Die Überwachung von Emissionen aus der Schifffahrt spielt eine entscheidende Rolle im Bestreben, die Umweltbelastungen durch Schadstoffe zu reduzieren. Ein aktuelles Forschungsprojekt der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) hat gezeigt, dass auch kostengünstige Sensoren effektiv zur Messung von Schiffsabgasen eingesetzt werden können. Diese Erkenntnisse stammen aus dem Projekt „Eignung von Low Cost Sensorik (LCS) für die Erfassung von Schiffsabgasen in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung“ und bieten vielversprechende Ansätze für eine breitere Anwendung in der Emissionsüberwachung.
Das Ziel des Projekts war es, herauszufinden, wie gut günstige Sensoren im Vergleich zu traditionellen, hochpräzisen und oft sehr teuren Messgeräten abschneiden. Die BfG-Forscher haben während ihrer Untersuchungen etwa 15 verschiedene kostengünstige Sensoren getestet, um deren Effektivität bei der Messung von Schadstoffen in Schiffsabgasen zu überprüfen. Die Ergebnisse, die über einen Zeitraum von acht bis zwölf Monaten gesammelt wurden, zeigen, dass einige dieser Sensoren die geforderten Messgenauigkeiten erreichen konnten und somit eine wertvolle Ergänzung zu bestehenden Messmethoden darstellen.
Dr. Philipp Eger, einer der Hauptverantwortlichen des Projekts, stellte fest, dass die getesteten Sensoren vielversprechende Resultate lieferten. Insbesondere konnten sie die Konzentration von Rußpartikeln in den Abgasen von Schiffen am Rheinufer zuverlässig erfassen. Dabei lag die mittlere Abweichung von den Werten der etablierten Geräte bei nur 20 Prozent, was für die Zuverlässigkeit der kostengünstigen Sensoren spricht. Um jedoch eine kontinuierliche Verlässlichkeit zu garantieren, müssen diese Sensoren regelmäßig mit den Daten der teureren Referenzgeräte kalibriert werden.
Die Messungen wurden am Messponton der BfG auf dem Rhein in Koblenz durchgeführt, wo die Sensoren parallel zu den hochpräzisen Geräten installiert waren. Die erfassten Schadstoffe umfassten unter anderem Stickoxide, Kohlendioxid, Ozon, Feinstaub und Rußpartikel. Um die Daten umfassend auszuwerten, wurden zusätzlich anonymisierte Schiffspositionsdaten sowie meteorologische Informationen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit berücksichtigt.
Ein zentrales Kriterium für die Auswahl der Sensoren war die hohe Messfrequenz. Die Fähigkeit, Änderungen in den Schadstoffkonzentrationen in Echtzeit zu erfassen, ist entscheidend, um diese Schwankungen einzelnen Schiffen zuordnen zu können. Dies ist besonders wichtig, da einige Schiffe, insbesondere ältere Modelle, höhere Emissionen verursachen können.
Die Binnenschifffahrt gilt als umweltfreundlicher Verkehrsträger im Vergleich zum Straßenverkehr, da sie pro Tonne transportierter Fracht deutlich weniger Kohlendioxid ausstößt. Dennoch ist bekannt, dass ein Teil der Flotte mit älteren Motoren ausgestattet ist, die hohe Schadstoffemissionen verursachen. Die herkömmlichen Messmethoden sind jedoch oft kostspielig und aufwendig, was eine flächendeckende Überwachung an vielen Wasserstraßen erschwert. Hier bieten die kostengünstigen Sensoren eine vielversprechende Lösung, da sie die Möglichkeit eröffnen, neue Messstandorte zu schaffen und sogar die Bevölkerung im Rahmen von „Citizen Science“-Projekten einzubeziehen.
Ein zukünftiges Projekt sieht den Aufbau eines flächendeckenden Netzes von kostengünstigen Sensoren in Koblenz vor. Ziel ist es, die gewonnenen Daten zu nutzen, um die Ausbreitung von Schadstoffen durch mathematische Modelle präzise zu simulieren. Das Projekt wurde im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND mit einer Förderung von 86.612 Euro vom Bundesministerium für Verkehr unterstützt.
Insgesamt zeigen die Ergebnisse des Forschungsprojekts, dass kostengünstige Sensoren eine wertvolle Ergänzung zur bestehenden Messtechnik darstellen können. Sie ermöglichen eine breitere und effizientere Erfassung von Schiffsabgasen, was letztendlich dazu beitragen kann, die Emissionen in der Binnenschifffahrt zu reduzieren und einen positiven Einfluss auf die Umwelt zu haben.
