In einer Forschungskooperation mit dem Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme der Universität Duisburg-Essen wird eine Software (BinEm) entwickelt, die mithilfe der Messung von Luftschadstoffen auf Binnenschiffen unter realen Betriebsbedingungen kalibriert und validiert werden soll.
Aufgabenstellung und Ziel
Die Schifffahrt soll nach Vorgaben der EU bis zum Jahr 2050 klimaneutral werden. Zur zwischenzeitlichen Reduktion der Treibhausgas- und Schadstoffemissionen werden verschiedene Technologien (z. B. Abgasreinigung) eingesetzt. Um den Einfluss von neuen Technologien auf die Schiffsemissionen abschätzen zu können, sind realistische Angaben zu den emittierten Schadstoffen durch die Binnenschifffahrt notwendig. Die bisher veröffentlichten Emissionsdaten, die der Binnenschifffahrt zugerechnet werden, basieren auf Modellen mit vielen Annahmen, die die Betriebsparameter im realen Einsatz sehr vereinfacht abschätzen. Aus diesem Grund wurde im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsvorhabens der BAW und der Universität DuisburgEssen ein Verfahren zur Berechnung der Binnenschiffsemissionen entwickelt.
Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)
Mit der im Rahmen der Forschungskooperation mit dem Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme (ISMT) entwickelten Software können Emissionen der Binnenschifffahrt für beliebige Regionen und Schiffsflotten modelliert werden. Damit steht der BAW eine Methode zur Verfügung, die es ermöglicht, den Anteil der Binnenschifffahrt an den Luftschadstoffen abzubilden und den Erfolg von Emissionsminderungsmaßnahmen zu bewerten. Auf Basis dieser Ergebnisse können Entscheidungsträger im BMDV und in der GDWS erfolgversprechende Maßnahmen zur Minderung von Binnenschiffsemissionen gezielt ableiten, geltende Vorschriften anpassen oder neue erlassen.
Untersuchungsmethoden
Das entwickelte Verfahren besteht aus mehreren Modulen. Zunächst wird der Schiffswiderstand in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit über Grund und der Strömung berechnet (Noß und Kossmann 2021). In dem aktuellen Verfahren wird nun auch der zusätzliche Widerstand bei Kurvendrift berücksichtigt. Hierfür greift das Programm auf einen äquivalenten Geradeauswiderstand zurück und addiert in Abhängigkeit des Driftwinkels einen in einer Datenbank hinterlegten Beiwert für den zusätzlichen Widerstand durch Schräganströmung. Anschließend werden der Gütegrad der Propulsion und die Propellerdrehleistung ermittelt. Mithilfe charakteristischer Propellerfreifahrtdiagramme und Motorenkennfelder sowie leistungsbezogener Faktoren werden final der Kraftstoffverbrauch und die Schiffsemissionen berechnet (Noß und Kossmann 2022). Die Spannweite an Schiffs- und Motorenparametern ist sehr groß. Basierend auf Simulations- und Modellversuchsergebnissen charakteristischer Schiffe (Noß und Kossmann 2021, 2022; Kossmann und Wierczoch 2022) wurden einzelne Widerstandsbeiwerte und der Gütegrad der Propulsion in Abhängigkeit von Schiffsgeschwindigkeit und Wassertiefenverhältnis zu Abladetiefenverhältnis berechnet. Der für die Propulsion verwendete Propeller ähnelt in seiner Geometrie einem charakteristischen Binnenschiffs-Düsen-Propeller. In Abhängigkeit von der berechneten Propulsions- bzw. Bremsleistung, der Schiffsgröße und der Anzahl der Propeller wählt das Verfahren einen passenden Motor in einer Datenbank aus. Diese beinhaltet für schnelllaufende Dieselmotoren mit Leistungen zwischen 400 und 1200 kW Daten zur Motorleistung, Drehzahl und zum spezifischen Kraftstoffverbrauch. Der gewählte Ansatz ist für den Großteil der Flotte sowie Betriebspunkte während einer typischen Streckenfahrt anwendbar. Situationen wie Ausweichmanöver, Ausweichmanöver, Schleusenfahrten oder An- und Ablegemanöver lassen sich mit diesem Ansatz jedoch nicht abbilden.
1.Statistik des Bestandes an Binnenschiffen, ab 1992:
Anzahl, Tragfähigkeit, Fahrgastplätze, Maschinenleistung, Größenklassen, Baujahre, Art des Unternehmens.
2.Statistik des Schiffs- und Güterverkehrs auf Binnenwasserstraßen, ab 1992: Verkehrsbeziehungen, Verkehrsgebiete, Verkehrsbezirke, Wasserstraßengebiete, Wasserstraßen, Güterabteilungen, Güterhauptgruppen, Flaggen. Güterumschlag. Seeverkehr der Binnenhäfen.
