Elektrifizierung von Häfen – Die Herausforderungen und Chancen einer elektrifizierten Hafenwirtschaft 

Weltweit ist die Hafenwirtschaft für den Ausstoß von 10-15 MtCO2e pro Jahr verantwortlich – das entspricht den jährlichen Emissionen des gesamten Landes Slowenien. Da sich die Internationale Seeschifffahrtsorganisation (IMO) verpflichtet hat, die Emissionen der Schifffahrt bis 2030 um 20-30 % und bis 2040 um 70-80 % zu senken, und der Erfolg der Umstellung auf elektrische Energie im Straßenverkehr zeigt, welche Vorteile die Umstellung auf elektrische Energie mit sich bringt, ist die Elektrifizierung der Häfen unvermeidlich. Die Schifffahrtsindustrie steht kurz vor einem Wendepunkt, aber dies erfordert die Zusammenarbeit des gesamten Hafenökosystems, von Betreibern, OEMs, Hafenbehörden und politischen Entscheidungsträgern.

Warum sollten Häfen elektrifiziert werden?

Der wichtigste Vorteil der Elektrifizierung von Häfen ist die Verringerung der Emissionen. Auf der Grundlage des Pariser Abkommens verpflichten sich viele Häfen, ihre eigenen Netto-Null-Ziele zu erreichen, da die Branchenführer akzeptieren, dass eine mit fossilen Brennstoffen betriebene Hafenwirtschaft bald unhaltbar sein wird. Da die Vorschriften immer strenger werden und wir uns dem entscheidenden 1,5-Grad-Ziel nähern, müssen die Hafenbetreiber jetzt in eine umweltfreundlichere Hafenwirtschaft investieren, bevor es zu spät ist.

Durch die Elektrifizierung der vielen schweren Maschinen, die in der Hafenindustrie zum Einsatz kommen, darunter Lieferwagen, Portalhubwagen und Terminalzugmaschinen, können ganze Lieferketten dekarbonisiert werden, was Unternehmen und Staaten dabei hilft, ihre Emissionsreduktionsziele zu erreichen.

Die Elektrifizierung der Häfen wird jedoch nicht nur durch den Kampf gegen den Klimawandel vorangetrieben. Es gibt viele Vorteile für die Betreiber und die lokalen Gemeinden. Der Bericht 2020 der U.S. Maritime Administration stellt fest, dass die Elektrifizierung von Häfen in den meisten Regionen zu einem Anstieg der Wirtschaftsleistung und der Beschäftigung führen kann. Darüber hinaus wird durch die Verringerung der Lärmbelästigung und der Luftverschmutzung die Lebensqualität der Hafenarbeiter und der Anwohner verbessert. Gleichzeitig werden die Betreiber von niedrigeren Betriebs- und Wartungskosten profitieren.

Darüber hinaus sind Lösungen für die Elektrifizierung bereits jetzt verfügbar. Batterieelektrischer Strom ist die erschwinglichste und zugänglichste Form der Dekarbonisierungstechnologie, die für Fahrzeuge in der Hafenindustrie zur Verfügung steht, und die Ladeinfrastruktur kann leicht in die geschlossenen Bereiche der Häfen integriert werden. Der Hauptkonkurrent des batterieelektrischen Antriebs – elektrischer Wasserstoff – wird nicht vor 2030 auf dem Markt verfügbar sein und verursacht höhere Kosten, einschließlich höherer Gesamtbetriebskosten. Außerdem ist grüner Wasserstoff kaum verfügbar, da er heute weniger als 1 % des weltweiten Wasserstoffangebots ausmacht, während batterieelektrischer Strom auf das bestehende Stromnetz angewiesen ist.

Hindernissen auf dem Weg zur Elektrifizierung von Häfen überwinden

Die Vorteile der Elektrifizierung von Häfen liegen auf der Hand. Warum sind die Häfen dann nicht bereits vollständig elektrifiziert? Es gibt immer noch einige Hindernisse für die Umstellung, die die Hafenbetreiber zögern lassen, bevor sie sich ganz der Umstellung verschreiben. Die gute Nachricht ist, dass alle diese Hindernisse überwunden werden können, wobei Kempower Lösungen für viele dieser Probleme entwickelt hat.

1. Kosteneffizienz

Die größte Sorge der Hafenbetreiber sind die Kosten. Der Hafenterminalbetreiber APM Terminals, der sich kürzlich dazu verpflichtet hat, bis 2040 netto null zu fahren, prognostiziert, dass batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEVs) im Jahr 2030 durchschnittlich 14 bis 34 % mehr kosten werden als ein Dieseläquivalent. Dies ist vor allem auf die mit batterieelektrischen Fahrzeugen verbundenen Ausfallzeiten zurückzuführen.

Aus der Perspektive der Aufladung liegt der Schlüssel zur Schließung der Gesamtkostenlücke zwischen Dieselfahrzeugen und BEVs in der Reduzierung der Ausfallzeiten. Eine Reduzierung der Ausfallzeiten kann durch ein effizientes Ladedesign erreicht werden. Bei Kempower umfasst dies ein modulares Ladedesign, ein reaktionsschnelles Software-Backend und ultraschnelle und Megawatt-Ladeoptionen.

