Horst Köhler

Interview: Falsche Nabu-Zahlen und Wege zu niedrigeren Emissionen bei Kreuzfahrtschiffen

„Ein einziges Kreuzfahrtschiff stößt pro Tag so viele Schadstoffe aus wie fünf Millionen Pkw.“ Diese Essenz einer Berechnung des Nabu von 2012 wird regelmäßig in den Medien als Beleg für die Umweltschädlichkeit der Kreuzfahrt genutzt. Ein weiterer Experte zeigt jetzt, wie falsch diese Zahl ist – und spricht im Cruisetricks.de-Interview über Möglichkeiten, schädliche Emissionen von Kreuzfahrtschiffen zu reduzieren.

Die zugrunde liegende Berechnung und Methodik des Nabu wurde schon mehrfach als grob fehlerhaft erkannt, beispielsweise von Holger Watter, Schiffsingenieur und Professor an der Fachhochschule Flensburg, oder auch in einem Fakten-Check der grundsätzlich eher Kreuzfahrt-kritisch eingestellten Wochenzeitung „Die Zeit“.

Einer, der sich deshalb wunderte, warum dieser Vergleich von Kreuzfahrtschiff und PKW immer wieder ungeprüft in Medienberichten auftaucht, ist Horst Köhler aus Friedberg bei Augsburg, ehemaliger Versuchs- und Berechnungsingenieur bei der heutigen MAN Energy Solutions SE.

Köhler hat deshalb nicht nur nach Fehlern in der Nabu-Berechnung gesucht, sondern vor allem auch seine eigenen Berechnungen angestellt. Er kommt zu deutlich anderen Ergebnissen als der Nabu und sagt: „Die Nabu-Zahlen sind um die Faktoren 13 bis 53 überhöht.“ Dass die Emissionen von Kreuzfahrtschiffen und Schiffen insgesamt weiter reduziert werden müssen, hält er dennoch für äußerst wichtig.

Unsinniger Durchschnittswert aus CO2, Partikeln, Schwefel- und Stickoxiden

In seinem Papier schreibt Horst Köhler unter anderem: „Der Nabu schlägt das Treibhausgas CO2 den gesundheitsschädlichen Abgasbestandteilen Stickoxid, Schwefeloxid und Partikeln zu. CO2 ist zwar ein klimaschädigendes Treibhausgas, aber in der vorhandenen niedrigen Konzentration in der Luft als Spurengas kein Gas mit toxischer Wirkung. CO2, NOx, SOx und Partikel wurden vom Nabu als ‚Schadstoffsumme‘ aufaddiert. Durch Division mit dem Faktor 4 wurde daraus ein ‚Mittelwert‘ gebildet. Dies ist nicht zulässig, denn die verschiedenen Abgasbestandteile haben unterschiedliche Wirkungen und dürfen deshalb nicht gleich gewichtet werden.“

Der Nabu bestreitet, die vier Schadstoffarten in einen Topf zu werfen. Sönke Diesener, Referent Verkehrspolitik beim Nabu, erklärt auf Nachfrage von cruisetricks.de, der Nabu verwende in seiner Kommunikation statt dieser plakativen Zahl inzwischen die Zahlen zu den einzelnen Schadstoffen. Gleichwohl taucht in dem Aktionsflyer auf der Website des Nabu der pauschale Vergleich mit fünf Millionen Autos weiterhin auf (Stand: Mitte Mai 2019).

Eine Kurzfassung seiner Berechnungen und Erklärungen hat Horst Köhler für Cruisetricks.de-Leser als Gastbeitrag zusammengestellt: Kohlendioxid- und Schadstoff-Emissionen: Vergleich Kreuzfahrtschiff versus rechnerischer PKW-Flotte (Kurzfassung)“.

Cruisetricks.de hat ausführlich mit Horst Köhler gesprochen – über die Nabu-Zahlen und seine Gegenrechnung, vor allem aber über die Möglichkeiten und technischen Grenzen der Emissionsreduzierung bei Kreuzfahrtschiffen und Perspektiven für die Zukunft. Wir haben aber auch den Nabu um Stellungnahme gebeten.

Übersicht der wichtigsten Interview-Themen:

Wie sinnvoll ist es denn überhaupt, PKW mit Kreuzfahrtschiffen zu vergleichen?

Köhler: Ich halte es für unangebracht, einen solchen Vergleich zu machen, und erkläre auch gleich, warum. Aber da der Vergleich des Nabu in der Öffentlichkeit kursiert, muss man auch irgendwie Stellung nehmen.

