedacht: Auf See wird zwar mit Marinediesel gefahren, samt Scrubber, doch in fünf europäischen Häfen pumpt ein Tankwagen LNG auf das Schiff, direkt in einen Dual-Fuel-Motor, der über den angeschlossenen Generator umweltfreundlich Strom erzeugt.

Deutschland hat kein Terminal dieser Art

Der Knackpunkt bei jedem Schiff mit Gasmotoren ist die simple Frage: Woher kommt der Stoff? Größter Produzent von flüssigem Erdgas ist Qatar. Die Vereinigten Staaten von Amerika und Australien bauen zurzeit große Anlagen auf, in Norwegen gibt es ebenfalls mehrere große Verflüssiger. Tanker mit einer Kapazität von 130 000 bis 270 000 Kubikmetern transportieren das LNG zu sogenannten Import-Terminals, zum Beispiel in Rotterdam, wo es in großen Tanks gelagert wird. Deutschland hat kein Terminal dieser Art. „Ein LNG-Import-Terminal zu bauen ist eine langfristige Großinvestion“, versichert Würsig. „In Wilhelmshaven ist seit langem ein LNG-Terminal geplant. In Brunsbüttel gibt es zurzeit ebenfalls Planungen, das Genehmigungsverfahren läuft bereits.“ Ob es dazu kommt, ist ungewiss, schließlich importiert Deutschland Erdgas aus Russland über Pipelines und will die Ostsee-Pipeline ausbauen – ein Streitpunkt innerhalb der Europäischen Union. „Ein LNG-Terminal allein für die Schifffahrt zu bauen, ist angesichts Hunderter Millionen Euro Baukosten aber zu teuer.“

Bleibt also Rotterdam. Kleinere Schiffe wie die „Helgoland“ oder die LNG-Barge „Hummel“ im Hamburger Hafen werden mit Tanklastwagen aus Holland beliefert. 40 bis 50 Kubikmeter LNG fasst ein Truck, für kleine Schiffe reicht das. Schon schwieriger ist das Betanken von Feederschiffen, kleinen Containerfrachtern für die Ostsee, die Tanks von 200 bis 300 Kubikmetern haben. „Schiffe für größere Entfernungen werden Tanks zwischen 1000 und 2000 Kubikmetern haben, große Containerfrachter sogar Tanks zwischen 5000 und 10 000 Kubikmetern“, sagt Gerd-Michael Würsig. „Solche Riesen mit Hilfe von Trucks zu bebunkern, wie man an der Küste sagt, wäre nicht praktikabel.“

6500 Kubikmeter LNG kann sie fassen

Die Lösung sind Bunkerschiffe, die am Schiff anlegen und LNG in die Tanks pumpen. Kein einziger Hafen in Deutschland hat eines, obwohl die Branche seit Jahr und Tag LNG-Bunkerschiffe einfordert – mit staatlicher Unterstützung, versteht sich. Staatliche Beihilfen für den Bau von LNG-Antrieben gibt es seit Beginn des Jahres. Ob das reicht, ein Bunkerschiff zu betreiben, ist fraglich. Gerd-Michael Würsig vom DNV-GL sieht es gelassen: „Wenn in Hamburg 15 bis 20 Seeschiffe liegen, die LNG brauchen, wird es in Hamburg ein Bunkerschiff geben.“ Bis es so weit ist, muss ein jeder, der in Hamburg oder Bremerhaven große Mengen Flüssiggas braucht, ein Bunkerschiff aus Rotterdam ordern, wo mehrere dieser Tanker liegen, die bei Bedarf Hamburg ansteuern. „Das sind kleine, seetüchtige Tanker, in einem Tag sind die da.“ Das jüngste ist die „Cardissa“ von Shell, die mit knapp 120 Metern Länge und über 19 Metern Breite schon ein veritabler Tanker ist. 6500 Kubikmeter LNG kann sie fassen. Ein anderes Problem sind die Sicherheitsvorschriften: Jeder Hafen hat seine eigenen. „Das ist völlig kontraproduktiv“, klagt Gerhard Untiedt. „Das wäre so, als wenn jede Stadt in Deutschland ihre eigene Straßenverkehrsordnung hätte. Es wäre am besten, wenn Brüssel das für ganz Europa regeln würde.“

Dem Logistik-Problem zum Trotz haben inzwischen einige Kreuzfahrtreeder Gefallen an den neuen Antrieben gefunden. Elf Kreuzfahrtschiffe sind zurzeit weltweit im Bau, die auf Erdgas setzen. So hat die Reederei Aida Cruises zwei neue Kreuzfahrtschiffe mit Gasmotoren bei der Meyer-Werft im Papenburg bestellt. Die „Aidanova“, die im Herbst 2018 abgeliefert werden soll, wird wohl das erste Kreuzfahrtschiff der Welt sein mit einem Gasantrieb. Aida Cruises hat mit Shell einen Vertrag abgeschlossen, der die Versorgung mit LNG zu den gewünschten Zeiten und in vorgegebenen Häfen garantiert.

Aber auch Kreuzfahrtschiffe müssen Marinediesel mitführen. Zum einen wird der Dieselkraftstoff zur Zündung des Luft-Gas-Gemischs gebraucht, zum anderen ist Marinediesel die eiserne Reserve im Notfall. Kreuzfahrtschiffe unterliegen dem ehernen Gesetz des „Safe return to port“.

Bei einem Schaden des Antriebs wäre die sichere Rückkehr in den nächsten Hafen auch mit zwei Gasanlagen möglich. Die müssten aber getrennt gebaut werden, eine vorn im Schiff, eine hinten. Bei Diesel ist man da viel flexibler. Mit Hilfe der Dual-Fuel-Motoren und des Dieselkraftstoffs kann man im Falle eines Falles die Energieversorgung herstellen. Insofern sind Gasantriebe mit Dual-Fuel-Motoren kein fauler Kompromiss, sondern schlicht eine flexible Lösung, die Sicherheit garantiert.

Es spricht also einiges für LNG als Kraftstoff der Zukunft in der Schifffahrt, an erster Stelle der Preis. Der Preis für LNG orientiert sich in Europa am Erdgas, dazu kommt ein Aufschlag für den Transport. Flüssiggas ist etwas teurer als Schweröl und billiger als Marinediesel. Doch dass es mit dem Schweröl nach dem 1. Januar 2020 vorbei sein wird, mag Gerd-Michael Würsig nicht so recht glauben. „Ob LNG sich durchsetzt auf dem Markt, hängt sehr stark davon ab, was mit dem Schweröl passiert. Die Ölraffinerien könnten schwefelarmes Schweröl anbieten, aber zu welchem Preis? Und wie steht dieser Preis im Verhältnis zum LNG? Kjeld Aabo vom Motorenhersteller „MAN Diesel & Turbo“ in Kopenhagen äußerte auf einem Workshop über Kraftstoffe die Ansicht, dass das kommende Jahrzehnt eine Zeit der Unsicherheit sein werde bis Gewinner und Verlierer der Kraftstoffe feststünden.

Quelle: F.A.Z.
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