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Landstromversorgung in Häfen

Erstellt am: 25.05.2010 | Stand des Wissens: 24.10.2018
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Technische Universität Hamburg, Institut für Maritime Logistik, Prof. Dr.-Ing. C. Jahn

Zur Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit des Schiffes im Hafen wird üblicherweise bei abgeschalteter Hauptmaschine der nötige Strom mittels Hilfsdiesel und Generatoren erzeugt. Die installierte Leistung ist besonders bei Passagier- und Kühlschiffen hoch. Die Fähre Tallink Star für 1900 Passagiere ist beispielsweise mit drei 1440-Kilowatt-Aggregaten ausgestattet. Bei großen Kreuzfahrtschiffen liegt der Stromverbrauch bei über 10 Megawatt. Die im Hafenbetrieb verursachten Emissionen fallen konzentriert in Terminalnähe an. Für Lübeck-Travemünde kam eine Untersuchung zu dem Ergebnis, dass "der durchgehende Betrieb der Schiffsaggregate während der Liegezeiten am Skandinavienkai die Belastungen im Untersuchungsgebiet wesentlich bestimmt. Daher sind Minderungsmaßnahmen wie die Schaffung von Stromanschlüssen ein Konzept mit hohem Minderungspotenzial. Insbesondere lassen sich die Schwefeldioxid- und Stickstoffoxid-Belastungen deutlich reduzieren" [LAiRM04, S.13; EuKom05w, S. 7]. Die Versorgung der Schiffe mit Landstrom erscheint im Vergleich die derzeit beste Möglichkeit zum Ersatz von dieselgetriebenen Schiffsgeneratoren [GERL08, S. 82]. In Hamburg wurde im Zuge der Bauleitplanung HafenCity eine Immissionsprognose für 2015 berechnet, nach der geltende Immissionsgrenzwerte überschritten werden und somit im unmittelbaren Umfeld des Kreuzfahrtterminals keine Wohnnutzungen ausgewiesen werden dürfen und Bürogebäude im Nahbereich nur bei kontrollierter Belüftung zulässig sind [KuHa09, S.16].

Durch die Einspeisung von Landstrom in das Bordnetz (engl. Cold ironing) [Brie07] können Emissionen von Luftschadstoffen und Lärm vermieden und von Kohlendioxid reduziert werden. Am Kai und an Bord müssen Anschlüsse und Umformer errichtet werden, die Strom mit den im Bordnetz der Schiffe verwendeten Spannungen und Frequenzen (meist 60 Hertz) bereitstellen. In älteren Anwendungsfällen werden 400 Volt bereitgestellt, heute wird von den Reedern 6 - 25 Kilovolt vorgezogen (realisiert 6,6 - 11 Kilovolt). Mit der 2009 erfolgten Veröffentlichung der ISO-Norm IEC/PAS 60092-510:2009 wurde ein wichtiger Schritt zu der vielfach geforderten Standardisierung gemacht.
Landstrom.jpgAbbildung 1: Schematische Darstellung der Landstromversorgung nach [Brie07, S. 47]

Für Reeder wird eine Aus- oder Nachrüstung ihrer Schiffe für die Landstromversorgung wirtschaftlich, wenn sie mit gegenüber dem Bordstrom billigerem Landstrom den erforderlichen Aufwand in absehbarer Zeit amortisieren können. Dies geschieht um so eher, je höher der Treibstoffverbrauch und die Treibstoffkosten für Stromerzeugung im Hafen und je höher der Anteil der entsprechenden Kostenposition ist. Für die Kostenprognose sind zusätzliche Anforderungen für den Einsatz sauberer Treibstoffe beziehungsweise die Reinigung der Abgase oder künftige Kosten für Emissionsrechte zu berücksichtigen.

