Ozean-Carrier haben Aufholjagd bei der Eindämmung der Schiffsemissionen. Kann KI helfen?

Die weltweite Seeschifffahrtsindustrie hat ehrgeizige Ziele zur Reduzierung der Schiffsemissionen innerhalb relativ kurzer Zeit angekündigt. Aber tut es genug, um dieses Ziel zu erreichen?

Ami Daniel glaubt das nicht. Er ist CEO und Mitbegründer von Windward, einem Unternehmen, das künstliche Intelligenz auf das maritime Management anwendet. Er weist darauf hin, dass sich die Reedereien zu langsam in Richtung strengerer Emissionsobergrenzen bewegt haben.

Natürlich hat die International Maritime Organization (IMO), eine Agentur der Vereinten Nationen, die Industriefragen in Bezug auf Sicherheit, Nachhaltigkeit und rechtliche Angelegenheiten überwacht, am 1. Januar 2020 drastische Maßnahmen gegen die Emissionen ergriffen. Sie ordnete an, dass Schiffe den Schwefel abbauen müssen des Schiffsheizöls von maximal 3,5 % auf nur noch 0,5 % zu diesem Zeitpunkt. Die IMO hat für fünf ausgewiesene Emissionskontrollgebiete einen noch strengeren Grenzwert von 0,1 % festgelegt:Ostsee, Nordsee, Küstengebiete vor den USA und Kanada sowie das von den USA kontrollierte Karibische Meer. IMO-Unterzeichner können die neuen Standards erfüllen, indem sie entweder auf schwefelarmen Kraftstoff oder Flüssigerdgas umsteigen oder „Wäscher“ installieren, die Schwefeloxide aus den von Schiffsmotoren emittierten Gasen entfernen.

Das langfristige Ziel der Organisation ist es, die gesamten Treibhausgasemissionen der Branche bis 2050 um mindestens 50 % zu senken. Das klingt beeindruckend, aber Daniel merkt an, dass IMO rund 30 Jahre gebraucht hat, um den strengeren Grenzwerten für Schwefel zuzustimmen. „Im Grunde, sagt er, „ist das Problem, dass man viele Leute hat, die sich nicht unbedingt ändern wollen.“

Angesichts des wachsenden globalen Bewusstseins für die Auswirkungen des Klimawandels hat die Schifffahrt keine andere Wahl, als sich jetzt anzupassen. Und die IMO-Grenzwerte versprechen einen großen Einfluss auf die gesamten Industrieemissionen. Der maritime Sektor ist für die Hälfte des weltweiten Heizölbedarfs und bis zu 3 % der CO2-Emissionen verantwortlich. Diese Zahl soll bis 2050 auf 10 % steigen, bemerkt Daniel.

Ein weiteres Bewusstsein für die Auswirkungen der maritimen Industrie auf die Umwelt zeigt sich in den jüngsten Maßnahmen der Europäischen Kommission zur Aufnahme der Seeschifffahrt in das EU-Emissionshandelssystem. Das 2005 eingeführte ETS ist Berichten zufolge der weltweit erste große Mechanismus für den Handel mit Treibhausgasemissionen. Es legt eine schrittweise strengere Obergrenze für den Kohlenstoff aus teilnehmenden Anlagen fest und erlaubt den Kauf oder Erhalt von Emissionszertifikaten, die dann zwischen ihnen gehandelt werden können. Nun werden Schiffsemissionen in das ETS eingerechnet. Gleichzeitig müssen Schiffe, die europäische Häfen anlaufen, strengere Grenzwerte für die Treibhausgaserzeugung einhalten.

Die Konzentration auf den Treibstoffgehalt ist nicht die einzige Möglichkeit, wie Schiffe umweltfreundlicher werden können, sagt Daniel. Eine andere besteht darin, die ihnen zur Verfügung stehenden Daten besser zu nutzen, um ihren gesamten CO2-Fußabdruck zu berechnen.

Im maritimen Bereich ist das keine leichte Zahl. Laut Daniel werden 97 % der Emissionen eines Schiffes nicht durch die grundlegenden Spezifikationen des Schiffsdesigns bestimmt. Sie werden von Variablen wie Wetter, Geschwindigkeit, Tiefgang, Wassersalzgehalt und sogar Seepocken am Rumpf beeinflusst, die Widerstand erzeugen. „Das ist wie Autofahren“, sagt er. „Du kannst wild oder ruhig fahren. Das wird Ihren CO2-Fußabdruck absolut beeinflussen.“

Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz können Carrier die Komplexität des realen Schiffsbetriebs und der Emissionen auf globaler Ebene modellieren. Die Daten können dann für die Planung von Reisen verwendet werden, die zu einem geringeren CO2-Fußabdruck führen und daher weniger CO2-Zertifikate kaufen müssen.

KI ist einzigartig qualifiziert, diese riesigen Datenmengen zu verarbeiten und dann praktische Empfehlungen auszugeben, sagt Daniel. Letztendlich kann dies zur Konstruktion und zum Einsatz effizienterer Schiffe führen, die sich auf computergenerierte Szenarien stützen, die sowohl ozeanographische Bedingungen als auch kommerzielle Einschränkungen für eine bestimmte Reise simulieren.

KI sei erst in den letzten drei oder vier Jahren auf das Problem des Schiffsbetriebs angewendet worden, bemerkt Daniels. Der Fortschritt fällt mit dem wachsenden Bewusstsein der Fluggesellschaften für ihre entscheidende Rolle bei der Erfüllung globaler Nachhaltigkeitsziele zusammen. „Viele Kunden sagen uns, dass sie sich bis vor kurzem nicht um CO2-Emissionen gekümmert haben“, sagt Daniels.

Sind sie zu spät aufgewacht? Die relativ kurzen Fristen, die von der IMO und anderen Umweltorganisationen vorgegeben werden, deuten darauf hin, dass Schiffsbetreiber sich bemühen, mit anderen Industriesektoren gleichzuziehen. In der Zwischenzeit, sagt Daniel, entwickelt sich die Technologie zur Berechnung der tatsächlichen Schiffsemissionen und zur Ausgabe praktikabler Optionen weiter.

„Dies ist das dunkle Zeitalter in Bezug auf Kohlenstoff“, sagt er. „Wir gehen von null Sichtbarkeit zu Deep Learning mit einer Genauigkeit von 95 % oder besser. Aber es gibt eine Menge Raum für Verbesserungen.“