Internationales Verkehrswesen (71) 4 | 2019 58 Status quo und Entwicklung in-der Seeschifffahrt Container- und Kreuzfahrtschiffe im Fokus einer ökologischen Betrachtung Schifffahrt, Kreuzfahrtschiff, Containerschiff, Emissionen, Umweltauswirkungen, Schweröl Seit Jahren verzeichnet die Seeschifffahrt starke Wachstumsraten. Auch zukünftig sollen immer mehr und immer größere Schiffe auf den Weltmeeren unterwegs sein, welche sowohl ökologische als auch gesundheitliche Beeinträchtigungen verursachen. Die in der Öffentlichkeit viel diskutierten, jedoch oftmals nicht ausreichend differenzierten Schiffsemissionen sollen in diesem Artikel auf Basis einer umfangreichen Literaturrecherche detailliert betrachtet sowie wirksame Maßnahmen zur Emissionssenkung aufgezeigt werden. Die Unterscheidung des globalen Güter- und Personenverkehrs anhand von Container- und Kreuzfahrtschiffen steht im Fokus der Betrachtung. Leandra Hanebrink, Ines Sturz, Dieter Uckelmann S chiffe werden seit jeher für den Personen- und Gütertransport eingesetzt. Heute erfolgt dieser durch etwa 90.000 Fracht- und Containerschiffe, die für etwa 90 % des Weltgütertransportes verantwortlich sind. Für Urlaubsreisen sind knapp 500 Kreuzfahrtschiffe unterwegs [1, 2]. Seit Jahren verzeichnet der weltweite Seeverkehr jährliche Wachstumsraten von 2 bis 3 % [1]. Auch für die kommenden Jahre wird eine steigende Schiffsanzahl und -größe prognostiziert [3]. Dieser Anstieg ist aus diversen Gründen mit erheblichen Umweltbeeinträchtigungen verbunden. Die folgenden Abschnitte sollen diese Ursachen und Auswirkungen genauer beleuchten und, wo möglich, Unterschiede zwischen Güter- und Personentransport am Beispiel von Container- und Kreuzfahrtschiffen aufzeigen. Dass es sich hierbei um zwei Transportmittel mit stark abweichender Transportfunktion handelt, muss bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden. Die Informationen des vorliegenden Artikels wurden anhand von Literaturrecherchen herausgearbeitet und die wesentlichen Inhalte mit Fokus auf die Unterscheidung von Container- und Kreuzfahrtschiff zu einem Gesamtbild zusammengestellt. Bei der Datenanalyse konnte festgestellt werden, dass nur wenige vergleichbare Datenerhebungen zu Container- und Kreuzfahrtschiffen verfügbar sind. Kreuzfahrt- und Containerschiff in der öffentlichen Debatte Schiffe werden in der Öffentlichkeit zumeist als höchst umwelt- und klimaschädlich angesehen [4]. Solche Pauschalaussagen greifen jedoch zu kurz. In dieser Debatte ist es von entscheidender Bedeutung, ob über Foto: Jürgen Sieber | pixabay LOGISTIK Seeschifffahrt Internationales Verkehrswesen (71) 4 | 2019 59 Seeschifffahrt LOGISTIK Luftschadstoff- oder Treibhausgasemissionen gesprochen wird. Bezogen auf den Ausstoß von Treibhausgasen ist der Schiffstransport pro Tonnenkilometer (tkm) wesentlich energieeffizienter als der Land- oder Lufttransport. So stößt ein LKW bspw. 238,3 g CO 2 pro tkm, ein Containerschiff lediglich 15,1 g CO 2 aus [5]. Insgesamt werden nur 3 % des globalen Kohlendioxid-Ausstoßes von Schiffen verursacht. Verglichen mit einer weltweiten Transportleistung von 90 % stellen diese Emissionswerte nicht die Hauptproblematik der Schifffahrt dar. Diese liegt vielmehr im Bereich der emittierten Luftschadstoffe. Dazu zählen im wesentlichen Schwefeloxid (SO x ), Stickstoffoxid (NO x ) und Partikel. Aufgrund des verwendeten Treibstoffes, der eigentlich als Sondermüll entsorgt werden müsste, stoßen Schiffe eine hohe Anzahl dieser umweltschädlichen Emissionen aus. Es