Horst Köhler
Horst Köhler

Als Ingenieur, der mehrere Jahrzehnte mit Großmotoren gearbeitet hat, bin ich der Meinung, dass dieser Vergleich nicht sinnvoll ist. Man kann einen Schiffsdieselmotor mit beispielsweise 30.000 PS nicht mit einem Automotor, der bestenfalls 200 PS hat, vergleichen. Ein PKW ist ein Transportmittel, das bringt ein, zwei oder auch vier Personen in möglichst kurzer Zeit von einem Punkt zum anderen. Ein Kreuzfahrtschiff transportiert eine große Menge Menschen, die dort Urlaub machen und nicht unbedingt in kurzer Zeit von A nach B wollen.

Es würde auch niemand auf die Idee kommen, eine Feuerwerksrakete, die man an Silvester abschießt, mit einer Weltraumrakete zu vergleichen, obwohl das Rückstoßprinzip gleich ist.

Die Regelwerke für Schiffe und PKWs sind außerdem unterschiedlich, ebenso die Emissionsfaktoren. Das sind wichtige Faktoren, die im Prüfstands-Versuch ermittelt werden. Beim Schiff werden sie gemessen in Gramm pro Kilowattstunde und beim PKW in Gramm pro Kilometer Fahrtstrecke. Das ist schwer vergleichbar.

Das Wirkungsgradniveau der Motoren, PKW einerseits, Schiff andererseits, weicht deutlich voneinander ab. So ein PKW-Diesel hat vielleicht einen Wirkungsgrad von 30 Prozent und die Motoren, wie sie jetzt in Kreuzfahrtschiffen eingebaut werden, haben einen Gesamtwirkungsgrad von nahe 50 Prozent. Das ist schon ein großer Unterschied und ich weiß nicht, ob das der Nabu in den Berechnungen berücksichtigt hat. Unterschiedlich sind auch die Lebensdauern der Motoren: Schiff ca. 30-35 Jahre, PKW ca. 10-15 Jahre.

Fair ist ein Vergleich zum Beispiel nach Kilogramm oder Gramm Schadstoff pro Personen-Kilometer. Also wie viel pro Person pro 100 Kilometer zurückgelegter Strecke emittiert wird. Ich habe am Ende der Kurzfassung meiner Berechnungen auch eine entsprechende Tabelle Schiff/PKW eingefügt. Aber so, wie der Nabu das gemacht hat …

Was hat der Nabu in seinen Berechnungen falsch gemacht?

Köhler: Es ist schwierig die Fehler zu finden, weil die Randbedingungen beim Nabu kaum angegeben sind. Ich habe dagegen in der Vollfassung meines Textes alle Randbedingungen, Annahmen und den Berechnungsgang genau angegeben. Und das hat der Nabu leider nicht gemacht. Ein paar gravierende Fehler habe ich trotzdem gefunden.

Bei der PKW-Flotte geht der Nabu davon aus, dass der Kraftstoffverbrauch pro Tag zwei Kilogramm ist. Das sind ungefähr 2,6 Liter pro Tag was bedeutet, dass das Auto nur etwa 37 Kilometer pro Tag fährt, wenn man mit rund sieben Liter pro 100 Kilometer rechnet. Und das stimmt natürlich nicht: Man kann nicht auf der einen Seite beim Kreuzfahrtschiff eine zurückgelegte Tagesstrecke bei voller Motorenleistung annehmen und beim PKW nur 37 Kilometer. Darum habe ich von Haus aus 500 Kilometer am Stück als Annahme getroffen, sowohl für das Schiff als auch für die Autos. Denn wenn man zugunsten des PKW nur 2,6 Liter am Tag annimmt, dann sind natürlich nicht nur die Verbrauchswerte gering, sondern auch alle Emissionen. Die Annahme mit 2,6 Liter pro Tag ist ja wie ein Auto, das fast immer in der Garage steht.

Die Celebrity Silhouette dient Horst Köhler als Basis seiner Berechnungen
Die Celebrity Silhouette dient Horst Köhler als Basis seiner Berechnungen

Mein weiterer Kritikpunkt hat mit dem Schwefelgehalt im Kraftstoff zu tun. Ich habe mit 2,7 Prozent Schwefel im Schweröl gerechnet für das Kreuzfahrtschiff, die Celebrity Silhouette, die ja außer Common-Rail Motoren eigentlich wenig hat, was Emissionsreduzierung betrifft [Anm.: bezogen auf ihre Indienststellung; seit 2016 ist die Celebrity Silhouette mit Abgaswäscher/Scrubber nachgerüstet].

Im Vergleich: früher waren bis zu 4,5 Prozent im Schweröl erlaubt, dann 3,5 Prozent. Die Celebrity Silhouette fuhr – und fährt vermutlich immer noch – mit Schweröl mit durchschnittlich 2,25 Prozent Schwefel, was auch so in meine Berechnung einging. Der Nabu hat für den PKW-Kraftstoff einen Schwefelgehalt von nur 0,0005 Prozent = 5 mg Schwefel je kg Kraftstoff angenommen und für das Kreuzfahrtschiff 2,7 Prozent. Das allein ist ein Faktor von 5.400. Wobei ich große Zweifel daran habe, ob zum Zeitpunkt 2011/12 alle PKWs Benzin beziehungsweise Diesel mit nur 0,0005 Prozent Schwefel tankten. Schon insofern hängt der Vergleich.

