Ökologisierung der US-Bundesflotte

Jul 27, 2023

Ed Schwarz, ABB, VP Sales Marine Systems, Amerika, ist verantwortlich für ...

31. Juli 2023

(Quelle: US Navy)

Die internationale Schifffahrtsindustrie insgesamt ist für 2 bis 3 % der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich, und wenn sich nichts ändert, werden diese nach Angaben der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) bis 2050 um 250 % ansteigen. Ernüchternde Zahlen wie diese haben dazu geführt, dass die Reduzierung der Emissionen im gesamten Sektor für Regierungen, Schiffbauer, Umweltschützer, Schiffseigentümer und Technologielieferanten gleichermaßen in den Fokus gerückt ist.

Die Bundesschiffflotte der Vereinigten Staaten, mit Ausnahme von Kampfschiffen, besteht aus verschiedenen Schiffstypen, die für zivile Zwecke eingesetzt werden. Diese Schiffsflotte macht die US-Regierung zu einem der größten Schiffseigentümer oder -leasinger der Welt. Diese Schiffe spielen in verschiedenen Sektoren eine entscheidende Rolle, darunter Transport, Forschung, Handel und öffentliche Dienste.

Die Rolle der Regierung Die Rolle der Bundesregierung bei der Förderung der Nachhaltigkeit und der Bekämpfung des Klimawandels ist von entscheidender Bedeutung. Ein mächtiges Instrument, das ihm zur Verfügung steht, ist seine Kaufkraft, die genutzt werden kann, um in neue grüne Technologien zu investieren. Solche Investitionen sind aus mehreren zwingenden Gründen von großer Bedeutung.

Erstens ermöglicht die Investition in grüne Technologien über ihre Beschaffungsbehörde der Bundesregierung, mit gutem Beispiel voranzugehen. Durch die Einführung erneuerbarer Energiequellen, energieeffizienter Systeme und nachhaltiger Praktiken demonstriert die Regierung ihr Engagement für ökologische Nachhaltigkeit. Dies sendet ein starkes Signal an die kommerzielle und lokale Schifffahrtsindustrie und ermutigt sie, diesem Beispiel zu folgen und zu den gemeinsamen Bemühungen im Kampf gegen den Klimawandel beizutragen.

Zweitens fördern diese Investitionen das Wirtschaftswachstum und die Schaffung von Arbeitsplätzen. Durch Akquisitionen der US-Regierung können US-Inhalte priorisiert werden, und dies würde dazu beitragen, die Herstellung neuer Technologien in den USA zu entwickeln. Derzeit dominieren Europa und Skandinavien bei der Herstellung von Schiffsausrüstung, aber die USA können diesen Trend mit großen Investitionen ändern. Darüber hinaus könnten sich US-Werften auf einen stetigen Auftragsfluss an Schiffen mit neuer Technologie verlassen, wodurch sie qualifizierte Arbeitskräfte einstellen und neue Lieferketten entwickeln könnten, um die Kosten zu senken.

Darüber hinaus erhöht die Nutzung der Kaufkraft für Investitionen in neue Technologien die Energieunabhängigkeit der USA. Durch die Priorisierung erneuerbarer Energiequellen verringert die Bundesregierung die Abhängigkeit des Landes von fossilen Brennstoffen und importierter Energie. Dies erhöht die Energiesicherheit, verringert die Anfälligkeit gegenüber Brennstoffpreisschwankungen und stärkt die Stabilität des Energiemarktes.

Die Emissionsreduzierung ist nicht der einzige Vorteil für Eigentümer, die in elektrische Antriebstechnologie investieren. Ein zusätzlicher Vorteil liegt in den potenziell niedrigeren Zykluskosten, die es der Regierung ermöglichen, Geld zu sparen. Nach dem Kauf verfügen diese Schiffe über eine jahrzehntelange Betriebslebensdauer, sodass sich die anfänglich höheren Investitionskosten durch Einsparungen bei den Betriebskosten mehr als ausgleichen lassen. Die meisten alternativen Antriebssystemanordnungen basieren auf einem elektrifizierten Antriebsstrang. Ob Diesel, Vollbatterieantrieb oder Brennstoffzellenantrieb: Die meisten emissionsarmen und emissionsfreien Schiffe werden einen elektrifizierten Antriebsstrang verwenden, da dieser eine einfache Integration aktueller und zukünftiger Energiequellen ermöglicht. Dies ist wichtig für Jones Act-Schiffe, die im Laufe ihrer manchmal mehr als 50-jährigen Lebensdauer häufig mehreren Repowers unterzogen werden.

