Tausende Tonnen schwer liegt die Bremen Express an der Kaimauer im Hamburger Hafen. Mit Hilfe gewaltiger Kranbrücken wird das 335 Meter lange Schiff be- und entladen - insgesamt haben 8749 Standardcontainer (TEU) an Bord Platz. Der Containerriese ist fahrplanmäßig zwischen Europa und Asien unterwegs, etwa 84 Tage dauert eine Rundreise. 46.920 PS machen das Schiff bis zu 37 km/h schnell - dabei werden pro Reisetag rund 160 Tonnen Schweröl verbrannt. Das belastet die Umwelt, obwohl die Bremen Express einer der modernsten Frachter der Welt ist.
Um den Treibstoffverbrauch von Schiffen zu senken, gibt es verschiedene Ansätze - zum Beispiel das noch nicht umgesetzte ACS-System.
(Foto: Foto: DK Group / Bearbeitung: SZ)Und die Schiffe werden immer größer, damit auch noch durstiger: Es gibt bereits Containerschiffe, die bis zu 14 000 TEU schultern, bald sollen bis zu 18.000 Container möglich sein. So gelten Hochseeschiffe allgemein als Dreckschleudern. Sie stoßen massenweise Stickoxide, Schwefeloxide, Feinstäube und natürlich Kohlendioxid aus. Die globale Flotte, rund 50 000 Schiffe, verbrennt rund eine Million Tonnen stark schwefelhaltiges Schweröl pro Tag. Dabei gäbe es zahlreiche Möglichkeiten, den Verbrauch und damit die Emissionen deutlich zu reduzieren. "Jeden möglichen Tropfen Öl sollte man sparen", sagt Hans Jakob Gätjen von der technischen Prüforganisation Bureau Veritas.
Vielversprechend scheint das sogenannte Waste Heat Recovery zu sein, die Nutzung der Motorabwärme. Dabei erzeugen Dampfturbinen aus dem heißen Abgas elektrischen Strom, der an Bord dringend benötigt und bislang von Motoren produziert wird. Mindestens fünf Prozent Treibstoffeinsparung soll diese Maßnahme bringen. Bislang wird die Option allerdings nur selten genutzt, weil die Anlagen störanfällig und teuer sind.
Weiteres Einsparpotential auf See bieten auch moderne Rumpfformen und Propeller-Ruder-Kombinationen - "bis zu fünf Prozent", sagt Uwe Hollenbach von der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt. So könnten Rumpf, Ruder und Propeller in Zukunft eine Einheit bilden. Der Rumpf würde an der Stelle, an der sich der Propeller dreht, eine Art Entenschwanz bekommen. Am Ruder würde dieser Schwanz aufgenommen und in Form einer Birne fortgeführt. So würde die ganze Einheit besser angeströmt, weniger Wirbel bilden und effizienter Vortrieb leisten. Eine andere Option, die sogenannte Mewis Duct, wurde Ende vergangenen Jahres erstmals bei einem kommerziellen Schiff eingebaut. Die Einheit bringt den Wasserfluss vor dem Propeller in Rotation, was stärkeren Vortrieb zu Folge haben könnte. Bei Containerschiffen sollen drei Prozent, bei Tankern bis zu zehn Prozent Effizienzsteigerung möglich sein. Um den Widerstand im Wasser weiter zu reduzieren, brüten Wissenschaftler zudem über reibungsärmeren Schiffsanstrichen.
Schlank und strömungsgünstig
Das auf ruhiges Wetter ausgelegte Design vieler Hochseefrachter ist für ihren Einsatzzweck nicht immer optimal, denn oft herrschen starker Wind und Seegang. Dann verbrauchen die Schiffe bis zu einem Viertel mehr Treibstoff, was, so Hollenbach, "schon bei der Konstruktion berücksichtigt werden müsste". Ginge es nach seinen Vorstellungen, wären die Schiffe über Wasser schlanker und strömungsgünstiger, der Bugwulst würde nicht so weit an die Wasseroberfläche reichen. Auch aerodynamisch würde er die Schiffe günstiger gestalten wollen.
