Betr.: Bürgerschaftliches Ersuchen vom 27. April 2016: Mit gutem Beispiel vorangehen Städtische Schiffsflotte modernisieren Drs.

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1 BÜRGERSCHAFT DER FREIEN UND HANSESTADT HAMBURG 21. Wahlperiode Unterrichtung durch die Präsidentin der Bürgerschaft Betr.: Bürgerschaftliches Ersuchen vom 27. April 2016: Mit gutem Beispiel vorangehen Städtische Schiffsflotte modernisieren Drs. 21/4064 Die Bürgerschaft hat in ihrer Sitzung vom 27. April 2016 die Drs. 21/4064 angenommen und damit folgendes Ersuchen an den Senat beschlossen: Der Senat wird aufgefordert, 1. darauf hinzuwirken, dass im Rahmen von Neuanschaffungen die städtischen Schiffe an der Hauptmaschine mit modernen und emissionsarmen Schiffsantrieben sowie Filtertechniken ausgerüstet werden, um den Ausstoß von Kohlendioxid, Stickoxid, Schwefeldioxid und Rußpartikeln zu minimieren, 2. darauf hinzuwirken, dass im Rahmen der Fortentwicklung der Flotte aktiv die Forschung und Entwicklung von emissionsarmen Antriebstechnologien im jeweiligen Schiffssegment gefördert und getestet werden, 3. darauf hinzuwirken, dass die vorhandenen Schiffe der städtischen Flotte, soweit technisch möglich und wirtschaftlich vertretbar, sukzessive analog der Vorgaben für Neuanschaffungen umgerüstet werden und 4. darauf hinzuwirken, dass die HPA fortlaufend in ihren Nachhaltigkeitsberichten über die entsprechenden Neuanschaffungen, die Fortschritte bei der Umsetzung umweltfreundlicher Technologien sowie weiteren Untersuchungs- und Entwicklungsbedarf berichtet. Der Senator der Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Innovation, Herr Frank Horch, hat mir dazu das in der Anlage abgedruckte Schreiben vom 12. Juli 2017 übermittelt. Carola Veit Präsidentin Anlage

2 Anlage Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Innovation Behörde für Wirtschaft, Verkehr u. Innovation, Postfach , Hamburg Senator Frank Horch Präsidentin der Hamburgischen aärgefsee# Frau Carola Veit Bürgerschaftskanzlei Rathausmarkt Hamburg Alter Steinweg Hamburg Telefon /1622 Zentrale Telefax Frank.Horch@bwvi.hamburg.de Hamburg, /7 Beantwortung des Bürgerschaftlichen Ersuchens Drs. 21/4064 Mit gutem Beispiel vorangehen Städtische Schiffsflotte modernisieren" Sehr geehrte Frau Präsidentin Veit, mit der Drucksache 21/4064 hat die Bürgerschaft folgendes Ersuchen beschlossen: Der Senat wird ersucht, 1. darauf hinzuwirken, dass im Rahmen von Neuanschaffungen die städtischen Schiffe an der Hauptmaschine mit modernen und emissionsarmen Schiffsantrieben sowie Filtertechniken ausgerüstet werden, um den Ausstoß von Kohlendioxid, Stickoxid, Schwefeldioxid und Rußpartikeln zu minimieren, 2. darauf hinzuwirken, dass im Rahmen der Fortentwicklung der Flotte aktiv die Forschung und Entwicklung von emissionsarmen Antriebstechnologien im jeweiligen Schiffssegment gefördert und getestet werden, 3. darauf hinzuwirken, dass die vorhandenen Schiffe der städtischen Flotte, soweit technisch möglich und wirtschaftlich vertretbar, sukzessive analog der Vorgaben für Neuanschaffungen umgerüstet werden und 4. darauf hinzuwirken, dass die HPA fortlaufend in ihren Nachhaltigkeitsberichten über die entsprechenden Neuanschaffungen, die Fortschritte bei der Umsetzung umweltfreundlicher Technologien sowie weiteren Untersuchungs- und Entwicklungsbedarf berichtet." Die Hamburg Port Authority AöR (HPA) wurde durch Senatsbeschluss vom 14. Juni 2016 mit dem Aufbau eines zentralen Flottenmanagements für die Freie und Hansestadt Hamburg beauftragt. 2