Ein zusätzlicher Vorteil wird darin bestehen, eine Belegschaft mit den erforderlichen Fähigkeiten aufzubauen, um die Branche voranzutreiben. Wie viele andere Branchen benötigt auch die Schifffahrtsbranche neue Fähigkeiten, da Schiffbauer und Anlageneigentümer keine Erfahrung mit Technologien wie Energiespeicherung und Gleichstromverteilung haben. Dies wird ebenso wichtig sein wie die technischen Herausforderungen bei vollelektrischen und Hybridschiffen, die sich die Industrie stellen muss, wenn das Versprechen einer umweltfreundlichen Flotte verwirklicht werden soll. Als größter Arbeitgeber sowohl ziviler als auch staatlicher Seeleute ist die Bundesflotte der Ort, an dem die meisten Seeleute ihre Fähigkeiten erlernen. Es wäre ein großer Vorteil für die Branche, über eine Reihe qualifizierter Elektro- und Automatisierungsingenieure mit Erfahrung an Bord beim Übergang von Regierungsschiffen zu kommerziellen Schiffen zu verfügen.

Schließlich positioniert sich die Bundesregierung durch die Priorisierung grüner Technologieinvestitionen als weltweit führend in Sachen Nachhaltigkeit. Es ist ein Vorbild für andere Nationen und fördert die internationale Zusammenarbeit bei der Bekämpfung des Klimawandels. Indem die Regierung eine Führungsrolle bei der Einführung und Unterstützung grüner Technologien übernimmt, stärkt sie ihre diplomatischen Beziehungen, beeinflusst globale politische Diskussionen und fördert einen gemeinschaftlichen Ansatz zur Lösung von Umweltproblemen.

Es ist von größter Bedeutung, dass die Bundesregierung ihre Kaufkraft nutzt, um in neue grüne Technologien zu investieren. Solche Investitionen fördern die ökologische Nachhaltigkeit, fördern das Wirtschaftswachstum, fördern die öffentliche Gesundheit, treiben technologische Innovationen voran und positionieren das Land als weltweit führend bei der Bekämpfung des Klimawandels. Durch die Priorisierung grüner Technologieinvestitionen unternimmt die Bundesregierung proaktive Schritte zur Schaffung einer nachhaltigeren und widerstandsfähigeren Zukunft für alle.

Lehren von Early Adopters Die Investitionen der Bundesregierung in neue grüne Technologien treiben technologische Innovationen voran. Da diese Technologien für maritime Anwendungen relativ neu sind, birgt sie Risiken und Aufwand, bevor sie schließlich allgemein genutzt werden. Derzeit liegt die Last neuer emissionsarmer und emissionsfreier Schiffe bei den kommerziellen und lokalen Regierungen.

Ein Beispiel für die Möglichkeiten eines emissionsfreien Betriebs ist die legendäre Fähre Maid of the Mist, das erste rein batterieelektrische Boot in den USA, das nun seit drei Jahren mit minimalen Ausfallzeiten im Einsatz ist. Eine der größten Hürden bei der Umstellung auf Elektroantrieb sind die damit verbundenen veränderten Betriebsabläufe.

John Sicinski, Executive Vice President von Maid of the Mist, sagte: „Endbenutzer müssen völlig neue Überlegungen anstellen. Es gibt nur wenige bewegliche Teile, aber Software und Elektronik haben andere Diagnosepfade als mechanische Systeme. Es ist eher eine IT-Sache, die auch zu unterschiedlichem Personal führt.“ braucht.“

„Die großen Treiber sind Regulierung und Finanzierung“, sagte Sicinski. „Es ist beängstigend, Erster zu sein, und es stehen viele Leute auf dem Zaun.“

Die Regierung kann von den Erkenntnissen aus dem kommerziellen Betrieb umweltfreundlicher Schiffe profitieren. Die rein batterieelektrischen Boote der Maid of the Mist – die ersten ihrer Art in den USA – sind seit drei Jahren an den Niagarafällen im Einsatz. (Foto: ABB)

Das Marine Safety Center (MSC) der Küstenwache steht vor der Herausforderung, die Sicherheit von Schiffen unabhängig von der Antriebstechnologie zu gewährleisten. Da Lithium-Ionen-Batterien, Brennstoffzellen, Wasserstoff und andere neue Technologien kommerziell verfügbar werden, hat das MSC die Aufgabe, den Code of Federal Regulations (CFR) zu aktualisieren, um diese neuen Technologien zu berücksichtigen. Dies erfordert Zeit und Ressourcen. Wenn erhebliche Investitionen getätigt werden können, um neue Technologien in der Bundesflotte einzusetzen, würde dies dazu beitragen, diese Aktualisierungen der CFRs zu beschleunigen, was wiederum gewerblichen Eigentümern zugute kommen würde.

Unter elektrischem Antrieb versteht man im Allgemeinen Batterien oder einen Bordgenerator, der einen Elektromotor mit Strom versorgt, der wiederum den Propeller bewegt, oder alternativ einen Verbrennungsmotor, der mit „grünem“ Kraftstoff wie Ammoniak, Methanol oder erneuerbarem Diesel betrieben wird, der mit erneuerbarer Energie hergestellt wird ( Sonne, Wind, Wasser, Kernkraft). Welcher Ansatz wird gewinnen?