Und wenn in Kürze, ab 1. Januar 2020, in der internationalen Schifffahrt nur noch maximal 0,5 Prozent Schwefel erlaubt sind und in besonders geschützten Regionen gilt schon seit 2015 ein Schwefel-Höchstwert von nur 0,1 Prozent, schaut der Emissionsvergleich ganz anders aus. Das hätte der Nabu zumindest sagen müssen und nicht einfach mit so extrem auseinanderdriftenden Zahlen rechnen dürfen.

Der Nabu sagt auch nicht, welches Schiff er seinen Berechnungen zugrunde gelegt hat, wie groß es ist, mit welchen Motoren es bei welcher Betriebslast angetrieben wird, wie alt das Schiff ist und so weiter. Das ist auch nicht ganz in Ordnung. Die einzige Zahl, die ich gefunden habe, ist die Gesamtleistung der Dieselmotoren an Bord des Schiffes.

Schließlich hat der Nabu wohl auch übersehen, dass man heute dieselelektrischen Antrieb mit mehreren Motoren auf den Kreuzfahrtschiffen hat, wobei in der Regel nie alle gleichzeitig laufen. Wenn ein Schiff wie die für meine Studie angenommene Celebrity Silhouette vier Motoren hat, dann laufen normalerweise drei und einer ist auf Standby. Nur wenn eine Verspätung droht, stürmische See mit hohem Wellengang oder sonst eine besondere Situation ist, läuft vorübergehend auch der vierte Motor. Es ist für die Emissionsberechnung schon ein Unterschied, ob ich mit dem Kraftstoffverbrauch und den Abgasemissionen von nur drei Motoren rechne oder von vier. Auch das hätte der Nabu in seinem Vergleich kommunizieren müssen.

Exkurs: Stellungnahme des Nabu

Cruisetricks.de hat den Nabu gebeten, zur Horst Köhlers Kritik Stellung zu nehmen.

Sönke Diesener, Referent Verkehrspolitik beim Nabu erklärt: Die Berechnungen des Nabu würden die an einem Ort vorhandene Emissionsquellen miteinander vergleichen – also welche Zahl an Autos in einer Stadt so viel Luftverschmutzung verursachen würden wie ein Schiff. Und dabei gehe nicht um zurückgelegte Strecken. Der Nabu stelle also beispielsweise fest: „Zwei Kreuzfahrtschiffe sind für so viele Stickoxide verantwortlich wie die gesamte Hamburger Autoflotte. “ In Hamburg seien rund 800.000 Autos gemeldet. Damit vergleiche der Nabu zwei viel diskutierte Schadstoffquellen. Dass die Betriebszeiten und die Anzahl der beförderten Personen verschieden ist, spiele für diesen Vergleich keine Rolle.

Diesener schreibt, die Rechnungen des Nabu und von Horst Köhler ließen sich nicht miteinander vergleichen. Köhler stelle dar, wie viel ein Auto bei einer bestimmten Entfernung emittiert. Der Nabu-Vergleich beziehe sich dagegen auf eine Zeitspanne (pro Tag), gestützt auf die durchschnittlichen PKW-Emissionen aus den Daten des Umweltbundesamt.

Großen Wert legt Diesener darauf, dass sich die Berechnungen des Nabu mit den Angaben in den Nachhaltigkeitsberichten der Kreuzfahrtunternehmen deckten und die vom Nabu herangezogenen Zahlen des Umweltbundesamtes zur deutschen Pkw-Flotte ebenfalls unzweifelhaft seien.

Offene Fragen, auch nach der Nabu-Stellungnahme

Bei cruisetricks.de erscheint uns die Herangehensweise des Nabu, die Gesamtschadstoff-Belastung in einer Stadt wie Hamburg durch verschiedene Emissionsquellen zu vergleichen, sinnvoll und schlüssig. Allerdings hat auch dies eine erhebliche Schwachstelle: Emissionswerte aus den Nachhaltigkeitsberichten der Reedereien (oder Nabu-Berechnungen, die sich damit decken) sind Durchschnittswerte über die gesamte Betriebsdauer von Schiffen. Im Hafen ist aber ein Teil der Schiffsmaschinen nicht in Betrieb – sie erzeugen lediglich Energie für den Hotelbetrieb und ein wenig Standby-Leistung für den Antrieb. Die Emissionen während der Liegezeiten im Hafen sind also erheblich niedriger als im Gesamtdurchschnitt.