handelt sich dabei um Schweröl, welches bei Erdölraffinerien als Abfallprodukt übrigbleibt und daher besonders günstig erworben werden kann [2]. Im Vergleich zu einem Containerschiff handelt es sich bei einem Kreuzfahrtschiff um weit mehr als nur ein Transportmittel. Der Energieverbrauch eines Kreuzfahrtschiffs entspricht dem einer Kleinstadt, was vor allem die Treibhausgasemissionen stark erhöht [2]. Bei einer zweiwöchigen Mittelmeerkreuzfahrt werden pro Person bspw. 3,5 t CO 2 ausgestoßen [6]. Dazu kommt, dass Kreuzfahrten oftmals in Verbindung mit Flugreisen zum jeweiligen Hafen und wieder zurück zum Heimatort stehen. Damit kann bereits eine Woche Urlaub auf einem Kreuzfahrtschiff das CO 2 -Jahresbudget einer Person schnell übersteigen [7]. Die globalen Auswirkungen der Kreuzfahrtindustrie halten sich aufgrund der geringen Anzahl von Kreuzfahrtschiffen im Vergleich zur Schifffahrt weltweit aktuell trotzdem noch in Grenzen. Jedoch liegen Kreuzfahrten viel mehr im öffentlichen und medialen Interesse als Gütertransporte, was auch auf die enormen Wachstumsraten der Kreuzfahrtbranche in den letzten Jahren zurückzuführen ist [8]. Auswirkungen von Schiffslärm Sowohl Containerals auch Kreuzfahrtschiffe sind für einen Großteil des Hintergrundlärms unter Wasser verantwortlich. Der entstehende Schall breitet sich, anders als an Land, schneller und über kilometerweite Entfernungen aus. Besonders in tiefen Frequenzbereichen (10 bis 300 Hz) wird auf der Nordhalbkugel Unterwasserlärm durch die Seeschifffahrt verursacht, sodass der lokale Hintergrundschallpegel um 20 bis 30- dB auf über das Zehnfache angestiegen ist. Dieser Unterwasserlärm vertreibt Meerestiere aus ihren Lebensräumen und beeinträchtigt deren Hörsinn und Überlebenswahrscheinlichkeit [1]. Wasserverschmutzung Tankerunfälle und Ölverschmutzungen durch Schiffskatastrophen belasten die Meeresumwelt schwer. Auch in der Containerschifffahrt kann der Transport von mit Gefahrgut beladenen Containern die Umwelt gefährden. Schätzungen zufolge gehen jährlich 500 bis 1.000 Container in der südlichen Nordsee wegen Kollissionen oder schweren Unwettern über Bord [9]. Kreuzfahrtschiffe verursachen trotz ihres geringen Anteils schätzungsweise 24 % des weltweit anfallenden Schiffsabfalls aufgrund des bordseitigen Hotelbetriebs. Pro Tag fallen zwischen ein und drei Kilo Müll pro Passagier an [10]. Aufgrund von fehlenden Lagerkapazitäten, besonders an Bord von Kreuzfahrtschiffen, werden große Mengen an Lebensmittelabfällen in das Meer eingeleitet. Zudem besteht das Problem, dass die Müllentsorgungsgebühren in einigen Anlaufhäfen höher sind als die sich bei Verstößen ergebenden Strafzahlungen. Hinzu kommt die Tatsache, dass bei Schiffsneubauten noch nicht zwingend vorgeschrieben wird, eine Müllverbrennungsanlage einzubauen [11]. Nach Angaben der See-Berufsgenossenschaft fallen auf einem Kreuzfahrtschiff täglich 70 l Schwarzwasser (fäkalienhaltiges Abwasser) sowie 270 l Grauwasser (fäkalienfreies Abwasser) pro Person an. Bei Containerschiffen ergeben sich etwas niedrigere Werte. Da die eingeleitete Abwassermenge im direkten Verhältnis zur daraus resultierenden Umweltbelastung steht, tragen Kreuzfahrtschiffe aufgrund der hohen Passagierstärke jedoch in besonderem Maße dazu bei. Eingeleitete Schiffsabwässer sind besonders bei warmen Wassertemperaturen gefährlich, was eine beschleunigte Bildung von Bakterien und eine Eutrophierung zur Folge hat [12]. Lediglich neuere Kreuzfahrtschiffe verfügen über moderne Systeme, um die an Bord