Der gesamte Landstromverbrauch ergibt sich aus dem spezifischen Verbrauch beziehungsweise der installierten Leistung, der Dauer der Hafenliegezeit und der Anzahl der Anlaufhäfen, die Landstrom anbieten. Passagier-, Fähr- und Kühlschiffe sowie Containerschiffe mit hohem Anteil an Kühlcontainern kommen als erste Nutzer in Betracht. Der aktuelle (Land)Strompreis, inklusive Netznutzungsentgelt aber ohne Refinanzierung der Anlage, beläuft sich auf 14,47 ct/kWh , während für Bordstrom bei Einsatz von MDO mit 0,1 Prozent Schwefel (wie seit 01.01.2010 vorgeschrieben im Hafen) etwa 10,07 Cent je Kilowattstunde anfallen [IMS11, S.76]. Häfen bieten zur Durchsetzung des Landstromanschluss folgende Optionen:
  • Bereitstellung billigen Stroms,
  • Kooperation mit Gegenhäfen zum Beispiel im Fährverkehr,
  • Auflagen zur Nutzung von Landstrom,
  • emissionsabhängige Hafengebühren.
Die erste Option kann mit erheblichen Kosten verbunden sein. Auflagen und Gebühren beeinflussen die Wettbewerbsposition eines Hafens. Sie können nur wirksam eingesetzt werden, wenn die Wettbewerbsposition entweder ausreichend stark ist oder die Wettbewerber die gleiche Politik verfolgen.
Aus Sicht eines Hafens beziehungsweise einer Kommune kann die Subventionierung des Landstroms zur Minderung der Emissionsbelastung sinnvoll sein. Die Effektivität als diskontierter Gesamtaufwand für die Erreichung einer bestimmten Emissionsminderung wurde in Long Beach untersucht. Unter 15 typischen Schiffen wurde für fünf der Landstromanschluss als effektiv ermittelt - mit einem Kreuzfahrtschiff an der Spitze, gefolgt von einem Kühlschiff, einem Kühlcontainerschiff, Containerschiffen und einem Spezialtanker. Gemeinsam waren den Schiffen der deutlich überdurchschnittliche Leistungsbedarf, längere Hafenliegezeiten (in der Summe der Anläufe) und relativ häufige Hafenanläufe. Das hier gewählte Kostenkriterium weist auf ein weiteres Problem hin: Die Landstromversorgung muss nicht betriebswirtschaftlich effektiv sein, um aus Umweltsicht eine effiziente Lösung für die Reduzierung von Emissionen zu sein.

In einer Umfrage der World Ports Climate Initiative gaben Ende 2009 17 von 53 Respondenten an, Landstrom zur Verfügung zu stellen, davon 7 mit Hochspannung. Langjährige Erfahrungen gibt es in Stockholm (Fähren, Fahrgastschiffe), Göteborg und in finnischen Häfen. Seit 2008 ist im Lübecker Hafen am Nordlandkai Landstrom verfügbar. Drei im Verkehr mit Nordfinnland fahrende Schiffe sind die Abnehmer. Die Fährschiffe an den Kieler Innenstadtterminals sollen ebenfalls mit Landstrom versorgt werden, allerdings befinden sich Hafen Management und Reedereien seit drei Jahren wegen der hohen Strompreise für den Landstrom in Gesprächen. An dem Plan wird von beiden Parteien trotzdem weiter festgehalten [KNO14]. In Hamburg existiert am Kreuzfahrtterminal in Altona der erste Landstromanschluss für Kreuzfahrtschiffe in Europa. Dieser wurde Juni 2016 erstmalig in Betrieb genommen, ist seit Mai 2017 im Regelbetrieb und versorgt die AIDAsol bei insgesamt 12 Anläufen ind 2017 mit Landstrom [CT17]. Zusätzlich befindet sich seit 2014 die Power-Barge "Hummel" im Einsatz, die AIDAsol am Hafen City Terminal mit Strom versorgt [THB16b]. Bei einer Power-Barge handelt es sich um ein kleines "Kraftwerksschiff", das durch die Verbrennung von Flüssgierdgas (LNG) umweltschonenden Strom erzeugt und damit das Kreuzfahrtschiff während der Liegezeit im Hafen versorgt [HAB13b]. Machbarkeitsstudien wurden für Bremen/Bremerhaven erstellt.

Die EU-Kommission erließ 2006 erneut eine "Empfehlung über die Förderung der Landstromversorgung von Schiffen an Liegeplätzen in den Häfen der Gemeinschaft" (2006/339/EG) [EuKom06u]. Sie fordert die Mitgliedstaaten auf, den Aufbau von Landstromanlagen an Schiffsliegeplätzen zu prüfen, insbesondere wo die Grenzwerte der Luftqualität überschritten werden. Die Mitgliedstaaten sollen die Kommission über geplante Maßnahmen zur Reduzierung der Schiffsemissionen in Häfen unterrichten. Im 2009 vorgelegten Entwurf zur Revision der EU-Richtlinie zur Energiebesteuerung ist für 8 Jahre eine Steuerbefreiung von Landstrom in der Schifffahrt vorgesehen, der so an Bord erzeugtem Strom steuerlich gleichgestellt wird.

