Im nächsten Jahrzehnt wird es mehr Innovationen in der Seeschifffahrt geben als möglicherweise in den letzten 100 Jahren zusammen.

Die Gründe für ein Comeback des Segelns

Moderne Technik eröffnt neue Möglichkeiten für den Seetransport.

Es gibt jedoch auch eine überraschende Antriebstechnologie, die die globale Schifffahrtsindustrie auf den Kopf stellen könnte: Wind.

Der Wind steht vor einem großen Comeback in der Schifffahrt. Neue Schiffsdesigns, mit denen experimentiert wird und die eine Kombination aus festen Segeln, rotierenden Zylindern, Drachen und Luftblasen unter dem Rumpf beinhalten, zeigen, wie umweltfreundlichere Schiffe bis 2030 aussehen könnten.

Windbetriebene Schiffe sind wesentlich umweltfreundlicher als die Schweröle, die derzeit in der Schifffahrt auf der ganzen Welt verwendet werden.

Anstatt sich auf diesen Wandel einzulassen, zögern die Regulierungsbehörden – sowohl international als auch in den Vereinigten Staaten. Damit verpassen sie die Chance, den wirtschaftlichen Kuchen für den gesamten Seeverkehr zu vergrößern.

Die nächsten Jahre sind ein einzigartiges Zeitfenster, um weltweit Zehntausende neuer Arbeitsplätze in der Fertigung zu schaffen, innovative neue Hightech-Schiffbau-Cluster zu etablieren, die Energieversorgung von Schiffen zu transformieren und die globalen Treibhausgase radikal zu reduzieren, indem mehr Güter über Binnenwasserstraßen als über die Straße oder die Luft transportiert werden.

Technologien existieren heute

Im Straßenverkehr hat Tesla in den letzten zehn Jahren alle Erwartungen übertroffen, indem es zum wertvollsten Automobilhersteller der Welt wurde (mit 208 Mrd. $ überholte es Toyota mit einem Wert von 203 Mrd. $) und den Wandel in der Branche anführte, indem es neue Technologien einsetzte.

Wo ist das Äquivalent in der globalen Schifffahrt? Einer Industrie, die 90 % des Welthandels transportiert und der sechstgrößte Emittent von Kohlendioxid ist – größer als Frankreich und Deutschland zusammen?

Die Technologien in der Schifffahrt existieren heute.

Es sind nur die Regulierungsbehörden, die diese Innovation jetzt daran hindern, in großem Umfang zu wachsen.

Während die Welt inmitten der Coronavirus-Pandemie mit Arbeitslosigkeit kämpft, behindern sie auch die Schaffung von Arbeitsplätzen und verpassen eine große wirtschaftliche Chance.

Unwirksame Regulierungsbehörden und Vorschriften haben den Fortschritt gebremt

Die Internationale Seeschifffahrts-Organisation der UN, die die globale Schifffahrt reguliert, hat frühere Versprechen zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen gebroche.

Keine Diskussion über den US-Schiffbau kommt ohne eine Erörterung der Vorschrift aus, die alle US-Schiffe dazu zwingt, in den USA gebaut zu werden (ein 100 Jahre altes Gesetz namens Jones Act).

Dies könnte ein neues goldenes Zeitalter der windunterstützten Schifffahrt sein.

Unternehmen, die sowohl den Luft- als auch den Seeweg verstehen, könnten als Gewinner hervorgehen. Dies könnte zu massiven neuen maritimen Fertigungsabteilungen in Unternehmen mit diesen Fähigkeiten führen, wie z.B. Lockheed Martin, Boeing, Northrup Grumman, Airbus, BAe Systems, zusätzlich zu dem Netzwerk kleinerer, von Risikokapital finanzierter Unternehmen und Universitätsausgründungen, die einen Großteil der Innovation vorantreiben.

Schiffstreibstoff-Führungslektionen von Winston Churchill

Vor etwas mehr als 100 Jahren traf der damalige Erste Lord der Admiralität, Winston Churchill, die mutige Entscheidung, die britische Royal Navy von Kohle (die in Großbritannien im Überfluss vorhanden war) auf ölbetriebene Schiffe umzustellen.

