Regulierungsmaßnahmen zum Klimaschutz in der Seeschifffahrt: EEDI, EEOI, SEEMP
Erstellt am: 29.11.2010 | Stand des Wissens: 29.05.2024
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechperson
Technische Universität Hamburg, Institut für Maritime Logistik, Prof. Dr.-Ing. C. Jahn
Die Vollversammlung der International Maritime Organization (IMO) beauftragte mit der Resolution A.963(23) aus 2003 das Meeresumweltkommitee (MEPC), Mechanismen zur Reduzierung der Klimagasemissionen von Schiffen zu entwickeln. Der dafür beschlossene Arbeitsplan reichte bis zum Jahr 2011. Das MEPC entwickelte 2008 dazu technische und betriebliche Regulierungsinstrumente:
- Energie-Effizienz-Design-Index (Energy Efficiency Design Index - EEDI) als Zusammenfassung der technischen Maßnahmen zur Emissionsreduzierung,
- Energie-Effizienz-Betriebs-Indikator (Energy Efficiency Operational Index - EEOI) als Zusammenfassung der Maßnahmen für einen CO2-armen Schiffsbetrieb,
- Schiffsmanagement-Plan der Energie-Effizienz (Ship Energy Efficiency Management Plan - SEEMP oder SEMP).
Seit dem 1. Januar 2013 ist die Erstellung eines SEEMP für Schiffe mit einer Bruttoraumzahl (BRZ) über 400 verpflichtend. Zum gleichen Zeitpunkt trat auch das neue Kapitel 4 des Annex VI des MARPOL-Abkommens in Kraft, das die Errechnung des EEDI für neue Schiffe mit einer Größe über 400 BRZ vorschreibt.
Der EEDI ist ein Ausdruck für die Klimagaseffizienz eines Schiffsentwurfs. Er setzt die Emissionen eines Schiffes, berechnet aus der Antriebsleistung und dem spezifischen Treibstoffverbrauch, ins Verhältnis zur Transportkapazität (= Ladefähigkeit * Geschwindigkeit) und hat die Dimension g CO2 / t * sm Kapazität (i.d.R. Kapazität als Tragfähigkeit). Er wird für das einzelne Schiff im Zähler um Faktoren zur Berücksichtigung der Einsatzbedingungen, spezieller Entwurfselemente und der Verfügbarkeit innovativer Energieeffizienztechnologien ergänzt. Der EEDI ist jeweils Ausdruck für die Emissionen eines Schiffs unter genau spezifizierten Betriebs- und Einsatzbedingungen als Entwurfs-EEDI, der bei der Klassifizierung ermittelt wird und nur bei Veränderung des Entwurfs Änderungen erfährt. Durch die Auswertung der Daten der bestehenden Flotte hat die IMO für die verschiedenen Schiffstypen Bezugslinien ("required EEDI") als Regressionskurve ermittelt, an denen sich Schiffsneubauten orientieren müssen. Die Bezugslinien sollen dann in Zukunft schrittweise gesenkt werden [IMO09, S.62]. Der EEDI weist für Schiffe gleicher Größe und gleichen Typs eine erhebliche Varianz auf, insbesondere bei kleinen Schiffen. Er bildet nur unzureichend die Vielfalt der Schiffstypen ab. Fragen wirft auch die mögliche Verbesserung des EEDI eines Schiffs auf Kosten der Sicherheit auf (beispielsweise unzureichende Leistungsreserve, reduziertes Stahlgewicht). Insgesamt wird er als potenziell guter Indikator für die Entwurfs-Energieeffizienz angesehen, der jedoch noch nicht ausgereift ist und weiterer Erprobung bedarf [CEDe09, S.207, MSBu10].
