Schiffe sind global das wichtigste Transportmittel für Waren und Güter, jedoch durch den mehrheitlichen Einsatz von Schweröl als Kraftstoff sehr treibhausgasintensiv. In Bezug auf die hohen Treibhausgasemissionen haben sich die Mitgliedsstaaten der internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) im Jahr 2018 auf ein Reduktionsziel für das Jahr 2050 von mindestens 50 Prozent gegenüber 2008 geeinigt. Um diese Treibhausgaseinsparziele einzuhalten, steigt der Bedarf alternativer Antriebstechnologien auch in der Schifffahrt [NOW20c].

Hinsichtlich der Anforderungen an alternative Antriebstechnologien muss nach Einsatzgebiet und -zweck differenziert werden. So gelten für die langen Strecken in der internationalen Seeschifffahrt andere Anforderungen, beispielsweise hinsichtlich der Zuverlässigkeit sowie Verfügbarkeit, als für die durch kürzere Strecken geprägte Binnenschifffahrt. Grundsätzlich wird der Einsatz von batterieelektrischen Antrieben, verflüssigtem Erdgas (LNG), (verflüssigtem) Wasserstoff oder Folgeprodukten wie Ammoniak oder Methanol (synthetische Kraftstoffe) diskutiert und erprobt. Dabei wird LNG als emissionsarme, aber nicht klimaneutrale Alternative in Betracht gezogen. Aus heutiger Sicht besteht ein Vorteil der LNG-Technologie in der Realisierbarkeit, denn die LNG-Technologie für die Schifffahrt ist bereits ausgereift und der Kraftstoff kann in Häfen zur Verfügung gestellt werden [NOW20c] [SHELL19].

In der Binnenschifffahrt, insbesondere im Fährverkehr, werden batterieelektrische Antriebe wegen der kurzen Distanzen bereits eingesetzt und können auch zukünftig eine Rolle spielen. Der Einsatz der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie sowie von Folgeprodukten wird insbesondere im Kontext der internationalen Seeschifffahrt diskutiert, da die Energiedichte heutiger Batterien für diesen Anwendungszweck nicht ausreichend ist [SRU21]. Dabei kann als Brennstoff auf heute verfügbare Treibstoffe (LNG, Diesel, Methanol) aber auch auf Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe zurückgegriffen werden. Entsprechend gilt es, entsprechende Best-Practice-Lösungen für den jeweiligen Anwendungsfall zu identifizieren [NOW20c] .

In dem Projekt HyMethShip der Europäischen Union wird der Einsatz eines Wasserstoffantriebs mit einem geschlossenen Kohlenstoffkreislauf für die Schifffahrt erforscht. Das Schiff tankt an Land Methanol (aus erneuerbaren Energien erzeugt), welches sich im Vergleich zu Wasserstoff besser lagern lässt und auf dem Schiff selbst als Wasserstoffspeicher (sogenannter hydrogen carrier Wasserstoffträger) dient. Durch einen Umwandlungsprozess wird aus dem Methanol wieder Wasserstoff erzeugt, welcher schließlich als Kraftstoff verwendet wird (Vergleich Abbildung 1). Das dabei abgeschiedene Kohlenstoffdioxid wird aufgefangen, bleibt in einem geschlossenen Kreislauf und wird an Land zur Methanolproduktion verwendet. Nach Wissenschaftlern des Fraunhofer IKTS lassen sich mit diesem Ansatz die Emissionen in der Schifffahrt um bis zu 97 Prozent senken [IKTS21].

Im Leuchtturmprojekt ELEKTRA wird die technische und wirtschaftliche Machbarkeit eines emissionsfreien Kanalschubbootes untersucht. Das Energiekonzept beruht auf einer wasserstoffbetriebenen Brennstoffzelle und ist grundsätzlich auf die Fracht-, Personen- und Sportschifffahrt übertragbar. Die nautische Abnahme der ELEKTRA erfolgte im Januar 2022 und die Erprobung des emissionsfreien Schubbootes konnte bereits beginnen [BEHA22].