1912, am Vorabend des Ersten Weltkriegs, wurde eine königliche Kommission für Treibstoff und Motoren gegründet, um die Industrie voranzubringen.

Dieser Entscheidung ist es zu verdanken, dass die britische Royal Navy im Ersten und Zweiten Weltkrieg eine überlegene maritime Dominanz erlangte, als wenn sie sich auf die veraltete Technologie von kohle- und dampfbetriebenen Schiffen verlassen hätte, die ein Jahrhundert zuvor im Zeitalter des Empires die Grundlage der britischen Schifffahrt gewesen waren.

Es war damals eine umstrittene Entscheidung, die aber letztlich dazu führte, dass Großbritannien langfristig einen starken militärischen, strategischen und Wettbewerbsvorteil erlangte.

Die gleichen Überlegungen stehen heute den Verantwortlichen auf der ganzen Welt bevor.

Klimakrise: warum Schifffahrtsvorschriften wichtig sind

Eine der größten Triebfedern für Veränderungen ist die Notwendigkeit, die Treibhausgasemissionsziele im Rahmen des Pariser Klimaabkommens zu erfüllen.

Für die globale Schifffahrt bedeutet dies, dass die Treibhausgasemissionen pro zurückgelegter Meile bis 2030 um 40 % gesenkt werden müssen.

Damit soll das Ziel erreicht werden, bis 2050 keine weiteren Treibhausgasemissionen mehr zu verursachen und sich dem 1,5°C-Ziel der Erderwärmung anzunähern, das laut Wissenschaftlern notwendig ist, um einen unkontrollierten Klimawandel zu verhindern.

Um dies zu erreichen, müssen bis 2030 neue Kraftstoffe für Schiffe eingeführt werden. In der engeren Auswahl solcher Kraftstoffe sind derzeit Ammoniak, (grüner) Wasserstoff und Elektrifizierung.

Es gibt einige experimentelle Ideen von Bill Gates zum Antrieb mit Kernenergie (obwohl die Auswirkungen eines Grundberührens eines solchen Schiffes abgewogen werden müssen, wie die Insel Mauritius im Indischen Ozean in diesem Sommer feststellte), sowie LNG (bei dem einige Umweltgruppen argumentieren, dass die Methanemissionen nicht vollständig berücksichtigt wurden).

Um dies zu erreichen, müssen bis 2030 neue Kraftstoffe in Schiffen eingeführt werden. In der engeren Auswahl sind derzeit Ammoniak, (grüner) Wasserstoff und Elektrifizierung. Es gibt einige experimentelle Ideen von Bill Gates rund um den nuklearen Antrieb (allerdings müssen die Auswirkungen einer Grundberührung eines solchen Schiffes abgewogen werden, wie die Insel Mauritius im Indischen Ozean in diesem Sommer feststellte), sowie LNG (wobei einige Umweltgruppen argumentieren, dass die Methanemissionen bei der Produktion von LNG nicht vollständig berücksichtigt wurden).

Als Übergangsmaßnahme bis 2030 müssen Schiffe nachweisen, dass sie ihre Effizienz pro Seemeile um 2-3% pro Jahr verbessern können, um die Maßnahmen des Pariser Abkommens einzuhalten.

Das ist der Grund, warum der Windantrieb so wichtig ist und warum Vorschriften eine Rolle spielen. Der in Großbritannien ansässige Industrieverband International Windship Association schätzt, dass die Treibhausgasemissionen von Schiffen mit Windantrieb um 20-30 % reduziert werden können. Einige Gruppen gehen sogar noch weiter und behaupten, dass der Windantrieb eine 90-prozentige Reduzierung der Kohlendioxidemissionen erreichen kann.

Neue Biden-Harris-Regierug

Auf internationaler Ebene werden die Emissionen der Schifffahrt von einer der UN angegliederten Organisation, der International Maritime Organization, mit Sitz in London geregelt.

Die USA haben einen einflussreichen „Tier A“-Status im Exekutivrat der IMO – eine von nur zehn Nationen, die eine solche Position innehaben.

