Der intelligente Hafen

T-Shirts aus Asien, Steaks aus Südamerika, gentechnisch verändertes Saatgut aus Nordamerika - im Hamburger Hafen treffen Güter aus aller Welt ein. 2014 wurden hier fast zehn Millionen Standardcontainer umgeschlagen. Damit liegt Hamburg an zweiter Stelle in Europa und weltweit auf Platz 15. Bis 2025 sollen es rund fünfzehn Millionen Container werden.

Das Wachstum ist nicht nur eine logistische, sondern auch eine ökologische Herausforderung. Denn die Stadt Hamburg will ihre CO2-Emission deutlich senken und ihren Energiebedarf vor allem aus erneuerbaren Quellen decken. Ein Großteil des industriellen Energieverbrauchs der Stadt entfällt auf den Hafen.

Wie die Klimaziele erreicht werden sollen, kann man im Containerterminal Altenwerder (CTA) besichtigen. Dort hat die Zukunft schon begonnen: Das Terminal hat eine der weltweit modernsten, weitgehend automatisierten Containeranlagen.

Wie von Geisterhand

Auf dem eingezäunten, 30 Fußballfelder großen Areal kurven Dutzende Containertransporter hin und her. Sie ähneln den Schleppern, die Flugzeuge auf dem Vorfeld von Flughäfen manövrieren. Flach, rechteckig, 15 Meter lang, drei Meter breit, mit großen Nummern versehen, 34 Tonnen schwer - bullige Muskelprotze auf vier Rädern. Ihr Name: AGV, Automated Guided Vehicle, automatisch gelenktes Fahrzeug. Sie alle rollen fahrerlos über ihren Arbeitsplatz. Etwa 19.000 Transponder, im Boden eingelassen, leiten sie wie von Geisterhand, so perfekt, dass sie sich nie in die Quere kommen.

Die Schlepper stehen aufgereiht in Reih und Glied, fahren plötzlich los, kurven nach rechts oder links, rollen zu einem der Schiffe am 1400 Meter langen Pier des Terminals, stoppen unter einem Kran, nehmen einen Container auf, überqueren das Gelände, halten an unsichtbaren Kreuzungen, wenn sich ein anderer Schlepper von der Seite nähert, fahren zu einer der haushohen Reihen gestapelter Container des Blocklagers und lassen sich wieder von Kränen entladen. All das geschieht völlig autonom, rund um die Uhr. Nur die Befehle für die 95 Arbeitsroboter kommen aus der nahen Kommandozentrale.

Noch haben die meisten Schleppfahrzeuge dieselelektrische Antriebe, die mit ihren Abgasen die Luft verschmutzen. In Zukunft sollen sie auf Batteriebetrieb umgestellt werden. Dafür ist Boris Wulff zuständig. Er leitet bei der Hamburger Hafen und Logistik AG (HHLA) ein Forschungsprojekt, das vom Bundeswirtschaftsministerium unterstützt wird. Neun Schlepper sind bereits umgerüstet.

12 Tonnen schwere Akkus

Die Batteriewechselstation sieht aus wie ein überdimensionierter Blechschuppen. Boris Wulff öffnet eine Tür und tritt hinein. Drinnen nimmt ein haushohes Stahlgerüst die Hälfte der Halle ein. Ein Rolltor öffnet sich, Schlepper 86 surrt herein. "Der AGV weiß selbst, wann seine Energie zur Neige geht", erklärt Wulff, "er kommuniziert mit der Station hier. Sobald er seine genaue Parkposition eingenommen hat, wird ihm die Batterie entnommen und eine neue eingesetzt."

In dem Gerüst lagern riesige Batterien, jede einzelne wiegt zwölf Tonnen. Ein Stapler greift ins Chassis des AGV, entnimmt den schweren Akku und ersetzt ihn durch einen frisch geladenen. Nur fünf Minuten dauert der komplett maschinengesteuerte Prozess, dann rollt Schlepper Nummer 86 wieder zur Arbeit.

Fahrzeuge mit Batterien, die bis zu 70 Tonnen Containerlast bewegen können, sind eine Herausforderung. Alle 20 Stunden sind sie entladen, sie sind sehr schwer und nicht wartungsfrei, da manuell Batteriewasser nachgefüllt werden muss.