3 -2 Neben den 31 eigenen Schiffen und Spezialfahrzeugen sowie 40 Schuten der HPA sollen zukünftig darunter 11 Boote der Wasserschutzpolizei, drei Boote der Feuerwehr und fünf Boote des Landesbetriebes Straßen, Brücken und Gewässer (LSBG) fallen. Die Ziele liegen in einer Senkung der Kosten für Anschaffung und Betrieb der Wasserfahrzeuge und der Optimierung von Ersatzbeschaffung und Reparaturen. Zudem soll durch Multifunktionalität neuer Einheiten die Einsatzbereitschaft für die verschiedenen Aufgaben erhöht werden. Das einheitliche Flottenmanagement unter dem Dach der HPA tritt zum 01. Juli 2017 in Kraft. Im Rahmen des Bürgerschaftlichen Ersuchens wird der Senat ersucht, darauf hinzuwirken, dass durch die Erprobung neuer Antriebssysteme und Filtertechniken der Ausstoß der stadteigenen Flotte an Kohlendioxid, Stickoxid, Schwefeloxid und Rußpartikeln minimiert wird. Dazu sollen bei Neuanschaffungen moderne und emissionsarme Technologien Einsatz finden und bestehende Schiffe, soweit technisch möglich und wirtschaftlich vertretbar, umgerüstet werden. Die Stadt möchte hier eine Vorbildfunktion auch für private Schiffsbetreiber einnehmen. Im Rahmen des zentralen Flottenmanagements wird die HPA aufgefordert, diesbezüglich aktiv zu werden und über die Fortschritte regelmäßig zu berichten. Im Rahmen eines Fünf-Säulen-Modells hat die HPA Konzepte für eine umweltfreundliche städtische Flotte entwickelt. rüst ösunie it s "oisa t e r a sto Mit gutem Beispiel vorangehen Städtische Flotte modernisieren" Zur Konkretisierung und Weiterentwicklung dieser Konzepte wurden in einem Zeitraum von Herbst des Jahres 2016 bis Frühjahr des Jahres 2017 in einer gemeinsamen Studie der HPA und der Klassifikationsgesellschaft DNV GL ein Umsetzungskonzept für die bestehende Flotte und Optionen für zukünftige Neubauten formuliert. 3

4 -3 Die folgenden Ausführungen basieren auf den Ergebnissen dieser Studie. Mit Blick auf die Modernisierung und Erprobung von alternativen Antriebssystemen auf der von der HPA betreuten städtischen Schiffsflotte (im Folgenden städtische Flotte") mit dem Ziel der Verminderung von Emissionen an Kohlendioxid (CO2), Stickoxid (N0x), Schwefeloxid (S0x) und Rußpartikeln (PM) sind Bestandsflotte und künftige Neubauten zu differenzieren. Im Fokus stehen dabei NOx und PM, da diese Emissionen direkt lokal relevant sind. 002Emissionen werden aufgrund ihrer globalen Relevanz ebenfalls berücksichtigt. SOxEmissionen der von der HPA betreuten städtischen Flotte können als unproblematisch angesehen werden, da seit März des Jahres 2009 in der gesamten städtischen Flotte Diesel nach EN 590 ( LKW-Diesel") mit geringem Schwefelgehalt zum Einsatz kommt. Die von der HPA betreute städtische Flotte umfasst etwa 90 Einheiten, von denen ca. 50 motorisiert sind. Neubauprojekte für die städtische Flotte befinden sich in unterschiedlichen Stadien; zu diesem Zeitpunkt am weitesten fortgeschritten ist die Planung der in den Jahren 2018 und 2019 in Dienst zu stellenden neuen Löschboote. Für Schiffe bzw. Motoren der bei der städtischen Flotte eingesetzten Art wird am Markt eine weite Spanne von technischen Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz bzw. zur Minderung der Emissionen angeboten. Diese reicht von alternativen Kraftstoffen und Antriebskonzepten über Maßnahmen der technischen Modifikation der Motoren hin zu Abgasnachbehandlungssystemen. Der HPA haben sich bereits zahlreiche Hersteller entsprechender Produkte als mögliche Lösungsanbieter angedient. Nicht alle der angebotenen Möglichkeiten sind jedoch tatsächlich für die Schiffsgrößen und Einsatzprofile der HPA sinnvoll einsetzbar. Der bisher fehlende umfassende Überblick über angebotene Technologien zur Emissionssenkung, sowie eine Übersicht bezüglich Effektivität, möglicher Einsatzbereiche, Handhabbarkeit der Anforderungen, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit der einzelnen Technologien ist im Rahmen des gemeinsamen Projekts zwischen der HPA und DNV GL geschaffen worden. 4