Sie könnten mit der neuen Biden-Harris-Regierung mit John Kerry als Klima-Sonderbeauftragten die Organisation umgestalten, die in allen Aspekten des Einflusses der globalen Schifffahrt auf die Umwelt erbärmlich versagt hat.

Die USA könnten sich auch dafür entscheiden, auf eine IMO-Reform zu verzichten und ein Netzwerk regionaler grüner Transportkorridore mit wichtigen internationalen Handelspartnern zu schaffen, um einen schnelleren Ansatz für Veränderungen zu finden, wie es die EU verfolgt.

Parallel dazu könnten die USA die Rolle des MARAD-Administrators betrachten, der den US-Seeverkehr und das Netzwerk der Meeresautobahnen in den USA regelt, und schnell einen Plan entwickeln, um mehr Fracht von der Straße und der Luft auf die US-Wasserstraßen zu verlagern.

Angesichts des prognostizierten Anstiegs des US-Frachtaufkommens um 40 % bis 2040 wird es wichtig sein, einen Durchbruch bei kohlenstoffarmen Transportoptionen zu erzielen.

Um erfolgreich zu sein, wird das neue Biden-Harris-Team eine enge Zusammenarbeit mit den maritimen Gewerkschaften und dem US-Kongress benötigen, um kreative Wege durch den Jones Act zu finden und eine neue Renaissance der US-Wasserstraßen und der Schifffahrt einzuleiten – etwas, für das der designierte Präsident Biden in einer einzigartigen Position sein könnte.

Fünf spannende Projekte für windunterstützte Antriebe

Hier sind einige der aufregendsten Entwicklungen im Bereich der windunterstützten Antriebe für die 60.000 großen Seeschiffe, die 90 % des Welthandels transportieren.

1. Oceanbirds mit harten Segeln

Der schwedische Schiffskonstrukteur Wallenius Marine kündigte kürzlich die Oceanbird an, ein neues Frachtschiffdesign mit harten Segeln, das nach eigenen Angaben zu einer 90-prozentigen Reduzierung der Kohlendioxidemissionen führen könnte.

Dieses neuartige Frachtschiff könnte den Atlantik in 12 Tagen überqueren (im Vergleich zu heutigen Überfahrten, die 8 Tage dauern) und bis 2024 auf den Weltmeeren unterwegs sein.

Ihr Vorzeige-Transportschiff ist für den Transport von 7000 Autos ausgelegt. Kleine Modelle werden derzeit in Schweden getestet.

Die Flügelsegel bestehen aus einer Mischung aus Metall und Verbundwerkstoffen und werden etwa 80 Meter hoch sein, doppelt so hoch wie die der größten Segelschiffe, die es heute gibt. Diese einziehbaren Segel können auf eine Höhe von 45 Metern reduziert werden und es wird auch Motoren geben, um in und aus dem Hafen zu manövrieren und für Notfälle.

Oceanbird ist ein schwedisches Gemeinschaftsprojekt zwischen vier schwedischen maritimen Organisationen: Wallenius Marine (das sich vollständig im Besitz der Stiftung der Chalmers University of Technology befindet), KTH Royal Institute of Technology und dem unabhängigen Forschungsinstitut SSPA. Es wird von der schwedischen Transportverwaltung unterstützt, die als Kofinanzier fungiert.

Es handelt sich um eine Cluster-Zusammenarbeit mit Experten aus dem öffentlichen und privaten Sektor sowie der Wissenschaft. Das Projekt könnte ein innovatives Modell für eine neue blaue maritime industrielle Revolution darstellen.

2. Riesendrachen

Riesige Drachen werden von mehreren Unternehmen entwickelt, um die Art und Weise zu verändern, wie die Schifffahrt angetrieben werden kann.

Dabei werden die Vorteile größerer Windgeschwindigkeiten in einer Höhe genutzt, die viel größer ist als das, was traditionelle Segel erreichen können. Zu den größten Investoren in diesem Bereich gehören das französische Unternehmen Airbus und das deutsche Unternehmen SkySails.

