Über 90 Prozent des globalen Gütertransports finden auf dem Seeweg statt – damit ist die Schifffahrt für rund drei Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Die UN-Sonderorganisation International Maritime Organization (IMO) hat deshalb verbindliche Emissionsziele definiert. Mit Zwischenzielen für die Jahre 2030 und 2040 müssen internationale Schiffsflotten bis 2050 klimaneutral unterwegs sein. Eine gesetzliche Vorgabe, die die maritime Industrie zu einem radikalen Kurswechsel zwingt und drängende Fragen aufwirft: Wie steuern globale Reedereien durch die grüne Transformation? Und welche Rolle könnte die Rückkehr des Windantriebs bei der Dekarbonisierung der Weltmeere spielen? Zwei Vorträge im Rahmen der Future Lecture ergründeten mögliche Antworten.
Die Vizepräsidentin Forschung Prof. Irina Smirnova begrüßte das Publikum im Audimax II zur nunmehr dreizehnten Ausgabe der Future Lectures. Diese wurde in Kooperation mit dem TUHH-Forschungsschwerpunkt (FSP) Maritime Systems veranstaltet. Der Sprecher des FSP, Prof. Sören Ehlers, betonte: „Die Gastredner der Future Lecture zeigen eindrücklich die Zukunftsperspektiven eines Reeders auf, insbesondere die technologischen Möglichkeiten für die Dekarbonisierung durch Windantriebe. Das ist höchst relevant, denn nach wie vor gilt: ‚no shipping, no shopping‘."
Schiffe sollen bis 2045 komplett klimaneutral fahren
Den Bogen zur Praxis schlug Silke Lehmköster, Fleet Director bei der Hapag-Lloyd AG, die mit rund 300 Schiffen die fünftgrößte Containerschiffsreederei der Welt betreibt. In ihrem Vortrag stellte sie klar, dass sich die maritime Industrie in einer der bedeutendsten technologischen Transformationen ihrer Geschichte befinde. Klimaziele, Umweltauflagen und geopolitische Krisen zwängen die Schifffahrt dazu, weitreichende Investitionen in einem ungewissen Marktumfeld zu planen. Um dieser Ungewissheit zu begegnen, brauche es neben neuen Antriebsstoffen und klugen Neubau- und Nachrüstungsprogrammen auch technologische Innovation – und das Personal, das diese hervorbringt: „Als ich nach einer neuen Leitung für den Bereich Fleet Innovation & Newbuilding gesucht habe", erzählte Lehmköster, „wurde mir klar, dass es hier in Deutschland gar nicht mehr so viele Menschen mit einem Schiffbau-Hintergrund gibt. Und um es ganz offen zu sagen: Ich brauche sie. Ich brauche Menschen, die nach vorne blicken. Ich brauche Innovation."
Dem 1,5-Grad-Ziel des Pariser Abkommens folgend, peile das Unternehmen bis 2030 eine CO₂-Reduktion von 30 Prozent an. Bis 2045, also fünf Jahre vor der IMO-Zielvorgabe, will man sogar komplett klimaneutral fahren. Um dieses Ziel zu erreichen, setzt die Reederei auf verschiedene Maßnahmen. Dazu zählen umfassende Schiffsumbauprojekte, (digitale) Technologien zur Effizienzsteigerung, Zwei-Stoff-Antriebe sowie alternative Kraftstoffe. Um die Verfügbarkeit von alternativen Treibstoffen wie grünem Methanol zu sichern, habe man beispielsweise langfristige Abnahmeverträge mit Energiekonzernen geschlossen.
Anstatt sich auf eine einzige Technologie oder einen spezifischen Kraftstoff zu fokussieren, stellte Lehmköster eine ingenieurtechnische Kernfrage: Wie lassen sich Schiffe entwerfen, bauen und kontinuierlich anpassen, wenn sich die künftige Energielandschaft noch in der Entwicklung befindet? In diesem dynamischen Kontext zählen technologische Flexibilität und Denken in Lebenszyklen zu den entscheidenden Konstruktionsprinzipien, so Lehmköster. Maritime Ingenieurkompetenzen blieben dabei für Deutschland von strategischer Bedeutung. Um das Innovationsökosystem aus Schiffseignern, Werften, Ausrüstungsherstellern und Universitäten zu erhalten, müsse jedoch nicht nur in Technologie investiert werden, sondern vor allem in die nächste Generation von Ingenieurinnen und Ingenieuren.
Segelschiffe neu erfinden
Da alternative Kraftstoffe deutlich teurer als fossile Brennstoffe sein werden, ist auch das deutsche Innovationsökosystem gefragt, Lösungen zu erarbeiten. Eine Lösung könnte ausgerechnet in einer der ältesten Energiequellen überhaupt liegen: dem Wind. „Windantrieb ist eine bewährte Technologie und es macht Sinn, sie zu nutzen, weil Wind kostenlos ist", sagte Dr. Florian Kluwe, Geschäftsführer des Ingenieurbüros SDC Ship Design & Consult GmbH sowie TUHH-Alumnus.
Neue oder zusätzliche Antriebstechnologien haben laut Kluwe aber auch grundlegende Auswirkungen auf das Schiffdesign selbst: „Wir müssen Segelschiffe neu erfinden. Dabei muss ich mir die Segelsysteme selbst ansehen. Ich muss sie an Bord integrieren, den richtigen Platz finden und ich muss über die Rumpfeffizienz nachdenken, da die Segelsysteme die Kräfte verändern, die auf das gesamte Schiff wirken." In seinem Vortrag gab Kluwe einen Überblick über aktuelle Windantriebe. Dazu zählen sogenannte Rotorsegel, rotierende Zylinder aus Leichtmetall, die senkrecht an Deck stehen und durch Über- und Unterdruck einen mechanischen Vortrieb erzeugen, oder auch Starrsegel, die wie die Tragflächen eines Flugzeugs aerodynamisch funktionieren.
Da windunterstützte Schiffe durchschnittlich langsamer fahren und ihre Routen via Wetter-Routing flexibel anpassen müssen, kollidiert dieses Konzept fundamental mit den exakt getakteten Just-in-Time-Lieferzeiten des globalen Seehandels. Für eine Linienreederei wie Hapag-Lloyd ist ein solcher Systemwechsel jedoch keine Option. Silke Lehmköster entgegnete in der gemeinsamen Fragerunde, dass ein Abrücken vom Just-in-Time-Paradigma ihren Stakeholdern nicht zu vermitteln sei. Beide Perspektiven verdeutlichten, dass die Dekarbonisierung der Weltschifffahrt nicht auf eine einzige Technologie setzen kann. Zudem muss beständig um einen Kompromiss zwischen ökonomischen Zwängen und ökologischen Notwendigkeiten gerungen werden.
Über die Future Lectures
In der Vorlesungsreihe Future Lecture gewähren Forschende Einblicke in ihre Arbeit und beleuchten die technologischen sowie gesellschaftlichen Trends von morgen. Das Format verdeutlicht, welche Herausforderungen auf Gesellschaft, Industrie und Forschung zukommen und welche positiven Veränderungen die TUHH-Forschung gesellschaftlich anstoßen kann.