Vergleicht der Nabu nun aber die Emissionen verschiedener Quellen in einem bestimmten Hafen, wie etwa Hamburg, dürften hier auch nur die tatsächlichen Emissionswerte im Hafen herangezogen werden und nicht Durchschnittswerte, in die auch die deutlich höheren Emissionswerte der Schiffe im Fahrtbetrieb auf See einfließen. Diese Diskrepanz fällt sogar noch viel größer aus, weil im Hafen – gesetzlich vorgeschrieben – entweder deutlich sauberer Kraftstoff eingesetzt oder Schwefeloxid (und damit auch ein Teil der Partikel) durch Scrubber-Systeme gefiltert wird.

Auf Rückfragen zu diesem Punkt hat der Nabu nicht weiter reagiert – wir ergänzen an dieser Stelle, falls uns dazu noch eine Antwort des Nabu erreicht.

Aber nun zurück zum Interview mit Horst Köhler …

Herr Köhler, Warum ziehen Sie in Ihrem Vergleich den PKW-Mix von 2011 und die Celebrity Silhouette statt aktuellerer Werte heran?

Köhler: Weil um diese Zeit erstmals auch der Nabu-Vergleich entstand. Deshalb musste ich für meine Berechnungen den technischen Stand sowohl der emissionsäquivalenten Auto-Flotte als auch des Schiffes für diesen Zeitpunkt annehmen. Die Celebrity Silhouette ging 2011 in Dienst und ich wählte sie, weil ich dieses Kreuzfahrtschiff und vor allem deren Motoren und deren Leistungsdaten gut kenne. Ich habe übrigens den Eindruck, dass der PKW-Motor bei mir recht gut wegkommt. Aber: lieber etwas zu freundlich zu den Autos als zu streng zu sein …

Gibt es Anhaltspunkte, dass der Vergleich heute, acht Jahre später, anders ausfallen würde?

Köhler: Die Verbrennungsdrücke im Zylinder von Schiffsmotoren sind noch höher geworden, das heißt, der eingespritzte Kraftstoff wird noch besser zerstäubt, die Verbrennung ist noch etwas besser. Es entsteht dadurch zwar weniger Treibhausgas CO2, aber mehr NOx, was man ja nicht will. Die Stickoxide kann man aber heute, wenn die Reederei dies möchte, durch bewährte Techniken wie Wassereinspritzung, Abgasrückführung oder Selective Catalytic Reduction deutlich reduzieren. Damit würde ein Vergleich in 2019 günstiger für Schiffsmotoren ausfallen.

Ich glaube aber, dass die Dieselgroßmotoren-Entwicklung selbst, die ja vor 120 Jahren begann, jetzt irgendwie ausgereizt ist. Interessant ist natürlich der Einsatz alternativer Kraftstoffe.

Das heißt, Emissionen lassen sich nur noch mit Filtern weiter reduzieren?

Köhler: Ja, und zwar nicht nur durch Filter alleine, sondern auch durch innermotorische Maßnahmen. Aber der Motor selbst, die Hardware, da ist aus meiner Sicht nicht mehr viel zu machen.

Man könnte zur Emissionsreduzierung als Kraftstoff leichtere Substanzen verwenden, wie Erdgas oder Methan. Wobei natürlich wichtig wäre, dass das Methan synthetisch oder aus nachwachsenden Ressourcen hergestellt wird. Das wird allerdings bis zur breiten Einführung noch etliche Jahre dauern. Aber es werden entsprechende Versuche gemacht, sowohl von Wärtsilä in Finnland als auch von MAN hier in Augsburg.

Wo liegen denn die wesentlichen Schwierigkeiten, die Emissionen eines Schiffs zu reduzieren?

Köhler: Das Hauptproblem ist der Zielkonflikt zwischen der Stickoxid-Entstehung auf der einen Seite und dem Kraftstoffverbrauch auf der anderen. Der Kraftstoffverbrauch bestimmt CO2, SOx, Partikel und auch Ruß.

Verständnisfrage: Was ist der Unterschied zwischen Ruß und Partikeln?

Köhler: Partikel sind nicht nur Ruß. Auch da hat der Nabu bei der Abschätzung der Rußmenge einen Fehler gemacht. Beim Kleindiesel-, also dem PKW-Motor mit entsprechend sauberem Dieselkraftstoff, kann man Ruß und Partikel in der Tat nahezu gleichsetzen. Aber bei Schweröl-Großmotoren, die mit hohem Verbrennungsdruck arbeiten, da entstehen neben Ruß auch Sulfate, Asche und ähnliche Substanzen mehr. Allenfalls 20 Prozent der Partikel sind bei diesen Motoren Ruß.

Zurück zum Zielkonflikt zwischen CO2 und den Stickoxiden…

Köhler: Je höher die Verbrennungstemperatur ist, desto geringer ist wegen des besseren Wirkungsgrades der Kraftstoffverbrauch. Und damit entstehen auch weniger CO2-, Partikel- und SOx-Emissionen. Aber auf der anderen Seite steigen die NOx-Emissionen. Das heißt je besser die Verbrennung ist, desto mehr NOx entsteht. Senkt man die Verbrennungstemperatur im Zylinder ab, entsteht zwar weniger NOx, dafür steigt der Verbrauch. Im Englischen gibt es dafür den Fachausdruck „trade-off effect“.