Das Airbus AirSeas-Projekt

AirSeas ist ein internes Unternehmen, das innerhalb des globalen Luftfahrtgiganten Airbus gegründet wurde. Es brachte umweltbewusste Ingenieure des Unternehmens mit einer gemeinsamen Leidenschaft für die Luftfahrt und das Meer zusammen. Gemeinsam entwickelten sie das Konzept des SeaWing.

Es ist eines von mehreren Unternehmen, die erforschen, wie aufblasbare Drachen Schiffe effizienter vorantreiben könnten, als sich nur auf schweren Treibstoff zu verlassen und auf jeder Reise erhebliche Effizienzeinsparungen zu erzielen (AirSeas prognostiziert, dass ihre Technologie zu 20 % Treibstoffeinsparungen auf jeder Transatlantikreise führen könnte).

Die SeaWing-Technologie stützte sich auf das Wissen von Airbus über Aerodynamik, Modellierung, Flugsteuerung, Systeme und Materialien.

SeaWings werden auf vorhandenen Schiffen montiert und über einen Schalter gestartet. Das System sammelt und analysiert meteorologische und ozeanische Daten in Echtzeit, um sicherzustellen, dass der Drachen seine volle Leistung erbringen kann.

Das SeaWings-System entfaltet sich autonom. Wenn der Schleppdrachen nicht benötigt wird, faltet sich SeaWing automatisch wieder zusammen und wird für den nächsten Einsatz vorbereitet.

Airbus verfügt über eine Flotte von vier massiven Roll-on/Roll-off-Schiffen (RoRo-Schiffen), die große Flugzeugteile zwischen den Produktionsstandorten in Europa und in den USA transportieren.

Das Unternehmen mit Hauptsitz in Frankreich hat den Drachen nun für den Einsatz auf seinen eigenen Schiffen bestellt. Airbus erwartet, dass die SeaWings den ökologischen Fußabdruck seiner Schifffahrtsindustrie um 8.000 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr reduzieren werden (das entspricht der achtfachen Menge an Treibstoff, die im August in Mauritius ausgelaufen ist).

Beluga Skysails

Einer der frühesten Pioniere des drachengestützten Segelns war SkySails. Es schätzt, dass sein Drachen den Treibstoffverbrauch in ähnlicher Weise um bis zu 35 % reduzieren könnte, indem der computergesteuerte Drachen in einer Höhe zwischen 100 und 300 m fliegt.

Das ist viel höher als herkömmliche Schiffssegel, so dass mit einer deutlich kleineren Fläche eine ähnliche Antriebsleistung erzielt werden kann.

Installiert auf dem 10.000 Tonnen schweren deutschen Frachtschiff Beluga, wurde dieses Schiff schließlich vom U.S. Military Strategic Sealift Command gechartert. Das Frachtschiff wurde auch von Unternehmen wie Rio Tinto und Cargill gechartert, was den Einfluss zeigt, den große Industriekunden auf Reedereien haben können.

Mittlerweile bietet SkySails eine Reihe von windunterstützten Technologien an, darunter auch den Kite-Antrieb für Superyachten.

3. Die neuen Segeldesigns von Neoline

Ein französisches Konsortium schloss sich 2015 zu einem Frachtschiff-Segelunternehmen namens Neoline zusammen. Unterstützt von dem französischen Automobilhersteller Renault durch eine dreijährige Partnerschaft und mehreren großen französischen Schiffsbauern, wollen sie die Schifffahrt mit ihren innovativen Segeldesigns aufmischen.

Das Unternehmen musste auch darüber nachdenken, wie es praktische Überlegungen wie die bestehende Brückeninfrastruktur auf der ganzen Welt überwinden kann, indem es Masten entwarf, die sich nach unten biegen können, wenn sie Brücken in Küstennähe und in Wasserstraßen passieren.

Neolines plant, bis 2030 immer größere Schiffe zu bauen, die fortschrittlichere Segeldesigns verwenden und sich zunächst auf die transatlantische Route konzentrieren.

4. Zylindrische ‚Rotorsegel‘

Eines der ungewöhnlicheren Schiffsdesigns ist die Verwendung eines zylindrischen Segels, bekannt als Rotorsegel oder Flettner-Segel.

