Binnenschiffe gelten schon heute als ein vergleichsweise effizientes und umweltschonendes Transportmittel. Mit Messungen des Schadstoffausstoßes und Computermodellen wollen Experten der BAW die Effizienz im Schiffsbetrieb weiter verbessern

Mit computergestützten Modellierungen will die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) den Treibstoffverbrauch und den Ausstoß von Luftschadstoffen der aktuell in Fahrt befindlichen Binnenschiffsflotte ermitteln. Darüber hinaus wird untersucht, in welchem Umfang eine optimierte Fahrweise der Schiffe sowie technische Innovationen den Treibstoffbedarf und damit die Emissionen reduzieren können.

Mit den neu entwickelten Computermodellen lassen sich Emissionen für beliebige Regionen, Zeiträume, Flotten, Schiffsund Motorentypen sowie Abflussbedingungen in der Wasserstraße berechnen, heißt es bei der BAW. Die Betrachtung der Emissionen erfolgt dabei auf zwei Skalen: einer gröberen für die Gesamtemission der Flotte und eine feinere für die Emissionen einzelner Fahrzeuge.

Fahrten und Flotten

Das erste Modell, das sich auf die gröbere, regionale Skala bezieht, nutzt Beobachtungsdaten des Schiffsverkehrs, um zeitlich und räumlich aufgelöste Emissionen der gesamten Flotte zu bestimmen. Dazu werden entlang ausgewählter Fahrt­routen Schiffswiderstände und eingesetzte Motorenleistungen berechnet und der Schadstoffausstoß über leistungsbezogene Emissionsfaktoren bestimmt. Die Interpolation einer Vielzahl dieser Punktwerte ermöglicht zum Beispiel eine abschnitts- oder stationsbezogene Darstellung von Emissionen auf einer Wasserstraße.

Außerdem könne mit diesem Modell simuliert werden, in welchem Maß sich die Gesamtemissionen der Flotte ändert, wenn vermehrt Schiffe mit emissionsmindernden Techniken wie Katalysatoren, Partikelfiltern oder alternativen Antrieben in Betrieb sind.

Im zweiten, schiffsbezogenen Modell werden einzelne Fahrten detailliert betrachtet. Durch Verknüpfung mit fahrdynamischen Modellen lässt sich untersuchen, welchen Einfluss die Kurswahl auf den Energiebedarf und folglich auf den Treibstoffverbrauch hat. Dazu wird ein Motorenmodell verwendet, mit dem sich die Emissionsberechnungen weiter präzisieren lassen, da der Einfluss von Temperatur und Drehzahl auf die Partikel- und Stickoxid-Emissionen berücksichtigt werden kann.

In Kooperation mit Reedereien werden derzeit auf verschiedenen Schiffen, die regelmäßig den Rhein befahren, aufwändige Onboard-Messungen während des realen Fahrbetriebs durchgeführt, um Treibstoffverbrauch, Betriebsparameter der Motoren, Emissionen sowie Strömungsverhältnisse in der Wasserstraße aufzuzeichnen.