Container über Bord: Wie man die Ladung von Frachtschiffen wiederfindet

Große Frachter können bei rauer See stapelweise Container verlieren. Ein deutsches Forschungsprojekt will sie intelligent machen, um schlimme Havarien zu verhindern. Der Champagner, der 2015 zur Einweihung des gigantischen Frachtschiffs MSC Zoe in Hamburg floss, war vergessen, als das Schiff 2019 im Wattenmeer havarierte. Bei rauer See verlor der Riese nahe Borkum und Ameland 342 Container. Erst fünf Stunden später fiel das der Besatzung auf. Die Katastrophe ist kein Einzelfall. Insbesondere große Frachtschiffe verlieren immer wieder Container. Allein in den vergangenen drei Jahren sollen nach Schätzungen des Branchenverbandes World Shipping Council etwa 7000 Stahlboxen über Bord gegangen sein. Die Besatzung bemerkt den Verlust häufig nicht direkt, besonders bei Sturm oder Nacht. Im Fall der MSC Zoe übernahm das Havariekommando in Cuxhaven die Suche nach den vermissten Containern. Flugzeuge versuchten, sie aus der Luft zu orten. „Das ist äußerst schwierig, weil sie oft etwas unter der Wasseroberfläche treiben, manchmal auch untergehen“, sagt Moritz Oberjatzas, Seefahrtexperte von der Jade Hochschule Elsfleth. Beim Unfall der MSC Zoe barsten zudem viele Container. Über Wochen trieben Kühlschränke, Plastikblumen, Kleidung und Fernseher an die Küsten Ostfrieslands und der Niederlande. Der Frachter soll auch Gefahrgüter, darunter Lithiumbatterien und Dibenzoylperoxid, geladen haben. Die Chemikalie, die bei der Kunststoffherstellung verwendet wird, ist sehr giftig für Fische und andere Meeresorganismen. Viele Container beziehungsweise ihre Fracht konnten bis heute nicht geborgen werden. Dieser Text ist zuerst in der Ausgabe 5/2024 von MIT Technology Review erschienen. Darin beschäftigen wir uns damit, wie KI die Robotik beflügeln kann. Hier könnt ihr die TR 5/2024 bestellen. [tableofcontents] Immer mehr Container auf den Schiffen Mit dem Trend zu immer größeren Frachtern steigt die Gefahr, Container zu verlieren. Mit mehr als 19.000 Containern zählte die MSC Zoe seinerzeit zu den größten Schiffen weltweit. Der aktuelle Rekord liegt beim Giga-Frachter „Ever Alot“ mit knapp 25.000 Containern Kapazität. Der Grund für die Verluste war, zumindest im Fall der MSC Zoe, keine Schlamperei – ihre Ladung war ordnungsgemäß gesichert. Der Frachter geriet aber ins Rollen. Schiffe dieser Größe haben eine sehr hohe Stabilität, erläutert Ulf Kaspera, der Direktor der Bundesstelle für Seeunfalluntersuchung, im Abschlussbericht zum Unglück. Sobald sie in Schieflage geraten, richten sie sich abrupt wieder auf. Dabei wirken enorme Beschleunigungen auf die Ladung. Stählerne Ladungssicherungen brechen dann unter Umständen, und Container können stapelweise über die Reling schießen. Kaspera stellt klar, dass auch in Zukunft mit vergleichbaren Havarien zu rechnen sei. Deshalb verlangen die Versicherungen angesichts immer größerer Frachtschiffe immer höhere Prämien. Niedersachsens damaliger Umweltminister Olaf Lies forderte nach dem Unfall der Zoe Peilsender für Gefahrgut-Container. 1,4 Millionen Euro ist es dem Bundeswirtschaftsministerium nun wert, in einem Forschungsprojekt solche Trackingeinheiten zu entwickeln. ConTAD heißt das Vorhaben; die Abkürzung steht für „Smart Container Tracking and Accident Detection“. Die Vision: Sensoren in den über hundert Millionen weltweit zirkulierenden Containern sollen sofort ihre Position melden, wenn sie ins Wasser stürzen, damit spezialisierte Bergungsreedereien unverzüglich herbeigerufen werden können. Sonst geht wertvolle Zeit verloren und die Container allmählich unter. „Vor allem sollen auch andere Schiffe und Segler in der Nähe gewarnt werden. Denn immer wieder kommt es zu schlimmen Unfällen, wenn jemand auf einen unter der Wasseroberfläche treibenden Container auffährt“, sagt Oberjatzas – wie im Film „All is lost“ mit Robert Redford. [caption id="attachment_1646513" align="aligncenter" width="620"] Angeschwemmte Container der MS Zoe.(Foto: action press / Robin Utrecht)[/caption] Hapag-Lloyd und das Bremer Logistikunternehmen Eurogate, das Frachter be- und entlädt, beteiligen sich am Projekt. Hapag-Lloyd ist Weltmarktführer im Bereich Containertransporte auf See und hat nach eigenen Angaben als erstes Unternehmen der Branche bereits mehr als die Hälfte seiner Container mit Ortungstechnik ausgestattet. Die Motivation dafür war, die Fracht an Land weiterverfolgen zu können, wenn sie auf Güterzüge und Lkws verladen wird, berichtet Olaf Habert, Experte für digitale Container bei Hapag-Lloyd. „Auf hoher See sind unsere Sensoren aber bisher offline, da es keine entsprechende Mobilfunkverbindung zum Festland gibt. Eine Havarieerkennung und Warnung vor umhertreibenden Containern wären für uns als zusätzliche Funktion interessant.