Dieses Schiffsdesign basiert auf einer 100 Jahre alten Antriebstechnik, die vom deutschen Ingenieur Anton Flettner erfunden wurde. Diese Rotorsegel nutzen die gleichen Prinzipien wie in der Luftfahrt, um den Auftrieb zu erhöhen und das Schiff vorwärts zu treiben. Diese Kraft wird Magnus-Effekt genannt und erzeugt einen Druckunterschied zwischen den Zylindern, der das Schiff vorwärts bewegt.

Es wird geschätzt, dass das Schiff 20 % Treibstoff einsparen kann, und es kann in jedes Hochseeschiff eingebaut werden.

Mehrere große Konsortien investieren jetzt in neue Rotor Sails-Technologien.

5. Bubble-Hull-Luftschmierung

Eine weitere Möglichkeit, die Treibstoffeffizienz zu erhöhen, ist die Reduzierung des Widerstands im Wasser. Mehrere Unternehmen haben erkannt, dass eine Möglichkeit, dies zu erreichen, darin besteht, Schiffe auf einem Kissen aus Luftblasen schwimmen zu lassen, eine Technik, die als „Luftschmierung“ bekannt ist.

Dadurch wird der Luftwiderstand des Schiffes reduziert und die Schiffe werden deutlich kraftstoffeffizienter, was der Schifffahrt hilft, die Ziele des Pariser Klimaabkommens im nächsten Jahrzehnt zu erreichen.

Diese Technologien können bei den meisten großen Hochseeschiffen nachgerüstet werden. Solche Technologien zur Nachrüstung bestehender Schiffe machen einen Ansatz zur Erfüllung des Pariser Abkommens machbarer, ohne dass sofort neue Schiffe eingesetzt werden müssen.

Andere aufkommende saubere maritime Technologien

Es gibt eine Reihe weiterer sauberer maritimer Technologien, die die Effizienz der globalen Schifffahrt im nächsten Jahrzehnt verändern könnten. Dazu gehören:

Schiffs-Wetter-Routing

Verbesserte Wettervorhersagen bedeuten, dass Schiffe effizientere Routen als die derzeitigen Schifffahrtsrouten rund um die Welt nehmen könnten, wodurch Treibstoff- und Kohlenstoffemissionen reduziert würden. Dieser Ansatz ist als Schiffswetter-Routing bekannt.

Saildrone

Das weltweit führende Unternehmen für autonome und solarbetriebene Schiffe ist Saildrone aus Kalifornien. Sie erweitern ihre Flotte von Schiffen (bekannt als Gleiter) und übernehmen eine breitere Palette von Ozeandatenmissionen von der Fischereiüberwachung über die Sturmüberwachung bis hin zum Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels. Saildrone ist ein 60-Millionen-Dollar-Unternehmen, das mit Venture Capital unterstützt wird, und alle seine Schiffe werden in seinem Werk in Oakland, Kalifornien, hergestellt.

Elektrische Fähren

In ganz Europa gibt es mittlerweile Dutzende von Elektrofähren, die Menschen und Güter auf den Binnenwasserstraßen transportieren. Ein Großteil der Fortschritte wurde von Schweden und Norwegen vorangetrieben. China hat ebenfalls elektrische Lastkähne für den Transport von Industriegütern auf seinen Wasserstraßen entwickelt. Die USA sind bei der Einführung solcher Technologien auf ihren Flüssen, Kanälen und Wasserstraßen deutlich im Rückstand.

Es besteht die Notwendigkeit, neue Ladestationen, Be- und Entladerampen zu bauen und das Wasserstraßennetz aufzurüsten. Dies sind die Art von Förderprogrammen auf Bundes- und Staatsebene, die den Kampf gegen den Klimawandel verändern könnten.

Der Makani von Google X

Neue Technologien in Turbinen könnten alternative Antriebsmöglichkeiten bieten. Ein innovatives Windturbinen-Unternehmens-Spinoff von Google (umbenannt in „X“ die Moonshot Factory) heißt Makani.

