Wie lassen sich die Emissionen von Fähren in Europa halbieren?

Einer neuen Studie zufolge gibt es in Europa ein enormes Potenzial für den Einsatz von Elektro- und Hybridfähren. Rund 800.000 Tonnen Kohlendioxid (CO₂) könnten durch Investitionen in Landstrom, Hybridisierung und vollelektrische Fähren für bestimmte Strecken deutlich reduziert werden.

Fähren spielen eine wichtige Rolle im Verkehr, aber gleichzeitig haben sie negative Auswirkungen auf die Umwelt, da sie schädliche Emissionen und Lärmbelästigung verursachen. Durch Elektrifizierung und Hybridisierung können Fähren jedoch Teil der Lösungen zur Dekarbonisierung des Seeverkehrs werden, der rund 3 Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen verursacht.

Die Studie mit dem Titel „Dekarbonisierung des Seeverkehrs: A study on the electrification of the European Ferry Fleet“ (Eine Studie über die Elektrifizierung der europäischen Fährflotte) zeigt, dass das Vereinigte Königreich, Deutschland, Italien und Griechenland stark vom Fährverkehr abhängig sind und 35 Prozent der europäischen Fährenemissionen verursachen. Aber das kann sich ändern. Und was für diese vier Länder gilt, trifft auch auf die übrigen Seefahrernationen der Welt zu.

Norwegen hatte in der Vergangenheit zusätzliche 17 Prozent der Emissionen verursacht, macht aber seither rasche Fortschritte bei der Dekarbonisierung seiner Meere mit über 70 voll- oder hybrid-elektrischen Fähren – und noch mehr sind im Bau.

Nur sechs Jahre nach der Inbetriebnahme der Ampere, der ersten vollelektrischen Autofähre der Welt, ist Norwegen zum Vorreiter beim Einsatz umweltfreundlicherer Fähren geworden. Und Siemens Energy war maßgeblich daran beteiligt, sagt Bjørn Einar Brath, Geschäftsführer von Siemens Energy Norwegen, dass dieses „Fährenmärchen“ in den Fjorden entstand.

„Wir haben eine Menge Erfahrung gesammelt“, sagt Brath, „wir haben Batterien, Leistungselektronik und elektrische Systeme für viele Schiffe geliefert. Die Möglichkeiten, die grüne Fährtechnologien bieten, können sofort genutzt werden – man muss nicht abwarten.“

Das Unternehmen hat direkt von der Erfahrung und dem Erfolg in Norwegen profitiert, wo es Batterien und alle Steuersysteme für die Color Hybrid geliefert hat, das größte Plug-in-Hybridschiff der Welt, das zwischen Norwegen und Schweden verkehrt.

Und sie spielten die Hauptrolle bei der Lieferung der elektrischen Speicherlösung und des Energiemanagementsystems für die größte vollelektrische Fähre, die von der Fährgesellschaft Bastø Fosen auf dem viel befahrenen Oslofjord betrieben wird. „Elektrofähren“, sagt CEO Øyvind Lund, „bedeuten eine erhebliche Reduzierung der lokalen Emissionen, weniger Lärm und einen zuverlässigeren Betrieb.“

Die Studie, die von der norwegischen Umweltorganisation Bellona Foundation in Zusammenarbeit mit Siemens Energy durchgeführt wurde, zeigt auf, wo in Europa die größten Reduktionsmöglichkeiten bestehen. So ist beispielsweise allein der Hafen von Piräus für ein Drittel der griechischen Emissionen an den Liegeplätzen verantwortlich. In Deutschland sind nur 15 von 105 Fähren größere Schiffe, die aber für 60 Prozent der Emissionen verantwortlich sind.

„Der Handlungsbedarf ist in Südeuropa besonders groß, denn die Fähren in Italien verursachen mit Abstand die meisten Kohlendioxid-Emissionen in Europa, während Griechenland an zweiter Stelle liegt“, erklärt Paolo Menotti, Vice President South West Europe bei Siemens Energy. Menotti skizziert drei Lösungen, die parallel umgesetzt werden sollen: die Umrüstung der bestehenden Flotte, die Bestellung neuer Fähren und die Elektrifizierung der Hafeninfrastruktur.

„Wenn die Fähren in den Häfen an das Stromnetz angeschlossen werden können, anstatt Dieselgeneratoren zu verwenden, um die Systeme am Laufen zu halten, führt dies nicht nur zu einer erheblichen Verringerung der Emissionen, sondern auch zu einer besseren Luftqualität und mehr Ruhe für die Bevölkerung“, sagt Menotti und verweist auf die Berechnungen der Studie, wonach Fähren durchschnittlich 26 Prozent ihrer Gesamtemissionen ausstoßen, während sie sich in den Häfen befinden – „in Griechenland sind es sogar 37 Prozent.“

Viele europäische Fähren sind zudem recht alt, so dass in den kommenden Jahren Schiffe ersetzt werden müssen. Menotti unterstreicht: „Es ist jetzt an der Zeit zu handeln, um Lösungen für ein emissionsfreies Seeverkehrssystem einzuführen.“

In dem Bericht heißt es: „Kombiniert man den Ausbau der Landstromversorgung, die vollständige Elektrifizierung kürzerer Strecken und die Hybridisierung aller Strecken, wird das Potenzial zur Emissionsreduzierung auf 800.000 Tonnen CO₂ für die vier analysierten Länder geschätzt.“

Das bedeutet, dass es flexible Lösungen für verschiedene Fahrten gibt und dass je nach Länge der Strecke unterschiedliche Technologien in Betracht kommen können. Zum Beispiel können vollelektrische Schiffe ältere Schiffe auf Strecken bis zu einer Stunde ersetzen. Für längere Strecken sind Hybridlösungen besser geeignet, die während der ersten Stunde der Fahrt und im Hafen einen elektrischen Betrieb ermöglichen.

