Eco-Crossing
Zentrale Herausforderungen der operativen Schifffahrt sind der nachhaltige und optimale Schiffsbetrieb sowie die Reduktion von Emissionen. In der internationalen Handelsschifffahrt wird zur Reduktion des Energieverbrauchs heute bereits Wetterrouting eingesetzt. Hierbei werden verbrauchsoptimierte Routen für mehrere Tage oder Wochen Fahrtzeit unter Einbeziehung der Schiffseigenschaften und Wettervorhersagen erzeugt und der Energieeinsatz bis zu 20 % reduziert. Dieses sehr hohe Potenzial zur Verbrauchsreduktion wird in der Fährschifffahrt aktuell nicht umfänglich berücksichtigt. Kernproblem bei der Übertragung dieses Prinzips auf die Fährschifffahrt ist, dass dafür notwendige Schiffsführungssysteme für die typischerweise kurzen wiederkehrenden Routenstrecken und Fahrzeiten nicht existieren und die Datenerfassung zusätzliche Sensoren, bzw. Systeme und deren Integration erfordert. Nach ersten Untersuchungen ist davon auszugehen, dass durch eine optimierte Fahrweise auch im Fährverkehr mehr als 20 % des Treibstoffverbrauchs reduziert werden können. Insbesondere in Strömungs- und Tidengewässern lassen sich hohe Treibstoffeinsparungen erzielen, wenn die starken Umwelteinflüsse besser für eine sparsame Fahrweise ausgenutzt werden.
Folgende Modellrechnung unterstreicht die Attraktivität und konkrete Relevanz im Beitrag der Umweltentlastung: unter der Annahme von 300.000 Liter Dieselverbrauch (2,64 kg CO2 pro Liter) einer Fähre pro Jahr, können ca. 159 Tonnen CO2 reduziert und bei einem Preis von 50 Cent/L ca. 30.000 € Betriebskosten einer Fähre pro Jahr reduziert werden. Die Reduktion des Energieverbrauchs erzeugt somit neben dem ökologischen Aspekt der Verminderung von Treibstoffeinsatz und damit der Reduktion der Emissionen auch einen Kostenvorteil für den Fährbetrieb. Die Schiffsbetriebskosten sinken und können zur Amortisation eines Energieträgerwechsels in der Fährschiffbranche genutzt werden. An diesem Punkt soll das geplante Vorhaben ansetzen. Der Vorteil von Eco-Crossing ist, dass hierdurch nun die tidenabhängigen Änderungen der Strömungsrichtung (z. B. auf Weser, Elbe und Weltnaturerbe Wattenmeer) zur Verbrauchsreduktion genutzt werden könnten.
Das innovative Hauptmerkmal des Projektes Eco-Crossing ist die Erforschung, Entwicklung und Demonstration eines intelligenten routenoptimierenden Systems, mit dem ein ressourcenschonender operativer Fährbetrieb ermöglicht werden soll. Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Erprobung eines innovativen Assistenzsystems für die Querfahrt von Schiffen auf Flüssen, dass zur Umweltsituation passende ökologische Routenvorschläge auf Basis von vergangenen Fahrten und deren Treibstoffverbräuchen erzeugt und die Schiffsführer bei einer effizienten Fahrt unterstützt. Zur Verbrauchsreduktion wird eine empfohlene Fahrtrajektorie (Eco-Route) im Kontext der Umweltbedingungen für den jeweiligen aktuellen Zeitpunkt automatisch ermittelt und der Schiffsführung im praktischen Fährbetrieb vorgeschlagen.
Mit Eco-Crossing soll keine Systemautomatisierung der Fähre erfolgen, sondern der Fokus auf ein praktikables und wirtschaftlich nachrüstbares innovatives Assistenzsystem zur Trajektorien Planung, auf Basis von bestehenden Sensoren an Bord und zusätzlicher Systeme zur Umweltdatenerfassung sowie Methoden der künstlichen Intelligenz, gelegt werden. Das neuartige Schiffsführungssystem entsteht im Rahmen eines Entwicklungsprozesses mit Berufsseefahrenden und wird an Bord der Fähre Farge auf der Weser getestet und validiert. Die assoziierte Fährgesellschaft FBS betreibt sechs Fähren und ist einer von europaweit mehr als 300 Fährbetrieben, die Fährverbindungen auf Kurzstrecken betreiben. Das Projektkonsortium aus Jade Hochschule und Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz möchte mit dem Projekt in Kooperation mit dem Fährbetreiber FBS das System modellhaft anhand der ausgewählten Fährverbindung in der Praxis bei hohem Taktfahrplan auf der Weser umsetzen und demonstrieren und hierdurch erreichen, dass künftig auch weitere Reedereien das Optimierungspotenzial zur Emissionsreduktion der Bestandsflotte für sich identifizieren. Das ambitionierte Projekt wird dabei von assoziierten Partnern aus der maritimen Wirtschaft, Behörden sowie Interessenverbänden unterstützt. Das Ergebnis dient als Multiplikator zur Adaption der Technologie in der Fährschifffahrtsbranche. Weitere assoziierte Projektpartner bringen sich hierfür aktiv in dem Vorhaben ein und können zur nachhaltigen Förderung der DBU darauffolgende Entwicklungen ermöglichen.
Partner
- Jade Hochschule
