Für alle Nord- und Ostsee sowie den Englischen Kanal befahrenden Seeschiffe ist es bezüglich der ab 1. Januar 2015 geltenden IMO-Regel
für den Schwefelgehalt des Kraftstoffs später als fünf Minuten vor zwölf, schreibt Hans-Jürgen Reuß
Eine im August 2009 vom Verband Deutscher Reeder (VDR) und dem Zentralverband der Deutschen Seehafenbetriebe (ZDS) gemeinsam in Auftrag gegebene[ds_preview] Studie zur Abschätzung der Folgekosten aus der ab 1. Januar 2015 geltenden SECA-Vorschrift konnte »nicht zum Abschluss gebracht werden«. Daher erfolgte im Juni 2010 ein zweiter Auftrag, der an das Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik (ISL) in Bremen ging. Diese Studie wurde im September 2010 als Abschlussbericht unter dem Titel »Die weitere Reduzierung des Schwefelgehaltes in Schiffsbrennstoffen auf 0,1 % in Nord- und Ostsee im Jahr 2015: Folgen für die Schifffahrt in diesem Fahrtgebiet« vorgelegt (Reuß, Hans-Jürgen: Umweltschutz auf See und im Hafen, in: Schiffahrt und Technik 3/2014 / Lemper, B.: Die weitere Reduzierung des Schwefelgehaltes in Schiffsbrennstoffen auf 0,1 % in Nord- und Ostsee im Jahr 2015: Folgen für die Schifffahrt in diesem Fahrtgebiet, Abschlussbericht September 2010, ISL Bremen).
Im Vorwort machten dann auch VDR und ZDS als Auftraggeber ihrem Unmut mit folgendem Satz Luft: »Die Mitgliedsstaaten der IMO versäumten es, besonders die SECA-Regelungen rechtzeitig vor deren Beschluss einer fundierten Folgeabschätzung zu unterziehen.« Und zur Bundesregierung heißt es dort, sie habe »die Entwicklung der IMO-Regularien grundsätzlich unterstützt und zugleich das Verlagerungsrisiko zulasten des Kurzstreckenseeverkehrs in SECA anerkannt«. Die Bundesregierung hatte zugesagt, mit geeigneten Maßnahmen einer Verlagerung entgegenwirken zu wollen, so VDR und ZDS. Die Ergebnisse der Studie sollten dazu als Grundlagen dienen.
In der Studie wurde die mögliche Verlagerung des Verkehrs betrachtet, der aufgrund der Kostensteigerung des Schiffsbetriebs von See auf die Straße verlegt werden könnte. Höherwertige Ladungssegmente wie Trailer und Container wurden in den Vordergrund gestellt. Massengüter wie Öl, Ölprodukte oder Holz waren bei dieser Betrachtung von einer möglichen Verlagerung ausgenommen. Für 2015 wurden rund 2,7 Mio. Trailer und 5,5 Mio. TEU angenommen. Neben dieser Studie sind im Rahmen von Vortragsveranstaltungen der Schiffbautechnischen Gesellschaft und diverser Schiffsingenieurvereine Vorträge über mögliche Alternativen gehalten worden. Somit waren alle Marktteilnehmer rechtzeitig informiert, dennoch ist zu hören, die Branche habe sich – wie immer – abwartend und zögernd verhalten und auf einen Deus ex machina gewartet, der ihnen bei der Finanzierung der zu treffenden Maßnahmen hilft oder andere Lösungen anbietet. Doch bis zum Redaktionsschluss deutete nichts darauf hin, dass es auch nur eine kleine Chance gibt, den Konsequenzen des 1. Januars 2015 zu entgehen. Aus dem Ausland wird nichts anderes berichtet. In den meisten Ländern lautete die Devise: »Wait and see«, was sich inzwischen für die Reeder als ein teures Verhalten erweist, jedenfalls was die Betriebskosten ihrer Schiffe im kommenden Jahr betrifft.
Alternativen zur Erfüllung der IMO-Vorschriften
In den letzten Jahren wurden von der Zulieferindustrie folgende Möglichkeiten zur Erfüllung der IMO-Vorschriften für die SECAs vorgestellt und diskutiert:
Umstellung auf Gasöl mit 0,1 % Schwefel
Schweröl mit 0,1 % Schwefelgehalt bunkern
Umstellung auf Erdgasbetrieb (LNG)
Nachrüstung von Entschwefelungsanlagen.