5 -4 Im Folgenden werden die angebotenen emissionssenkenden Technologien zusammengefasst und in fünf Bereiche unterteilt: Technologiebereich Technologie Referenzantrieb 4-Takt Verbrennungsmotor ohne Abgasnachbehandlung Energieträger: Diesel EN 590 Energieträger und Energiespeicher Flüssigkeiten GTL ( Gas to Liquid", Gasverflüssigung) BTL ( Biomass to Liquid", Biomasseverflüssigung) CTL ( Coal to Liquid", Kohleverflüssigung) HVO ( Hydrogenated Vegetable Oil", Hydrierte Pflanzenöle) DME (Dimethylether) Biodiesel (Fettsäuremethylester) Methanol Ethanol Gase LNG ( Liquefied Natural Gas", Flüssigerdgas) LBG ( Liquefied Biogas", Flüssiges Biogas) LPG ( Liquefied Petroleum Gas", Flüssiggas, Autogas) H2 (Wasserstoff) CNG ( Compressed Natural Gas", Komprimiertes Erdgas) Andere Brennstoffzelle Innermotorische Maßnahmen Batterie Kraftstoff-Wasser-Emulsion Direkte Wassereinspritzung Ansaugluftbefeuchtung (Humid Air Motor) Variable Ventileinstellung Slide Valve-Einspritzventil Common Rail-Einspritzung Abgasrückführung Wasserstoffbeigabe (z.b. "Ultimate Cell") 5

6 5 Maßnahmen der Abgasnachbehandlung Antriebskonzepte Weitere Maßnahmen zur Emissionssenkung Abgaswäscher Oxidationskatalysator Dreiwegekatalysator NOx-Speicherkatalysator SCR-Katalysator (Selektive katalytische Reduktion) EGR (Elektrische Gasreinigung) Aktiver DPF (Dieselpartikelfilter) Gewebefilter Kolbenmaschine/Remotorisierung Diesel-Elektrischer Antrieb Hybridantrieb Verbraucheroptimierung Linienoptimierung Optimierung des Schiffsbetriebs Die einzelnen emissionssenkenden Technologien wurden entlang ihrer Effektivität in Bezug auf die Senkung von Emissionen, mögliche Einsatzbereiche, die Handhabbarkeit der Anforderungen, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit qualitativ bewertet. Die Ergebnisse werden im Folgenden kurz skizziert: o Alternative Kraftstoffe wie GTL, BTL, CTL, HVO und Biodiesel sind in Einsatzbereich, Anforderungen und Wirtschaftlichkeit dem Diesel EN 590 ähnlich und derzeit die beste Möglichkeit, um zügig und ohne große Investitionen Emissionen zu reduzieren. Die Emissionsreduzierungspotenziale könnten durch eine Abgasnachbehandlung weiter gesteigert werden. o Alternative Kraftstoffe wie Methanol, Ethanol, LNG, LBG, LPG, Wasserstoff und CNG sowie Energiespeicher bzw. -wandler wie Batterie und Brennstoffzelle bieten große Emissionssenkungspotenziale. Bei diesen Kraftstoffen sind jedoch erhöhte bzw. fehlende Anforderungen für Betrieb und Bunkervorgang, die aufwendige Einzelnachweise erfordern, sowie teilweise stark erhöhte Investitionskosten zu berücksichtigen. Weiterhin ist bei LNG, LBG, LPG, Wasserstoff und CNG zu beachten, dass zugelassene Gasmotoren für den Direktantrieb (noch) nicht verfügbar sind, d.h. es ist nur eine Nutzung über einen kombinierten Gas-elektrischen bzw. Hybridantrieb möglich. Referenzen im für die HPA relevanten Schiffssegment sind eher rar. 6

