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Kreuzfahrtschiffe: Treibstoffe vom Schweröl bis zum LNG

Schweröl – der umstrittenste und minderwertigste Brennstoff der Kreuzfahrt- und Schifffahrtsbranche – welche Alternativen gibt es? Was bieten diese Alternativen?

Schweröl ist in Verruf geraten und das auch nicht zu unrecht, schließlich handelt es sich hierbei um den minderwertigsten und umweltfeindlichsten Treibstoff den Schiffe verwenden können. Auch zahlreiche Kreuzfahrtschiffe werden mindestens auf See noch mit einem Gemisch aus Schweröl und Marinediesel betrieben. Grund dafür: der geringere Preis im Vergleich zu anderen Stoffen. Andere Reedereien bewegen sich hingegen schon zukunftsorientierter und haben dem Schweröl dem Rücken zugekehrt.

Bei Schweröl handelt es sich im Grundsatz um ein zähflüssiges braunes bis schwarzes Öl. Gewonnen wird Schweröl in Erdölraffinerien, es entsteht dort aus Erdöl. Die Hauptbestandteile des Schweröl sind langkettige Alkan und Alkene, aber auch zahlreiche Kohlenwasserstoffe finden sich in dem Öl wieder. Verschlimmert wird das Öl noch dadurch, dass es etliche Stickstoff- und Schwefelverbindungen enthält. Bei der Verbrennung dieser Stoffe entstehen giftige Gase, die vor allem Menschen mit Vorerkrankung schwer zusetzen können. Je nach Nutzung des Öls können die Schwefel- und Stickstoffanteile variieren. Vor allem menschennah wie biem Heizöl gibt es sehr strickte und strenge Regelungen. Doch auch diese machen das Schweröl nicht umweltfreundlicher.

Bestandteile von Schweröl 

  • Alkane / Alkene / Cycloalkane
  • verschiedene aromatische Kohlenwasserstoffe
  • Stickstoffverbindungen
  • Schwefelverbindungen
  • Verschiedene Metalle wie Nickel, Calcium, Natrium oder auch Vanadium

Herstellung von Schweröl

Bei Schwerölen handelt es sich, wenn man es so sagen möchte, um Abfälle aus der Erdölverarbeitung. Hier wird Erdöl in einer Raffinerie erhitzt. Die Erhitzung erfolgt auf eine Temperatur, die sich kurz vor dem Zersetzungspunkt des Schweröls befindet. Dadurch, dass die Bestandteile des Erdöls bei verschiedenen Punkten anfangen zu zersetzen beziehungsweise zu verdampfen, werden hierbei auch Gase gewonnen.

Die bekanntesten Stoffe die in den Raffinerien nun entstehen sind Methan, Ethan, Wasserstoff, Flüssiggas (LPG), Benzin, Kerosin, Diesel und Heizöl. Am Ende bleibt ein Stoff im sogenannten „Sumpf“ liegen. Bei diesem Stoff handelt es sich um das Schweröl. Auch Schweröl gibt es in verschiedenen Qualitäten, diese werden in weiteren Verfahren aufgeteilt, innerhalb dieser Verfahren wird auch der Schwefelgehalt heruntergesetzt. In der kriminellen Szene gibt es auch Schweröle die beispielsweise mit Altöl aufgemischt werden.

Kurzgesagt handelt es sich beim Schweröl also um ein Rückstandsöl, das in den industriellen Raffinerien bei der Herstellung von Benzin oder auch Diesel übrig bleibt. In der Schifffahrt wird das Schweröl oftmals auch als MFO (Marine Fuel Oil) bezeichnet. Im Gegenzug steht MGO für Marine Gas Oil, umgangssprachlich Marinediesel.

Verwendung

Schweröl findet in den verschiedensten Bereichen seine Anwendung. Als Treibstoff von Kreuzfahrtschiffen beispielsweise. Aber auch die meisten Containerschiffen werden mit dem wenig umweltfreundlichen Stoff befeuert. Der Hauptgrund für die Nutzung in der Schifffahrt ist der günstige Einkaufspreis des Schweröls. Zusätzlich kann Schweröl sehr effizient als Treibstoff genutzt werden. 

Auch die guten alten Dampflokomotiven werden mit ähnlichem Schweröl wie Schiffe betrieben. Von diesen gibt es allerdings nur noch eine recht kleine Anzahl. Neben den Fortbewegungsmitteln findet sich Schweröl auch im Betrieb von Ölkraftwerken wieder. Hier spielt es auch keine Rolle, ob das Schweröl weiterverarbeitet wurde, denn der Schwefelgehalt ist an dieser Stelle irrelevant. Auch bei der Wärmegewinnungen kommt das Schweröl heute teils noch ins Spiel. 