Welche Lösung von den Reedereien gewählt wird, muss für jedes Schiff einzeln geprüft werden. Dabei sind vordergründig zwei Punkte zu betrachten:
Fahrtzeit in SECAs im Verhältnis zu anderen Fahrtgebieten und
die Amortisationszeit für die notwendigen Investitionen.
Mit Blick auf die Amortisation ist das Alter des Schiffes von ausschlaggebender Bedeutung. Für Schiffe, die zu mehr als 30 % der Zeit in SECAs fahren, heißt in Fachkreisen die wirtschaftlichste Lösung: »Entschwefelungsanlage nachrüsten«. Dabei geht man von einer Amortisationszeit von ein bis drei Jahren aus, je nach Höhe der Preisdifferenz der zu betrachtenden Kraftstoffe. Das sah man beim ISL indes völlig anders. In der oben erwähnten Studie heißt es zum Stichwort Scrubber: »Diese Technologie ist jedoch noch nicht vollständig ausgereift und erfordert einen großen Platzbedarf, der nicht auf jedem Schiff gegeben ist.« Und man bezweifelte, dass sich die Situation in der verbleibenden Zeit (ab September 2010 gerechnet) verbessern könnte.
Wieviel besser das Angebot an Abgaswäschern heute gegenüber 2010 ist, kann offen bleiben. Viel gravierender ist der Hinweis des ISL auf eine fehlende Lösung für den Umgang mit den Rückständen aus der Entschwefelung des Abgases und deren Entsorgung.
Umstellung auf die Verwendung von Gasöl
Die Zeit bis zum Stichtag ist extrem kurz und längst nicht alle betroffenen Schiffe haben eine Nachrüstung erhalten. Daher wird diese »Lösung« die meisten Schiffe betreffen. Zwar ist es die einfachste, mit geringen Umstellungskosten verbundene Lösung, jedoch diejenige mit den höchsten Betriebskosten. Hier ist die Preisdifferenz zwischen Schweröl (IFO 180 oder IFO 380) und Destillaten (MGO) zu berücksichtigen, die je nach Marktlage zwischen 300 und 400$ pro Tonne betragen kann. Dabei ist davon auszugehen, dass MGO aufgrund der höheren Nachfrage im Preis ansteigen wird (Rulfs, Horst: Künftige Schifffahrtskraftstoffe – ein Ausblick, in: STG-Jahrbuch 2011). Wichtig ist hierbei, dass es sich nicht um ein beliebiges »medium gas oil« (Standard DMA) handeln darf, sondern um die in der EU zugelassene Qualität mit 0,1 % Schwefel.
Schweröl mit 0,1 % Schwefel bunkern
In Europa sollen ausreichend Raffineriekapazitäten zur Herstellung von Schweröl mit einem Schwefelgehalt von 0,1 % frei sein, das bereits auf Schiffen einiger Reedereien erprobt wird, so inoffizielle Meldungen. Für diese ebenfalls einfache Lösung besteht ein gewisser Bedarf bei Schiffen, für die eine Nachrüstung mit Scrubbern aus Platzgründen oder wegen ihres Alters nicht mehr in Frage kommt. Die Viskosität des schwefelarmen Schweröls soll vergleichsweise sehr niedrig sein. In Fachkreisen spricht man denn auch von einem »etwas dickeren Gasöl«.
Schweröl mit einem derart niedrigen Schwefelgehalt – nach früheren Aussagen der Mineralölindustrie war das nicht wirtschaftlich herstellbar – würde dann im Preis zwischen MGO und IFO liegen, vermutlich dicht am MGO-Preis.
Da in diesem Zusammenhang auf den Schiffen nur Änderungen bei den Schmierstoffen zu erwarten sind, wäre das für die Schiffahrt eine ähnlich teure Übergangslösung wie der Betrieb der Motoren mit Destillaten. Sollte der neue Kraftstoff wirklich auf den Markt kommen und überall verfügbar sein, ergäben sich ebenfalls geringe Investitionen für die Umstellung aber hohe Betriebskosten.
Umstellung auf den Betrieb mit Erdgas
Die Umstellung auf den Betrieb mit Erdgas würde schiffsseitig extrem hohe Umstellungskosten bedeuten. Der Dieselmotor und das Kraftstoffsystem wären umzurüsten auf den Wechselbetrieb zwischen flüssigem und gasförmigem Kraftstoff. Außerdem wäre zusätzlich mindestens ein spezieller Tank für das Flüssigerdgas erforderlich, der Laderaum oder Stellplätze an Deck in Anspruch nähme.