Aus Gründen der Energieeffizienz, Ressourcenschonung und Treibhausgas-Minderung zeichnet sich ab, dass die Verkehrsarten möglichst elektrifiziert werden sollten. Sofern das nicht möglich ist, muss der Endenergiebedarf durch andere Kraftstoffe gedeckt werden, die langfristig treibhausgasneutral her- und bereitgestellt werden müssen. Batterien wurden in den letzten Jahren deutlich leistungsfähiger (gravimetrische und volumetrische Energiedichte) und werden auch absehbar noch besser und günstiger. Zukünftig sollten dadurch weitere Verkehrsmodi batterieelektrisch betrieben werden können und andere noch umfassender als bisher. Dies ermöglicht geringere Bedarfe an anderen Endenergieträgern und einen geringeren Energiebedarf. Im Vorhaben sollen die jetzigen und insbesondere zukünftigen Möglichkeiten der Batterie-Technik in Anwendungen des Verkehrs detailliert untersucht werden. Die verkehrsträgerseitigen Anforderungen der jeweiligen charakteristischen Segmente der Verkehrsarten (z.B. Fähren, Binnenschiffe, Zweiräder, Linienbusse) an die Energieversorgung müssen dazu detailliert aufgeschlüsselt werden, um diese anschließend ggf. wieder clustern zu können. Welche Arten von Energiespeichern werden dafür benötigt bzw. jetzt schon entwickelt, welche Kostenentwicklungen sind zu erwarten? Batterietechnisch sind alle Ansätze zu identifizieren, die in den nächsten 2 bis 3 Dekaden aus heutiger Sicht relevant werden könnten. Die Beurteilung erstreckt sich auch auf die Risiken der Technik und die Kritikalität von Rohstoffen. Für die auch zukünftig nicht realistisch elektrifizierbaren Verkehrsträger wäre zu untersuchen, welche Energieträger (PtG-H2, PtG-Methan, PtL) und Antriebe dann, unter Berücksichtigung der Energieeffizienz, Ressourcen und THG-Minderung, als geeignete Alternative erscheinen. Diese Arbeiten sind die Grundlage für eine Abschätzung des zukünftigen Endenergie- und Primärenergiebedarfs im Verkehr, was in drei Szenarien ermittelt werden soll.
CFD-Modellierung der Schiff-Wasserstraße-Interaktion
Mathematische Modellierung der Interaktion zwischen Binnenschiff und Wasserstraße für Schiffsführungssimulatoren
Eine physikalisch korrekte Abbildung der Wechselwirkung zwischen Binnenschiff und Wasserstraße ist entscheidend für genaue Befahrbarkeitsanalysen auf Binnenschiffsführungssimulatoren. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Vorhersage der Manövrierfähigkeit von Binnenschiffen in begrenzten Wasserstraßen mit Hilfe numerischer und experimenteller Methoden zu verbessern.
Aufgabenstellung und Ziel
Für die Bearbeitung von Fragestellungen zur Befahrbarkeit von Binnenwasserstraßen ist eine realitätsnahe Simulation der Wechselwirkung zwischen Schiff und Wasserstraße unerlässlich. Für die Durchführung von Verkehrsanalysen stehen der BAW unter anderem der Schiffsführungssimulator ANS6000 sowie der von der BAW entwickelte Fast-Time-Simulator FaRAO (Fahrdynamische RoutenAnalyse und Optimierung) zur Verfügung. Diese werden fortlaufend an die aktuellen Anforderungen der Binnenschifffahrt angepasst. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Anpassung der Simulatoren an komplexe Manöversituationen, wodurch ihr Einsatzbereich erweitert und die Validität der Untersuchungsergebnisse deutlich verbessert wird.
Hauptbestandteil des Forschungsvorhabens ist die systematische numerische und experimentelle Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Binnenschiff und Wasserstraße unter extremen Bedingungen mit dem Ziel, die Validität der Manövriermodelle zu verbessern. Als extreme Bedingungen gelten Manövriervorgänge in der Nähe von Wasserbauwerken wie Wänden, Schleusen und Häfen sowie Begegnungen und Überholvorgänge. Mithilfe von numerischen und experimentellen Methoden sollen die wichtigsten hydrodynamischen Effekte charakterisiert werden. Diese zahlreichen Untersuchungen liefern dann eine wertvolle und umfangreiche Datengrundlage zur mathematischen Modellierung von komplexen Wechselwirkungen zwischen Binnenschiff und Wasserstraße. Die entwickelten Modelle sollen in die BAWeigenen fahrdynamischen Simulatoren implementiert werden.
Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)
Die Optimierung der verkehrswasserbaulichen Planung hinsichtlich der Sicherheit und Leichtigkeit der Schifffahrt ist eine häufige Fragestellung der WSV im Rahmen der Ausbauplanung von Binnenwasserstraßen. Dafür erforderliche Modelluntersuchungen werden im Referat Schifffahrt mithilfe fahrdynamischer Modellierungen mit dem Schiffsführungssimulator ANS6000 und/oder mit dem Fast-Time-Simulator FaRAO durchgeführt. Die Weiterentwicklung von parametrischen Berechnungsansätzen für komplexe Manöversituationen innerhalb der eingesetzten Methoden wird die Validität der fahrdynamischen Simulationen verbessern, sodass künftig weitestgehend auf eine Durchführung von aufwendigen Labor- und Naturuntersuchungen verzichtet werden kann. Die präzisere Vorhersage der Manöver bei Ein- und Ausfahrten von Schleusen und bei der Anfahrt von Anlegestellen sowie zur Befahrbarkeit von beschränktem Fahrwasser ermöglicht eine kompetente und effiziente Beratung der WSV durch die BAW.
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Dritter Aufruf zur Antragseinreichung
Vom 06.02.2026
gemäß der
Richtlinie zur Förderung emissionsfreier und emissionsarmer Antriebe sowie
der nachhaltigen Modernisierung von Binnenschiffen
des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr
(jetzt: Bundesministerium für Verkehr)
vom 02.11.2023 (BAnz AT 28.11.2023 B5)
1. Allgemeine Hinweise zum Förderaufruf und zur Mittelausstattung
Die in der Richtlinie zur Förderung emissionsfreier und emissionsarmer Antriebe
sowie der nachhaltigen Modernisierung von Binnenschiffen vom 02.11.2023 (im
Folgenden: „Förderrichtlinie“: https://www.elwis.de/DE/Service/ Foerderprogramme/
Nachhaltige-Modernisierung-von-Binnenschiffen/Foerderrichtlinie.pdf) getroffenen Re-
gelungen bilden die rechtliche Grundlage für diesen Förderaufruf. Der Förderaufruf er-
gänzt bzw. konkretisiert die in der Förderrichtlinie genannten Maßnahmen und die
Förderhöhe und gibt Hinweise zur Antragstellung.
Mit diesem Aufruf werden bis zu 20 Millionen Euro Fördermittel für Maßnahmen zur
Reduzierung der Luftschadstoffemissionen bereitgestellt.
Mit diesem Förderaufruf wird Folgendes gefördert:
a) die Ausrüstung von Binnenschiffsneubauten und bereits im
Einsatz
befindlichen
Binnenschiffen
mit
emissionsfreien
Antriebssystemen
(Nr. 2.1 der Förderrichtlinie – „emissionsfreie Fahrzeuge“)
b) die Ausrüstung von Binnenschiffsneubauten und bereits im
Einsatz
befindlichen Binnenschiffen für den Fahrgastverkehr mit Hybrid oder
Zweistoffmotoren (Nr. 2.2 der Förderrichtlinie – „sauberes Fahrgastschiff“)
c) die Ausrüstung von Binnenschiffsneubauten und bereits im
Einsatz
befindlichen Binnenschiffen für den Güterverkehr mit emissionsärmeren
Antriebssystemen (Nr. 2.3 der Förderrichtlinie – „sauberes Güterschiff“)
2. Frist zur Antragseinreichung
Anträge zur Förderung der Modernisierung von Binnenschiffen sind innerhalb des Zeit-
raums vom 0 6 .02.2026 bis zum 2 6 .03.2026 vollständig einzureichen.
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3. Zuwendung
Die Förderung erfolgt im Wege der Anteilsfinanzierung als nicht rückzahlbarer Investi-
tionszuschuss, der sich auf der Grundlage der jeweils nachgewiesenen zuwen-
dungsfähigen Ausgaben für die jeweilige Maßnahme berechnet.
4. Förderhöhe und Eigenleistung
Die Höhe der Förderung in diesem Aufruf beträgt für Maßnahmen nach Punkt 1
Buchst. a des Förderaufrufs für Binnenschiffsneubauten bis zu 100 Prozent und für
bereits im Einsatz befindliche Binnenschiffe bis zu 80 Prozent sowie für Maßnahmen
nach Punkt 1 Buchst. b und c bis zu 70 Prozent der zuwendungsfähigen investitions-
mehrausgaben.
Investitionsausgaben können nur gefördert werden, soweit sie für das Projekt zusätzlich
verursacht wurden und sofern sie für die Durchführung des Vorhabens notwendig und
in Art und Höhe angemessen sind. Eine Förderung der Ausgaben für im Projekt anfal-
lende Eigenleistungen des Antragstellers, wie z.B. Kosten für vorhandene betriebliche
Infrastruktur oder für im Projekt eingesetztes Stammpersonal, ist daher für Projektförde-
rungen ausgeschlossen.