Transport von Schweröl

Der Transport von Schweröl bringt eine große Tücke mit sich: seine Konsistenz. Denn Schweröl ist bei Raumtemperatur zähflüssig. So kann es nicht über Pipelines transportiert werden. Aus diesem Grund wird Schweröl für den Transport durch Pipelines, in Speichertanks und auch in Kesselwagen auf 50 Grad erhitzt. Auf diese Weise wird es flüssig, benötigt nebenbei auch weniger Platz. Zum Pressen in Dieselmotoren muss der Stoff sogar weiter erhitzt werden. Dies ist bei der Verwendung von Marinediesel nicht nötig. Aber der Preis scheint es Wert zu sein.  

Schweröl und die Umwelt

Im Bezug auf die Umwelt bietet das Schweröl einige Angriffsflächen. Neben den schlechten CO2 Werten sind auch die Schwefeloxide, Stickoxide und Rußpartikel als problematisch anzusehen. Zwar können der Ausstoß von Schwefeloxide, Stickoxiden und auch Rußpartikeln durch den Umstieg auf Marinediesel gesenkt werden, die CO2 Bilanz bleibt aber dennoch weiterhin vergleichbar schlecht. 

Lediglich der Einsatz von LNG zeigt hier Besserung. Hier werden zwischen 20-30 % des CO2 Ausstoßes eingedämmt. Schwefeloxide, Stickoxide und auch Rußpartikel sinken auf ein Minimum beziehungsweise werden gar nicht mehr ausgestoßen. 

Eine große Besserung in der Kreuzfahrtbranche ist bisher vor allem im Bereich des Schwefels eingeleitet worden. Innerhalb der EU Länder dürfen die Schiffe beispielsweise den Prozentsatz von 0,1 nicht mehr überschreiten. 

Marinediesel

Eine Alternative zum umweltfeind Schweröl ist das schwefelärmere Marinediesel. Doch für eine emissionsfreie Kreuzfahrt kommt auch keinesfalls Marinediesel in Frage. Warum? Ganz einfach, denn Marinediesel hat eine ähnliche CO2 Bilanz wie Schweröl. Der Schwefelanteil dieses Kraftstoffs ist zwar deutlich geringer, auch der Anteil der Stickoxide und Rußpartikel sinkt zwar, dennoch ist auch dieser Stoff ein Mittel zum Zweck. In vielen Bereichen der Schifffahrt ist es mittlerweile so, dass die Auflagen für die Schadstoffaustöße so streng sind, dass die meisten Kreuzfahrtschiffe innerhalb dieser Gebiete auf Marinediesel umsteigen. Der Nachteil dieses Stoffs ist, dass er deutlich teurer ist als das minderwertigere Schweröl. 

Und genau aus diesem Grund sträubt man sich, diesen Kraftstoff dauerhaft zu verwenden. Auch bei dem sogenannten MGO handelt es sich um ein Produkt aus Rohöl. Um dauerhaft umweltfreundlich zu handeln muss die Schifffahrt auf regenerative Antriebe umsteigen und den fossilen Kraftstoffen den Rücken zudrehen. Ein weiterer Vorteil gegenüber dem Schweröl ist, dass Marinediesel kältefester ist. Das bedeutet, es muss vor der Verbrennung nicht zusätzlich wie Schweröl erhitzt werden, dieser Vorgang kann eingespart werden. 

Als Treibstoff für Dieselmotoren von Schiffen handelt es sich bei Marinediesel um eine Mischung aus verschiedenen Destillaten aus der Erdölverarbeitung. Denn genau wie beim Schweröl handelt es sich beim Marinediesel um ein Erzeugnis, das aus Erdöl gewonnen wird. Auch hier unterscheidet man erneut unter verschiedenen Qualitäten: DMX, DMA, DMB und DMC. Für Kreuzfahrtschiffe wird der Treibstoff mit MGO bezeichnet, MGO ist ein mittelschweres Gasöl, entspricht der Qualität DMA. 

Bestandteile von Marinediesel

  • Alkane / Alkene / Cycloalkane
  • verschiedene aromatische Kohlenwasserstoffe
  • Stickstoffverbindungen
  • Schwefelverbindungen

Herstellung von Marinediesel 

Marinediesel wird in Raffinerien hergestellt, erneut eine Gemeinsamkeit mit dem Schweröl. Allerdings handelt es sich bei Marinediesel nicht um ein Überbleibsel, sondern um einen gezielt produzierten Stoff der aus Mitteldestillaten besteht. Ein Mitteldestillat wird bei der Erhitzung von Rohöl im mittleren Siedebereich erzeugt. 

Marinediesel ist ein dichteres Gemisch als der Diesel, der zum Antrieb von Kraftfahrzeugen verwendet wird.  

Marinediesel und die Umwelt 

Ja, was soll man sagen? Besser ja, gut nein. Marinediesel besteht beinahe aus denselben Stoffen wie Schweröl, steht in der Umweltbilanz allerdings in den Bereichen Schwefeloxide, Stickoxide und auch Rußpartikel deutlich besser dar. Gemeinsam mit Reinigungsanlangen können die Schwefeloxide so auf ein Minimum herabgefahren werden um den Auflagen der örtlichen Behörden zu entsprechen. Doch die CO2 Bilanz bleibt im Vergleich mit dem Schweröl nahezu unverändert. Immerhin wird hier mit einem gezielt produzierten Stoff betrieben und nich mit einem Abfallprodukt. Das treibt den Preis natürlich in die Höhe. 