Bei Großdieselmotoren ist die Herangehensweise die, dass der Hersteller den Motor auf möglichst niedrigen Verbrauch hin optimiert. Das bedeutet eine hohe Temperatur; das vermehrt entstehende NOx muss dann durch eine Nachbehandlung oder durch innermotorische Maßnahmen reduziert werden, zum Beispiel durch die schon erwähnte Abgasrückführung.

Wie funktioniert das bei Abgasrückführung?

Köhler: Von den heißen Abgasen wird ein Teil abgezweigt, mit der Ladeluft vermischt und damit gekühlt und mit in den Zylinder eingeführt. Der Sauerstoffanteil im Gemisch Kraftstoff-Luft sinkt dadurch, was die Temperatur und damit auch die NOx-Entstehung verringert – übrigens geringfügig auch den Rußausstoß. Das funktioniert bei einem Kfz-Motor genauso.

Den gleichen Effekt hat auch die Wassereinspritzung. MAN hat schon ab 1984 ein System entwickelt, das eine Emulsion aus Kraftstoff und Wasser in den Motor einspritzt – zum Beispiel 80 Prozent Kraftstoff und 20 Prozent Wasser. Das kann die NOx-Emission um bis zu 40 Prozent reduzieren. Bei meinem altersbedingten Ausscheiden aus der MAN (2004) waren nach meiner Erinnerung bereits 22 große Dieselmotoren mit Kraftstoff-Wasser-Emulsionseinspritzung in Betrieb beziehungsweise noch in der Fertigung. Wärtsilä hat ein ähnliches System angeboten, nur wurde dabei durch eine zweite Düse neben der Kraftstoffdüse bis zu 50 Prozent Wasser direkt in den Brennraum eingespritzt.

Aber das reicht aus heutiger Sicht nicht mehr aus. Man muss man ja demnächst in der internationalen Schifffahrt weltweit die Abgasnorm TIER III erfüllen [Anm.: weltweit gültige Marpol-Vorschriften für Neubauten seit 2016 in NOx Emission Control Areas]. Das ist ein gewaltiger Unterschied zu TIER II: eine NOx-Reduzierung um 40 Prozent wäre unzureichend.

Was kann man also tun, um TIER III zu erfüllen?

Köhler: SCR – Selective Catalytic Reduction. Etwas anderes reicht beim heutigen Stand der Technik nicht. Dadurch entstehen natürlich Anschaffungskosten und laufende Betriebskosten für den benötigten Harnstoff. Bei Schiffsmotoren ist es ja nicht so wie beim PKW, wo man mit einem Liter AdBlue viele Hundert Kilometer weit auskommt, sondern man benötigt ganz erhebliche Mengen, weil die Motorleistung so hoch ist. Bei Schiffen heißt der Harnstoff nicht AdBlue, es ist einfach wässriger, 35-prozentiger Harnstoff. Der muss in eigenen Tanks gelagert werden und benötigt ein eigenes Pumpensystem, eine Filterung usw.

Wie lassen sich die Partikel- und Ruß-Emissionen reduzieren?

Köhler: Eine innermotorische Maßnahme bei großen Schweröl-Dieselmotoren, um die Partikelmenge zu reduzieren und damit auch den Ruß-Anteil, ist die Common-Rail-Einspritzung. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Kraftstoff nicht nur einmal einzuspritzen, und zwar unabhängig von der Betriebslast mit sehr hohem Druck bis zu 3.000 bar, sondern beispielsweise eine geringere Menge nochmals am Ende der Verbrennung. Die Kohlenstoffpartikel, die bis dahin im Zylinder bei der Hauptverbrennung entstanden sind, werden dann zum großen Teil verbrannt.
Es hat sehr lange gedauert, bis man diese Technik bei den Großmotoren eingeführt hat im Vergleich zum PKW- oder LKW-Motor, wo es sie schon seit 25 Jahren gibt. Denn das zähflüssige Schweröl muss für den Einspritzvorgang auf etwa 160 Grad aufgeheizt werden: das Problem der empfindlichen Magnetventile in enger Nachbarschaft zu den heißen Kraftstoffrohren musste erst gelöst werden.

Der Nabu fordert den Einbau von Partikelfiltern bei Kreuzfahrtschiffen. Existiert eine solche Technik überhaupt für große Kreuzfahrtschiffe?

Köhler: Meines Wissens gibt es das noch nicht serienmäßig. Vor allem auch, weil man sich nicht einig ist, welcher Partikel-Größenbereich herausgefiltert werden soll. Es gibt unterschiedliche Partikelgröße-Definitionen, PM 20, PM 10 und PM 2,5: für die Entwicklung und Herstellung wäre es wichtig, sich auf eine Größe zu konzentrieren. Ja, und dann fallen die Filteranlagen vom Volumen her riesig aus.

