Die weltweite Schifffahrt, Tiefsee-, Kurzstreckensee- und Binnenschifffahrt, trägt wesentlich zu den Emissionen der globalen Erwärmung bei, die vor COVID auf etwa eine Milliarde Tonnen CO2e zu Spitzenzeiten berechnet wurden. Es gibt mehrere Trends und Technologien, die dies verringern werden, aber während die Luftfahrt meiner Meinung nach bis 2100 fast vollständig elektrifiziert sein wird, sind Schiffe im New Panamax-Maßstab, die zwischen den Kontinenten dampfen, ein viel härteres Ziel, da sie täglich Tonnen von Treibstoff verbrennen.
Globaler Versand in Megatonnen Fracht, Diagramm vom Autor
Letztes Jahr hatte ich mit der Analyse begonnen, wobei ich mich nur mit der Salzwasserschifffahrt befasste, sowohl im Kurzstreckenseeverkehr als auch im Tiefwasser. Damals wurde klar, dass 40 % der Salzwasserschifffahrt für Kohle, Öl und Gas bestimmt waren und die Nachfrage in diesen Segmenten stark zurückgehen würde. Weitere 15 % entfielen auf Roheisenerz, und mit steigenden Transportkosten, da negative externe Effekte zwangsläufig in das Segment eingepreist werden, wird eine stärkere lokale Verarbeitung durchgeführt, zusammen mit einer Menge verschrotteter Infrastruktur für fossile Brennstoffe, die Elektrostahl-Minimills zugeführt wird mit erneuerbarem Strom betrieben. Die Schifffahrt würde sich auf mehr Fertigwaren und mehr Containerisierung verlagern, Bevölkerungszuwächse zwischen 2070 und 2100 würden zu einigen Zuwächsen führen, und zunehmender Wohlstand würde ebenfalls zu einigen Zuwächsen führen. Meiner Ansicht nach wird das Wachstum jedoch langsam ausfallen, und die längste internationale Schifffahrt wird aufgrund der Treibstoffkosten nicht so schnell wachsen wie die Kurzstrecken.
Standardvorbehalt: Ich sammle die besten Daten, die ich habe, schaue mir mehrere zukünftige Antriebsfaktoren an und projiziere auf Jahrzehnte, aber es ist eine Projektion, um Diskussionen und Gedanken anzuregen und um grobe Größenordnungen zu finden. Ich sage die Zukunft nicht voraus, ich erstelle ein nützliches Szenario davon, um weitere Diskussionen zu ermöglichen. Gehen Sie nicht davon aus, dass ich Recht habe oder dass ich denke, dass dies richtig ist, mit anderen Worten.
Als ich im März zur Analyse zurückkehrte, musste ich als Erstes ein einziges, normalisiertes Modell für die Tonnage erstellen, das die Binnenschifffahrt beinhaltete, etwas, das die Quelle, die ich im Dezember verwendete, nicht enthielt. Das war überraschend schwierig. Es gibt eine Quelle, die versucht, die Binnenschifffahrt aus mehreren Quellen für den gesamten Globus zusammenzufassen, die Weltweites Binnenschifffahrtsnetz. Es scheint jedoch, dass es sich nur auf die Flussschifffahrt konzentriert, nicht auf die Binnenseeschifffahrt, basierend auf den Zahlen, die ich hatte, und die Tonnagezahlen speziell für China waren offensichtlich falsch. Daher musste ich auf andere Quellen zurückgreifen Chinesische Binnenschifffahrt und Versand nach Great Lakes, die Hauptausreißer, und bereinigt um Angemessenheit und um Überschneidungen zu vermeiden. Und der Datenbereich reichte von 2006 bis 2018, sodass weitere Anpassungen erforderlich waren.
Das Fehlen einer einzigen, glaubwürdigen Quelle für die Tonnage, den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen der weltweiten Schifffahrt sowie die Schwierigkeit, die Daten zu finden und zu normalisieren, hat mich überrascht. Das Transportsegment liegt im Bereich von 2 % der globalen CO2e-Emissionen, scheint jedoch disaggregiert zu sein. Wenn jemand eine einheitliche Quelle hat, lassen Sie es mich bitte wissen.
Die zweite Überraschung war der Umfang der Binnenschifffahrt. Etwa 42 % der gesamten Tonnage der Wasserschifffahrt werden jährlich auf Flüssen und Seen weltweit transportiert. Ich hatte erwartet, dass der Tiefwasseranteil höher ist, da er die meiste Aufmerksamkeit erhält, aber das war nicht der Fall.
Die dritte Überraschung war das schiere Ausmaß der chinesischen Binnenschifffahrt, etwas, über das ich genügend Daten hatte, um nicht überrascht zu sein, aber worüber ich nie nachgedacht hatte. Die Hälfte der weltweiten Binnenschifffahrt findet in China statt. Immerhin ist dies das Land, das a gebaut hat 2.500 Kilometer langes Kanalsystem, einschließlich des 1.776 km langen Jing-Hang Grand Canal, der vor über 1.000 Jahren begann, mit dem ersten Kanalschleusensystem der Welt, das 983 n. Chr. Erbaut wurde. Und der Jangtse ist nach den meisten Maßstäben größer als der Mississippi. Es ist nicht so, dass in praktisch jedem Film, den ich in China gedreht habe, nicht irgendwo Frachtschiffe zu sehen waren, aber die schiere Größe überraschte mich dennoch.