Verschiedene Kritik am EEDI und seiner Anwendbarkeit wurden vorgebracht: Da die Anwendung des EEDI nur für Schiffsneubauten verbindlich ist, bliebe - so lautet eine der Kritiken - der wesentliche Teil der Flotte unberücksichtigt. Andere Stimmen weisen darauf hin, dass die Formulierung des EEDI schwere mathematische und physikalische Fehler beinhalte. Sie befürchten, dass die Definition stabiler Grenzwerte für den EEDI daher nicht möglich sei, was die Anwendbarkeit des EEDI einschränke [KrPu10, S. 48].
Der EEDI ist ein Ausdruck für die Klimagaseffizienz eines Schiffsentwurfs. Er setzt die Emissionen eines Schiffes, berechnet aus der Antriebsleistung und dem spezifischen Treibstoffverbrauch, ins Verhältnis zur Transportkapazität (= Ladefähigkeit * Geschwindigkeit) und hat die Dimension g CO2 / t * sm Kapazität (i.d.R. Kapazität als Tragfähigkeit). Er wird für das einzelne Schiff im Zähler um Faktoren zur Berücksichtigung der Einsatzbedingungen, spezieller Entwurfselemente und der Verfügbarkeit innovativer Energieeffizienztechnologien ergänzt. Der EEDI ist jeweils Ausdruck für die Emissionen eines Schiffs unter genau spezifizierten Betriebs- und Einsatzbedingungen als Entwurfs-EEDI, der bei der Klassifizierung ermittelt wird und nur bei Veränderung des Entwurfs Änderungen erfährt. Durch die Auswertung der Daten der bestehenden Flotte hat die IMO für die verschiedenen Schiffstypen Bezugslinien ("required EEDI") als Regressionskurve ermittelt, an denen sich Schiffsneubauten orientieren müssen. Die Bezugslinien sollen dann in Zukunft schrittweise gesenkt werden [IMO09, S.62]. Der EEDI weist für Schiffe gleicher Größe und gleichen Typs eine erhebliche Varianz auf, insbesondere bei kleinen Schiffen. Er bildet nur unzureichend die Vielfalt der Schiffstypen ab. Fragen wirft auch die mögliche Verbesserung des EEDI eines Schiffs auf Kosten der Sicherheit auf (beispielsweise unzureichende Leistungsreserve, reduziertes Stahlgewicht). Insgesamt wird er als potenziell guter Indikator für die Entwurfs-Energieeffizienz angesehen, der jedoch noch nicht ausgereift ist und weiterer Erprobung bedarf [CEDe09, S.207, MSBu10].
Verschiedene Kritik am EEDI und seiner Anwendbarkeit wurden vorgebracht: Da die Anwendung des EEDI nur für Schiffsneubauten verbindlich ist, bliebe - so lautet eine der Kritiken - der wesentliche Teil der Flotte unberücksichtigt. Andere Stimmen weisen darauf hin, dass die Formulierung des EEDI schwere mathematische und physikalische Fehler beinhalte. Sie befürchten, dass die Definition stabiler Grenzwerte für den EEDI daher nicht möglich sei, was die Anwendbarkeit des EEDI einschränke [KrPu10, S. 48].
Im Juni 2021 beschloss die IMO den Energy Efficiency Existing Ship Index (EEXI), dessen Berechnung sich an die des EEDI anlehnt, in den Annex XI des MARPOL-Abkommens aufzunehmen. Dieser ist für jedes Schiff mit einer Bruttoraumzahl über 400 zu kalkulieren. Zusätzlich soll ein jährlicher Carbon Intensity Indicator (CII) aufgestellt werden. Die Änderungen sollen voraussichtlich im November 2022 in Kraft treten [IMO21a].
Die Einheit des EEOI ist g CO2 je Ladungsmeile beförderter Ladung (i.d.R. t, andere Einheiten sind möglich). Die Höhe des EEOI hängt damit in hohem Maße von der tatsächlichen Auslastung der Ladekapazität eines Schiffes ab und wird daher mit der Schifffahrtskonjunktur schwanken. Auch die Eigenschaften und Zusammensetzung der Ladung bewirken erhebliche Schwankungen des Index, sodass die Berechnung eines obligatorischen Grenzwerts kaum möglich erscheint. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Emissionen aus dem Einsatz eines Schiffs durch Entscheidungen des Charterers und nicht des Reeders bestimmt werden. Die IMO empfiehlt daher, den EEOI als freiwillige Maßnahme zur Bewertung der Leistung eines Schiffs durch Reeder und Betreiber einzusetzen [IMO09, S.64; CEDe09, S.207].