Wenn in der Seefahrt demnächst erst mal überwiegend nur noch schwefelarmer Kraftstoff verwendet wird, ist das Partikelproblem entscheidend entschärft. Es wird interessant zu beobachten sein, wie sich in den nächsten Jahren die Bunker-Preise entwickeln. Sollte sich schwefelarmer Schiffs-Kraftstoff stark verteuern, werden die Schiffsbetreiber möglicherweise die Scrubber-Technologie attraktiver finden.

Woran scheitern Partikelfilter letztlich?

Köhler: Am Platzbedarf, vor allem bei der Nachrüstung von bestehenden Schiffen. Und natürlich auch an den Kosten, denn der Einbau ginge zu Lasten der Kabinenzahl. Ich glaube nicht, dass es technisch grundsätzlich ein Problem ist, solche Großfilter zu entwickeln. Vielleicht liegt die serienmäßige Durchsetzung an den Reedern, auf die Zusatzkosten zukommen.

Also bräuchte es gesetzliche Vorschriften?

Köhler: Ja, und zwar internationale. Auf dem Gebiet der Schifffahrt sind die Regeln, mit wenigen Ausnahmen, ja immer schon recht mild gewesen im Vergleich zum Straßenverkehr. Selbst nächstes Jahr, wenn die Emissions-Verschärfung in Kraft tritt, darf der Schwefelgehalt im Schiffsmotoren-Kraftstoff immer noch erheblich höher als beim PKW-Motor sein.

Wirken sich Schadstoffe im Hafen stärker aus als auf See?

Köhler: Das Hauptproblem ist, dass in den großen Häfen zu den Schiffsabgasen noch die aus dem Stadt- und Hafenzubringerverkehr, der Industrie und den Gebäuden, nicht selten auch der Luftfahrt durch einen nahen Flughafen und die aus der Landwirtschaft hinzukommen, nicht zu vergessen die Emissionen aus dem Binnenhafenverkehr, zum Beispiel Fähren, Barkassen oder Schlepper. Da bei den in den Häfen liegenden Schiffen die Erzeugung von elektrischer Energie an Bord immer noch kostengünstiger ist als durch eine ohnehin noch nicht sehr verbreitete Landstromversorgung, laufen die Schiffsdieselmotoren weiter, teilweise im nicht optimalen Betriebspunkt mit entsprechend höheren Abgasemissionen.

Mitunter addieren sich die Schadstoffe in den Hafenregionen nicht nur, sondern haben überproportional stärkere Auswirkungen. Etwa wenn Ammoniak aus der Landwirtschaft und der Intensiv-Viehhaltung mit anderen Luft-Schadstoffen reagiert, zu mehr langlebigem Feinstaub und sogar zur Entstehung von Lachgas führt, das 300mal klimaschädlicher als CO2 ist. Je nach der Topografie und der Bebauung können sich die Abgase in den Häfen lokal aufkonzentrieren, aber auch bis zu 300 Kilometer landeinwärts ausbreiten.

Und trotzdem: Beispielsweise haben genaue Messungen durch das Hamburger städtische Institut für Hygiene und Umwelt an der Messstation Altona-Elbhang unweit des Kreuzfahrtterminals über mehr als drei Jahre hinweg gezeigt, dass NOx, SOx und PM 10 unter den jeweiligen Imissionsgrenzwerten liegen. Lediglich NOx hat während dieser Zeit ein einziges Mal den Grenzwert von 40 µg/m3 geringfügig überschritten.

Natürlich ist es dennoch notwendig, in den Häfen die Emissionen zu reduzieren.

Was würde die Kreuzfahrt insgesamt dazu bewegen, sauberer zu werden? Sind da Gesetze nötig?

Köhler: Ich bin nicht mehr Mitarbeiter bei MAN, sonst müsste ich vorsichtig argumentieren. Aber meine Erfahrung ist, dass die Motorenhersteller vor allem dann reagieren, wenn Druck da ist. Durch die Politik. Oder durch die Bevölkerung, die an den Klimawandel denkt und dann sagt „die Abgase sind zu schmutzig, das muss besser werden“. Erst dann reagiert der Motorenhersteller. Klar ist aber auch, dass die Motorenhersteller nur dann in neue Emissionsminderungs-Techniken oder die Verwendung von alternativen Kraftstoffen in ihren Motoren investieren, wenn dies von ihren Kunden akzeptiert und gewollt wird.

Das heißt, auch Druck aus der Öffentlichkeit würde etwas bewirken?

Köhler: Zuerst die Gesetze, dann auch öffentlicher Druck, wie z.B. durch den Nabu und andere Naturschutzinstitutionen. Doch die entsprechenden Entwicklungen dauern ihre Zeit. Erst seitdem angekündigt wurde, dass ab 2020 der Schwefelgehalt im Kraftstoff und die NOx-Emissionsobergrenze für Großmotoren reduziert wird, wurde die Motorenindustrie tätig.