„Aus technischer Sicht wird es nicht unbedingt der beste Treibstoff sein“, sagte Morgan Fanberg, CEO des Marinearchitektur- und Meerestechnikunternehmens Glosten. „Es wird dasjenige sein, das am leichtesten erhältlich und am marktfähigsten ist“, erklärte er und führte als Beispiel an, dass sich VHS bei Heimvideos gegen Betamax durchsetzt, obwohl Letzteres deutliche technologische Vorteile hat.

Für die Schifffahrtsindustrie müssten alternative flüssige Kraftstoffe wie Ammoniak, Methanol und erneuerbarer Diesel in so großen Mengen produziert und gelagert werden, dass es wahrscheinlich nicht realistisch ist, zu erwarten, dass sie den gesamten Einsatz konventioneller fossiler Kraftstoffe ersetzen werden – zumindest nicht für alle Bewerbungen, oder bald.

„Der Kongress ist sich bewusst, dass dies nicht von alleine passieren wird“, sagte Fanberg. „Schiffsbetreiber suchen nach Möglichkeiten, profitabel zu bleiben und gleichzeitig die Vorschriften einzuhalten, und das wird sehr schwierig sein.“

Fanberg sagte, der beste Weg, voranzukommen, bestehe darin, staatliche Zuschüsse für gewerbliche und kleine kommunale Betreiber zu gewähren, um ihnen den Startschuss für eine grüne Reise zu geben, sei es Elektro-, Hybrid- oder alternative Kraftstoffe. Das Inflation Reduction Act erreicht dies, indem es Millionen für den Schifffahrtssektor bereitstellt und es einigen Fähreignern ermöglicht, auf emissionsarme oder emissionsfreie Schiffe umzusteigen.

Da Schiffe wie Fähren elektrifiziert werden, sind Energieversorger beim Aufladen mit hohen Strombelastungen konfrontiert. Dies kann oft zu Nachfragepreisen führen, die die ansonsten günstigen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für den Umstieg auf Elektroenergie erheblich gefährden können. Um dies zu mildern, stehen Lösungen wie landseitige Energiespeichersysteme zur Verfügung, die jedoch die Kosten und die Komplexität des Projekts erhöhen können. Die US-Regierung hat über Finanzierungsmechanismen wie die Port Infrastructure Development Grants in Landstrom investiert.

Hier sind einige Beispiele für Nichtkampfschiffkategorien in der US-Bundesflotte:

Forschungsschiffe: Diese Schiffe werden für wissenschaftliche Erkundungen, ozeanografische Forschung und Umweltstudien eingesetzt. Sie erleichtern wichtige Forschungsaktivitäten wie die Untersuchung von Meeresökosystemen, Klimamustern und geologischen Untersuchungen.

Frachtschiffe: Diese Schiffe transportieren Waren und Güter über inländische und internationale Gewässer. Sie tragen dazu bei, dass die Nation die Interessen der USA im Ausland unterstützen kann.

Passagierschiffe: Diese Schiffe sind in erster Linie für den Personentransport konzipiert und werden für verschiedene Zwecke eingesetzt, beispielsweise für die Beförderung von Passagieren im Rahmen der National Parks Services. Die Öffentlichkeit liebt es, einige der wertvollsten Gegenden der USA zu besuchen, und das ohne Emissionen. Aufbauend auf dem bereits etablierten Laden von Fahrzeugen im NPS hätte die Hinzufügung elektrischer Lademöglichkeiten für Passagierschiffe große Auswirkungen.

Schiffe der Küstenwache: Obwohl sich die Küstenwache in erster Linie auf die Durchsetzung der Seegesetze und die Durchführung von Such- und Rettungseinsätzen konzentriert, betreibt sie auch Nichtkampfschiffe. Dazu gehören Eisbrecher, Bojentender und andere Schiffe, die an der Wartung von Navigationshilfen, der Sicherheit des Seeverkehrs und dem Umweltschutz beteiligt sind.

Hilfsschiffe:Zur Bundesflotte gehören Hilfsschiffe, die bei einer Reihe von Aktivitäten helfen, wie z. B. der Versorgung und Betankung anderer Schiffe, Schlepper und Schlepper, dem Ausbaggern und Transportieren von Ausrüstung und Personal sowie der Durchführung von Wartungs- und Reparaturarbeiten.

Trainingsschiffe: Diese Schiffe werden zu Ausbildungszwecken eingesetzt, insbesondere in Seeakademien und Marineprogrammen. Sie bieten angehenden Seeleuten, Offizieren und maritimen Fachkräften praktische Erfahrung und praktische Ausbildung.

Die US-Bundesschiffflotte ist vielfältig und erfüllt zahlreiche Funktionen, die für den maritimen Betrieb, die Wirtschaftsaktivitäten und die Forschungsbemühungen des Landes unerlässlich sind. Innerhalb dieser Flotte gibt es viele Möglichkeiten, den Weg in eine nachhaltigere Zukunft für die maritime Industrie zu ebnen.