Der Ship Energy Efficiency Management Plan (SEEMP) ist ein strukturierter Rahmenplan (framework) für den energieeffizienten Schiffsbetrieb. Er dient dem Monitoring der Leistung eines Schiffes und der Ermittlung möglicher Verbesserungen und hat die Reduzierung des Energieverbrauchs sowie der CO2-Emissionen zum Ziel. Im SEEMP werden unter anderem folgende Maßnahmen als Mittel dazu genannt, die jedoch nicht verpflichtend sind:
- wetter-, strömungs- und tidenoptimiertes Routing,
- Trim-Optimierung,
- Rumpf- und Propellermonitoring und -pflege,
- Realzeit-Kontrolle und Optimierung der Schiffsparameter [SeBa11, S. 13].
Der SEEMP folgt der Idee des kontinuierlichen Verbesserungskreislaufs mit den Phasen 1. Planung (plan), 2. Umsetzung (do), 3. Leistungsmonitoring und Selbst-Beurteilung (check), 4. Verbesserung (act). Er knüpft an die im ISM Code (International Management Code for the Safe Operation of Ships and for Pollution Prevention) vorgesehenen Mechanismen an [IMO09, S.64], enthält jedoch weniger weitreichende Regelungen als dieser. Der Vergleich mit diesem und der ISO 50001 als einem weiteren Standard für Energiemanagement zeigt, dass der SEEMP diesen gegenüber zu deutlich weniger verpflichtet und weniger spezifische Vorschriften enthält. Während die ISO 50001 etwa Anforderungen an die Überprüfung der Energiestrategie festlegt, enthält der SEEMP keine solche Regelung. Während die ISO explizit Zielsetzungen, deren Erreichen oder Verfehlen gemessen werden können, vorschreibt, sind solche laut SEEMP freiwillig [JoJo13, S. 184]. Die ISO 50001 legt im Gegensatz zum SEEMP auch Anforderungen an die Überwachung der energierelevanten Werte fest und sieht die Verpflichtung zu festen Kontrollintervallen sowie die Reaktion auf mögliche Abweichungen vor [JoJo13, S. 186]. Weitere Unterschiede sind in Abbildung 1 zusammengefasst. Aufgrund dieser Lücken, die er im Vergleich zu schon länger etablierten Standards aufweist, hat der SEEMP die Kritik auf sich gezogen, weniger effektiv als diese zu sein [JoJo13, S. 187f.].
Abbildung 1: Vergleich zwischen SEEMP, ISM Code und ISO 50001 (eigene Darstellung nach [JoJo13, S. 185])Die mögliche Wirksamkeit der Regulierungsoptionen wird wie folgt eingeschätzt:
- ein bindender Grenzwert des EEDI für Neubauten ist eine kosteneffiziente Lösung mit auf den Zuwachs der Welthandelsflotte begrenzter Wirkung (siehe Kritikpunkte),
- eine verpflichtende oder freiwillige Berichterstattung über den EEOI entfaltet eine signifikante Wirkung nur in Verbindung mit Anreizsystemen,
- verpflichtende oder freiwillige Nutzung eines SEEMP ist ein das Bewusstsein für kosteneffiziente Maßnahmen zur Emissionsreduzierung schärfendes Instrument, führt jedoch selbst nicht zu Emissionsminderungen,
- obligatorische Grenzwerte für den EEOI-Wert in Verbindung mit Sanktionen könnten sehr wirksam werden, sind aber technisch äußerst schwierig umzusetzen [IMO09, S.6].