Eine ganz pragmatische Frage: Kann man anhand der Färbung des Rauchs erkennen, ob beispielsweise der Scrubber gerade in Betrieb ist?

Emissionen: An der Farbe des Rauchs ist kaum etwas abzulesen
Emissionen: An der Farbe des Rauchs ist kaum etwas abzulesen

Köhler: Nur über den optischen Eindruck ist das schwierig, da kann man ziemlich falsch liegen. Wenn der Abgasstrom leicht trüb ist, ist das noch okay, aber er darf nicht dunkel gefärbt sein, möglichst auch nicht beim Hochfahren der Motoren. Wobei die sichere Beurteilung der Trübung nur Experten möglich ist. Denn wenn es wolkenlos ist, bei blauem Himmel und Sonne, sieht der Abgasstrom ganz anders aus als bei bewölktem Himmel oder wenn es regnet, und am Abend wieder anders.

Entscheidend sind allein die Messungen an Bord. Es wird dazu ein Teil des Abgases abgezweigt und untersucht – etwa auf Partikel, SOx und NOx.

Was war für Sie die Motivation, diese Berechnungen angestellt?

Köhler: Die Entstehung und Reduzierung von sowohl harmlosen als auch gefährlichen Verbrennungsabgasen hat mich schon früh interessiert. Meine aktuelle kritische Bewertung des Nabu-Vergleichs Kreuzfahrtschiff/PKW hat jedoch folgenden Hintergrund: Wir frühere Kommilitonen treffen uns alle zwei oder drei Jahre und diskutieren dann alle möglichen Themen. Beim letzten Treffen im November 2018 vertraten zwei oder drei der Anwesenden im Gespräch die Ansicht, dass ein einziger Schiffsdieselmotor so viele Schadstoffe wie mehrere Millionen PKWs zusammen produziert. Ich wollte wissen, woher sie das wüssten, und so kam dann bei meinen Recherchen zu Hause der Nabu ins Spiel.

Es gibt also Personen, die die Nabu-Zahlen seit Jahren ungeprüft übernehmen, vermutlich deswegen, weil sie gar keine Möglichkeit einer Nachrechnung haben. Meine Ex-Kommilitonen sind Ingenieure und glauben den Zahlen, die in den Medien verbreitet werden. Sie beschäftigten sich natürlich nicht mit Dieselmotoren, sondern beispielsweise mit Druckereimaschinen, waren Betriebsleiter oder hatten mit ganz anderen Themen zu tun. Also habe ich mich hingesetzt, nachgeprüft, neu berechnet und 13 Seiten Ausführungen verfasst. Inzwischen habe ich meine Ausarbeitung an rund 70 verschiedene Stellen geschickt, an Medien, wissenschaftliche Institute, Reeder, an Hochschulen, Schiffsingenieur-Schulen, Ministerien, natürlich auch an den Nabu.

Wie viel Zeitaufwand steckt in Ihren Berechnungen?

Köhler: Die Ausgangsdaten für das Kreuzfahrtschiff Celebrity Silhouette hatte ich eigentlich sofort zusammen, weil das mein früheres Arbeitsgebiet war und weil ich dieses Schiff zwei Mal besucht habe. Bei den Annahmen für die emissionsgleiche PKW-Flotte habe ich schon ein bisschen länger überlegen und recherchieren müssen. Ich würde sagen, alles in allem mit dem Schreiben insgesamt 30 – 40 Stunden. Natürlich hat mir diese Arbeit auch Spaß gemacht und ich habe sie mit Angabe des genauen Rechnungsweges bewusst so dargestellt, dass sie jeder Interessent mit anderen Randbedingungen variieren kann. Das ist bei der Nabu-Abschätzung leider unmöglich.

Wir danken Horst Köhler für dieses sehr ausführliche Interview!

Zur Person: Horst Köhler

Horst Köhler
Horst Köhler

Als Versuchs- und Berechnungsingenieur bei der heutigen MAN Energy Solutions SE in Augsburg beschäftigte sich Horst Köhler (Jahrgang 1941) unter anderem mit Fragen der Entstehung und der Reduzierungsmöglichkeiten von kritischen Abgasemissionen bei Groß-Dieselmotoren. Seit seiner Pensionierung befasst er sich mit Rechenstudien zu den Emissionen aus der globalen Schifffahrt, hat unter anderem mit führenden Klimaforschern in der renommierten US-Fachzeitschrift „Journal of Geophysical Research“ publiziert und hält Vorträge zu Fragen des menschgemachten Klimawandels.

