Klausurfragen 2022 EIKE

Seit Jahren gibt es im Bereich der Seefracht eine eindeutige Entwicklung in eine Richtung: Immer größer für immer mehr Kapazität, wodurch der Größendegressionseffekt stärker greift und für immer mehr Gewinn bei den Reedereien, welche die Schiffe betreiben, sorgt. Zwischen den größten Konkurrenten weltweit gibt es einen starken Wettbewerb, der dahin geführt hat, dass das größte Containerschiff der Welt inzwischen eine Kapazität für knapp 24.000 Standardcontainer hat. Die Vorteile für die Reederei liegen auf der Hand, sie können die Kosten pro Container immer niedriger halten, da im Verhältnis die Kapazität schneller steigt als der Spritverbrauch und der Personalbedarf. Man hat also einen positiven Skaleneffekt für die Ökonomie. Da aktuell viele solcher riesen Schiffe vorhanden und noch weitere in den Werften oder im Auftrag sind, besteht die Frage, ob das Container Volumen in den nächsten Jahren so viel zunehmen wird, damit die Schiffe auch alle Ausgelastet sind und den Vorteil des Größendegressionseffekt nutzen können. Denn wenn nicht, verschlechtert sich die Kostenstruktur einer Sendung mit solch einem Schiff zum negativen. Dieser Trend der großen Schiffe hat natürlich nicht nur Vorteile, sondern auch Nachteile auf die Umwelt und veranlasst Akteure, die während des Prozesses beteiligt sind, Vorkehrungen und Anpassungen vorzunehmen. Ganz entscheidend ist der Tiefgang der großen Schiffe, welcher die Reedereien und Häfen vor Problemen stellt, da nicht alle Häfen ohne weiteres angelaufen werden können. So ist der Hafen in Hamburg ausschließlich über die Elbe zu erreichen, welche fast jährlich ausgebaggert und vertieft werden muss. Das hat zur Folge, dass enorme Kosten entstehen und zeitgleich die Natur und die Tiere durch das Ausbaggern zerstört und verletzt wird. Des weiteren müssen die Schiffe vor der Elbe warten, bis eine neue Flut kommt, mit der sie bis zum Hafen in Hamburg „surfen“ können. Gleiches zeigt sich auch im Hafen in Bremerhaven, bei der für die großen Schiffe die Außenweser ausgebaggert werden muss. Abhilfe kann hier der Hafen in Wilhelmshaven schaffe, da dies der einzige Tiefseehafen in Deutschland ist und über ein direkt angeschlossenes GVZ verfügt. Vergleicht man die Häfen bezogen auf diesen Trend ist kann man die stärkere Entwicklung des Hafens in Rotterdam mit der Schiffsgröße erklären, da dieser der größte Tiefseehafen Europas ist. Eine weitere Erklärung ist die geografische Lage des Hafens, da sie früher als die deutschen Häfen auf der Handelsroute erreicht wird. Das hat die Vorteile, dass im Gegensatz zu Hamburg fast ein Tag eingespart wird und das Anfahren des Hafens mit weniger Risiko durch die enge Elbe verbunden ist. Zeitgleich besitzen Rotterdam und Amsterdam eine gute Nähe zu den Verbrauchermärkten in die Niederlande sowie ins Ruhrgebiet in Deutschland. Um diesen Trend aus Sicht der deutschen Häfen zu verbessern, wird es wichtig sein, dass die Prozesse vom Anlegen der Ware am Hafen, über das Umladen auf einen anderen Verkehrsträger bis hin zum Konsumenten reibungslos und schnell durchgeführt wird.

Durch die immer stärker werdenden Häfen im Mittelmeerraum ist es für Deutschland wichtig nicht nur die vertikale Kooperation durch GVZ und der Supply Chain zu optimieren, sondern auch auf horizontaler Ebene zwischen verschiedenen Häfen. Hamburg und Bremerhaven haben beide das Problem, dass die großen Schiffe nicht ohne weiteres die Häfen anlaufen können. Dabei könnte die Kooperation zwischen Hamburg, Bremerhaven und Wilhelmshaven Abhilfe schaffen, da in Wilhelmshaven den einzigen deutschen Tiefseehafen gibt. Zeitgleich ist am Hafen in Wilhelmshaven ein GVZ direkt angeschlossen, wodurch die Container zum GVZ nach Bremen weitergeleitet werden können. Durch die drei nördlichen Häfen entsteht eine Art Trichter, welcher in Bremen zusammenläuft und den Rest Deutschland mit Ware versorgen kann. Durch die Kooperation der drei Häfen würde der Informationsaustausch besser funktionieren und die Häfen wären besser abgestimmt. Zeitgleich ergeben sich Vorteile durch die Zusammenarbeit, in dem der Sharing-Ansatz gestärkt werden kann, wodurch Lagerflächen, Personal oder Betriebsmittel geteilt werden. Eine andere Art der Zusammenarbeit auf vertikaler Ebene wird aktuell durch Maerks und Eurogate in Bremerhaven durchgeführt. Kooperationen zwischen Reedereien und Terminalbetreiber sorgen für eine beidseitige Sicherheit bei der Entladung der Container. Zeitgleich können Investitionen abgesprochen und geteilt werden. Für die Reederei ist es von Vorteil, da sie keinen Wartezeiten am Hafen haben und immer vorrangig bedient werden. Für den Terminalbetreiber besteht ein weiterer Vorteil darin, dass Umschlag gebunden wird und die Reederei nicht andere Häfen mit anderen Terminals anläuft.