Makani nutzt eine fortschrittlichere Kreuzung zwischen einem Drachen und einem Segelflugzeug zur Stromerzeugung und leistet mit seiner Windturbinentechnologie Pionierarbeit bei der innovativen Offshore-Stromerzeugung. In das Unternehmen wurde 2019 von Royal Dutch Shell investiert.

Um einen solchen Einsatz auf Schiffen zu nutzen, müsste der Rumpf umgestaltet werden, um den Druck auf verschiedene Teile des Rumpfes beim Antrieb durch einen Makani-Drachen zu reduzieren.

Wo liegt die Führung?

Diese Technologien zeigen das Potenzial, eine sauberere, effizientere und spannendere Zukunft der Schifffahrt zu schaffen.

Viele der Pioniere auf diesem Gebiet haben nicht darauf gewartet, dass die Regierungen das Potenzial erkennen. Sie haben diese Technologien selbst weiterentwickelt und dabei Durchbrüche erzielt, die zuvor nicht für möglich gehalten wurden.

Es gibt viele Analogien zur Automobilindustrie und wie Unternehmen wie Tesla gegen die mächtigen, traditionellen Auto- und Öllobbys kämpfen mussten, um neue Elektrofahrzeuge einzuführen.

Angesichts des Drucks, den die Klimakrise auf die Regierungen in aller Welt ausübt, könnte ein zusätzlicher Schub einen der größten Umweltverschmutzer der Welt – die globale Schifffahrt – verändern und gleichzeitig Tausende neuer Arbeitsplätze schaffen.

Als Teil seiner Präsidentschaftskampagne hat sich der Präsident Biden bereits zu durchsetzbaren Klima-Emissionen für die internationale Schifffahrt verpflichtet.

Der D.C. Think Tank, das CATO Institute, hat viele Herausforderungen mit dem Jones Act identifiziert, der betont, dass Schiffe in den USA zu mindestens 75% von Amerikanern zusammengebaut und bemannt werden müssen.

Sie haben geschätzt, dass dies die Kosten für Schiffe fast verzehnfacht hat (von $30 Millionen in Asien auf $250 Millionen in den USA), wobei die USA weniger als 1000 Schiffe pro Jahr bauen, verglichen mit jeweils über 70.000 in Südkorea, China und 40.000 in Japan.

Sie haben auch eine Reihe von Maßnahmen identifiziert, die die Schifffahrt umgestalten könnten.

Die Umgestaltung der Schifffahrt wird einen umfassenden Umbruch erfordern, einschließlich der Ausbildung neuer Seeleute für die Technologien, die für eine saubere Schifffahrt benötigt werden.

Hinzu kommt die Schaffung von Anreizen für die Verlagerung von Fracht vom Land auf das Wasser.

Wenn es der Biden-Harris-Präsidentschaft mit der Bewältigung der Klimakrise ernst ist, dann kann sie sich nicht davor verstecken, große Herausforderungen anzunehmen. Der Aufbau einer nachhaltigeren Schifffahrtsindustrie ist eine davon.

Diese großen Herausforderungen anzunehmen ist einer der Gründe, warum Außenminister John Kerry zum US-Sondergesandten für den Klimawandel ernannt wurde.

FAZIT ZUR SEGEL-REVOLUTION IN DER SCHIFFFAHRT

Es mag wie ein Rückschritt aussehen, wenn man sich im 21. Jahrhundert auf die tausend Jahre alte Segel-Technik besinnt. Gleichzeitig kann man auch sagen, dass die Motorisierung mit fossilen Brennstoffen eine der größten Fehlentwicklungen der Menschheit war und in diesem Kapitel, ähnlich wie Atom-Energie, zurückgerudert werden muss.

Saubere Energie-Lieferanten wie Wind, Sonne und Wasser müssen gestärkt werden und im Erfindergeist berücksichtigt werden. In Kombination mit Elektronik ergibt sich eine effizientere Art der Energie-Gewinnung. An der Börse werden Aktien von innovativen grünen Unternehmen gesucht, während Kreuzfahrt-Aktien über kurz oder lang abgelehnt werden dürften, solange auch diese Unternehmen nicht auf umweltfreundlichere Antriebsmöglichkeiten setzen.

Kategorien: Segel-Blog