„Bisher konzentrieren sich Aktivitäten zur Steigerung von Energieeffizienz und -nutzung erneuerbarer Energien in Häfen auf den Bereich der Logistik und den Einsatz biobasierter Kraftstoffe“, so die Leiterin der Abteilung Elektrochemische Energiespeicher am Fraunhofer Umsicht, Anna Grevé.
Mit Blick auf die Energiewende seien Binnenhäfen aber vor allem auch interessante Stadtgebiete mit einem eigenen Anforderungsprofil und großem Entwicklungspotenzial. Neben dem nationalen und internationalen Gütertransport und den Logistikunternehmen sind in den Häfen weitere Industrieunternehmen und Gewerbegebiete angesiedelt, und durch die Nähe zu Wohngebieten stehen Binnenhäfen zunehmend auch in der Verantwortung, zu einer attraktiven Wohnumgebung beizutragen.
Cross-industrieller Ansatz zur Sektorkopplung
Grevé sieht das Vorhaben daher als Beitrag zur Entwicklung von Quartierskonzepten. Solche Konzepte seien wesentliche Bausteine für die Umsetzung von Lösungen zur dezentralen Energieversorgung und für das Erreichen der Klimaschutzziele. „Wir verfolgen am Beispiel des Duisburger Hafens einen cross-industriellen Ansatz zur Sektorenkopplung von Energiewirtschaft mit den Bereichen Wohnen, Gewerbe, Industrie, Logistik und Verkehr“, meint sie. Mit ihrem Team will die Wissenschaftlerin sowohl eine Methodik zur Analyse von Energieversorgung und -nutzung als auch ein Modell zur prozesslogistischen Optimierung der Energie- und Stoffströme entwickeln. Beides soll sich auch auf andere Häfen übertragen lassen.
Schwerpunkt auch auf Power-to-X
In einem ersten Schritt wird eine Bestandsanalyse vorgenommen, erklärt Alexander Garbar, Manager Sustainability und Projektmanager Unternehmensentwicklung bei der Duisburger Hafen AG. Fragen wie „Welche Energiethemen sind für den Hafen Duisburg von zentraler Bedeutung? Was für Lösungsansätze werden bisher verfolgt? Welche Schnittstellen gibt es zwischen effizienter Energienutzung und -versorgung? Und wo sind Ansatzpunkte für Optimierungsmaßnahmen zu erwarten?“ stehen dabei im Fokus.
Grevé verdeutlicht diese praxisorientierte Herangehensweise an einem Beispiel: „Im Gegensatz zu Schiffsantrieben sind Häfen als stationäre Einrichtungen sehr gut zu elektrifizieren und können dazu beitragen, den Einsatz fossiler Energieträger zu reduzieren und gleichzeitig neue Möglichkeiten zum Energieausgleich zu eröffnen. Wir wollen die mit der Umstellung verbundenen Herausforderungen ebenso wie die wirtschaftlich vertretbaren Technologien identifizieren. Ein Schwerpunkt soll dabei auch auf Power-to-X liegen.“
Prüfung der Lösungsansätze auf Übertragbarkeit
In einem nächsten Schritt entwickeln die Projektpartner Transformationskonzepte für Binnenhäfen. Hierbei werden auch bereits bestehende Lösungsansätze an Binnenhäfen berücksichtigt und auf Übertragbarkeit geprüft. Die mit der Umstellung verbundenen Problemstellungen sowie wirtschaftlich vertretbare Technologien sind zu identifizieren. Schließlich erfolgen eine modellgestützte Verknüpfung relevanter Faktoren wie Logistik, Schifffahrt, Produktion und Energie sowie eine Entwicklung von Szenarien, die die äußeren Randbedingungen und Einflussfaktoren beschreiben.
In Schritt Nummer drei schließlich entsteht ein Gesamtkonzept. Dabei werden zunächst die aussichtsreichsten und relevantesten Kombinationen aus Technologien und Szenarien ermittelt. Diese Vorauswahl wird mit Blick auf eine energiewirtschaftliche Integration sowie mit Hilfe einer prozesslogistischen Optimierung der Stoff- und Energieströme untersucht und weiterentwickelt.