entstehenden Abwässer vollständig zu behandeln [10]. Schweröl und seine Folgen Schiffsabgase sind oft als Rauch zu erkennen, treten jedoch auch unsichtbar und geruchlos auf und können bis zu 400 km ins Landesinnere ziehen [2, 13]. Letzteres trifft für knapp 70 % aller Schiffsemissionen weltweit zu, welche die Luftqualität der Hafenstädte und Küstenregionen stark belasten. Laut den Forschungsergebnissen des Center for Energy, Environment and Health verursachen Schiffsemissionen jährlich etwa 50.000 vorzeitige Todesfälle in Europa [3]. Die bei der Verbrennung von Schweröl emittierten, hochgiftigen Luftschadstoffe schädigen die Umwelt und die menschliche Gesundheit am stärksten [13]. Der zugelassene Schwefelgehalt von Schiffskraftstoffen ist mit 3,5 % rund 3.500-mal höher als im Straßenverkehr [14]. In Emissionssondergebieten, wie Nord- und Ostsee sowie in Häfen der EU (ab einer Hafenliegezeit von über zwei Stunden) liegt dieser Grenzwert bereits bei 0,1 % und wurde von der International Maritime Organization (IMO) im Marpol-Abkommen weltweit auf 0,5 % ab 2020 Hafen Venedig Foto: Filip Filipović-pixabay Internationales Verkehrswesen (71) 4 | 2019 60 LOGISTIK Seeschifffahrt abgesenkt [14, 15]. Trotz der hohen Schadstoffemissionen werden 70 % aller Schiffe mit Schweröl betrieben. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass sich die Kosten für Schiffsdiesel fast auf das Doppelte belaufen [14]. Ein Containerschiff der Mittelklasse mit einer Ladungskapazität von 12.000 TEU weist bei voller Ladung einen Verbrauch von 300 t Schweröl pro Tag auf [5]. Im Vergleich dazu verbrauchen große Kreuzfahrtschiffe mit über 6.700 Passagieren und 2.100 Besatzungsmitgliedern etwa ein Drittel mehr Kraftstoff. Das liegt daran, dass Kreuzfahrtschiffe einen wesentlich höheren Energiebedarf haben - nämlich bis zu 10 MW Strom täglich [8]. Nur etwa die Hälfte der Energie wird für den Antrieb benötigt, die andere Hälfte für den Betrieb des Schiffes. Im Gegensatz zu Containerschiffen, die ihre Motoren im Hafen abstellen, müssen Kreuzfahrtschiffe ihren Bordbetrieb während der Liegezeit aufrechterhalten. Diese beträgt durchschnittlich rund 40 % der gesamten Reisedauer. Die dort ausgestoßenen Schadstoffe wirken sich wesentlich stärker auf die Bevölkerung aus, da am Hafen gelegene Städte diesen Emissionen direkt ausgesetzt sind [10, 13]. Aufgrund der Umweltverschmutzungen durch die Seeschifffahrt in Europa ergibt sich jedes Jahr ein Schadenswert von 58 bis 65 Mrd. EUR. Davon werden 600 Mio. EUR von Kreuzfahrtschiffen verursacht [13]. Tabelle 1 zeigt einen Überblick über die wichtigsten Schadstoffe und deren Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit. Rund 7 % (7,5 bis 11,5 Mio. t) der weltweiten SO x -Emissionen sowie 13 % (9,3 Mio. t) des globalen NO x -Ausstoßes sind auf die Seeschifffahrt zurückzuführen [12]. Rußpartikel sind aufgrund ihrer schwarzen Färbung maßgeblich für die Erwärmung der Arktis verantwortlich, weshalb Polar-Kreuzfahrten besonders kritisch anzusehen sind. Im Jahr 2000 erzeugte der weltweite Schiffsverkehr 1,67 Mio. t Rußpartikel [3]. In einer Studie aus dem Jahr 2011 wurden die Schadstoffemissionen verschiedener Schiffstypen in Europa gemessen und gegenübergestellt [16]. Die Ergebnisse für Container- und Kreuzfahrtschiffe sind im Folgenden tabellarisch (Tabelle 2) zusammengefasst. Vergleicht man die Emissionen der beiden Schiffstypen mit dem gesamten europäischen Schadstoffausstoß, wird deutlich, dass die Kreuzfahrt einen verhältnismäßig kleinen Anteil