Mit Spannung testet Wulff daher gerade die nächste Generation. Lithium-Ionen-Batterien wiegen nur noch ein Zehntel und sind fast wartungsfrei, "aber", sagt der Ingenieur, "sie kosten zurzeit auch noch zehnmal soviel."

Eine Frage des Timings

Auch die Energiekosten sollen drastisch sinken. Das Stichwort dazu heißt Ökospitzen. Da der in Norddeutschland vorwiegend aus Windparks gewonnene Strom stark schwankt, schwanken auch die Kosten dafür. Wenn die Akkus der Schlepper dann nachgeladen werden können, wenn der Preis am günstigsten ist, lässt sich viel Geld sparen. Eine Software registriert, wenn die Offshore-Windparks in der Nordsee besonders flott am Rad drehen. Wulff und sein Team wollen bis zum Jahresende Lösungen präsentieren, wie sich das Timing für die Nutzungs- und Ladungszyklen der Batterien optimieren lässt.

Schon jetzt sei erkennbar, dass der Einsatz der batteriebetriebenen Schlepper kostengünstiger ist, "weil sie deutlich weniger Energie verbrauchen als ihre dieselbetriebenen Pendants", so der Projektleiter. Durch den Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energiequellen können die CO2- und Lärm-Emissionen gesenkt werden. Nach Angaben der Hafenlogistik würden sich jährlich rund 10.200 Tonnen CO2 einsparen lassen, wenn alle 95 Container-Schlepper mit Batterien bestückt wären.

"Das Projekt hat bis jetzt unsere Erwartungen mehr als erfüllt", resümiert denn auch HHLA-Vorstandsmitglied Stefan Behn. "Wir möchten zeigen, dass wir verantwortlich mit der Umwelt umgehen - und damit die öffentliche Akzeptanz für unseren Hafen erhöhen."

Vernetzter Hafen

Dafür sind weitere Schritte nötig. SmartPORT heißt das Programm, das die logistischen Abläufe im Hamburger Hafen verbessern soll. "Der Warenverkehr der Zukunft muss nicht nur umweltfreundlich sein, er muss auch intelligent gelenkt werden", sagt Ulrich Baldauf.

Der IT-Experte entwickelt für die Hamburger Hafenbehörde eine Software, die Daten über die Position von Schiffen, Lastwagen und Zügen sammelt und mit Informationen über Straßen, Baustellen und Wasserstände verknüpft. "Damit wollen wir das Zusammenspiel aller Verkehrsträger automatisch koordinieren", sagt Baldauf.

Das Ziel: Gütertransport, Energieverbrauch und Einsatz von Ressourcen so zu steuern, dass ein Höchstmaß an Effizienz erreicht wird. So sollen etwa Staus von Lkw vermieden werden, die im Hamburger Hafenbereich unterwegs sind.

Baldauf sitzt vor seinem Monitor in der neuen Hafencity. Bunte Karten des Hamburger Stadtgebiets leuchten auf. 300 Sensoren an Kreuzungen, Straßen und Brücken im Hafengebiet messen den Verkehr. Computer werten alle Daten aus, LED-Anzeigetafeln an wichtigen Straßen zeigen den Lkw-Fahrern, welche Straßen verstopft sind. Außerdem wurde eine mehrsprachige App entwickelt, damit sich Trucker in Echtzeit ein Bild von der Verkehrslage machen können.

Muss etwa eine Hafenbrücke für die Durchfahrt eines Schiffes gesperrt werden, werden Fahrer über die App informiert und erhalten eine Alternativroute. Verspätet sich ein Schiff, werden die Lkw, die Container bringen oder abholen, umgehend über die Situation im Terminal benachrichtigt. Die Fahrer erhalten außerdem Informationen über freie Parkplätze, die sie direkt über die App reservieren können.

"Durch den verbesserten Verkehrsfluss verringern sich auch Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß", sagt Baldauf: "Vernetzung" ist auch im Hafen der Zukunft das Zauberwort, "die Information eilt der Ware voraus". Der Hafen steuert seine Abläufe, bevor sie geschehen. Das "Tor zur Welt", wie die Hamburger ihren Hafen nennen, wird zunehmend digital.