Der Informationsfluss zwischen allen Akteuren ist aktuell nicht standardisiert und stellt oft den Engpass in der Supply Chain dar. Dabei liegt das Problem daran, dass die Dokumente zusammen mit dem Material weitergegeben werden und von den jeweiligen Abteilungen freigegen werden müssen. So braucht es oft sehr lange, bis der Zoll die Dokumente geprüft und ggf. eine Durchsuchung angeordnet hat. Als neues Konzept liegt das Modell von TradeLens vor, welche mit Hilfe der Blockchain-Technologie den Datenaustausch wie eine Pipeline gestalten möchte. Dabei ist es so, dass die Dokumente jederzeit von jedem Akteur genutzt werden kann. Dann könnte bereits bei dem ersten Schritt in der Supply Chain eine Anmeldung bei dem Zoll durchgeführt werden und somit den Prozess beschleunigen. Zeitgleich verschafft die Blockchain Technologie eine große Sicherheit der Dokumente, da sie mit einem zwei Schlüsselprinzip Verschlüsselt sind. Ist dieser Schritt in der maritimen Supply Chain erfolgreich geschafft, können mit Hilfe des Cyber Physical Systems (CPS) ein selbstentscheidender Entscheidungsprozess für die gesamten Zuordnungsprobleme geschafft werden. Jedes einzelne Objekt besitzt dann einen „virtuellen Bruder“, welcher die Schnittstelle zu dem Internet darstellt. Anschließend können die jeweiligen „virtuellen Brüder“ von Container und Schiff untereinander kommunizieren und einen Kontrakt abschließen. Es muss lediglich nur im Vorfeld hinterlegt werden, welche Größe, Gewicht, Preis und Kondition, sowie Lagerfläche und Stauraum bei den jeweiligen Objekten vorhanden sind. Konkret könnte sich in der Zukunft der Hafen wie in den folgenden sechs Punkten verändern:

1. Durch die Objekt zu Objekt Kommunikation könnte ein sich in der Nordsee befindendes Schiff mit den Terminals aller Häfen kommunizieren und den für sich besten Hafen ansteuern. Dadurch müssen keine Mitarbeiter mehr die Daten prüfen, sondern ein bestimmter Algorithmus analysiert das Szenario und errechnet die beste Variante. Einflüsse auf diese Entscheidung könnte die Auslastung des Hafens sein, die Verfügbarkeit der Terminalkrane und die freie Fläche an Lagerplätzen.

2. Durch den flächendeckenden Ausbau des 5G Netz in Deutschland ist es möglich eine direkte Kommunikation zwischen Anwender (Schiff oder LKW) und der Software zu schaffen. Bei dem Prinzip des selbstfahrenden Schiffes gibt es an dem Schiff Sensoren, die alle wichtigen Informationen für das sichere Lenken des Schiffs aufnehmen und einer nicht örtlich vorhandenen Software die Auswertung durchführt. Daher ist eine schnelle Reaktionszeit zwischen Senden und Empfangen, welches über das 5G Netz erreicht werden kann, wichtig. Gleiches gilt auch für die LKWs, welche auf Strecken wie zwischen Bremerhaven und Bremen autonom die Waren transportieren können.

3. Das Löschen der Schiffe durch den Terminalbetreiber könnte in der Zukunft autonom durchgeführt werden. So sind die Krane mit Sensoren ausgestatte, damit sie die Container greifen und anschließend sicher auf den Vancarrier verladen können. Zeitgleich könnte auch mittels künstlicher Intelligenz Bilder, welche man während des Verladens aufnimmt, ausgewertet und eine Aktion des Krans hervorrufen lässt.