“ Denn die Digitalisierung der Container ist ohnehin kostspielig. Sie erfordere einen Betrag im mittleren dreistelligen Millionenbereich. [caption id="attachment_1646517" align="aligncenter" width="620"] Die Strände der niederländischen Insel Schiermonnikoog wurden von den Containerinhalten der MS Zoe überschwemmt.(Foto: Ministerie van Defensie)[/caption] Wie kommen die Daten vom Schiff an Land? Allerdings bestehen momentan noch mehrere technische Herausforderungen, um den Containern auch auf den Weltmeeren Intelligenz zu verleihen. So gibt es außerhalb der Zwölf-Meilen-Zone beispielsweise keine Mobilfunkverbindung wie an Land. Zwar können Frachtschiffe eine eigene Mobilfunkstation mitführen, die Übermittlung der Daten ist dann aber nur über Satelliten möglich, berichtet Hanns-Christian Wüstner, Geschäftsführer der Firma Socratec. Das Unternehmen entwickelt die Software im Projekt ConTAD und hat sich auf Ortungstechnologie spezialisiert. Satellitentelefonie ist jedoch bisher sehr teuer und findet deshalb wenig Anklang in einer Branche, die unter immensem Kostendruck steht. „Außerdem nutzen Satelliten Erdfunkstellen. Je nachdem, wo sich ein Schiff befindet, kann es bei der Datenübertragung auch zu Verzögerungen von einigen Stunden kommen.“ Die Hoffnungen der Projektbeteiligten richten sich deshalb auf das weltumspannende Mobilfunknetz Starlink, das Elon Musks Unternehmen SpaceX derzeit aufbaut. Ende 2023 befanden sich 5270 seiner Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen. Bisher ist allerdings zur Nutzung eine eigene Antenne nötig, die SpaceX ebenfalls vertreibt. Ab Ende 2024 will das Unternehmen jedoch Satelliten einsetzen, zu denen eine Verbindung über den LTE-Mobilfunkstandard und damit mit jedem Smartphone möglich sein soll. Bis zu 40.000 Satelliten sollen dafür künftig betrieben werden. Im Flugzeug und auf See verspricht SpaceX einen kostengünstigen Zugang zum Breitband-Internet. Die digitalen Container würden dann Teil eines Internets der Dinge auf See. Warnung innerhalb von zwei Minuten Bis zum Ende des ConTAD-Projekts 2026 dürfte die mangelnde digitale Anbindung auf See folglich der Vergangenheit angehören. Doch für die andere wichtige Aufgabe – andere Frachter vor sich zu warnen, wenn sie im Meer treiben – müssten die Container im Fall eines Unfalls ihre Position ähnlich wie jedes andere Schiff über das sogenannte AIS-System melden. AIS ist ein automatisches Identifikationssystem für Schiffe, dem diese in definierten Zeitabständen ihre Koordinaten, ihren Kurs und ihre Geschwindigkeit über ein Frequenzband im Bereich der Ultrakurzwellen übermitteln. Schiffe können die Signale untereinander empfangen. Zusätzlich werden diese über Satelliten zusammengeführt. Jede Kapitänin und jeder Bootsführer kann die anderen Fahrzeuge auf einer digitalen Seekarte sehen. Das System verhindert auf diese Weise Kollisionen auf See und hilft, illegalen Fischfang aufzudecken. „Sobald Container über Bord gehen, müssten sie ihre Daten auch in das AIS-System einspielen, um umliegende Schiffe zu warnen“, schildert Oberjatzas. „Im AIS-System ist jedoch streng geregelt, welche Daten und wie häufig diese gesendet werden dürfen, um das System nicht zu überlasten.“ Die Forschenden beabsichtigen dennoch, bei einem Ladungsverlust innerhalb von zwei Minuten eine Warnmeldung über AIS abzusetzen. „Das ist unser Ziel“, sagt Oberjatzas. „Wir klären das derzeit.“ Wie wichtig die schnelle Warnung ist, verdeutlicht Olaf Habert von Hapag-Lloyd. „Der größte anzunehmende Unfall wäre, wenn ein Frachter im Ärmelkanal Container verliert. Dann müsste die Route rasch gesperrt werden. Damit Großbritannien nicht in kurzer Zeit ohne Sprit dasteht und alle Schiffe um England herumfahren müssen, wären alle an einer raschen Bergung der Fracht interessiert.