mini|600px|Internationale Abgaskontrollgebiete für die Schifffahrt sowie Anteil der Schifffahrt an den GesamtemissionenQuelle: Meeresatlas 2017Meeresatlas 2017 - Daten und Fakten über unseren Umgang mit dem Ozean, dort S. 40. Emissionen durch die Schifffahrt entstehen in erster Linie durch Ausstoß von Treibhausgasen und Schadstoffen in die Luftatmosphäre beim Betrieb von Motor-Schiffen. Schiffsemissionen enthalten verschiedene Arten von Schadstoffen: unter anderem Schwefeloxide (SOx), Stickoxide (NOx), Kohlenstoffdioxid (CO2), Rußpartikel, Feinstaub. Die Konzentration der emittierten Schadstoffemissionen ist abhängig von den verwendeten Treibstoffen, aktuell kommt hauptsächlich Schweröl (HFO) zum Einsatz. Außerdem enthalten Schiffsabgase auch Schwermetalle, Asche und Sedimente.
Weltweit ist die Schifffahrt für den Ausstoß einer Menge von Treibhausgasen verantwortlich, die jährlich etwa einer Mrd. Tonnen Kohlendioxid und damit 2,89 Prozent der gesamten vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen entspricht (Stand 2018). Zudem verursacht sie etwa 15 Prozent der globalen Stickoxidemissionen und 13 Prozent der Schwefeldioxidemissionen, Tendenz weiter steigend. Damit einher gehen Umwelt- und Gesundheitsschäden, insbesondere in schwer belasteten Hafenstädten oder Ballungsräumen in der Nähe von Hafengebieten, wo Schiffsemissionen zu den wichtigsten Schadstoffquellen zählen. Um die Schadstoffemissionen in der Schifffahrt zu reduzieren, kommen teilweise Abgasnachbehandlungsanlagen zum Einsatz bzw. finden vermehrt schwefelreduzierte Treibstoffe (MDO) oder emissionsarme Treibstoffe wie Liquefied Natural Gas (LNG) Verwendung. Schiffe sind auch verantwortlich für die Emission flüssiger und fester Abfälle ins Meer.
Seeschifffahrt Treibstoffe In der militärischen und der kommerziellen Seeschifffahrt werden hauptsächlich verschiedene Arten von Schweröl (MFO; deutsch „Marines Rückstandsöl“) als Treibstoff verwendet. Schweröl verfügt bei Zimmertemperatur (20 °C) über eine hochviskose Konsistenz (kinematische Viskosität von etwa 1.500–10.000 mm²/s, je nach Sorte) mit einer Dichte bis 1,01 kg/l. Um es pumpfähig zu halten, muss es auf 40 bis etwa 50 °C Lager- bzw. Verpumpungstemperatur erwärmt werden. Zur Einspritzung in den Motorverbrennungsraum wird MFO auf 130–140 °C aufgeheizt (entspricht 8 bis 15 mm²/s). Für den Hilfskesselbetrieb und den Kesselbetrieb auf Dampfschiffen gelten ähnliche Werte. Schweröl enthält bis zu 2,5 Prozent unbrennbare Bestandteile. Normalerweise werden vor der Verbrennung zuerst das Wasser und dann die festen Bestandteile (fines, Sedimente aus Asphaltenen) entfernt (Setz- und Tagestanks, Separatoren, Filter) und als Abfall, sogenannter Schlamm (engl. Sludge), in Tanks gesammelt. Die Rückstände müssen an Land nach den Regeln des MARPOL-Abkommens entsorgt werden.
Emissionen mini|Die Margrethe Mærsk, 2010 während der Untersuchungen zu Schiffsemissionen durch die US-Behörde NOAA mini|Ein kurzes Video über die Umweltbelastung durch Kreuzfahrtschiffe, ZDF Terra-X 2021, Laufzeit: 32 sec Durch die Verbrennungsvorgänge in den Schiffsmaschinen werden Stickoxide produziert; diese sind mitverantwortlich für die Bildung von bodennahem Ozon und saurem Regen. Die Emissionen von Schwefeldioxid (SO2) und Stickstoffoxiden (NOx) durch Schiffe verursacht u. a. der Ursprung saurer Niederschläge. Die emittierten Kleinstteilchen (Rußpartikel) schaden der Umwelt und sind eingeatmet gesundheitsschädlich. Die NOx-Emissionen und VOC-Emissionen (VOC = flüchtige organische Verbindungen) tragen zur Bildung von bodennahem Ozon bei, das der Gesundheit und der Umwelt schaden kann. Speziell die NOx-Emissionen tragen zur umweltschädlichen Eutrophierung des Wassers bei. CO2-Emissionen tragen zum Klimawandel bei. Die Emissionen von Halogenkohlenwasserstoffen greifen die Ozonschicht an.
Die amerikanische Meeres- und Atmosphärenbehörde NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) veröffentlichte 2012 eine Studie, wonach die Umstellung von Schweröl auf schwefelarmen Schiffsdiesel und eine geringere Fahrtgeschwindigkeit (Slow steaming) deutlich die Emissionen eines Schiffs (Messobjekt Margrethe Mærsk) reduzieren. Die Messungen der Abgase des Containerschiffs ergaben, dass etliche Schadstoffemissionen nach der Umstellung auf schwefelarmen Treibstoff deutlich sanken: Bei Schwefeldioxid und Feinstaub wurden Verbesserungen von rund 90 Prozent gemessen. Der Ausstoß von klimaschädlichen Rußpartikeln reduzierte sich um mehr als 40 Prozent., In Naturschutzbund Deutschland vom 18. Oktober 2011, abgerufen am 16. August 2012.
Die meisten großen Hochseeschiffe (Containerschiffe, Öltanker, Frachtschiffe, Kreuzfahrtschiffe) wurden 2017 mit schwerem Dieselöl betrieben. Die Weltflotte von rund 90.000 Schiffen verbrennt etwa 370 Millionen Tonnen Treibstoff pro Jahr und produzierte 2017 dabei 20 Millionen Tonnen Schwefeloxid.Schifffahrt – das schmutzigste Gewerbe der Welt In: srf.ch, 27. Februar 2017, abgerufen am 24. Dezember 2017. Eine Studie des Naturschutzbundes Deutschland sagte aus, die fünfzehn größten Schiffe der Welt würden pro Jahr so viel Schwefeldioxid wie 750 Millionen Autos ausstoßen. Tatsächlich rechnete der Urheber Dr. James Corbett, Delaware University mit dem schlechtesten zugelassenen Treibstoff für die Schiffe und dem besten verfügbaren Treibstoff für die Autos. Ein Faktencheck der ZEIT machte den Wertungswiderspruch in deutschsprachigen Medien sichtbar. Um die hohen Schwefeldioxidemissionen richtig einzuordnen, muss man bedenken, dass die gesetzlichen Grenzwerte der Kraftstoffe für Landfahrzeuge viel strenger sind, weil die Emissionen von Landfahrzeuge viel näher am Menschen emittiert werden. Die Rechnung ist außerdem nicht mehr aktuell, seit der Grenzwert ab 2020 für den Schwefelgehalt von Schiffstreibstoff von 3,5 Prozent auf 0,5 Prozent (in Nord- und Ostsee nur 0,1 Prozent) gesenkt wurde. Damit sank die seitdem emittierte Menge Schwefeldioxid ceteris paribus um den Faktor 7, also um 85,7 Prozent.
Folgen Emissionen durch die Seeschifffahrt haben schwerwiegende Folgen auf die menschliche Gesundheit. Es wird davon ausgegangen, dass in Europa rund 50.000 verfrühte Todesfälle auf Emissionen der Schifffahrt zurückgehen.J. Corbett, J. Brandt et al. - CEEH / Scientific Report No 3. (2011).
Gesundheitsschäden Schiffe emittieren eine große Zahl von Luftschadstoffen, insbesondere Schwefeloxide, die sich negativ auf die Gesundheit auswirken und damit vorzeitige Todesfälle z. B. durch kardiovaskuläre Probleme oder Lungenkrebs und Krankheiten wie Asthma auslösen. Mit Stand 2018 verursacht die Schifffahrt weltweit etwa 400.000 vorzeitige Todesfälle und etwa 14 Mio. Asthmaerkrankungen von Kindern. Würde der Schwefelgehalt von Marinetreibstoffen von 3,5 auf 0,5 Prozent gesenkt, wie von der International Maritime Organization (IMO) für 2020 vorgeschlagen, könnten die Zahl der Todesfälle und Krankheitsfälle um 34 bzw. 54 Prozent auf dann etwa 250.000 vorzeitige Todesfälle und 6,4 Mio. Asthmaerkrankungen von Kindern gesenkt werden. Eine weitere Verschärfung der Treibstoffgrenzwerte könnte gesundheitliche Beeinträchtigungen weiter senken.
Die direkten Auswirkungen von Schiffsabgasen auf die Gesundheit der Menschen wurden erstmals in den 1970er Jahren diskutiert. Es wurde vermutet, dass das Krebsrisiko durch die feinen Rußpartikel gesteigert wird, ähnlich der Auswirkungen von Kohlestaub bei Bergleuten (Kohlenbergarbeiter-Pneumokoniose). Im Juni 2012 teilte die Weltgesundheitsorganisation mit, dass Rußpartikel aus Dieselmotoren sicher eine krebserregende Wirkung haben. Der Leiter der Lungenheilkunde am Universitätsklinikum Würzburg, Michael Schmidt, sagte 2012 dazu: „Die ultrafeinen Rußpartikel sind für die menschliche Gesundheit hochgradig gefährlich. Sie dringen tief in die Lungen ein und können dort Asthma, Allergien, Herz-Kreislauf-, Atemwegserkrankungen und sogar Krebs verursachen. Auch die Kreuzfahrtindustrie muss schnellstmöglich handeln und die Luftbelastung ihrer Schiffe deutlich reduzieren.“NABU-Kreuzfahrt-Check: 92 Prozent der Luxusliner ohne Abgastechnik geplant, NABU-Pressedienst, Nr. 95/12, abgerufen am 16. August 2012. Und der deutsche Chemiker und Umweltexperte Axel Friedrich 2014: „Es hat 20 Jahre gedauert, bis die WHO diese Abgase als krebserzeugend eingestuft hat. Weil Lobbygruppen dagegen gearbeitet haben. Und die Tatsache, dass diese Herzinfarkte auslösen, ist lange, selbst in der Fachwelt, kaum durchgedrungen.“Hilde Buder-Monath: In: ZDF, 14. Mai 2014.
Luftbelastung auf See Durch den Schadstoffausstoß über den Meeren, verursacht durch den Schiffsverkehr, steigt die Gefahr der Versauerung der Meere. Dafür sind vor allem Kohlensäure durch CO2-Emissionen und Schwefelsäure durch Schwefeldioxid verantwortlich. Wissenschaftler sagen voraus, dass die Versauerung bis 2100 um etwa 17 Prozent zunehmen wird.Emissions of CO2 driving rapid oceans 'acid trip BBC News, 17. November 2013. Dieser Prozess schreitet seit der Industrialisierung immer schneller voran. Große Teile der Ostsee sind bereits so gut wie tot und bieten keinen Lebensraum für Tiere mehr.
Luftbelastung in den Häfen Die Luftbelastung durch die Schiffsemissionen wird in Hafenstädten besonders deutlich. Selbst in Hafenstädten, wo die Reedereien inzwischen gezwungen sind, weniger umweltschädliche Kraftstoffe zu verwenden, können noch hohe Emissionen der Schiffe gemessen werden. Um die Emissionen während der Hafenliegezeiten zu senken, ist Landstromversorgung vor allem für Fähr- und Kreuzfahrtschiffe eine geeignete Maßnahme. Damit sind jedoch Investitionskosten für die Häfen, Standardisierungsmaßnahmen sowie weitere Versorgungsfragen verbunden.
In Hamburg wird das Thema 'Luftschadstoffe durch Schiffe' seit langem diskutiert.
Im Jahr 2012 sollten Kreuzfahrtschiffe im Hamburger Hafen laut Schätzungen des Hamburger Senats emittieren:Sven-Michael Veit: Steckdose für Kreuzfahrtschiffe, die tageszeitung, 9. August 2012, abgerufen am 16. August 2012. Stickoxide (NOx): 177 Tonnen (davon in Altona 104 t, HafenCity 71 t, sonstige 2,0 t) Schwefeldioxid (SO2): 6,7 Tonnen (davon in Altona 4,0 t, HafenCity 2,6 t, sonstige 0,1 t) Feinstaub und Ruß: 3,5 Tonnen (davon in Altona 2,0 t, HafenCity 1,4 t, sonstige 0,1 t) sowie 10.500 Tonnen des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) (davon in Altona 6.200 t, in der HafenCity 4.200 t, an sonstigen Liegeplätzen 100 t).
2019 wurde eine Studie von Transport and Environment veröffentlicht, die zeigt, dass allein die Kreuzfahrtschiffe von Carnival im Jahr 2017 fast zehnmal so viele Schwefeloxide entlang Europas Küsten ausgestoßen haben wie alle Personenkraftwagen in Europa (ca. 260 Millionen) zusammen.
Rahmenbedingungen Rechtliche Rahmenbedingungen Weltweit und europaweit gab es lange Zeit keine einheitlichen Regelungen zur Emissionsbegrenzung der Schifffahrt.
Seit dem 1. Januar 2020 dürfen Schiffe weltweit nur noch mit schwefelarmem Treibstoff fahren. Ein neuer Grenzwert trat in Kraft: Schiffstreibstoff darf nur noch 0,5 Prozent Schwefel enthalten – bislang lag der Wert bei 3,5 Prozent. Alternativ besteht jedoch noch die Möglichkeit, die Flotten mit stark schwefelhaltigem Schweröl zu betreiben, wenn die Schiffe mit Scrubbers ausgerüstet werden, was bei etwa 4000 Schiffen gewählt wurde und prinzipiell die Möglichkeit hat, die Schadstoffe ins Meer zu entsorgen. Auf der Nord- und Ostsee und in den deutschen Häfen gilt schon länger ein Grenzwert von 0,1 Prozent.
Das Internationale Übereinkommen zur Verhütung der Meeresverschmutzung durch Schiffe (MARPOL) regelt Rahmenbedingungen für die Behandlung von Schweröl an Bord.