4. Die Vancarrier fahren auf dem Hafengelände selbstständig ohne jegliche Personen.

5. Das Beladen der LKWs oder der Bahn wird automatisch durchgeführt. Beim herausfahren der LKWs wird dann durch ein Gate die Ware als versendet markiert und im System registriert. Danach könnte den Empfänger gleich eine Nachricht erzeugt werden, dass die Ware den Hafen verlassen hat und sich auf dem Weg zu ihm befindet. Betrachtet man das Projekt TradeLens von IBM und Maerks etwas skeptisch ist anzumerken, dass durch die Einführung eine Art zwei Klassen geschafft wird. Wenn Unternehmen sich der Software nicht anschließen, würde sie nicht mehr an dem Handel teilhaben können. IBM und Maerks hingegen würden die gesamte Datenmacht erhalten und das Monopol über den Markt beherrschen. Alternativen gibt es bereits schon aus China, wo Alibaba und COOSCO sich zusammengeschlossen und ein ähnliches Konzept auf Grundlage der Blockchain Technologie entwickelt haben. So müsste bei der Schaffung eines Informationssystems das Landlord-Modell angewendet werde, bei dem der Staat die Infrastruktur (Das Gerüst des Plattform) und die Unternehmen die Plattform betreiben (Suprastruktur).

• Aufgrund der aktuellen Herausforderungen im Bereich Luft- und besonders im Seeverkehr steigt die Nachfrage nach Alternativen. So kam es 2021 zu einem Stau im Suezkanal, weshalb die Ware einiger Schiffe aus China nicht nach Europa geliefert werden konnten. Außerdem liegt die Versandzeit mit dem Schiff von China über das den Suezkanal und das Mittelmeer nach Deutschland bei ca. 40 Tagen.

• Eine Alternative ist die Seidenstraße oder auch „OneBeltOneRoad“ genannt. Hierbei wird Ware auf der Schiene von Chongqing über Zentralasien, Russland und Kasachstan nach Bremen versendet. So können neue Länder, welche keine Häfen besitzen, der Handelsroute angeschlossen werden. Die Versandzeit liegt bei etwas 20 Tagen und ist somit 10-15 Tage schneller als der traditionelle Weg über See.

• Vorteile ist bei der Seidenstraße, dass bei einer elektrifizierten Bahnstrecke grüner Strom eingesetzt werden kann, wodurch die Variante Nachhaltiger als das Schiff ist.

• Die Regierung hat großes Interesse an diesem Ausbau und den Betrieb der Seidenstraße, damit das großflächige China ihre Städte im Landesinneren am Handel beteiligen kann.

• Eine weitere Alternative ist die Strecke über die Arktis, welche sich durch die Erderwärmung als Option immer konkreter aufgetan hat. Dabei ist es so, dass bis vor ein paar Jahren Eisbrecher neben dem Containerschiff eingesetzt wurden, damit das Schiff durch das mit Eis bedeckte Wasser steuern konnte. Heute ist möglich diese Variante zu umgehen, da die Eisschichten nicht mehr so dick sind. Nachteilig dieser Variante ist das es auf der Linie der Containerliner nicht genügend Häfen vorhanden sind, welche mit Ware beliefert werden können. Anders stellt sich das Szenario durch den konventionellen Wasserverkehr über Singapur, Sri Lanka, durch den Suezkanal und über das Mittelmeer, wo große Häfen mit den jeweiligen Absatzmärkten vorhanden sind.

• Der technologische Fortschritt in Bezug auf Mobilität wächst ständig. Es ist jetzt mittlerweile der Zeitpunkt gekommen, an dem die postfossilen Mobilitätsalternativen mit den konventionellen Antrieben in Bezug auf Komfort und Reichweite mithalten können. In Bezug auf die Nachhaltigkeit haben sie diese schon überholt. Die Zeiten, in denen die Schiffe mit Schwerölen, welche bei der Raffination übriggeblieben sind, sind längst vorbei. Heute ist die wichtigste Alternative zu dem Schweröl das Flüssiggas. So lassen sich Hybridmotoren sogar wahlweise mit Schiffsdiesel und Flüssiggas (LNG – Liquid Natural Gas) betreiben. So können Teile des Laderaums für das LNG zur Verfügung stellen und dabei weniger Emissionen als Schweröl oder Diesel ausstößt. Eines der Einfachsten Möglichkeiten Energie für den Transport einzusparen ist das langsamere Fahren, wobei bis zu 50% des Treibstoffes eingespart werden können.

• Andere Versuche der Reduzierung des Kraftstoffes bei den Schiffen gab es durch die Nutzung des Winds. So wurden eine Reihe an Segeln vor dem Schiff in die Luft gelassen, welche einen Teil der Leistung zum Halten der Geschwindigkeit beitragen soll. Diese Variante setzte sich allerdings durch die geringen Einsparungen an Treibstoff nicht durch, da es auch nur bei den richtigen klimatischen Bedingungen funktionieren kann.