Doch Wind und Wellen können für den Treibstoffverbrauch auch positiv sein. Indem Kapitäne bestimmte Kurse steuern, können sie natürliche Strömungen nutzen oder Schlechtwetterzonen meiden. Moderne Analysen und Vorhersagen machen das längst möglich. Doch hier ist Vorsicht geboten. Der Einfluss durch Wind und Wellen sei erheblich, nicht nur für den Treibstoffverbrauch, sondern auch und besonders für die Sicherheit, sagt Helge Rathje vom Germanischen Lloyd: "Ab vier Meter Wellenhöhe geht es nur noch um Sicherheit."
Eine ganz profane Möglichkeit
Einsparpotential findet sich auch im Rohrleitungsgewirr im Schiffsbauch. Etwa beim Kühlsystem - meist regelt keine Pumpe, sondern ein einfaches Ventil die Durchflussmenge, die Pumpe läuft dennoch stets auf Vollgas. Wenn das Seewasser aber kälter ist, reicht eine weitaus geringere Menge. So könnten rund 30 Prozent Strom gespart werden. Auch in anderem Zusammenhang ist das Thema Wasser innerhalb des Schiffes von Bedeutung. So werden zum Trimmen nicht voll beladener Schiffe Hunderttausende Liter Ballastwasser in verschiedene Tanks an Bord gepumpt. Die richtige Verteilung dieses Ballastes hat entscheidenden Einfluss auf Tiefgang und Stabilität - und damit auf den Verbrauch.
Geht es nach den Vorstellungen anderer Wissenschaftler, könnte auf Schiffen weitaus mehr elektrische Kraft eingesetzt werden. Denn oft kann es sinnvoll sein, mit dem Schiffsdiesel Generatoren anzutreiben, so Elektrizität zu erzeugen und damit Elektromotoren zu speisen. Und: Statt eines großen, auf Sparflamme laufenden Dieselmotors könnten mehrere kleine Motoren arbeiten - je nachdem, wie viel Antriebsleistung gefordert ist. So kann etwa eine Passagierfähre bei langsamerer Fahrt den Treibstoffverbrauch und die Emissionen drastisch senken, aber auch den Lärmpegel. Letzteres käme vor allem nachts den schlafenden Passagieren zugute.
Ein verblüffend luftiges Konzept zum Spritsparen hat die niederländische DK Group: Frachter und Tanker sollen auf einem Luftkissen fahren und somit die Reibung zwischen stählerner Hülle und Wasser reduzieren - "bis zu 15 Prozent", sagt Firmenchef Jörn Winkler. Beim Air Cavity System (ACS) erzeugt ein Kompressor an Bord Druckluft und presst sie in speziell konstruierte Kanäle im Unterwasserschiff. "Um die Reibung zwischen Wasser und Schiff zu verringern, kann man sie durch Reibung zwischen Luft und Schiff ersetzen", sagt Uwe Hollenbach, der bereits einige Schiffsmodelle mit Luftpolster im Strömungskanal getestet hat. Durch die weltweite Wirtschaftskrise, die auch die Seefahrt hart traf, ist aber auch diese Technik derzeit kaum gefragt.
Ohne einen Cent
Schließlich gibt es auch eine ganz profane Möglichkeit, den Treibstoffverbrauch zu senken, ohne auch nur einen Cent in die Hand nehmen zu müssen: Gas rausnehmen. Denn das Potential ist enorm: Bei 20 statt 25 Knoten sinkt der Verbrauch um die Hälfte. Kein Wunder, dass die meisten Reeder ihre Schiffe inzwischen gedrosselt fahren lassen.
Für neuen Schwung soll - ganz wie in den alten Tagen der Seefahrt - auch wieder der Wind sorgen. Das Hamburger Unternehmen SkySails setzt auf riesige Zugdrachen, die vom Bug aus aufsteigen und den Motor dabei unterstützen, das Schiff voranzubringen. Inzwischen sind drei Frachter mit den 160 Quadratmeter großen Kites unterwegs. Laut Stefan Brabeck, Technik-Geschäftsführer bei SkySails, ersetzte das Segelsystem auf dem Frachter Michael A. zeitweise bis zu 60 Prozent der Motorleistung. "Abhängig von der Route beträgt das jährliche Einsparpotential bis zu 35 Prozent", so Brabeck.