Eine Kosten-Nutzen-Analyse von LNG in der Seeschifffahrt

Den Weg für eine grünere Zukunft ebnen

Bis heute ist die IMO die einzige Organisation weltweit, die Energieeffizienzmaßnahmen verabschiedet hat, die weltweit rechtsverbindlich sind. Die IMO regelt auch die Emissionsnormen für Schiffe, die in Gebieten, die als Emissionskontrollgebiete (ECAS) ausgewiesen sind, strenger sind. Da die Vorschriften des MARPOL-Anhangs 6 zur Begrenzung der Luftverschmutzung, eine weitere Maßnahme der IMO, immer strengere Normen vorgeben, sucht die Schifffahrtsindustrie nach Alternativen, z. B. nach Schiffen, die mit Destillatbrennstoffen betrieben werden und Wäscher verwenden, nach alternativen Brennstoffen wie LNG, Wasserstoff oder Ammoniak, und sogar nach Schiffen, die mit Kernkraft oder vollständig mit Batterien betrieben werden. Eine der am ehesten realisierbaren Möglichkeiten für die kurze bis mittlere Zukunft ist jedoch LNG.

Die derzeitige Motorentechnologie für LNG ist ausgereift genug, und der Preis von Erdgas ist im Allgemeinen niedriger als der von Diesel und es ist weithin verfügbar. Auch Faktoren wie die bisherigen Erfahrungen der Schifffahrtsindustrie mit der Lagerung und dem Umschlag von LNG an Bord von LNG-Transportschiffen Schiffe haben dazu geführt, dass die Schifffahrtsindustrie zu LNG als Kraftstoff tendiert.

Der Anstieg der Logistikkosten und die Vorteile von LNG

LNG-Tanker, die LNG transportieren, leiten das Gas, das aus der Ladung austritt, üblicherweise zu den Motoren. LNG als Kraftstoff ist also nicht völlig neu; aus diesem Grund wurden bereits Richtlinien und Normen für die Verwendung, das Bunkern und den Transport von LNG als Kraftstoff erlassen. 

LNG ist im Allgemeinen billiger als der herkömmlich verwendete Schiffsdiesel. Die Kosten für die Umrüstung eines Schiffes auf die Verwendung von LNG als Treibstoff variieren, aber als Faustregel gilt: Je größer das Schiff, desto unwirtschaftlicher wird die Umrüstung. Das ultragroße Containerschiff SAJIR von Hapag-Loyd wird derzeit auf die Verwendung von LNG als Treibstoff umgerüstet. Dieser Schritt gilt als die weltweit erste Umrüstung dieser Art.

Für kleinere Schiffe ist die Umstellung auf LNG wirtschaftlich günstiger als der Einbau eines Scrubbers. Die Schwefelgrenzwerte in den von der IMO als ECAs (Emission Control Area) bezeichneten Regionen sind strenger als auf offener See, so dass für Schiffe, die einen erheblichen Teil ihrer Zeit in den ECAs verbringen, ein größerer finanzieller Anreiz für die Umstellung auf LNG besteht.

Schwefelarme Kraftstoffe und Destillate, die leichter und raffinierter sind, können bis zum Vierfachen der normalen Bunkerkraftstoffe kosten. Die Installation von Wäschern zur Verringerung der Umweltauswirkungen kann bis zu 2 Jahre dauern. Natürlich werden auch die Transportkosten steigen. Reedereien wie Maersk geben zumindest einen Teil dieser wirtschaftlichen Auswirkungen an die Kunden weiter. Die weltweite Schifffahrtsindustrie könnte bis zu 15 Milliarden USD für die Einhaltung der IMO-Schwefelobergrenze ausgeben. Die Low Sulfur Surcharge (LSS) ist eine zusätzliche Gebühr zur Deckung der zusätzlichen Kosten, die den Reedereien durch die Einhaltung der Schwefelobergrenze entstehen. Die Kosten werden steigen, der wirtschaftliche Druck nimmt allenthalben zu. Erdgasmotoren, die noch nicht ihr volles Potenzial erreicht haben, könnten eine dringend benötigte Atempause bringen.

