China schreibt Geschichte: Ein riesiges Schiff mit 210.000 Tonnen beginnt seine Fahrten unter Verwendung von erneuerbarem Ammoniak

Die Dekarbonisierung des Seeverkehrs gehört zu den größten Herausforderungen der Energiewende. Während Elektroautos rasch voranschreiten und das Schwerlastverkehrswesen aufgrund der hohen Kosten für Diesel nach Lösungen sucht, sind die großen Handelsschiffe weiterhin stark von fossilen Brennstoffen abhängig. Ihre enorme Größe, die großen Strecken, die sie zurücklegen müssen, sowie ihre hohen Energiebedürfnisse erschweren es besonders, sie durch Batterien zu elektrifizieren.

Deshalb sucht die Schifffahrtindustrie seit Jahren nach Alternativen, die es ermöglichen, Emissionen zu reduzieren, ohne die Fähigkeit zur Beförderung von Waren zwischen den Kontinenten zu beeinträchtigen. Unter den am meisten interessanten Optionen steht grünes Ammoniak – ein Brennstoff, der mithilfe erneuerbarer Energien hergestellt werden kann und in seiner Zusammensetzung kein Kohlenstoff enthält.

China hat nun einen wichtigen Fortschritt in diesem Wettlauf erzielt. Es handelt sich dabei nicht um einen Versuch im Labor oder um ein kleines Experimentalschiff, sondern um eine kommerzielle Operation, die die Herstellung des Kraftstoffs mit seiner Verwendung in einem der größten Arten von Seetransportschiffen verbindet.

Ein 210.000 Tonnen schweres Schiff, das den Pazifik mit grünem Ammoniak überquert

Der Protagonist dieser Operation ist das Massengutfrachtschiff Mineral Europa der belgischen Firma CMB.TECH, das eine Geschäftsreise vom chinesischen Hafen Zhoushan in Richtung Australien angetreten ist und dabei grünes Ammoniak als Brennstoff verwendet.

Die Operation fand am 13. Oktober statt, als das Mineral Europa den Brennstoff direkt von einem anderen Schiff, der speziell für solche Betankungen umgerüsteten Shenghang Yongle, erhielt. Interessanterweise erfolgte die Übertragung in einer Anlegestelle auf offener See, ohne dass feste Hafenanlagen benötigt wurden.

Laut den beteiligten Unternehmen handelt es sich um die erste kommerzielle Ammoniak-Auffüllung zwischen Schiffen weltweit – ein besonders wichtiger Schritt, da er zeigt, dass dieses Treibstoffmittel über eine Infrastruktur geliefert werden kann, die der der herkömmlichen Seefahrt ähnelt.

Die Mineral Europa verfügt über eine Tragfähigkeit von 210.000 Tonnen Bruttogewicht, eine Zahl, die uns einen Eindruck von den Ausmaßen dieses Riesen vermittelt. Zur Lagerung des Treibstoffs gibt es zwei auf dem Deck installierte Tanks mit einer Gesamtkapazität von etwa 3.002 Kubikmetern, in denen das Ammoniak bei einer Temperatur nahe -33 Grad Celsius flüssig gehalten wird.

Aber vielleicht ist das Interessanteste nicht das Schiff selbst, sondern alles, was vor Beginn seiner Reise geschehen ist.

Das Treibstoffmaterial stammt aus dem Wasserstoffindustriekomplex in Songyuan, der von der China Energy Engineering Corporation (CEEC) entwickelt wurde. Dort wird grünes Ammoniak mithilfe von Wasserstoff hergestellt, der aus erneuerbarer Energie gewonnen wird; dieser wird anschließend mit Stickstoff vermischt, um das Endprodukt zu erzeugen.

Von den Produktionsanlagen, die etwa 2.000 Kilometer von Zhoushan entfernt liegen, wurde der Treibstoff per Straße zum Hafen von Nanjing transportiert, wo er auf ein spezielles Schiff umgeladen wurde, das die weitere Beförderung zum Betankungspunkt durchführte.

Insgesamt hat die Aktion es ermöglicht, etwa 1.000 Tonnen grünes Ammoniak zu mobilisieren, indem die Produktionsanlagen, der Landtransport, die Seeverteilung sowie schließlich das Befüllen eines Handelsschiffs miteinander verbunden wurden.

Genau diese Integration macht die Nachricht so bedeutsam. Bisher gab es bereits Motoren, die Ammoniak nutzen konnten, Produktionsprojekte mit erneuerbaren Energien sowie Schiffe, die dafür geeignet waren, Ammoniak zu lagern. Was noch fehlte, war der Nachweis, dass all diese Komponenten gemeinsam in einer echten kommerziellen Operation funktionieren können.

Alexander Saverys, CEO von CMB.TECH, bezeichnete das Projekt Mineral Europa als den Beginn einer Revolution in der Schifffahrtsantriebstechnologie und betonte, es zeige, dass große Ozeanschiffe Ammoniak als Brennstoff nutzen können.