Im Rahmen des 2006 beschlossenen San Pedro Bay Ports Clean Air Action Plan wurden in den Häfen Los Angeles und Long Beach bis 2013 26 beziehungsweise 23-25 Liegeplätze mit Anschlusspunkten für Landstromversorgung ausgestattet , vorrangig Container- und Passagierterminals. Die Versorgung erfolgt mit 6,6 Kilovolt. Erste Liegeplätze wurden 2004 und 2006 mit Landstrom ausgestattet. [SPBP10, S.89f.]. Der Bundesstaat Kalifornien hat für 2014 festegelegt, dass mindestens die Hälfte aller Containerschiffe im Hafen über Landstrom versorgt werden müssen. Bis 2020 sind Werte von 80 Prozent vorgesehen.
In Rotterdam und Amsterdam werden verstärkt die Liegeplätze für Binnenschiffe mit Landstromanschlüssen ausgerüstet. Weitere Informationen zum Thema bietet der Internetauftritt "Onshore Power Supply" der World Ports Climate Initiative.
Glossar
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Maritime Logistik, Prof. Dr.-Ing. C. Jahn
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Umwelt- und Klimaschutz in Häfen (Stand des Wissens: 24.10.2018)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?409235
Literatur
[Brie07] Pamela Brieske Cold Ironing - Externe Stromversorgung für Schiffe im Hafen , Bremen, 2007
[CT17] cruisetricks.de (Hrsg.) Landstrom in Hamburg-Altona im Regelbetrieb, 2017/05/05
[EuKom05w] Entec UK Limited Service Contract on Ship Emissions: Assignment, Abatement and Market-based Instruments , 2005/08
[EuKom06u] Europäische Kommission Empfehlung über die Förderung der Landstromversorgung von Schiffen an Liegeplätzen in den Häfen der Gemeinschaft (2006/339/EG), Brüssel, 2006
[GERL08] Germanischer Lloyd AG Verringerung der Emissionen von Kreuzfahrtschiffen in Hamburg, Hamburg, 2008/04/14
[HAB13b] o.A. Sauberer Strom jetzt auch für Kreuzfahrer, 2013/05/08
[IMS11] IMS Ingenieurgesellschaft mbH, ISL Baltic Consult (Hrsg.) Realisierbarkeit von Landstromanlagen an den Hamburger Kreuzfahrtterminals HafenCity und Altona, 2011/06/30
[KNO14] Frank Behling Landstrom: Noch ist kein Land in Sicht, 2014/01/20
[KuHa09] Kutzinski, R., Hartmann. T., Voigt, R., März, M., Schmidt, H.E., Römer, M., Bomke, F., Bäumler, S. Landstromversorgung von Kreuzfahrtschiffen - Betrachtung und Möglichkeiten in der HafenCity Hamburg, Hamburg
[LAiRM04] LAiRM-Consult Hammoor Umsetzung der Agenda 21 in den deutschen Seehäfen am Beispiel Lübeck-Travemünde, Modellrechnungen zur Ermittlung der Luftschadstoffbelastungen, Hammoor, 2004
[SPBP10] k.A. San Pedro Bay Ports Clean Air Action Plan, Technical Report, Draft 2010 Update, Los Angeles, 2010/04
[THB16b] Täglicher Hafenbericht (Hrsg.) LNG-Barge "Hummel" läuft reibungslos, 2016/07/06
Glossar
LNG Liquefied natural gas = Flüssigerdgas (CH4) wie es zum Beispiel in Fahrzeugen getankt werden kann. Durch Abkühlen auf -164C schrumpft das Volumen auf ein sechshunderstel des Normvolumens. Damit erhöht sich der Energiegehalt bezogen auf das Volumen und somit z.B. die Reichweite eines Fahrzeuges bei gleichem Tankvolumen. Für die aufwendige Verflüssigung werden ca 10 - 25 Prozent der im Erdgas gespeicherten Energie aufgewendet, daher findet man im Straßenverkehr hauptsächlich compressed natural gas (CNG).
City Der in der Stadtforschung und im allgemeinen Sprachgebrauch für die Kennzeichnung des Stadtzentrums meist größerer Städte verwendete Begriff City ist nicht eindeutig, da er im Englischen eine völlig andere Bedeutung hat. Im englischen Sprachgebrauch kann der Begriff City für drei verschiedene Varianten stehen:
  1. allgemein für eine Großstadt,
  2. für eine historische Stadt mit Bischofssitz und Kathedrale,
  3. für eine Stadt mit königlicher Urkunde und zeremoniellen Privilegien.
Der deutsch Begriff der City leitet sich aus der frühen Konzentration von Bürofunktionen in der historischen City of London ab, da sich dort bereits im 18. Jahrhundert mit dem aufkommenden und rasch entfaltenden Banken- und Versicherungswesen der neue Typ des Bürohauses herausbildete, der den Prozess der Citybildung enorm beschleunigte. In erster Linie ist City ein Funktionsbegriff. Die City ist der zentralst gelegene Teilraum einer größeren Stadt mit einer räumlichen Konzentration hochrangiger zentraler Funktionen des tertiären und quartären Sektors.
kWh
= Kilowattstunde. Die Wattstunde (Einheitenzeichen: Wh) ist eine Maßeinheit der Arbeit und damit eine Energieeinheit. Eine Wattstunde entspricht der Energie, welche eine Maschine mit einer Leistung von einem Watt in einer Stunde aufnimmt oder abgibt.

Im Alltag gebräuchlich und verbreitet ist die Kilowattstunde, das Tausendfache der Wattstunde. In ihr werden vor allem Strom-, aber auch Heizwärmekosten abgerechnet.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?319184

Gedruckt am Donnerstag, 18. Juli 2019 04:35:41