Segelschiffe unter der Klimaflagge

24.09.2007

Steigende Energiepreise und die Zunahme des weltweiten Schiffsverkehrs beleben eine alte Vision - den Seetransport mit moderner Segeltechnik

Heutige Schiffsmotoren fahren mit extrem schwefelhaltigem Schweröl und betreiben eine Art Müllverbrennung auf See. Wegen ihres weltumspannenden Charakters wurde die Schifffahrt, genauso wie der Flugverkehr, zunächst aus dem Klimaschutzprotokoll ausgeklammert. Stattdessen sollte die Branche selbst Regeln erarbeiten, um den Ausstoß von Treibhausgasen in ihrem Bereich zu senken. Bisher war die IMO (International Maritime Organization) untätig, obwohl mehr als 90% der Welthandelsgüter auf dem Seeweg transportiert werden, wurde der maritime Verkehr klimapolitisch lange vernachlässigt.

Ein dicker Fisch

Die rund 40.000 Frachtschiffe, Kreuzfahrtschiffe, Fähren und Fischtrawler sind für 5% der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Mit einem Verbrauch von 200-250 Millionen Tonnen Öl pro Jahr und 600-800 Millionen Tonnen Kohlendioxidausstoß liegen sie etwa gleich auf mit dem Flugverkehr. Der CO2-Ausstoß der Welthandels- und Fischereiflotte ist größer als der von ganz Afrika und doppelt so hoch wie der von Großbritannien. Die Schifffahrt emittiert etwa soviel Stickoxide wie die gesamten USA (11%) und verursacht mehr als 7% der weltweiten Schwefeldioxid-Emissionen. In Hafenstädten wie Hamburg ist die Schifffahrt für ca. 80% der Luftverschmutzungen verantwortlich. Durch das starke Wachstum der Welthandelsflotte werden die Emissionen der Schifffahrt bis zum Jahr 2020 voraussichtlich um weitere 75% steigen.

Aufgrund der langen Lebensdauer von Schiffen empfehlen die Sachverständigen des Weltklimarates (IPCC) in ihrem jüngsten Bericht zunächst Maßnahmen zur CO2-Reduktion, die den Betrieb der existierenden Flotte weniger klimaschädlich machen. Neben Tempolimits auf See, der Einführung von emissionsabhängigen Abgaben, effizienteren Propellerdesigns und der Umstellung auf Erdgasantrieb empfehlen auch sie die Ausrüstung von Tankern und Frachtern mit Zusatz-Segeln.

Frische Brise

Wind auf hoher See ist billig und auf vielen Routen mit hoher Zuverlässigkeit verfügbar. Noch wird dieses Einsparpotenzial von Reedereien nicht genutzt. Denn die alten Segelsysteme sind nicht kompatibel zu den neuen Schiffstypen. Containerschiffe etwa dürfen nicht krängen, sich also nicht auf eine Seite legen. Herkömmliche Segelsysteme sind zudem zu personalintensiv und schwer handhabbar und somit auf modernen Schiffen mit nur wenigen Personen an Bord nicht einzusetzen.

Das Killerargument war jedoch lange der konkurrenzlos billige Kraftstoff. Zwar ist er immer noch mineralölsteuerbefreit, sein Preis ist aber mittlerweile auf 50 ct pro Liter gestiegen und wird somit endlich zum innovationsförderndem Preisfaktor. Dies und die neu hinzugekommenen klimapolitischen Vorgaben geben der Idee, Segel zur Treibstoffersparnis einzusetzen, wieder Auftrieb.

Neuartige Windschiffe müssen eine ganze Reihe von Anforderungen erfüllen und im Vergleich zu entsprechenden heutigen Schiffen einige Vorteile bieten, wenn sie erneut ihren Platz in der kommerziellen Schifffahrt finden sollen. Sie müssen:

  1. sich mit vergleichbarer Geschwindigkeit bewegen
  2. Güter in ähnlichen Größenordnungen transportieren
  3. mit heutiger Verladetechnik zu bestücken sein
  4. substantiell weniger Treibstoff verbrauchen
  5. hinsichtlich Zuverlässigkeit und Sicherheit gleichziehen
  6. in den Investitionskosten nicht wesentlich teurer sein als ein vergleichbares Motorschiff
  7. in den Betriebskosten günstiger sein
  8. eigene Kostenvorteile nicht zu Lasten anderer Glieder der Transportkette erlangen

Das können die neuen Segeltechniken bei heutigen Treibstoffpreisen. Niels Stolberg von der Firma Beluga rechnet z.B. bei einem 6000t Schwergutfrachter mit Treibstoffeinsparungen pro Tag von drei bis vier Tonnen, das sind bei den derzeitigen Ölpreisen immerhin bis zu 1.200 Dollar täglich.

Die neuen Modelle

Neue Segeltypen machen die Unterstützung des Motors mit Windkraft wieder attraktiv. Vier Typen sind zur Zeit in der Erprobung. Frachter mit SkySail, der Zugdrachen wird bei Nichtgebrauch per Kran in einer Luke verstaut.. Bild: Sky Sails

SkySail ist ein Windantriebssystem auf Basis von großen Zugdrachen. Durch Einsatz des SkySails können die Treibstoffkosten eines Schiffes im Jahresdurchschnitt, abhängig von den Windverhältnissen, zwischen 10 und 35% gesenkt werden. Herrschen optimale Windbedingungen, kann der Treibstoffverbrauch zeitweise um bis zu 50% reduziert werden. Schon bei einem kleinen, 87m langen Frachtschiff bedeutet dies eine jährliche Ersparnis von ca. 280.000 Euro. SkySails könnten sich insbesondere für den Einsatz auf modernen Containerschiffen eignen - da sie keinen Mast benötigen, krängt das Schiff nicht.