7 Kommentare

7 Kommentare zu “Interview: Falsche Nabu-Zahlen und Wege zu niedrigeren Emissionen bei Kreuzfahrtschiffen

  1. Wer schon einmal in Vancouver mit dem Kreuzfahrtschiff angelegt hat, weiß, das dort die Schiffe an das Stromnetz angeschlossen werden müssen um so die Luft sauber zu halten. Warum haut der Nabu immer auf die Kreuzfahrtschiffe ein, die ganze Schiffahrt ist doch davon betroffen. Fragen sollte man da die Bewohner an Rhein, Elbe etc. Anstatt nur zu Meckern sollten doch alle Beteiligten nach einer Lösung suchen: die Städte Stromanschlüsse bauen, die Ingenieure weiter nach sauberen Antrieben forschen. Wenn ich auf Plastiktüten verzichte und Stoffbeutel ( schon seit Jahren ) gebrauche mache ich alleine die Umwelt Nicht sauberer. Im Gegenteil: dann wird uns vorgerechnet welche Resourcen man verbraucht. Wir leben leider in einer kranken Welt, wo jeder wenn etwas schief geht, siehe Umwelt – etwas zu sagen hat, aber keine Lösungen anbietet. Als kleiner Mann kann man daher nur den Kopf schütteln

  2. @David: ja, völlig korrekt, Ein Fehler im Text; ich hab’s korrigiert. Auf die Berechnungen hat dieser Fehler keinen Einfluss, weil die Berechnungen durchgängig anhand der Masse vorgenommen wurde und nicht aus Basis des Volumens.

  3. @Helga Bartz:
    Volle Zustimmung. Die angeblichen Klimaschützer tun nichts für die Umwelt. Im Gegenteil, diejenigen, die tatsächlich etwas zum Klimaschutz beitragen, werden noch ausgeschipmft. Eher setze ich RCI oder Carnival als Erben ein als dass NABU; Greenpeace oder ähnliche auch nur einen Cent von mir sehen.

  4. Also ausgerechnet den Chef-Vorrechner eines großen Marine-Dieselmaschinen Hersteller die Emissionen von Kreuzfahrtschiffen vorrechnen zu lassen… Leute! Merkt. Ihr. Noch. Was.

    Aber egal, zurück zur Kompetenz:
    500km der Autos am Stück berücksichtigt nicht die erhöhten Emissionen beim Anfahren. Ebenso ist unklar, ob VW, Audi und Co. schon mit ungeschönten Abgaswerten berücksichtigt wurden. Dies wäre ein Pluspunkt für die Schiffe, da der Ausstoß mit Anstieg der Autoabgase ja im Verhältnis sinkt.

    Aber: Bei Schiffen dauerhaft volle Fahrt anzusetzen ist völlig in Ordnung. Die Dinger haben Termindruck. Es spielt keine Rolle, ob Container oder Rentner geladen werden. Lediglich der Stromverbrauch und somit auch der Gesamtverbrauch ist bei Kreuzfahrtschiffen insgesamt höher. Auch die Bauform spielt eine Rolle, die bei Containern optimaler ist.

    Außerdem sollte man nicht den Treibstoff vergessen: Schiffe fahren mit „Tank“, das ist der letzte Dreck, der bei der Dieselproduktion abfällt. Man sollte hier also definitiv ganz anders rechnen, als beim Diesel an der Aral.

    Vor einigen Jahren ist ein Kreuzfahrtschiff ohne die Maschinen rechtzeitig abzustellen in Hamburg eingelaufen. Innerhalb von 90 Minuten war die Innenstadt schwarz.

  5. @xtraa: Horst Köhler ist nicht der „Chef-Vorrechner“ der MAN, sondern Maschinenbauingenieur, der seit viel Jahren in Rente ist. Ich denke, da sollte man schon unterscheiden. Für mich ist er in erster Linie ein erfahrener Fachmann in diesem Bereich, der zudem über sehr präzises Zahlenmaterial in Bezug auf das zugrunde gelegte Schiff hat. Und es ist ja jetzt auch nicht so, als hätte der Nabu der Ausbund an Glaubwürdigkeit und über jeden Zweifel erhaben wäre. Ich denke, da sollte man die Kirche ein wenig im Dorf lassen.

    Bzgl. „volle Fahrt ansetzen“ muss ich widersprechen: Reedereien planen die Fahrtrouten zunehmend kraftstofffsparend, d.h. mit langsameren Geschwindigkeiten – nicht vorwiegend aus Umweltfreundlichkeit, sondern weil Kraftstoff Geld kostet, aber das Ergebnis ist das gleiche.

    Aber insgesamt zu allen Punkten angemerkt: Natürlich kann man bei einer solchen Berechnung nicht alle Kleinigkeiten und Eventualitäten berücksichtigen, zumal manche Faktoren auch einfach unbekannt sind. Wichtig ist, dass die Berechnungen und angenommenen Grundlagen transparent und nachprüfbar sind. Dann ist schon sehr viel gewonnen.

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