Symposium Schifffahrt und Meerestechnik. Ergebnisse der Arbeitsgruppe Schifffahrt

Transkript

1 Symposium Schifffahrt und Meerestechnik Ergebnisse der Arbeitsgruppe Schifffahrt Prof. Dr.-Ing. Bettar el Moctar Universität Duisburg-Essen, Institut für Schiffs- und Meerestechnik

2 Arbeitsgruppe Schifffahrt: Name Prof. Dr. Knud Benedict (Leiter) Dipl.-Ing. Joachim Zöllner (Leiter) Dipl. Ing. Claus Bornhorst Dr. Christian Cabos Dr. Evelin Engler Dr. Ulrich Förster Dipl.-Ing. Christian Forst Prof. Dr. Jens Froese Prof. Dr. Bettar el Moctar Prof. Dr. Paul Engelkamp Kapt., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Wolfgang Hintzsche Dr. Matthias Jonas Institution Hochschule Wismar Bundesverband der deutschen Binnenschifffahrt & DST RDE Bremen, Hersteller Maritime Simulatoren Germanischer Lloyd GL Hamburg DLR Neustrelitz Lloyds Register LR Hamburg Wasser- und Schifffahrtsdirektion Nord, Kiel Jakob-Universität Bremen Universität Duisburg-Essen DST Duisburg Verband Deutscher Reeder (VDR) Hamburg BSH Rostock Dipl.-Ing. Florian Motz Capt. Burkhardt Müller Prof. Dr. Christoph Wand Prof. Dr. Holger Watter Frauenhofer - Institute for Communication, Information Processing and Ergonomics FKIE, Wachtberg AIDA Cruises Rostock Jade Hochschule Oldenburg-Elsfleth &Verband der Kapitäne und Schiffsoffiziere VDKS Hochschule Flensburg & & Vereinigung Deutscher Schiffsingenieure VDSI 2

3 Inhalt Bedeutung der Schifffahrt Wesentliche Herausforderungen für die Schifffahrt Treibende Faktoren für zukünftige Entwicklungen Ziele Transportverlagerung 3

4 Bedeutung der Schifffahrt für Deutschland Transportkosten sind für die Wirtschaftlichkeit ein bestimmender Faktor Deutschland wickelt etwa 60% seines Exports über den Seeweg ab und erhält nahezu 100% der Rohstoffe über den Seetransport Laut einer aktuellen Studie (INBILO) werden etwa 15.6% des Güterverkehrsaufkommens mit Binnenschiffen abgewickelt: Leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Entlastung anderer Verkehrsträgern Deutschland erbringt annähernd die Hälfte der Binnenschifffahrtsleistungen in der EU 90% des europäischen Außenhandels und 30% des Binnenhandels werden auf dem Seeweg und Wasserstraßen bestritten. 4

5 Deutschland ist die drittgrößte Schifffahrtsnation 5

6 Bruttoeinnahmen ca. 20 Milliarden pro Jahr 6

7 Herausforderungen/Rahmenbedingungen (1/3) Effizienzsteigerung der Schiffe Einführung eines Energie-Index EEDI CO2-Abgaben kommen voraussichtlich auf die Schifffahrt zu Zunehmende Energiekosten Stärkerer Wettbewerb mit anderen Verkehrsträgern (z.b. Bahn) Einführung der E-Navigation- und E-Maritime-Strategie der IMO 7

8 Herausforderungen/Rahmenbedingungen (2/3) Mögliche Kraftstoffkosten für die Schifffahrt wenn Emissionsgrenzwerte umgesetzt werden IFO 380 MGO Mehrpreis CO2 Aufschlag USD / ton Ein CO 2 Emissionsaufschlag könnte 2013 eingeführt werden. Die Kosten basieren auf IPCC Schätzungen. In 2020 global zulässiger Schwefelgehalt in Kraftstoff kann MGO Qualität erfordern (min. 50% Mehrpreis zu HFO). Lebensdauer eines Schiffs Der Preis für HFO wird langfristig gesehen steigen (ca. 2.5% pa) Quelle: GL Forschung. Die Analyse berücksichtigt keine Inflationseffekte 8