5. Teilnahmeberechtigte
Teilnahmeberechtigt sind alle Personen, die nach Nr. 3 der Förderrichtlinie antragsbe-
rechtigt sind. Diese können den Antrag auf Förderung entsprechend den unter Punkt
1 des Förderaufrufs beschriebenen Fördergegenständen stellen. Bei einem Binnen-
schiff für den Fahrgastverkehr muss es sich um ein solches handeln, das zur Beförde-
rung von mehr als zwölf Fahrgästen gebaut und eingerichtet ist.
6. Auswahlverfahren
Das Verfahren ist einstufig angelegt. Die Anträge werden grundsätzlich in der
Reihenfolge ihres vollständigen Eingangs bewilligt, bis die Höhe der insgesamt für
diesen Aufruf vorgesehenen Fördermittel (siehe Punkt 1 des Förderaufrufs) erreicht
ist. Unvollständige Anträge werden nur berücksichtigt, wenn es sich bei den feh-
lenden Unterlagen nicht um als zwingend gekennzeichnete Unterlagen (siehe
Punkt 7 des Förderaufrufs) handelt und diese innerhalb der durch die Bewilligungs-
behörde gesetzten Frist nachgereicht werden.
Von den bereitgestellten Fördermitteln von bis zu 20 Millionen Euro ist die Hälfte für
Maßnahmen der Güterschifffahrt vorgesehen und ebenfalls die Hälfte der Mittel für Maß-
nahmen der Fahrgastschifffahrt. Sollten Fördermittel innerhalb einer Branche nicht voll
ausgeschöpft werden, werden sie der anderen Branche zur Verfügung gestellt.
Zudem sind von den bereitgestellten Fördermitteln in Höhe von bis zu 20 Millionen Euro,
bis zu 10 Millionen Euro für Maßnahmen vorgesehen, die noch in 2026 durchgeführt und
haushaltstechnisch abgerufen werden. Bis zu 10 Millionen Euro sind für Maßnahmen in
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den Jahren 2027, 2028 und 2029 vorgesehen, die nur wie folgt auf die Jahre verteilt
werden können:
2027
Max. 3.500.000 Euro
2028
Max. 3.300.000 Euro
2029
Max. 3.200.000 Euro
Priorisiert werden die Maßnahmen, die eine bestmögliche Nutzung der Fördermittel und
Verpflichtungsermächtigungen zur Erreichung der Förderzwecke zulassen.
Wenn die beantragten Vorhaben mehrere Konstellationen zur optimalen Nutzung der
Fördermittel zulassen, erfolgt eine Priorisierung der Anträge wie folgt:
Priorisierung
Beitrag zu den Umweltzielen im Verhältnis zu der vo-
raussichtlichen Zuwendungssumme
a.Vorhaben, die zu 100 % emissionsfrei sind
b.Höchster Anteil der Energie aus Kraftstoffen, die keine di-
rekten CO2-Auspuffemissionen verursachen
c.Niedrigste direkte CO2-Auspuffemissionen pro Tonnenkilo-
meter anhand des EEOI (entsprechend Nr. 2.3.1 der För-
derrichtlinie)
Erst in dem Fall, dass aufgrund der gleichwertigen Nutzung der Fördermittel zwischen
den Konstellationen priorisiert werden muss, findet eine weitere Priorisierung nach den
vorstehenden Umweltzielen statt. In dem Fall, dass innerhalb einer Priorisierungsstufe
mehrere beantragte Vorhaben gleich zu priorisieren wären, wird Maßnahmen der Gü-
terschifffahrt eine höhere Priorisierung im Verhältnis zu den Maßnahmen der Fahrgast-
schifffahrt eingeräumt. Fahrgastschiffen, die im ÖPNV eingesetzt werden, wird eine hö-
here Priorisierung eingeräumt als Fahrgastschiffen, die zu touristischen Zwecken einge-
setzt werden.
Nicht alle Anträge werden notwendigerweise positiv beschieden. Ein Anspruch auf
Gewährung einer Zuwendung besteht nicht. Vielmehr entscheidet die
Bewilligungsbehörde aufgrund ihres pflichtgemäßen Ermessens im Rahmen der
verfügbaren Haushaltsmittel. Bei der Priorisierung wird nach der Verfügbarkeit der
Haushaltsmittel und den oben genannten Priorisierungskriterien entschieden.
Pro Unternehmen (verbundene Unternehmen werden als eine antragsstellende Person
betrachtet) ist in einem Förderaufruf eine maximale Gesamtzuwendungssumme in
Höhe von 2 Millionen Euro zulässig – unabhängig von der Einsatzart des Binnen-
schiffs im Güter- oder Fahrgastverkehr. Gehört ein Unternehmen zu einer „Unterneh-
mens-Gruppe“, sind auch die Anträge der Gruppe zu berücksichtigen. Dabei sind sämt-