dazu beiträgt. Berücksichtigt man jedoch den zurückgelegten Seeweg, weisen Kreuzfahrtschiffe durchschnittlich einen höheren Schadstoffausstoß pro Kilometer auf als Containerschiffe, da diese mit rund 131 Mio. km knapp das Zehnfache an Strecke im Jahr zurücklegen [16]. Technische Maßnahmen für eine ökologieorientierte Seeschifffahrt Da der Schadstoffausstoß von der Motorart und -steuerung sowie vom eingesetzten Kraftstoff des Schiffes abhängig ist, kann dieser durch die Kraftstoffqualität sowie durch verschiedene technische Maßnahmen kurz- und mittelfristig gezielt reduziert werden [3, 12]. Mit Blick auf Umweltschutz-Projekte deutscher Reedereien kann festgestellt werden, dass einige Reeder bereits in verschiedenen Ansatzpunkten aktiv sind [17]. Im Folgenden werden ausgewählte technische Entwicklungen in den Bereichen Schiffsantrieb, Landstromversorgung und Schiffsbau vorgestellt. Schiffsantrieb Um die Luftverschmutzung einzudämmen, wird ein Wechsel auf einen umweltverträglicheren Treibstoff (z.B. Dieselkraftstoff mit 0,005 % Schwefelgehalt) vorausgesetzt. In kombiniertem Einsatz mit geeigneter Abgastechnik, wie Rußpartikelfilter und Selective Catalytic Reduction (SCR)-Katalysatoren, lassen sich Emissionseinsparungen von Stickoxid um 97 % und von Ruß um 99 % erreichen. Auch die Mehrkosten pro transportiertem Produkt würden kaum ansteigen: Ein T-Shirt bspw. würde zwei Eurocent Mehrkosten verursachen [5]. Bei Kreuzfahrtschiffen würden sich Mehrkosten in Höhe von 15 EUR pro Tag und Passagier Auf der Elbe bei Hamburg Foto: Michael Zöllner | pixabay Schadstoff EU (Mio. t) Containerschiff (Mio. t) Anteil (%) Kreuzfahrtschiff (Mio. t) Anteil (%) SO x 1,2 0,41 34,2 0,04 3,3 NO x 3,0 0,9 30,0 0,1 3,3 Partikel 0,2 0,059 29,5 0,007 3,5 Tabelle 2: Schiffsemissionen von Container- und Kreuzfahrtschiffen [13] Schadstoff Umweltbeeinträchtigungen Gesundheitliche Beeinträchtigungen Schwefeloxid (SO x ) ● Saurer Regen ● Schädigung pflanzlicher Vegetation ● Reizung der Atemwege ● Erhöhte Sterblichkeitsrate in Küstenregionen Stickstoffoxid (NO x ) ● Versauerung von Böden und-Gewässern ● Überdüngung ● Reizung der Atemwege (Vorläufer von bodennahem Ozon) ● Herz-Kreislauf- und Lungenerkrankungen Partikel (insb. Rußpartikel) ● Nach CO 2 größter Treiber des-Klimawandels ● Herz- und Lungenerkrankungen ● Chronische Bronchitis ● Krebs-, Asthma- und Demenzerkrankungen Tabelle 1: Auswirkungen von Schadstoffen auf Umwelt und Gesundheit [1, 3, 15] Internationales Verkehrswesen (71) 4 | 2019 61 Seeschifffahrt LOGISTIK ergeben [8]. Im Gegensatz zu Rußpartikelfiltern, die in der Seeschifffahrt bislang nur selten verwendet werden, sind Katalysatoren bereits bei knapp 500 Schiffen weltweit im Einsatz [18]. Eine Alternative stellt der Einsatz von Flüssiggas (LNG) dar. Dadurch können Schwefeloxid- und Rußemissionen vollumfänglich vermieden und Stickoxid-emissionen stark reduziert werden [5]. Dennoch geht ein erhöhter Energiebedarf für die Lagerung und den Transport von LNG sowie ein Entweichen des Treibhausgases Methan bei der Förderung und dem Transport von LNG einher. Dies führt dazu, dass LNG sogar klimaschädlicher sein kann als herkömmlicher Treibstoff [3]. Landstromversorgung Eine Landstromversorgung bietet die Möglichkeit der Stromversorgung von Kreuzfahrtschiffen über Stromanschlüsse an den Liegeplätzen, wodurch die Motoren während der Liegezeit abgeschaltet werden können. Derzeit liegen jedoch unterschiedliche Stromspannungen auf den Schiffen und an Land vor, sodass die jeweils landseitig