9 Herausforderungen/Rahmenbedingungen (2/3) Veränderte Umweltbedingungen (Erhöhtes Auftreten von Stürmen, geringerer Wasserstand in Flüssen) Geringere Akzeptanz für schiffsbedingte Umweltschäden (Ölaustritt, Ladungsverlust, etc.) Zunahme des Schiffsverkehrs in Häfen, Revieren und Wasserstraßen Strengere Sicherheitsstandards der IMO und einzelner Flaggenstaaten Steigende Komplexität technischer Systeme: dadurch steigt die die Fehleranfälligkeit aufgrund mangelnder Beherrschung durch den Menschen 9

10 Treiber für zukünftige Entwicklungen 1. Schiffssicherheit (sichere Betriebsführung auch in Notfallsituationen) 2. Umweltschutz (u.a. Reduktion von Emissionen, Ladungsverlust..) 3. Wirtschaftlichkeit (u.a. effizienter Betrieb unter umfassender Ausnutzung der Betriebskennziffern) 10

11 Ziele für das zukünftige Forschungsprogramm Wir wird Sicherheit bewertet? Schiffssicherheit: Status heute? Source: Using Risk Principles in Setting and Enforcing Safety Regulations: Paper No P010, DNV 11

12 Anzahl der Schiffsverluste pro Jahr sinkt seit 30 Jahren 12

13

14 Schiffssicherheit: Ziele bis 2015: Reduzierung des individuellen Risikos pro Personenjahr und des Risikos von Ladungsverlusten pro Schiffsjahr um 20% bis 2035: Reduzierung des maximal tolerierbaren individuellen Risikos pro Personenjahr auf 5E-5 für alle Schiffstypen bis 2035: Reduzierung der Verlustrate von Schiffen pro Schiffsjahr um 70% gültig: gegenüber dem Referenzjahr: 2008 Dies hätte zur Folge, dass bei bestimmten Schiffstypen das o.g. Risiko bis zu Faktor 5 reduziert werden muss. Bei anderen Schiffstypen besteht kein Handlungsbedarf. 14

15 Schiffssicherheit: Beispiele für Forschungsbedarf Entwicklung von Softwaresystemen zur Unterstützung der Schiffsführung bei der Navigation ( Decision Support in kritischen Situationen, Routing, etc.) Entwicklung von Softwaresystemen zur Überwachung und Bewertung der Sicherheit von Komponenten, Systemen und der Schiffsstruktur Neue Ausbildungs- und Trainingstechnologien: Simulatoren mit hoher Qualität der Realitätsnachbildung Human Factor -Forschung Durchgängigkeit der Datenmodelle und ihre Verwendung vom Entwurfs- und Konstruktionsstadium über die Nutzung an Bord bis hin zur Ausbildung und Trainingssimulation... 15

16 Umweltverträglichkeit: Status (1/2) EEOI = 9 62 [gco2/ton*km] GL Research: container ships CO 2 emissions referred to transport work in comparison to other modes of transport Source: MARINTEK, GHG WG1, Juni 2008, Oslo 16

17 Umweltverträglichkeit: Status (2/2) Source: Second IMO Greenhouse Gas Study 2009

18 Umweltverträglichkeit: Ziele bis 2015: Reduktion des Co2-Ausstoss pro Tonne und Meile um 15% bis 2025: Reduktion des Co2-Ausstoss pro Tonne und Meile um 50% Bis 2035: Technologien und Betriebsabläufe für das Null-Emissions-Schiff bei ausgewählten Schiffstypen gültig: für neue Schiffe gegenüber dem Referenzjahr:

19 Umweltverträglichkeit: Forschungsbedarf Ausbildung und Qualifizierung der Schiffsführung, z.b. mit Hilfe on Fahrsimulatoren Entwicklung von Methoden / Software zur Unterstützung der Schiffsführung für eine energiesparende Navigation Auswahl der Route, der Geschwindigkeit in Abhängigkeit der Wetterbedingungen und der Wassertiefe, etc. Software zum Überwachen des Energieverbrauchs einzelner Komponenten und Gesamtsystems Auswahl einer ökologisch/ökonomischen Schiffsgeschwindigkeit im Entwurf Flottenmanagement... 19