Die Technik hat sich inzwischen bewährt und die Verfügbarkeit von Erdgas ist weitgehend gesichert. Allerdings fehlt noch die notwendige Infrastruktur in den deutschen Ostseehäfen mit Tanklagern und Bunkereinrichtungen. An der Nordsee ist man einen halben Schritt weiter. Hohe Umstellungskosten, die noch gegebene Unsicherheit hinsichtlich der Bunkermöglichkeit und besonders die Frage der Preisentwicklung bremst die Umstellung auf den Erdgasbetrieb.
Außer der AG Ems, die ihre Borkum-Fähre »Ostfriesland« umbaut (Thill, C.; Hirsch, C.: Konvertierung der MS »Ostfriesland« zu einem Wattenmeer-LNG-Passagierschiff, in: STG-Jahrbuch 2013), engagiert sich gegenwärtig keine weitere deutsche Reederei mit derartigen Umbau- oder Nachrüstungsaktivitäten. Die »Ostfriesland« wird entgegen den ursprünglichen Plänen erst nach Saisonschluss im Winter 2014/15 umgebaut werden. Sie erhält ein vollständig neues Hinterschiff als komplette Sektion, einschließlich der gesamten Antriebsanlage. Gewählt wurde ein elektrischer Schiffsantrieb. Für die Stromerzeugung sind zwei Bordaggregate vorgesehen, die von Wechselmotoren der Baureihe 20 DF (2 x 876 kW bei 1.000min-1) von Wärtsilä angetrieben werden. Wärtsilä liefert darüber hinaus die komplette Gastechnik, einschließlich eines 45m3 fassenden Tieftemperaturtanks zur Lagerung des Flüssigerdgases an Bord. Der Baubeginn war im Oktober 2013 bei BVT Brenn- und Verformtechnik in Bremen.
Nachrüstung von Anlagen zur Abgasentschwefelung
Wenn die Dieselmotoren weiterhin mit preiswertem Schwefel enthaltenden Schweröl betrieben werden sollen, ist der nachträgliche Einbau von Abgaswaschanlagen in die Abgasführung der Motoren und unter Umständen auch der Hilfskessel erforderlich. Diese Lösung erfordert hohe Investitionen, verursacht jedoch vergleichsweise geringe Betriebskosten (Beispiele s. Tabelle 1).
Friedrich Wirz hat auf einem STG-Sprechtag im Februar 2014 eine kurze Übersicht über die bisher für Schiffe angebotenen Systeme gegeben (Wirz, F.: Nachrüsten für besondere Fahrtgebiete: Was ist nötig, was ist möglich? STG-Sprechtag »Intelligente Nachrüstung von Schiffen zur Verbesserung des Schiffsbetriebs« am 11.02.2014 in Hamurg). Grundsätzlich wird zwischen trockener und nasser Entschwefelung unterschieden. Bei der nassen Entschwefelung unterscheidet man zwischen dem »offenen Verfahren«, das mit Meerwasser arbeitet (»open loop system«), und dem »geschlossenen Verfahren«, das mit Frischwasser und Zusätzen arbeitet (»closed loop system«), sowie einer Kombination aus beiden: einem Hybridsystem (»hybrid system«).
DNV GL nennt in einer Dokumentation von Ende 2013 neun Hersteller von Abgaswäschern zur Entschwefelung des Abgases von Dieselmotoren (s. Tabelle 2), von denen nachfolgend einige beschrieben werden. Die Anlagen stehen allerdings in einzelnen Fällen erst vor ihrer Klassifizierung.
Couple Systems
Die »Timbus« wurde 2009 mit einer Versuchsanlage des Dry-EGCS-Systems von Couple Systems aus Bardowick ausgerüstet. Die umfangreichen Versuche sind in mehreren Veröffentlichungen (Schladör, Christoph; Rulfs, Horst: Untersuchung eines trockenen Verfahrens zur Minderung der Schwefeloxide in Schiffsabgasen, 106. Hauptversammlung der Schiffbautechnischen Gesellschaft, 18.11.2011 in Rostock / Jürgens, R.: Trockenentschwefelung im Schiffsbetrieb – Betriebserfahrungen auf einem Mehrzweckfrachter für Papiertransport, in: STG-Jahrbuch 2011 / Hochhaus, Karl-Heinz: Abgasentschwefelung in der Seeschifffahrt, in: HANSA 6/2012) ausführlich beschrieben worden. Auch ein Neubau erhielt diese Technik. Über weitere Aktivitäten des Unternehmens und Nachrüstungen mit diesem Verfahren ist nichts bekannt geworden. Laut einer Veröffentlichung des Handelsregisters vom 6. Dezember 2013 wurde die Gesellschaft vom Amtsgericht Lüneburg aufgelöst.