• Doch der Antrieb eines Schiffes stellt nicht nur die einzige Verbrauchsquelle dar. So wird Strom für die Technik, Kabine und Küchen benötigt. Hierbei muss der Ansatz sein, dass der benutzte Strom ausschließlich durch erneuerbare Energien bezogen wird. Das würde bedeuten, dass der Strom während des Lade- bzw. Löschvorgangs in das Schiff transportiert werden muss. Dafür muss natürlich eine Infrastruktur geschaffen werden, die drei wesentliche Bereich miteinander koppeln und harmonisieren muss. Zum einen das Verkehrsnetz, welches die Ladestation für die Schiffe am Hafen darstellt. Dann das Informationsnetz, welches organisiert, wie die bezogene Leistung an Strom verrechnet wird. Und zum anderen das Energienetz an sich. Das bedeutet, wie der gewonnene Strom durch Windkraftanlagen eingespeichert und zum Ort des Verbrauchers transportiert wird.

• Zum Speichern befindet sich Wasserstoff aktuell in aller Munde, da der Wind nicht rund um die Uhr weht und Strom erzeugt. Hier setzt die Alternative Wasserstoff an. Das Wasser (H2O) wird durch Energie (ökologischer Strom) in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) zerlegt. Somit wird die Energie im Wasserstoff gebunden. Probleme gibt es aktuell bei der Lagerung des Wasserstoffs, da es durch einen ganz kleinen Funkte bereits reagiert und knallt.

• Um den ökologischen Aspekt zu verbessern, hat der Staat die Möglichkeit aktiv in den Prozess durch Restriktionen und Gesetze einzugreifen. So gehört die Nordsee aktuell zur Emission-Controll-Area, in dem Schiffe nicht mehr mit Schweröl fahren dürfen. Eine weitere Maßnahme ist das Emissionshandelsgesetz, bei dem Strafen für zusätzliche Ausstoßung von CO2 bezahlte werden muss. Somit habe die Unternehmen einen Anreiz ihre eigenen Prozesse zu optimieren, um weniger CO2 zu emittieren oder einen Preis für die zu viel produzierte Tonne an CO2 an andere Akteure zu zahlen, die unter ihrem Soll-Wert liegen Der Ansatz der Kompensation sagt, dass das Unternehmen finanzielle Mittel in die Hand nimmt und an dem Ort investiert, an dem mit einem Euro am meisten CO2 eingespart werden kann. Dieses Verfahren wird auch als Hebeleffekt bezeichnet.

Die zukünftigen nachhaltigen Antriebsmöglichkeiten für die Containerschiffe um eine klimaneutrale Schifffahrt voranzubringen sind Wasserstoff, LNG, SNG und andere erneuerbare Energiequellen.

Vorteile der Wasserstoffantriebe:

·        H2 ist emissionsfreie Energiequelle, da es nur Wasserdampf erzeugt

·        H2 ist leicht zu transportieren und zu speichern

·        H2 ist eine effiziente Energiequelle, da es viel Energie produziert

Nachteile der Wasserstoffantriebe:

·        H2 ist eine teure Energiequelle, die eine hohe Investition erfordert.

·        H2-Antriebe erfordern spezielle Speicherbehälter, schwer zu entwickeln

·        H2 ist ein sehr leichtes Element, das leicht entweichen kann

Vorteile der LNG-Antriebe:

·        LNG ist eine sehr effiziente Energiequelle, da es weniger CO2 als fossile Brennstoffe aufweist.

·        LNG hat eine hohe Energiedichte, daher leicht zu transportieren und zu speichern.

·        LNG kann in viele Arten von Motoren und Generatoren verwendet werden.

Nachteile der LNG-Antriebe:

·        LNG ist eine sehr teure Energiequelle, die eine hohe Investition erfordert.

·        LNG-Antriebe erfordern spezielle Fahrzeuge, die schwierig zu entwickeln und zu bauen sind.

·        LNG ist leicht entflammbar und kann zu einem Sicherheitsrisiko werden.

Vorteile der SNG-Antriebe:

·        SNG ist eine kostengünstigere Alternative zu LNG und Wasserstoff als Energiequelle.

·        SNG hat eine hohe Energiedichte und ist daher leicht zu transportieren und zu speichern.

·        SNG kann in viele Arten von Motoren und Generatoren verwendet werden.

Nachteile der SNG-Antriebe:

·        SNG erzeugt bei der Verbrennung geringere Mengen an CO2 als fossile Brennstoffe, aber immer noch mehr als Wasserstoff oder LNG.

·        SNG ist leicht entflammbar und kann zu einem Sicherheitsrisiko werden.

·        SNG-Antriebe erfordern spezielle Fahrzeuge, die schwierig zu entwickeln sind.