7 - 6 o Die betrachteten innermotorischen Maßnahmen sind hinsichtlich der Senkung von Emissionen wenig effektiv. Hinzukommt, dass viele dieser Maßnahmen eine enge Kooperation mit dem Motorenhersteller bzw. eine Erneuerung der Typzulassung, die mit hohen Kosten verbunden ist, erfordern. Dies macht diese Maßnahmen wenig attraktiv und sie sind entsprechend wenig präsent im Markt. o Abgasnachbehandlungssysteme sind weiter verbreitet. Hierbei sind der SCR-Katalysator und der aktive Dieselpartikelfilter (DPF) hervorzuheben, die in Kombination und unter der Voraussetzung entsprechender Abgastemperaturen eine erhebliche Reduzierung von NOx- und PM-Emissionen bei herkömmlichen Dieselantrieben bewirken können. o Bei den Antriebskonzepten bieten batteriegepufferte hybride Antriebe verbesserte Emissionswerte infolge geringerer installierter Leistung gegenüber Diesel-elektrischen Antrieben. Weiterhin kann mit ihnen eine begrenzte Zeit rein elektrisch und somit völlig emissionsfrei gefahren werden. o Weitere Maßnahmen wie Verbraucheroptimierung, Linienoptimierung und die Optimierung des Schiffsbetriebs versprechen einzeln (aber auch in Kombination miteinander) relevante Verbrauchs- und Emissionseinsparpotenziale zu vergleichsweise geringen Kosten, und können mit allen oben genannten Maßnahmen kombiniert werden. Entlang der angestellten Überlegungen werden diverse Optionen von Technologiekombinationen im Lichte des Ziels der Emissionssenkung als sinnvoll für eine mögliche Umsetzung angesehen. Im Rahmen einer detaillierteren Betrachtung hat die HPA diese Optionen bezüglich Effektivität, Einsatzbereichen, Anforderungen, Verfügbarkeit sowie Abschätzungen zu Kosten und Gewicht verglichen. Im Ergebnis wurde als eine der ersten Maßnahmen der Einsatz des alternativen Kraftstoffs GTL (gas to liquid) beschlossen (siehe Drucksache 21/4064, Petitum, Ziffer 2). GTL wird nach einer erfolgreichen Testphase im Jahr 2016 seit Februar des Jahres 2017 nahezu durchgehend auf allen Schiffen der städtischen Flotte eingesetzt. Einschränkungen in Bezug auf Einsatzbereiche, Anforderungen und Verfügbarkeit ergeben sich nicht. PM-Emissionen werden um ca. 50 %, NOx-Emissionen um ca. 10 % reduziert. Im Betrieb von GTL ergibt sich ein geringfügiger Mehrverbrauch, die Kosten sind gegenüber dem herkömmlichen Diesel EN 590 leicht erhöht. Darüber hinaus ist vorgesehen, drei bis fünf ausgewählte Schiffe der Bestandsflotte mit SCR-Katalysator und aktivem DPF nachzurüsten. Diese Maßnahme wurde von der HPA in der Vergangenheit bereits geprüft, auch aktuell befinden sich solche Projekte in der Prüfung mit Lieferanten. Größte Herausforderung für den effektiven Betrieb solcher Systeme ist die für den SCR erforderliche Betriebstemperatur, die in der Regel in unteren Lastbereichen nicht erreicht wird. Des Weiteren ist der erhebliche zusätzliche Raumbedarf infolge des 7