Bedeutet kurz und knapp: Marinediesel ist besser als Schweröl, dennoch aber keine langfristige Lösung und im Vergleich zum Schweröl preislich einfach unattraktiv. Die Kreuzfahrtschiffe nutzen Marinediesel zumeist nur dann, wenn sie gezwungen sind es zu verwenden. Auf See wird dann wieder auf Schweröl geschalten. 

LNG - Ein großer Schritt in die richtige Richtung

Die erste richtige Alternative zum Schweröl, die auch in Richtung Emissionsneutralität führt ist das Flüssigerdgas LNG mit dem die AIDAnova betrieben wird. In den nächsten Jahren werden etliche LNG Kreuzfahrtschiffe in Dienst gestellt. Die größte Schiffsklasse wird die Helios Klasse der Carnival Corporation, denn diese hat gleich neun Schiffe für vier ihrer Marken bestellt. 

LNG besteht aus verflüssigten Erdgasen, hauptsächlich Methan (bis zu 98%) in Verbindung mit schwereren Kohlenwasserstoffen. Ein großer Vorteil des LNGs ist unter anderem die enorme Energiedichte pro Volumeneinheit. Durch das herabkühlen auf -162 kann das Volumen auf ein Sechshundertstel gesenkt werden. 

Im Vergleich zum Schweröl und Marinediesel sieht die Umweltbilanz an dieser Stelle schon viel besser aus, denn die Partikelausstöße und das Schwefeloxid können auf einen Wert von Null gesenkt werden werden. Der Stickoxid Anteil sinkt im Vergleich zum Schweröl um 80%. Auch in der CO2 Bilanz steht ein LNG betriebenes Kreuzfahrtschiff deutlich besser dar, denn hier können 20-30% des CO2 Ausstoßes eingespart werden. 

Bestandteile des LNGs 

  • Methan
  • Schwere Kohlenwasserstoffe
  • Stickstoff
  • Kohlendioxid
  • Wasser

Gewinnung von Methan

Methan wird aus Erdgas gewonnen, Erdgas besteht zu 85 % aus diesem Stoff. Doch die negative Seite dieses Gases ist, dass es ein so genanntes Treibhausgas ist. Methan ist ein Gas das farblos und sehr leicht entzündlich ist. Dieses wird zum Transport verflüssigt. Um es zu verflüssigen, muss es auf einen Wert von -162 Grad Celsius herabgekühlt werden. 

LNG und die Umwelt 

Solange keine nennenswerten Mengen an LNG entweichen, bietet dieser Stoff eine deutlich höhere Umweltfreundlichkeit als Schweröl oder auch Marinediesel. Allerdings handelt es sich auch hier um einen fossilen Brennstoff (gewonnen aus Erdgasen). Das ist der große Nachteil und macht LNG auch zu einem Übergangsprodukt. Die Kreuzfahrtbranche ist gut daran beraten, weiterhin LNG Schiff zu produzieren, doch auf der anderen Seite sollte man weiter an noch emissionsneutraleren Stoffen forschen. 

Um eine emissionsneutrale Kreuzfahrt zu erreichen, werden die Reedereien nicht vermeiden können, auf regenerative Antriebe umzusteigen. LNG ist zwar gut, aber noch lange nicht das Endprodukt, das es zu erreichen gilt. 

Was folgt auf LNG?

LNG ist gut, aber noch nicht optimal. Es muss weiter geforscht werden. Doch welche Antriebe könnten auf LNG folgen? Heißester Kandidat sind derzeit wohl die Brennstoffzellen, doch auch hier gibt es bedeutende Unterschiede. Erste Tests werden 2021 auf dem zweiten Helios Neubau für AIDA Cruises durchgeführt. Hier wird eine Brennstoffzelle den Strom für einen Teil des Schiffes erzeugt. 

Fossile Brennstoffzellen können den Wert des CO2s um 40 % gegenüber dem Schweröl verringern. Stickoxide, Schwefeloxide und Rußpartikel würden ausbleiben. Würde es gelingen reversible Brennstoffzellen so weit zu entwickeln, dass ein Schiff ausschließlich damit betrieben werden kann, dann würde sogar der Ausstoß des CO2s gänzlich entfallen. Doch leider ist die Entwicklung noch nicht so weit. 

Bei Brennstoffzellen handelt es sich grundsätzlich um Zellen, die durch einen reversiblen oder fossilen Brennstoff in Verbindung mit einem Oxidationsmittel elektrischen Strom erzeugen können. 

Costa Smeralda - der LNG Neubau von Costa Kreuzfahrten / © Costa Cruises

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