Jaques Cousteaus Forschungsschiff Alcyone mit Flettner-Rotoren. Bild: Alcyone

Der Flettner-Rotor, schon in den 1920er Jahren in Norddeutschland entwickelt, neu aufgegriffen in Hamburg in den 1980er Jahren und jetzt in Kiel im Bau, eignet sich auch zur Kombination mit solarbetriebenen Elektromotoren, die ihn in die nötige Rotation versetzen. Zur Zeit baut der Windkrafthersteller Enercon ein modernes Frachtschiff mit Flettner-Rotoren, genannt "E-Ship". Das Schiff wird die Windkraftanlagen der Firma werbewirksam per Wind nach Übersee ausliefern. Das Schiff entsteht bei der Kieler Lindenau-Werft. Es wird ein 130 m langes Frachtschiff sein, das neben einem dieselelektrischen Hauptantrieb über vier Flettner-Rotoren verfügt. Die Indienststellung ist für September 2008 geplant.

Der Flettner-Rotor besteht aus einem senkrecht stehenden, rotierenden Zylinder aus Blech mit größeren Endscheiben. Ein mit Flettner-Rotoren ausgerüstetes Schiff muss wie ein konventionelles Segelschiff kreuzen. Wenn der Wind gegen den rotierenden Zylinder bläst, wird er auf der vorderen Zylinderseite mitgerissen und strömt dort schneller. Auf der rückwärtigen Zylinderseite wird er abgebremst und strömt langsamer. Das erzeugt Unterdruck vorne und Überdruck hinten, also als Resultierende einen Schub nach vorne. Durch Änderung der Drehgeschwindigkeit des Rotors lässt sich die Fahrgeschwindigkeit verringern oder erhöhen. Eine Änderung der Drehrichtung des Rotors bewirkt eine Umkehrung der Fahrtrichtung.

Der Indosail Frachtensegler Maruta Jaja ist seit 1993 im Einsatz und beliefert vor allem Borneo mit Massengütern. Bild: Indiga

Der Indosail Frachtensegler Maruta Jaja ist seit 1993 im Einsatz und beliefert vor allem Borneo mit Massengütern.

Das Indosail wurde in den 70ger Jahren im gefördert vom Bundesministerium für Forschung und Technik an der Hamburgischen Schiffsbauversuchsanstalt HSVA für den Einsatz auf Lastenseglern in Indonesien entwickelt. Der Schiffstyp führt dort durch Entlastung des Dieselmotors zu einer Treibstoffersparniss von 71%. Greenpeace setzte das diese Besegelung auf seinem umgebauten Fischdampfer Rainbow Warrior ein und sparte so 41% Treibstoff ein

Die zur Zeit größte Yacht Maltese Falcon stellt mit ihren Dynariggs Geschwindigkeitsrekorde auf. Bild: symaltesefalcon.com

Das Dynarigg ist ein Segel mit drehbaren Masten, geeignet sowohl für große Frachtschiffe wie für Yachten. Das Dynarigg segelt zur Zeit auf der größten Luxusjacht unter dem Namen Maltese Falcon. Der Dynarigg 4 Mast Frachter "Cape Horn" befindet sich zur Zeit im Bau. Der Maltese Falcon, finanziert vom Internetmilliardär Tom Perkins, erreichte auf seiner Jungfernfahrt, einer Atlantiküberquerung, eine Geschwindigkeit von 24 Knoten (44,5 km/h), vergleichbar Rennbooten.

Lohnende Renaissance

Beim heutigen Ölpreisniveau haben Antriebe, die Sonnen- oder Windenergie nutzen, wieder eine Chance. Um wirtschaftlich zu sein, müssen sich zusätzliche Segelsysteme in zwei bis drei Jahren amortisieren. Der Entwickler Claus Wagner sieht beste Chancen für eine Realisierung von neuen Segelschiffen, wenn die Rohölpreise dauerhaft über 25 Dollar pro Barrel und die Kraftstoffeinsparungen durch die Segelanlagen mindestens bei 20% liegen. Dann liege die Amortisationsdauer für einen 6000 Tonnen Frachter bei fünf Jahren. Zur Zeit liegen die Preise in Deutschland bei 50 ct/Liter. Die neuen Antriebe werden damit wirtschaftlich attraktiv.

Gerade der niedrige Energiebedarf beim Seetransport eröffnet die Chance, möglichst viel Antriebsenergie aus regenerativen Quellen zu gewinnen. Vor allem auf den Meeren im Tropengürtel bieten stetige und kräftige Passatwinde beste Voraussetzungen dafür. Gestaffelte Hafengebühren, die umweltfreundliche Schiffe belohnen, könnten weitere Anreize schaffen. Hamburg hatte solch ein Bonussystem eingeführt, es aber vor kurzem wieder abgeschafft, wohl aufgrund der Befürchtung, Kunden zu verlieren. Solche Anreize können also nur als konzertierte Aktion vieler Hafenstädte erfolgreich sein.

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