und bordseitig standardisierten Vorrichtungen gegensätzlich sind. Nachrüstungen sind aus Kostengründen wenig attraktiv. Weiterhin ist zu beachten, dass eine schwankungsfreie Deckung des Strombedarfs und das Speisen des Stroms aus erneuerbaren Energien sichergestellt werden muss, um die Umwelt zu entlasten [3]. Schiffbau In den letzten Jahren haben besonders deutsche Reeder einige Optimierungsmaßnahmen und -projekte im Schiffbau ergriffen. Dazu zählen z. B. IT-Systeme und Software zur Senkung des Energiebedarfs von Kühlcontainern oder zur Routenoptimierung. Weiterhin werden schadstofffreie Lacke zum Schutz der Meeresumwelt eingesetzt. Auch Optimierungen des Rumpfdesigns ermöglichen, dass bei einer 9.000-TEU-Klasse täglich 90 t weniger CO 2 ausgestoßen werden können [13]. Politische Maßnahmen Politische Maßnahmen, welche die Unternehmen zu ökologischem Handeln auffordern und lenken sollen, lassen sich nur schwierig umsetzen. Grund hierfür sind die breitgefächerten Interessenslagen des gesamten globalen Schifffahrtmarktes [9]. Hinzu kommt, dass es sich aufgrund des internationalen Verkehrsträgers schwierig gestaltet, nationale Maßnahmen im Umweltschutz durchzusetzen [1]. Auch am Beispiel der internationalen Emissionsregulierungen ergibt sich eine bedeutende Schwachstelle in der Hinsicht, dass die Einhaltung der Grenzwerte kaum überprüft werden kann [10]. Anstatt die Regulierungen zu verschärfen, wurde der Seefahrtssektor im Jahr 2015 sogar durch die IMO aus den Pariser Klimaverpflichtungen losgelöst [2]. Dennoch werden schrittweise Maßnahmen und Regelungen verordnet, die umweltfreundlichere Antriebsformen begünstigen sollen [14]. Darüber hinaus können die einzelnen Hafenbehörden lokale Maßnahmen zur Emissionsminderung ergreifen. Dies kann sich u.a. durch eine von der Emissionsbilanz der (Kreuzfahrt-)Schiffe abhängende Hafengebühr widerspiegeln [3]. Fazit und Ausblick Containerschiffe sind im Vergleich zu vielen anderen Transportmitteln klimafreundlicher und Kreuzfahrtschiffe tragen trotz schlechter Umweltbilanz nur einen prozentual geringen Anteil zum Schadstoffausstoß der Schifffahrt bei. Trotzdem gibt es in der Schiffsbranche Verbesserungsmöglichkeiten und -potenziale. Die technischen Möglichkeiten und Innovationen in der maritimen Industrie sind bereits verfügbar. Besonders wichtig sind in diesem Kontext Pilotprojekte und die daraus gewonnenen Lerneffekte, um zukünftige Akzeptanz und Performance zu schaffen. Ein breiter Marktzugang ist nötig, sodass die Schifffahrt zu wirtschaftlichen Bedingungen schneller emissionsfrei werden kann [13]. Es ist nun die Pflicht der Reedereien und der Politik zu entscheiden, welche Alternativen gewählt, gefördert und umgesetzt werden sollen, um eine ökologieorientierte Unternehmensführung aktiv zu gestalten und somit die Umwelt und das Klima zu schützen [19]. Damit entsprechende politische und technische Maßnahmen zur Senkung von Schiffsemissionen wirksam umgesetzt werden können, bedarf es weiterer Forschungen zu Emissionswerten einzelner Schiffstypen. ■ LITERATURVERZEICHNIS [1] O. A.(2016): Seeschifffahrt. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau [2] Pilch, G. (2017): Auf hoher See herrscht dicke Luft. In: Neue Vorarlberger Tageszeitung, ((Datum? )), S. 36-37 [3] Oeliger, D.; et al. (2015): Mir stinkt‘s! - NABU Kampagne für eine saubere Kreuzschifffahrt. Naturschutzbund Deutschland (NABU) e.V., Berlin [4] Wurnig, D. (2018): Der Abgas-Skandal auf hoher See. 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