8 - 7 Einbaus von SCR-Katalysator und aktivem DPF zu berücksichtigen (siehe Drucksache 21/4064, Petitum, Ziffer 2 und 3). Für zukünftige Neubauten und bei ausgewählten Remotorisierungen nach Ablauf der Lebensdauer der Motoren wird eine Nachrüstung (im Neubau der Ersteinbau) mit effizienteren und emissionsärmeren Hauptmaschinen mit Abgasnachbehandlung mittels SCR-Katalysator und aktivem DPF geprüft (siehe Drucksache 21/4064, Petitum, Ziffer 2 und 3). So wird das neue Hamburger Löschboot LB40" mit Dieselpartikelfiltern und Stickoxidkatalysatoren an den Hauptmaschinen ausgeliefert. Darüber hinaus wäre bei anstehenden Neubauten die Durchführung von Leuchtturmprojekten denkbar (siehe Drucksache 21/4064, Petitum, Ziffer 1). Eine Entscheidung darüber kann jeweils nur im Einzelfall erfolgen. Vorbehaltlich der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit, könnten dies z. B. sein: o GTL-Hybridantrieb (batteriegepuffert) mit SCR-Katalysator und aktivem DPF, o CNG-Hybridantrieb (batteriegepuffert), o Plug-in Hybridantrieb (Diesel mit SCR-Katalysator und aktivem DPF), Machbarkeit wird für die beiden neuen Löschboote der LB30-Klasse bereits untersucht, o Vollelektrischer Antrieb mit Methanol-Brennstoffzelle (batteriegepuffert) oder mit Batterie. Die tatsächlichen Kosten sind von den gewählten Einzelmaßnahmen abhängig. Beispielhaft seien die Mehrkosten für den flächendeckenden Einsatz des alternativen Kraftstoffs GTL mit jährlich ca. 140 T genannt. Die Ausrüstung des neuen Hamburger Löschbootes mit Dieselpartikelfilter und Stickoxidkatalysatoren wurde als Nachtrag mit T beauftragt. Die geplante Nachrüstung von Dieselpartikelfilter und Stickoxidkatalysatoren für drei bis fünf Schiffe der Bestandsflotte wird Kosten in Höhe von ca. 500 T erzeugen. Etwaige Fördermöglichkeiten werden im Einzelfall geprüft. Diese Kosten werden, dem Geschäftsmodell des Flottenmanagements folgend, auf die Charterraten der jeweiligen Schiffsklasse umgelegt und erhöhen den Aufwand bei den Kunden HPA, Feuerwehr, Wasserschutzpolizei und LSBG. Die HPA wird im nächsten Nachhaltigkeitsbericht (Berichtszeitraum 2015/2016) und in allen folgenden Nachhaltigkeitsberichten über die Fortschritte bei der Umsetzung umweltfreundlicher Technologien, Neuanschaffungen u. a. berichten (siehe Drucksache 21/4064, Petitum, Ziffer 4). 8

9 8 Mit den bereits durchgeführten und den geplanten Maßnahmen wird die städtische Flotte einen wertvollen Beitrag zur Reduzierung der Emissionen im Hafen leisten und dabei auch eine wertvolle Vorbildfunktion einnehmen. Ich hoffe, Ihnen hiermit einen ausreichenden Überblick über die Umsetzung des Ersuchens der Bürgerschaft gegeben zu haben. Mit freundlichen Grüßen Frank Horc 9