In Zukunft werden Hybridmotoren auch mit grünen E-Kraftstoffen wie Methanol oder Ammoniak betrieben werden können, was die Dekarbonisierung weiter vorantreibt. „Die Hybrid-Elektrifizierung“, so die Studie, „führt nicht automatisch zu einer Bindung an fossile Brennstoffe. Für längere Strecken wird die Hybridisierung mit emissionsfreien Kraftstoffen wahrscheinlich sowohl notwendig als auch effizient sein und einen kontinuierlichen Betrieb für Brennstoffzellen, Peak Shaving oder andere Anwendungen ermöglichen.“

Als Anbieter flexibler Gesamtlösungen arbeitet Siemens Energy eng mit den Fährbetreibern zusammen, um die Technologie mit den kurz- und langfristigen Dekarbonisierungszielen abzustimmen, erklärt Paolo Menotti. "Wie wir bereits in Norwegen gezeigt haben, können wir unsere Systeme an die Bedürfnisse unserer Kunden anpassen“.

Die für Europa und das Modell Norwegen verfügbaren Lösungen lassen auf ein ungenutztes Potenzial für den Einsatz von Elektrofähren im Rest der Welt schließen. Nach Angaben des Schifffahrtsverbands Interferry ist die Fährbranche „ähnlich groß wie die kommerzielle Luftfahrtindustrie“ und umfasst 15.400 Schiffe, die 2019 rund 4,27 Milliarden Passagiere und 373 Millionen Fahrzeuge beförderten (die Fluggesellschaften der Welt beförderten im selben Jahr 4,5 Milliarden Passagiere). Mit anderen Worten: Das Potenzial für eine globale Emissionsreduzierung ist enorm.

Weltweit nutzen Fährbetreiber bereits die Vorteile der Elektrifizierung. In den Vereinigten Staaten beispielsweise stellt Washing State Ferries drei Fähren der Jumbo Mark II-Klasse, die jährlich 5 Millionen Gallonen Diesel verbrauchen, auf nahezu emissionsfreie Schiffe mit Elektroantrieb (EPS) um. KiwiRail in Neuseeland wird ebenfalls EPS einsetzen, um zwei neue umweltfreundliche Fähren in ihre Flotte aufzunehmen. Und die Kochi Metro Rail Ltd. in Indien wird die landesweit erste Flotte von 23 E-Fähren als Teil ihres Engagements für Dekarbonisierung und Umweltverträglichkeit einsetzen.

Es gibt mehrere industrielle Faktoren, die Norwegen zu einem idealen Umfeld für die Dekarbonisierung der Schifffahrt machen, erklärt Bjørn Einar Brath. Die Entwicklung beschleunigte sich jedoch erst, als die Regierung die Umgestaltung des Sektors zu einer Priorität machte und von den Unternehmen verlangte, Klimaziele zu erfüllen. Zu diesem Zeitpunkt wurde grüne Technologie zu einer Bedingung für öffentliche Ausschreibungen: „Die Änderung der Politik war ein echter Wendepunkt“, sagt Brath.

Die Finanzierung durch staatliche Stellen ermöglicht die notwendigen Investitionen zur Erneuerung und Dekarbonisierung von Fähren, was wiederum Werften und Zulieferern, darunter Siemens Energy, die Möglichkeit gibt, viel lokales Know-how und Arbeitsplätze zu schaffen.

Für die Betreiber bringt die Umstellung energieeffizientere Schiffskonstruktionen und eine deutliche Senkung des Kraftstoffverbrauchs mit sich, während gleichzeitig, so die Studie, „die Wartungskosten im Allgemeinen niedriger sind, da sich sowohl die Wartungsintervalle als auch die erwartete Lebensdauer von Motoren und Komponenten verlängern“.

„Die Anfangsinvestitionen für die Elektro- und Hybridtechnologie“, sagt Menotti, „mögen hoch erscheinen, aber nicht, wenn wir die gesamten Lebenszykluskosten betrachten.“

Faktoren, die sowohl den Dekarbonisierungszielen als auch der lokalen Wirtschaft zugute kommen, stoßen in anderen Ländern natürlich auf großes Interesse. Die Regierungen der vier in der Studie untersuchten Länder nutzen bereits verschiedene legislative Optionen und Finanzierungsmöglichkeiten, die auch in anderen Ländern zur Förderung der Elektrifizierung der Schifffahrt genutzt werden könnten. Das Vereinigte Königreich zum Beispiel hat sich zum Ziel gesetzt, die Emissionen von Fähren bis 2050 auf Null zu reduzieren.

Und in allen vier Ländern zielen mehrere nationale und EU-Förderprogramme darauf ab, Fährenprojekte und Investitionen in die Elektrifizierung von Häfen zu unterstützen und damit zu beschleunigen. „Die Chancen in Europa sind groß“, sagt Brath, „aber wir sehen auch ein großes Interesse in den USA, wo Siemens Energy bereits Komponenten für Fähren geliefert hat.“

Und wenn die Technologien in Zukunft weiterentwickelt werden, könnten sie auch auf noch größeren Schiffen eingesetzt werden. Mit den richtigen politischen und wirtschaftlichen Anreizen könnte die norwegische „Fährengeschichte“ also bald auch an anderen Orten erzählt werden.

August, 2022

Niels Anner ist ein unabhängiger Journalist mit Sitz in Kopenhagen, der über Wirtschaft, Wissenschaft, Technologie und Gesellschaft in Nordeuropa schreibt.