Friederike Dahlke, M. Sc., Dipl.-Ing. Benjamin Friedhoff, Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e.V., Duisburg
Um die vereinbarten Ziele hinsichtlich der Verzögerung des Klimawandels und der Reduktion der Schadstoffemissionen im Transportsektor zu erreichen, strebt die Europäische Union eine Stärkung des innereuropäischen Schiffsverkehrs an. Dies betrifft sowohl die so genannten Short-Sea Verkehre, als auch die Binnenschifffahrt. Ein Binnenschiff entlastet den Straßenverkehr um rund 40 bis 180 LKW. Obwohl auf dem Niederrhein im Jahresmittel bereits ca. 550 Schiffe pro Tag passieren, existieren auf den meisten Wasserstraßen noch erhebliche Kapazitätsreserven. Frachtschiffe sind bekannt für ihre exzellente Energieeffizienz. Jedoch holen die Verkehrsträger Straße und Schiene hinsichtlich der CO2-Äquivalente stark auf und werden diesen Trend in den kommenden Jahrzehnten unter anderem unter dem Druck des Klimaübereinkommens von Paris fortsetzen. Daher sind erhebliche Anstrengungen in der Schifffahrt erforderlich, um die Position als umweltfreundlichstes Transportmittel zu halten. Die extreme Langlebigkeit von Binnenschiffen – das mittlere Alter deutscher Frachtschiffe in der Binnenflotte beträgt zur Zeit 45 Jahre – führt zu überproportionalen Emissionen von Feinstaub und Stickoxiden und erschwert die Implementierung von Innovationen. Gemäß der EU-Verordnung 2016/1628 treten ab 2019/2020 für Binnenschiffsantriebs- und -nebenaggregate, die neu in Verkehr gebracht werden, erheblich verschärfte Abgasvorschriften in Kraft. Die neuen Grenzwerte können Gasöl Motoren nach jetzigem Stand der Technik nur mit einer aufwändigen Abgasnachbehandlung mit Partikelfilter und SCR-Anlage einhalten. Dies verstärkt zusätzlich das Interesse am Einsatz von neuen Kraftstoffen und Energieträgern wie Batterien in der Binnenschifffahrt. Im Rahmen des Vortrags werden mögliche Energieträger für die Binnenschifffahrt von Morgen einschließlich einer Bewertung ihrer Eignung speziell für die Binnenschifffahrt vorgestellt. Diese Bewertung umfasst beispielsweise die Verfügbarkeit, die Ökobilanz, das Handling, die volumetrische und gravimetrische Energiedichte sowie die Anforderungen an die Infrastruktur. Auch sind Umbau / Einbau / Betriebskosten gerade in der Binnenschifffahrt, wo häufig kleine Unternehmen und Partikuliere agieren, ein kritischer Punkt. Hierzu werden die bisherigen Fördermöglichkeiten für die Nutzung neuer Energieträger aufgeführt. Um einen Überblick über konkrete Anwendungsfälle und Studien zu geben, werden zudem Beispiele aus der Praxis sowie aus aktuellen Forschungsprojekten des DST gezeigt.
In order to achieve the agreed objectives of delaying climate change and reducing pollutant emissions in the transport sector, the European Commission aims to strengthen European waterway shipping. This applies to both short-sea and inland waterway transport. Each inland waterway vessel relieves road traffic by around 40 to 180 trucks. Although on the Lower Rhine around 550 ships pass through every day on average, there are still considerable capacity reserves on most waterways. Cargo ships are well-known for their excellent energy efficiency. However, road and rail transport are catching up in terms of pollutant emissions and will continue this trend in the coming decades under pressure from the Paris Climate Convention. Therefore, considerable efforts are required in shipping to maintain the position as the most environmentally friendly means of transport. The extreme long life-cycle of inland waterway vessels – the average age of German cargo ships in the inland fleet is currently 45 years – leads to disproportionately high emissions of particulate matter and nitrogen oxides and makes it difficult to implement innovations. In accordance with EU Regulation 2016/1628, considerably stricter emissions regulations will come into force in 2019/2020 for inland waterway main engines and auxiliary units newly installed. According to the current state of the art, gas oil engines with more than 300 kW power can only comply with the new limit values by means of complex after-treatment of exhaust gases with particle filter and a SCR system. This also increases interest in the use of new fuels and energy carriers like batteries in inland navigation. The presentation includes potential energy sources for inland navigation of tomorrow and assesses their suitability specifically for this application. The evaluation includes, for example, availability, life cycle assessment, handling, volumetric and gravimetric energy density and infrastructure requirements. Conversion / installation and operating costs are also a critical point, especially in inland navigation, where small companies and barge operators are common ship owners. For this purpose, the currently available funding possibilities for the use of new energy sources are listed. In order to give an overview of concrete applications and studies, examples from practice as well as from current research projects of the DST are shown.