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Batterien lohnen sich selbst bei Containerschiffen

Für Entfernungen bis 1.000 Kilometer sind batteriebetriebene Schiffe schon heute konkurrenzfähig, zeigt eine Studie. In der EU könnte diese Strecke demnächst bis auf 3.000 Kilometer wachsen. Damit könnte ein großer Teil des Handels in Europa, der über Schiffe läuft, abgedeckt werden.


Containerschiff mit farbigen Containern auf See.
Container-Frachter auf der Ostsee. (Foto: Martin Vorel/​Libreshot)

Die Schifffahrt ist für 2,5 Prozent der globalen CO2-Emissionen verantwortlich und gilt als Sektor, der nur schwer die Netto-Null bei den Emissionen erreichen kann. Das liegt auch daran, dass Batterien bisher wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde.

"Die direkte Elektrifizierung von Seeschiffen wurde als emissionsarme Option bisher nur unzureichend erforscht, obwohl sie einen erheblichen Effizienzvorteil gegenüber synthetischen Kraftstoffen bietet", heißt es in einer neuen Studie.

Jessica Kersey von der University of California und ihr Team haben darin die Folgen einer batteriebasierten Energieversorgung von acht Containerschiff-Größen untersucht – von Schiffen für 1.000 Container bis zu solchen, die 18.000 Container laden können.

Bei der Umrüstung der Schiffe ist das Volumen der Batterien der wichtigste Faktor, denn dadurch geht Platz für die Container verloren. Für eine Strecke von 20.000 Kilometern müsste rund ein Drittel der Frachtkapazität geopfert werden.

Der zweite Faktor, der gegen die Batterie spricht, ist das Gewicht. Mit sehr großen und schweren Batterien liegen Schiffe tiefer im Wasser und verbrauchen mehr Energie.

Für eine 5.000 Kilometer lange Reise, bräuchte ein Schiff der Neopanamax-Klasse für 7.650 Container rechnerisch eine 20.000 Tonnen schwere Batterie und würde daher einen Meter tiefer im Wasser liegen. Mit 5.000 Megawattstunden gespeichertem Strom wäre dies dann aktuell die weltgrößte Batterie.

Bei kürzeren Strecken und damit kleineren Batterien sieht die Situation aber anders aus. Betrachtet man wieder ein Schiff der Neopanamax-Klasse, zeigt sich, dass diese auf Strecken bis gut 1.000 Kilometer schon heute billiger mit Batteriestrom als mit Schiffsdiesel betrieben werden können, selbst wenn die Vorteile für die Umwelt unberücksichtigt bleiben.

Emissionshandel macht E-Antrieb rentabler

In Europa dürfte dieser Wert demnächst noch deutlich steigen, denn die Emissionen der Schifffahrt sollen in den EU-Emissionshandel aufgenommen werden. Dort kostet ein CO2-Zertifikat zurzeit 82 Euro pro Tonne. Damit werden Elektroschiffe auf Strecken bis zu rund 3.000 Kilometern in Zukunft billiger sein.

Damit ließe sich ein großer Teil des heutigen Schiffsverkehrs abdecken: 40 Prozent aller Container werden interregional, also innerhalb Europas oder Ostasiens, verschifft. Das liegt nicht zuletzt am Gigantismus in der Schifffahrt: Container werden erst mit riesigen Schiffen über den Atlantik oder Pazifik transportiert und dann auf kleinere Schiffe umgeladen, weil das billiger ist.

Auch die Ladezeit ist kein Hindernis: Kleinere Schiffe liegen im Schnitt 31 Stunden vor oder in einem Hafen, um entladen und wieder beladen zu werden. Wenn man sie in dieser Zeit mit einem Ladegerät von 220 Megawatt lädt, verlieren sie dadurch keine Zeit. Zum Vergleich: Eine neue Haushaltssteckdose hat eine Kapazität von 2,3 Kilowatt, also rund 100.000-mal weniger.

Auch bei größeren Schiffen ist die Ladezeit kein Thema, denn sie brauchen länger, um ent- und beladen zu werden. Ein Containerriese mit 18.000 Containern liegt fast vier Tage im Hafen.

Denkbar wäre zudem der Bau von Offshore-Ladegeräten etwa vor dem Suez- und Panamakanal. Dort warten Schiffe oft mehrere Tage, bis ihnen die Durchfahrt erlaubt wird. Zudem ließen sich die Offshore-Ladestationen mit Offshore-Windparks kombinieren, die grünen Strom bieten.

Mittlerweile experimentieren immer mehr Reedereien mit Elektroschiffen. In Dänemark gibt es eine batteriebetriebene Autofähre, in Norwegen ein Frachtschiff für 120 Container – und in Schweden die beiden größten Batterieschiffe der Welt: Dort wurden zwei Autofähren von 238 Metern Länge nachträglich mit einem Elektromotor ausgestattet.

Auch in der Binnenschifffahrt könnten Elektroschiffe zum Zug kommen. In den Niederlanden baut ein Konsortium entlang der Flüsse ein Netz von Stationen mit Wechselbatterien auf. Diese haben die Größe eines Containers und können zwei Megawattstunden Strom speichern.

Mit zwei dieser Batterien kann man Strecken zwischen 60 und 120 Kilometern zurücklegen. Wenn das Schiff dann wieder in einem Hafen liegt, werden die Batterien ausgetauscht – eigentlich ganz einfach.

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