Krystallon/Hamworthy/Wärtsilä
Krystallon hatte bereits 2005 auf der Kanalfähre »Pride of Kent« eine Versuchsanlage zur Entschwefelung installiert. Die Versuche wurden ab 2007 auf dem Kreuzfahrtschiff »Zaandam« erfolgreich fortgesetzt. Das Unternehmen kam jedoch 2009 zu Hamworthy und damit 2012 zu Wärtsilä. Das finnische Unternehmen hatte 2011 erste Erfahrungen mit Entschwefelungsanlagen gesammelt und konnte nach der Übernahme von Hamworthy auf die Erkenntnisse von Krystallon zurückgreifen (Aakre, S.: Wärtsilä Hamworthy Scrubber Systems, Wärtsilä- Homepage).
Wärtsilä hatte Mitte dieses Jahres Aufträge zur Lieferung von Abgaswäschern von 21 Reedereien für 46 Schiffe. Die Aufträge betreffen 29 Neubauten und nur 17 Nachrüstungen von bereits im Einsatz befindlichen Schiffen. Mit 23 Anlagen dominieren dabei offene, mit Seewasser arbeitende Anlagen. Mit geschlossenem System arbeitende Anlagen wurden zehnmal gewählt und Hybridanlagen 13 Mal. Soweit die offiziellen Zahlen dieses Unternehmens. Weitere Aufträge stehen bei Wärtsilä in den Büchern, dürfen jedoch noch nicht veröffentlicht werden.
Im Gegensatz zum großen Wettbewerber Wärtsilä hat MAN Diesel & Turbo weder eine eigene Entwicklung von Abgaswäschern begonnen noch spezielle Unternehmen mit entsprechendem Know-how übernommen. MAN hat dagegen zwei Hersteller von Abgaswäschern bei der Entwicklung ihrer Geräte unterstützt. Das waren Alfa Laval bzw. Aalborg und Clean Marine.
Aalborg/Alfa Laval
Die von Alfa Laval verwendete Technik der nass arbeitenden Wäscher stammt weitgehend von Aalborg Industries und wurde seinerzeit für Inertgassysteme auf Tankern entwickelt (Diks, R.: Abgasreinigung: Die besten Alternativen für die Einhaltung der geforderten Schwefelwerte. Vortrag beim 6. Praxis-Seminar von Alfa Laval am 06.09.2011 in Hamburg). Insofern besteht hier eine gewisse Analogie zur technischen Entwicklung bei Krystallon und Hamworthy. Aalborg wurde von Alfa Laval übernommen und gemeinsam das als »PureSOx« bezeichnete System vermarktet.
Eine erste Versuchsanlage dieses Systems installierte 2009 MWB (seit Anfang 2013 GDD German Dry Docks), Bremerhaven, auf dem Fährschiff »Ficaria«. Es handelt sich um eine Hybridanlage, die abhängig vom Seegebiet als offenes oder geschlossenes System gefahren wird (Hochhaus, Karl-Heinz: Abgasentschwefelung in der Seeschifffahrt, in: HANSA 6/2012 / Berndt, B.: Praxisbeispiele für Nachrüstungen aus Sicht der Werft. Vortrag beim Maritimen Cluster am 6.6.2012 in Leer). Das Unternehmen nennt Mitte des Jahres offiziell Referenzen mit insgesamt 18 Schiffen, darunter acht der Fährschiffreederei DFDS und sechs der niederländischen Spliethoff-Gruppe. Wie es heißt, stehen im Auftragsbuch weit mehr Anlagen, zu denen das Unternehmen noch keine Angaben machen darf.
Green Tech Marine
Green Tech Marine wurde 2010 gegründet, um besonders leichte und platzsparende Abgaswäscher für Kreuzfahrtschiffe zu entwickeln. Diese Geräte unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Abmessungen nur wenig von den auf Kreuzfahrtschiffen verwendeten Schalldämpfern und übernehmen neben der Abgasreinigung gleichzeitig die Funktion des Schalldämpfers.