“ "Aufprall auf Wasser detektieren" Das bedeutet aber, dass intelligente Container zuverlässig und schnell selbst erkennen müssen, wenn sie über Bord gegangen sind. Solange sie ordnungsgemäß an Deck stehen, sollen sie eben nicht pausenlos funken und schon gar nicht das marine Navigationssystem AIS überlasten. „Wir müssen zunächst den Aufprall auf Wasser detektieren“, sagt Oberjatzas. Verschiedene Ideen existieren, wie das gelingen könnte: Ähnlich wie das Gyroskop im Mobiltelefon die Neigung und Ausrichtung des Gerätes detektiert, könnten identische Sensoren melden, wenn der Container ins Rutschen gerät und auf die Wasseroberfläche prallt. Auch Beschleunigungssensoren, wie in jeder Smartwatch üblich, könnten dies erfassen. Eine andere Möglichkeit wäre, die Koordinaten von Schiff und Container abzugleichen. Sobald beide voneinander abweichen, treibt der Transportbehälter offenbar allein auf See. Im Gespräch sind Tests, bei denen Gegenstände von einem Schiff oder von einem Kran ins Wasser fallen gelassen werden, um reale Messdaten zu gewinnen. „Wir können aber aus Sicherheitsgründen Container nicht absichtlich von Bord werfen“, sagt Wüstner. „Den Experimenten auf See sind Grenzen gesetzt.“ Socratec hat vor diesem Hintergrund einen kleinen Teil von Containern mit Sensoren und Trackingeinheiten ausgestattet, sodass sie wichtige Daten liefern könnten. „Aber bisher ist keiner von Bord gestürzt“, berichtet Wüstner. Überwachung der Lieferketten Treiber dieser Entwicklung ist jedoch nicht nur die Sorge vor kostspieligen Havarien. Händler:innen und Logistikdienstleistende würden gern viel mehr über ihre Fracht wissen. Sie interessieren sich nicht nur für die Koordinaten auf den Weltmeeren, sondern auch für die Temperatur in den Kühlcontainern und ebenso für die Feuchtigkeit. Letztlich geht es ihnen um die Überwachung der Lieferkette. Auch das Öffnen von Containern möchte der Handel gern erfassen. „Die Rauschgiftkontrolleure in Hamburg und Bremen sind den ganzen Tag damit beschäftigt, sicherzustellen, dass nicht nachträglich Drogen in irgendwelche Container eingeschleust werden“, erzählt Wüstner. [caption id="attachment_1646522" align="aligncenter" width="620"] Das Tracking-System der Hapag-Lloyd basiert auf kleinen Kästchen, die außen an den Containern angebracht sind.(Foto: Oliver Tjaden / Hapag-Lloyd)[/caption] Doch die schiere Zahl von Millionen weltweit gehandelten Containern lässt erahnen: „Es würde Unmengen Datenlärm und nur ganz wenig wichtige Informationen darin geben“, sagt Habert. Um das Projekt ConTAD herum sind deshalb auch Strategien wichtig, die Datenflut zu kondensieren. Da Container, wenn überhaupt, meist stapelweise über Bord fallen, möchten die Entwickelnden bei einem Unfall automatisch einen Master-Container ermitteln, der dann die Kommunikation zum Satelliten und zum AIS-System übernimmt. Alle übrigen Container würden zu „Untergebenen“ dieses Master-Containers und nur ihm ihre Daten zusenden, berichtet Oberjatzas. Eine praktikable Energieversorgung Eine weitere Herausforderung ist die Energieversorgung. Ein UKW-Signal für das AIS-System abzusetzen, ist vergleichsweise energieintensiv. Das Gerät soll deshalb mit einem Solarmodul ausgestattet werden und sich selbst aufladen. Hapag-Lloyd hat damit gute Erfahrung gemacht. Die Trackingeinheiten des Unternehmens, die an die klobigen ersten Mobiltelefone der 90er Jahre erinnern, versorgen sich ebenfalls selbst über Solarenergie. Sie sind außen in den Türnischen der Container montiert. Doch noch sind diese Tracker nicht für den Fall gemacht, dass Container im Wasser verloren gehen. „Unsere Geräte sollen beim Sturz ins Wasser wie eine Boje aufschwimmen“, schildert Oberjatzas eine Idee. Sie wären nur über eine 20 Meter lange Leine mit dem Container verbunden, was der sogenannten gefährlichen Tiefe in der Seeschifffahrt entspricht. So könnte verhindert werden, dass ein nachfolgendes Schiff direkt auf den Container auffährt, denn die schwimmende Kommunikationseinheit würde im Idealfall rasch einen Alarm senden. Obwohl das noch Zukunftsmusik ist, lässt es manchen zurückliegenden Unfall in anderem Licht erscheinen. Hätten die verlorenen Container der MSC Zoe sofort einen Alarm ausgelöst, wäre es wahrscheinlich gelungen, viel mehr Fracht aus dem Wattenmeer zu holen, ehe die Gezeiten sie großflächig verteilten. Die juristische Frage, wer genau in welchem Fall für die Bergung verantwortlich ist, kann ganze Doktorarbeiten füllen. Also sammeln aktuell niederländische Umweltorganisationen Geld, um das Gefahrgut doch noch vom Meeresgrund zu holen. Der Text stammt von der Wissenschaftsjournalistin Susanne Donner.