Binnenschifffahrt, Short-Sea- und Deep-Water-Schifffahrt, Diagramm vom Autor
Schließlich war die Verwechslung von Kurzstreckenseeschifffahrt – Küsten- oder Kleinseeschifffahrt zwischen nahe gelegenen Häfen – mit Binnenschifffahrt und Tiefseeschifffahrt etwas schwierig zu entwirren. Es war jedoch wichtig, da die Flussschifffahrt normalerweise mit viel kleineren Schiffen als die Kurzstreckenseeschifffahrt (und die Schifffahrt auf den Großen Seen) erfolgt und ähnlich große Tiefseeschiffe im Vergleich dazu immens sind. Die Tonnage-Trennung ist eine, die ich auf der Grundlage der vorliegenden Daten erstellt habe, um die Kurzstrecken- von der Tiefseeschifffahrtsstatistik zu trennen, und ist notwendigerweise unvollkommen.
Derzeit fühle ich mich nur einigermaßen wohl mit der Teilmenge der von mir erstellten Tiefsee- und Kurzstreckenseeschifffahrt. Ich vermute, dass es mehr Küsten- als Binnenschifffahrt gibt, als diese Analyse zu diesem Zeitpunkt darstellt. Wenn jemand bessere Quellen und Zahlen hat, lass es mich bitte wissen.
Basismetriken der Versandkategorie, Diagramm nach Autor
Danach galt es natürlich, die durchschnittliche Tonnage, die zurückgelegte Distanz und die Effizienz für die drei Schiffskategorien zu ermitteln. Noch einmal, wenn jemand robustere Zahlen hat als die, die ich aus mehreren Quellen zusammengetragen und in einem Bayes’schen Muster nach oben und unten angepasst habe, um etwas zu finden, das vernünftig erscheint, lassen Sie es mich bitte wissen.
Interessant ist die Effizienzvarianz vor und nach 2030. Ich werde ein anderes Mal ausführlicher darauf zurückkommen, aber es gibt mehrere Technologien und betriebliche Änderungen, die Schiffe eindeutig effizienter machen. Das erste ist einfach langsamer segeln. 19 Knoten gegenüber 23 Knoten bedeuten einen sehr großen Effizienzgewinn. Ich habe mir auch High-Nose-Schiffe, Nachschnecken-Wirbelstörer und Hydrosonic-Antifouling-Systeme angesehen, die alle die Effizienz steigern. Schiffe werden rutschiger und effizienter, und das summiert sich zu den Effizienzgewinnen, die ich für eine signifikante Durchdringung in einem Jahrzehnt postuliert habe.
MT Fossil Fuels Shipping von zehn Jahren bis 2100, Diagramm vom Autor
Der nächste Schritt bestand darin, einen wichtigen Fortschritt bei der Betankung von Schiffen zu projizieren – die Elektrifizierung. Mehrere Anbieter elektrifizieren bereits Frachtschiffe, Fähren und dergleichen und veröffentlichen seitdem eine Version der ersten Karte LinkedIn Gestern wurde ich auf zwei separate Anbieter von containerisierten Batteriesystemen für Hybrid-Elektroschiffe aufmerksam gemacht – ein Markt für neue Schiffe mit einem Volumen von 3,4 Milliarden US-Dollar heute mit starkem Wachstum – und kundenspezifisch gebaute vollelektrische Schiffe. Als ich letztes Jahr mit einem europäischen Binnenschiffshersteller sprach, der sich an mich wandte, um zu prüfen, ob Agora EnergietechnologieDie CO2-basierte Redox-Flow-Batterie von war für den Langstreckenverkehr geeignet, wir waren uns einig, dass die Elektrifizierung dominieren würde, aber er war der Meinung, dass es einige Anwendungsfälle gab, in denen eine Alternative erforderlich war, insbesondere in der Übergangszeit. Und natürlich ist es wahrscheinlich kein Zufall, dass das 3-MWh-Megapack von Tesla Abmessungen und Gewichtseigenschaften aufweist, die fast identisch mit einem 20-Fuß-Äquivalent-Container (TEU) sind.
Meine Prognose ist eine vollständige Elektrifizierung der Binnenschifffahrt bis 2100 und eine 2/3-Elektrifizierung des Kurzstreckenseeverkehrs im gleichen Zeitrahmen. Schließlich umfasst die Küstenschifffahrt Kapstadt nach Kairo und Argentinien nach Mexiko. In der Kategorie „kurze“ See gibt es lange Routen und Wochen auf See.
Gegenwärtig habe ich nicht genügend Arbeit geleistet, um zu prognostizieren, was die verbleibende Flüssigbrennstoffkomponente ersetzen wird. Es werden sicherlich viele Alternativen gefördert und in Betracht gezogen, von denen ich einige bewertet habe und andere nicht. Dazu gehören synthetisches oder Biomethan, Biodiesel, Ammoniak, synthetische Kraftstoffe mit höherer Energie wie das CO2-Modell von Agora und natürlich Wasserstoff. Ein tiefer Tauchgang und eine Meinung zu diesem Bereich kommen noch, aber ich musste das Ausmaß des Problems herausfinden, bevor es möglich war, die alternativen Lösungen für das Segment der Schifffahrt zu bewerten, das am schwersten zu dekarbonisieren ist.
MT CO2e für den globalen Versand bis 2100, Diagramm vom Autor
Und so das letzte Diagramm. Mit nur den leicht verfügbaren Lösungen der Elektrifizierung, sofern realisierbar, und gesteigerter Effizienz auf breiter Front, zusätzlich zum Verlust der Nachfrage nach fossilen Brennstoffen und Roheisenerz, wird die globale Schifffahrt im Jahr 2100 etwa 50 % der Emissionen wie zu Spitzenzeiten sehen vor COVID-19. Für den Rest ist es notwendig, Bunkertreibstoff durch kohlenstoffarme Alternativen zu ersetzen. Diese ungefähr 500 MT CO2e sind jedoch immer noch sehr signifikant und müssen gelöst werden. Aber das ist eine kommende Einschätzung.
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