Die erste Anlage erhielt im Winter 2011/12 die »Liberty of the Seas«. Auf diesem Kreuzfahrtschiff wurde »bei laufendem Betrieb«, also während der Fahrt, ein Schalldämpfer gegen einen Scrubber ausgetauscht. Dazu war die Anlage in Einzelteilen an Bord gebracht worden und wurde vor Ort montiert. Aufwendige Stahlarbeiten waren nicht notwendig. Flächen aus dem Passagier- oder Mannschaftsbereich mussten nicht in Anspruch genommen werden. Diese Vorgehensweise war nur möglich, da das Schiff eine diesel-elektrische Antriebsanlage hat. Die »Pride of America« erhielt 2013 auf Hawaii ebenfalls Scrubber von Green Tech Marine.
Saacke
Für das Bremer Unternehmen Saacke ist die Entwicklung von Abgaswäschern zur Reduzierung von Schwefeloxiden ein neues Geschäftsfeld. Nach eigenen Aussagen befinden sich die Produkte in der Prototypphase. Eine Klassifizierung wird für 2015 erwartet. Dann soll auch die Produktion anlaufen. Für den Betrieb mit Dieselmotoren sind sieben Ausführungen für den Leistungsbereich von 2 bis 16 MW vorgesehen. Durchmesser und Höhe der Geräte werden bei 2.000 bis 5.500 mm bzw. 5.000 bis 9.500 mm liegen und das Gewicht soll 12 bis 21 t betragen.
Eine Besonderheit der Wäscher von Saacke ist die Vorabscheidung von Partikeln »im Trockenverfahren«, bestehend aus einem Ventilator und einem Separator. Saacke spricht von einem Alleinstellungsmerkmal und hat sich die Lösung patentieren lassen. Damit soll die Bildung von Schlamm, wie er bei anderen Anlagen entsteht, vermieden werden. Der Staub aus der Vorabscheidung des Saacke-Verfahrens kann vergleichsweise einfach entsorgt werden.
Für die Felderprobung wurde der Tanker »Levana« der Bremer Reederei Carl Büttner mit einem Prototyp des Wäschers ausgerüstet. Der Einbau erfolgte auf der Bremerhavener Bredo-Werft, den vergrößerten Schornstein stellte BVT her. Für Versuche und die Ausbildung von Besatzungen wurde eine 1.000-kW-Testanlage für den Wäscher bei der Werft Viktor Lenac in Kroatien aufgebaut.
Schlussbetrachtungen
Der Markt für Abgaswäscher bleibt selbst in der Schlussphase für die Nachrüstung bereits in Fahrt befindlicher Schiffe unübersichtlich. Das mag unter anderem daran liegen, dass es keine generelle Bauzulassung für bestimmte Geräte gibt und deren Zertifizierung gegenwärtig erst mit dem Einbau im Schiff beginnt, so jedenfalls DNV GL. Gemäß Mitteilung von Anfang Juli dieses Jahres hatte diese Klassifikationsgesellschaft bis dahin in Zusammenarbeit mit zehn Herstellern zehn Systeme auf Schiffen klassifiziert und »weit über 30 in Arbeit«. Der Leistungsbereich der betroffenen Dieselmotoren reicht von weniger als 5 MW bei kleinen Schiffen bis zu 50 MW bei Kreuzfahrtschiffen.
Die meisten betroffenen Schiffe, das belegen die oben genannten Zahlen, werden zum Stichtag ohne Nachrüstung mit Scrubbern bleiben und somit höhere Einnahmen benötigen, um weiter wirtschaftlich fahren zu können. Diese Rechnung dürfte kaum aufgehen. Daher ist unvermeidlich mit einer Verlagerung des Verkehrs auf die Straße zu rechnen.
Zur geringen Transparenz des Marktes trägt auch bei, dass einzelne Motorenhersteller und Vertriebsgesellschaften sich zieren und auf Vertraulichkeitserklärungen mit den Reedereien verweisen, wenn es um die Nennung von Referenzen geht. Verständlich wird diese Verhaltensweise besonders deswegen nicht, da die betroffenen Reedereien – jedenfalls nach Aussage der Hersteller von Abgaswäschern – ab Januar nächsten Jahres einen klaren Marktvorteil genießen werden.
Autor:
Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Reuß
Freier Journalist, Hamburg
mail@pr-reuss.de
Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Reuß