Das belgische Unternehmen möchte nicht bei einem einzelnen Projekt bleiben. Seine Pläne sehen vor, in den nächsten drei Jahren etwa 21 Schiffe einzusetzen, die für den Einsatz von Ammoniak geeignet sind – darunter 18 Massengutfrachter, ein Containerschiff und zwei Schiffe für den Transport von Chemikalien.

Das Interesse an dieser Technologie beschränkt sich auch nicht auf China. Norwegen, die Vereinigten Staaten, Australien sowie mehrere Länder in Südafrika entwickeln Projekte zur Herstellung und Verteilung von grünem Ammoniak und streben danach, ein internationales Liefernetzwerk aufzubauen.

Einige Prognosen deuten darauf hin, dass Ammoniak ab 2042 zu einem der wichtigsten Brennstoffe für neue Schiffe werden könnte und bis 2050 etwa 25 Prozent des von der Weltseefahrt verbrauchten Brennstoffs ausmachen könnte.

Um dieses Szenario zu erreichen, wäre eine jährliche Produktion von rund 120 Millionen Tonnen grünem Ammoniak erforderlich – eine Menge, die enorme Investitionen in erneuerbare Energiequellen sowie in industrielle Anlagen und Verteilernetze erfordert.

Allerdings sollte man nicht vergessen, dass diese Technologie auch erhebliche Nachteile mit sich bringt.

Der erste Punkt ist seine geringere Energiedichte pro Kilogramm. Während Schiffsdiesel etwa 44 MJ/kg liefert, bietet Ammoniak nur rund 18,6 MJ/kg. Das bedeutet, dass ein Schiff zur Erzeugung derselben Energiemenge etwa 2,4 Mal mehr Brennstoff in Gewicht transportieren muss, wobei die Volumenunterschiede von den Lagerbedingungen abhängen.

Zusätzlich benötigen die derzeitigen Schiffsmotoren, die für den Einsatz von Ammoniak konzipiert sind, weiterhin eine kleine Menge an herkömmlichem Brennstoff, um die Verbrennung in Gang zu setzen und aufrechtzuerhalten. Laut veröffentlichten Daten stammt etwa 5 % der Antriebsenergie aus Schiffsdiesel, während der verbleibende 95 % aus Ammoniak gewonnen werden kann.

Dazu müssen wir weitere, nicht weniger wichtige Herausforderungen hinzufügen. Ammoniak ist eine giftige Substanz, die während ihrer Lagerung und Handhabung umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen erfordert. Auch seine Verbrennung muss sorgfältig kontrolliert werden, um Emissionen von Stickoxiden sowie mögliche Emissionen von Nitrosoxid, einem starken Treibhausgas, zu vermeiden.

Daher bedeutet es zwar, dass Ammoniak beim Verbrennen nicht direkt CO2 erzeugt, noch bedeutet das, dass ein Schiff, das es verwendet, notwendigerweise keinen klimatischen Einfluss hat. Das Endergebnis hängt davon ab, wie der Brennstoff hergestellt wurde, von der Effizienz des Motors sowie vom Kontrollieren seiner Emissionen.

Auch die wirtschaftliche Frage spielt eine Rolle. Die Herstellung von Wasserstoff mithilfe erneuerbarer Energie, seine Umwandlung in Ammoniak, der Transport sowie die erneute Verwendung als Brennstoff erfordern mehrere Energieumwandlungen mit den dazugehörigen Verlusten. Aus Sicht der Effizienz ist dies eine weniger vorteilhafte Lösung als die direkte Verwendung von Elektrizität in einer Batterie.

Doch im Langstreckenseeverkehr sind die Prioritäten anders. Die enormen Energiemengen, die zum Überqueren der Ozeane benötigt werden, machen aktuelle Batterien zu einer nicht praktikablen Alternative für alle großen Handelsschiffe.

Und genau da kann grünes Ammoniak seinen Platz finden.

Die in China durchgeführte Operation bedeutet nicht, dass das Öl im Seetransport bald der Vergangenheit angehören wird. Es gibt noch viele technische, wirtschaftliche und logistische Hindernisse zu überwinden. Sie zeigt jedoch, dass eine Alternative, die bis vor Kurzem nur auf experimentellen Projekten beruhte, erste kommerzielle Schritte unternimmt.

Nun geht es darum zu prüfen, ob diese Technologie ihre Kosten senken und ihre Infrastruktur ausreichend erweitern kann, um mit herkömmlichen Brennstoffen konkurrieren zu können. Denn es ist eine Sache, nachzuweisen, dass ein Schiff den Ozean mit grünem Ammoniak überqueren kann, und eine völlig andere Sache, sicherzustellen, dass Tausende von Schiffen dies kosteneffizient tun können.