Globale LNG-Terminal-Infrastruktur

Die Entwicklung des LNG-Bunkerns und der nachfolgenden Terminals wird in hohem Maße durch ein reichliches Angebot an Erdgasressourcen beeinflusst. Japan und Südkorea entwickeln sich zu vehementen Befürwortern von LNG, mit mehreren LNG-Terminals mit hoher Leistung wie Futtsu LNG, Negishi LNG, Senboku II und Sodegaura LNG in Japan und Tongeyong LNG, Incheon, Pyeongtaek LNG in Südkorea. Hammerfest LNG in Norwegen, ein Terminal im Besitz von Gasum in Pori, Finnland, und ein weiteres in Tornio, Finnland, sind die einzigen in Betrieb befindlichen LNG-Terminals in Europa. Mit dem Bau eines größeren LNG-Terminals wurde in Brunsbüttel, Deutschland, begonnen. Die Muttergesellschaften sind Oiltanking GmbH, Gasuine und Vopak LNG. Das Terminal wird voraussichtlich 2023 in Betrieb genommen. Der Bau dieses Projekts begann im Jahr 2017 und war lange Zeit ein unrentables Unterfangen, aber im Juni 2020 gab die Oiltanking GmbH bekannt, dass sie bis 2021 eine endgültige positive Investitionsentscheidung treffen und Investitionen anziehen wird. Das Unternehmen erklärte außerdem, dass es dabei sei, mit RWE, einem großen deutschen Stromerzeuger, verbindliche rechtliche Verträge über potenziell 5 Milliarden Kubikmeter Importe auszuhandeln.

Gefahren bei der Verwendung von LNG

Die Verwendung von LNG als Kraftstoff ist mit erheblichen Risiken und Gefahren verbunden. Das Gas selbst hat eine hohe Energiedichte, und in einem LNG-Tank ist eine beträchtliche Menge an chemischer Energie gespeichert. Das Gas muss kryogen bei etwa - 162 Grad gelagert werden. Es kann leicht zu Leckagen und Auslaufen des Gases kommen, und die Exposition gegenüber dem Gas kann zu Erfrierungen und kryogenen Verbrennungen beim Personal führen.

Es besteht die Gefahr von Explosionen und Bränden, wie z. B. Flash-Fire, Pool-Fire, Jet-Fire und BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion), bei der ein Containment Schiff erhitzt wird und jeder Bruch im Containment-System zu einer Explosion führt. Nach dem Bunkerungsprozess können in den Rohrleitungen LNG-Reste eingeschlossen sein, die sich zu Dampf ausdehnen und Brüche und Explosionen in den Rohrleitungen verursachen können.

LNG ist auch ein aggressives Treibhausgas. Jede Leckage in der gesamten Logistikkette von der Produktion über die Verarbeitung bis zur Lieferung hat Auswirkungen, die viel größer sind als CO2-Leckagen derselben Größenordnung.

Das Risiko mindern und die Vorteile maximieren

Eine ordnungsgemäße Ausbildung, ein entsprechendes Protokoll und die Meldung von Zwischenfällen können die mit dem Umgang und der Verwendung von LNG verbundenen Risiken erheblich verringern. Für das Bunkern werden QC/DC-Kupplungen verwendet, da sie druckdicht sind und sich schnell an- und abkuppeln lassen. Darüber hinaus ist eine geeignete Ausrüstung wie Kryo-Schutzhandschuhe, Schutzbrille mit Gesichtsschutz und Seitenschutz erforderlich. Die Kleidung für das Personal ist umfassend, kältebeständig und flammhemmend. Das Team, das die Bunkerung durchführt, muss vorbereitet sein und über eine angemessene Koordination und Kommunikation verfügen, um die Sicherheit vor, während und nach dem LNG-Bunkerungsprozess zu gewährleisten.

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Die Umweltvorteile der Verwendung von LNG anstelle von herkömmlichem Schweröl sind beträchtlich. Mit LNG lassen sich die CO2-Emissionen um 25 %, die NOx-Emissionen um 90 % und die SO2- und Partikelemissionen um 100 % reduzieren. Da die gesetzlichen Vorschriften der IMO immer strenger werden, könnte das wirtschaftlich machbare LNG eines Tages so allgegenwärtig werden wie die anderen Erdölderivate, die wir heute verwenden.

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