20 Wirtschaftlicher Schiffsbetrieb: Forschungsbedarf Wartungsoptimierung Ermittlung ökonomischer Wartungszyklen z.b. durch Condition Based Maintenance Vermeidung der Öffnung von Lagern zu Inspektionszwecken Verfahren zur Bewertung von korrodierten Schiffstrukturen... Entwicklung von Methoden / Software zur Unterstützung des Lifecycle- Managements von Schiffen Verknüpfung technischer Betriebsdaten mit kaufmännischen Daten zur Kostenoptimierung des Schiffsbetrieb Verwendung von Produktdatenmodellen über den Lebenszyklus hinweg Flottenmanagement zur Optimierung des Schiffsbetriebs Auswahl der Schiffe, Schiffsgeschwindigkeit, Routen,... Entwicklung neuartiger Inspektionstechnologien Indoor Navigation, Handheld Devices, neuartige Messtechnik,... Ausbildung und Qualifizierung der Schiffsführung im Hinblick auf eine effiziente Wartung... 20

21 Bewältigung der zukünftigen Zuwächse des Verkehrsaufkommens und Verkehrsverlagerung Herausforderungen/Risiken Steigender Transportbedarf Begrenzte Mittel und Verkehrsflächen für den Ausbau der Infrastruktur für andere Verkehrsträger Es können Engpässe bestehen, die die wirtschaftliche Entwicklung gefährden Chancen Es sind freie Kapazitäten auf den Wasserstraßen vorhanden Ziel Stärkere und effiziente Nutzung der Wasserstraßen 21

22 Beispiel 1:Wilhelmshaven: Hinterlandanbindung mit küstengängigen Binnenschiffen Hintergrund: Der Seehafen hat keine direkte Anbindung an Binnenwasserstraßen Mit dem zukünftigen, auf 2,7 Millionen TEU ausgelegten Terminal JadeWeserPorts werden erhebliche Containermengen per LKW und Bahn zu transportieren sein. Lösungsansatz: Entwicklung küstengängiger Koppel- und / oder Schleppverbände verbunden mit entsprechenden Logistik-Konzepten 22

23 Beispiel 2: CO2 Transport per Binnenschiff Hintergrund: Kohlendioxid wird im Rahmen von CCS (carbon capture and storage) in erheblichen Mengen in Kohlekraftwerken anfallen und könnte per Schiff zur Offshore-Einlagerung transportiert werden. Aufgrund der Versorgung mit Kohle liegen viele dieser Kraftwerke ohnehin an Wasserstraßen. Pipelines wären die einzige technische Alternative, sind jedoch politisch kaum durchsetzbar. Lösungsansatz: Entwicklung fluss- und kanalgängiger CO2 Gastankschiffe sowie an den Kraftwerken entsprechende Anlagen zu Aufbereitung, Lagerung und wasserseitigem Umschlag verbunden mit entsprechender Gas-Logistik. 23

24 Vielen Dank 24

25 Beispiel 3: LNG Transport per Binnenschiff Hintergrund: LNG (liquified natural gas) gewinnt als Alternative zur Versorgung mit Ergas aus Pipelines zunehmend an Bedeutung. Es gelangt per Seeschiffe (LNG-Tanker) in die Seehäfen und könnte in Zukunft ohne Rückvergasung per Binnenschiff ins Hinterland transportiert werden. LKW und Bahn sind mengenbedingt kaum eine Alternative zum Binnenschiff. Per Schiff müsste LNG in besonderen Tanks unter Druck und mit niedriger Temperatur transportiert werden Lösungsansatz: Entwicklung fluss- und kanalgängiger LNG Gastankschiffe sowie entsprechender Logistik-Konzepte Zusätzliche Perspektive LNG als Treibstoff für Binnenschiffe => Entwicklung entsprechender Schiffsmotoren und Versorgungskonzepte 25

26 Verkehrsverlagerung: Ziele bis 2030 Anteil der Binnenschifffahrt an den Container-Hinterlandverkehren Wilhelmshafen/Jade-Weser Port von 10% Steigerung der Anteile bei den verscheidenen Massengütern um 10% Verdreifachung des Containeranteils der Binnenschifffahrt am Modal-Split der deutschen Seehäfen Marktführerschaft bei CO2-Transport gültig: gegenüber dem Referenzjahr: