Im Projekt „Emissionsfreier Hafen“ bündeln elf DLR-Institute umfassend das Zusammenspiel von Energieversorgung, Verkehr und industriellen Prozessen in Hafenanlagen. Dafür entwickeln Forschende ein integriertes Modell, das Energiebedarfe, Infrastruktur und Logistikprozesse rund um die Hafenwirtschaft gemeinsam betrachtet.
Häfen sind komplexe Industrie- und Verkehrssysteme. Sie verbinden See- und Landtransport, beherbergen Terminalanlagen, industrielle Produktionsstätten sowie umfangreiche Energie- und Kraftstoffinfrastrukturen. Aufgrund dieser vielfältigen Funktionen besitzen Häfen einen hohen Energiebedarf, der eng mit ihrer wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit und ihrer Rolle in globalen Lieferketten verknüpft ist.
Mit Blick auf die Klimaziele Deutschlands und Europas stehen Hafenstandorte zunehmend vor der Herausforderung, ihre Energieversorgung und logistischen Prozesse auf emissionsarme oder emissionsfreie Technologien umzustellen. Gleichzeitig muss die hohe Zuverlässigkeit der Logistikketten und Industrieprozesse erhalten bleiben – ein zentraler Faktor für wirtschaftliche Stabilität und Wettbewerbsfähigkeit.
Systemische Betrachtung von Energie und Logistik
Im Projekt „Emissionsfreier Hafen“ untersucht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) erstmals umfassend das Zusammenspiel von Energieversorgung, Verkehr und industriellen Prozessen in Hafenanlagen. Dafür entwickeln Forschende ein integriertes Modell, das Energiebedarfe, Infrastruktur und Logistikprozesse gemeinsam betrachtet.
Ein neu entwickeltes Analysewerkzeug ermöglicht es, den Einfluss klimafreundlicher Technologien auf den Hafenbetrieb zu bewerten. Das Modell wird anhand von eigenen Daten, Quellen der Industrie sowie dem öffentlichen Sektor getestet und weiterentwickelt.
Modellierung eines klimaneutralen Hafenbetriebs
Das Projekt ist in mehrere miteinander verknüpfte Arbeitspakete gegliedert. Zunächst werden die Energiebedarfe eines Hafens detailliert analysiert und modelliert. Dabei werden verschiedene Teilbereiche betrachtet, darunter:
Logistik und Verkehr
Kraftstoffinfrastruktur
Industrieanlagen
Gebäude
Auf Basis dieses Ist-Zustands entwickeln die DLR-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Zukunftsszenarien für einen emissionsfreien Hafenbetrieb. Dazu werden innovative Energieversorgungskonzepte entworfen und neue Systemkomponenten integriert, etwa erneuerbare Energieanlagen, Energiespeicher oder alternative Mobilitätslösungen.
In einer Gesamtsystemsimulation werden anschließend alle Teilbereiche miteinander gekoppelt. So lässt sich analysieren, wie Veränderungen in der Energieversorgung, im Verkehr oder in industriellen Prozessen das Gesamtsystem Hafen beeinflussen. Ergebnisse und Optimierungsmöglichkeiten können über ein Dashboard visualisiert werden.
Schematische Übersicht Projekt „Emissionsfreier Hafen“
Im Projekt „Emissionsfreier Hafen“ wird eine umfassende systemische Betrachtung der Energiebedarfe und der Logistik von Häfen angestrebt. Zu betrachten sind dafür unter anderem verschiedene Einflüsse aus Gebäuden und Industrieanlagen sowie Verkehrs- und Infrastrukturkomponenten mit ihren jeweiligen Wechselwirkungen mit dem Energiesystem. Auch der Bereich der Kraftstoffinfrastruktur wird genauer analysiert. Dafür wird bereits vorhandene Expertise aus den DLR-Forschungsbereichen Verkehr, Luftfahrt und Energie in einem Werkzeug gebündelt. Ziel ist es, die Zuverlässigkeit der Logistikketten bewerten und sicherstellen zu können, wenn für das gesamte „System Hafen“ ein Umstieg auf emissionsarme oder -freie Technologien angestrebt wird. Validiert wird das Werkzeug unter Beteiligung verschiedener Häfen; anschließend soll es auf weitere Häfen spezifisch übertragbar sein.
Die Ergebnisse des Projekts liefern Entscheidungsgrundlagen für Politik, Wirtschaft und Hafenbetreiber, um Hafenstandorte langfristig klimaneutral zu gestalten. Gleichzeitig entstehen neue Anknüpfungspunkte für innovative Technologien und Geschäftsmodelle in den Bereichen Energie, Mobilität und Logistik.
Damit trägt das Projekt zur Umsetzung der deutschen Hightech-Agenda bei und unterstützt die Entwicklung klimaneutraler Energie- und Verkehrssysteme – mit Häfen als zentrale Bausteine einer nachhaltigen Industrie- und Logistikwirtschaft.
Ziele des Projekts
Entwicklung von Szenarien für einen emissionsfreien Hafenbetrieb
Aufbau eines integrierten Gesamtsystemmodells für Energie, Verkehr und Logistik im Hafen
Entwicklung sektorenspezifischer Transformationspfade für Logistik und Verkehr, Kraftstoffe und Industrie
Erarbeitung innovativer Energieversorgungskonzepte unter Einbeziehung von DLR-Technologien
Formulierung systemischer Handlungsempfehlungen für die Transformation von Hafeninfrastrukturen