Darüber hinaus werden die Preise für die Geräte sinken, da die Entwicklungen in der Batterietechnologie voranschreiten und die OEM-Losgrößen steigen. Sobald sie eingeführt sind, werden neue Technologiestandards für Batteriepacks, Managementsysteme und Ladelösungen dazu beitragen, die Produktions- und Bereitstellungsprozesse zu rationalisieren. Die Standardisierung von Ladegeräten, die von vielen wichtigen Hafenakteuren – einschließlich Kempower – unterstützt wird, wird auch die TCO-Berechnungen senken. Daher könnten die mit BEVs verbundenen Preise innerhalb weniger Jahre erheblich sinken: APM Terminals und DP World sagen voraus, dass batterieelektrische Terminalzugmaschinen, Reach Stacker und Straddle Carrier innerhalb dieses Jahrzehnts die TCO-Parität erreichen können.

2. Vielfältiger Hafenbetrieb

Eine weitere einzigartige Herausforderung für die Häfen ist die Tatsache, dass sie gleichzeitig viele verschiedene Tätigkeiten beherbergen. In den Häfen fahren Lastwagen, die Waren ausliefern, Terminalzugmaschinen, die Container transportieren, und Portalhubwagen, die Frachtcontainer organisieren, um nur einige zu nennen. Wenn alle diese Fahrzeuge batteriebetrieben sind, haben sie unterschiedliche Ladeanforderungen und müssen in Bewegung gehalten werden.

Hier ist ein fortschrittliches Lademanagementsystem von entscheidender Bedeutung. Das ChargEye-Lademanagementsystem von Kempower bietet beispielsweise eine Fernüberwachung, die es den Betreibern ermöglicht, einen ständigen Überblick über die Ladeaktivitäten an einem Standort zu behalten und schnell auf Ladeprobleme zu reagieren – was zu einer Verringerung der Ausfallzeiten beim Laden führt. Darüber hinaus bedeutet die Fähigkeit der Ladesoftware, die Betriebszeit zu optimieren, dass sie in Kombination mit Hochleistungsladung eine wettbewerbsfähige TCO ermöglichen kann.

Automatische Anschlussgeräte (ACDs) sind eine weitere Lösung für die Vielzahl unterschiedlicher Vorgänge an Häfen. In einer schnelllebigen Umgebung müssen die Übergänge zwischen den Ladevorgängen schnell erfolgen. Dies gilt insbesondere für Gelegenheitsladeszenarien, wie z. B. ein 15-minütiges Ladefenster, wenn Busse für ihre nächste Fahrt beladen werden. ACDs machen das manuelle Anschließen und Trennen der Ladegeräte von den Fahrzeugen überflüssig und optimieren so die wertvolle Ladezeit. Darüber hinaus sind ACDs in einigen Ländern unverzichtbar, in denen es Fahrern aus Sicherheitsgründen untersagt ist, Ladegeräte selbst anzuschließen.

3. Zukunftssichere Elektrifizierung von Häfen 

Im Zuge der technologischen Entwicklung werden Häfen, die in die Elektrifizierung investieren, nur noch mehr Möglichkeiten zur Produktivitätssteigerung haben. Es ist daher wichtig, dass Hafenbetreiber die Flexibilität haben, in die beste Ladetechnologie für ihren Standort zu investieren. Um dies zu erreichen, muss die derzeitige Ladekonfiguration der Häfen angepasst werden.

Von den Häfen, die bereits batterieelektrisches Laden eingeführt haben, haben viele in maßgeschneiderte Ladegeräte für bestimmte BEVs investiert. Dies ist für eine Branche mit so unterschiedlichen Aktivitäten nicht tragbar, da es zu Interoperabilitätsproblemen zwischen Geräten und Ladegeräten führt und die Auswahl an Elektrofahrzeugen, in die Häfen bei ihrem Wachstum investieren können, einschränken kann. Stattdessen sollten die Betreiber in standardisierte Ladelösungen investieren, die eine Reihe von Fahrzeugen bedienen können.

Offene Ladestandards werden dieses Problem beseitigen, indem sie alle Fahrzeughersteller und Ladegerätehersteller dazu verpflichten, nur genehmigte offene Standards für alle Fahrzeuge zu verwenden. Kempower schließt sich den Standardisierungsgruppen an, die versuchen, diese offenen Standards zum Gesetz zu machen. Offene Standards geben den Hafenbetreibern mehr Flexibilität und ermöglichen es der Elektrohafenbranche, sich schnell weiterzuentwickeln.

Eine elektrifizierte Hafenindustrie ist in Sicht 

Das Potenzial der Hafenindustrie, einen wesentlichen Beitrag zu den Netto-Null-Zielen zu leisten und den Hafenbetreibern Produktivitätsgewinne zu ermöglichen, ist enorm. Innovative Fahrzeughersteller und Ladegerätehersteller wie Kempower haben bereits die Grundlagen für eine weit verbreitete Elektrifizierung der Häfen geschaffen. Die Technologie für einen effizienten Übergang ist bereits vorhanden, was bedeutet, dass jetzt ein guter Zeitpunkt für Hafenbetreiber ist, sich für eine elektrifizierte Hafenindustrie einzusetzen.

Von

Jesse Makkonen

Segment Owner, Marine & Port, Kempower 

Von

Joseph Moore

Sales Manager