Frachthäfen sind wichtige Verkehrsknotenpunkte in der Weltwirtschaft. Um 90 % aller weltweit gehandelten Waren pro Tonnage wird auf dem Seeweg transportiert und das im Jahr 2021 eine ganze Menge 3,5 Milliarden Tonnen der Fracht, die allein durch EU-Häfen geleitet wird.
Antwerpen war mit einer Fläche von 120 km² der zweitgrößte Hafen Europas, bevor a Zusammenschluss mit Brügge im Jahr 2022 ein kombiniertes Hafengebiet von 160 km² und das größte Chemie-Cluster des Kontinents geschaffen.
Valencias expandierender Hafen ist in Bezug auf den Containerverkehr der größte im europäischen Mittelmeerraum – und geht auf das Jahr 1491 zurück. Seine Hafenbehörde, Valènciaport, ist für Valencia sowie die Häfen Gandía und Sagunto entlang der Küste verantwortlich.
Vor ihren Gesprächen um TNW Valencia im Märzsprachen wir mit Erwin Verstraelen, Chief Digital and Innovation Officer im Hafen Antwerpen-Brügge, und Juan Manuel Díez, Strategy and Innovation Director bei der Port Authority of Valencia, darüber, wie sie die neuesten technologischen Fortschritte verfolgen, um ihre Häfen zu transformieren .
„Häfen sind nicht nur Logistikzentren, sie werden im Rahmen des europäischen Grünen Deals auch zu Industrie- und Energiezentren für Europa. Wir befinden uns also in einer vollständigen Umgestaltung unserer Kerntätigkeit, und digitale Innovationen spielen dabei eine bedeutende Rolle.“ Verstraelen gegenüber TNW.
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Verstraelen wurde 2017 zum CDIO im Hafen Antwerpen-Brügge ernannt.
Hafenökosysteme stehen vor dem, was Verstaelen den „perfekten Sturm“ nennt, bei der Konvergenz von Geopolitik, Digitalisierung, Mobilität, nachhaltigem Wachstum und Energiewende.
Null-Emissionen
„Wir haben ein sehr ehrgeiziges Ziel: Wir wollen 2030 CO2-neutral sein“, sagte Díez von València in seinem Büro mit Blick auf die Frachtterminals gegenüber TNW. „Schon jetzt stammt der gesamte Strom, der im Hafen verbraucht wird, aus erneuerbaren Quellen – wir kaufen ihn mit dieser Bedingung – aber wir haben unsere eigenen Pläne, hier im Hafen Strom zu produzieren.“
Valèncias mehr als 300 Sonnentage pro Jahr werden gut genutzt, da die erste von drei Solaranlagen im Hafen bereits in Betrieb genommen wurde. Laut Díez ist Gandía auf dem besten Weg, der erste energieautarke europäische Hafen zu werden.
„Wir denken seit vielen Jahren darüber nach, Windmühlen in unseren Wellenbrechern zu installieren, aber die Technologie war nicht da“, sagte Díez. „Jetzt geht es voran und wir haben Pläne für einen eigenen Windpark in den kommenden Jahren.“
Díez hat über 12 Jahre für die Hafenbehörde von Valencia gearbeitet.
Das neue Frachtterminal im Hafen von Valencia wird zu 98 % elektrifiziert und die restlichen 2 % werden Wasserstoff nutzen, fügte er hinzu, was es „mit Sicherheit zum nachhaltigsten Terminal in Südeuropa“ macht.
Null Emissionen zu erreichen bedeutet, die gesamte Hafengemeinschaft zu mobilisieren. Valènciaport hat kürzlich ein wegweisendes Projekt gestartet, um die Verwendung von grünem Wasserstoff zum Bewegen von Maschinen innerhalb des Hafens mit einem H2-Speichertank und einem mobilen Wasserstoffgenerator zu testen. Im nächsten Schritt werden wasserstoffbetriebene Prototypen eines Containerstaplers und Traktors getestet.
Digitale Zwillinge
Der Zugang zu sofortigen Informationen ist für Häfen von entscheidender Bedeutung. Sowohl Antwerpen-Brügge als auch Valencia investieren in ausgeklügelte „digitale Zwillinge“ ihrer Hafengebiete.
In Valencia umfasst der digitale Zwilling ein Port Collaborative Decision Making (Port CdM) System, das die durchschnittliche Anlaufzeit eines Schiffes um 10 % reduzieren könnte.
Der digitale Zwilling des Hafens Antwerpen-Brügge ist eine virtuelle Kopie des Hafengebiets mit Echtzeitinformationen.
„Ankünfte in einem Hafen erfolgen nicht auf eine genaue Uhr, aber durch den Besitz und die Nutzung zeitnaher Informationen kann sich der Hafen im Voraus vorbereiten, z. B. indem er einem Schiff mitteilt, dass in diesem Moment kein Liegeplatz verfügbar ist, damit es seine Geschwindigkeit verlangsamen und weniger verbrauchen kann Kraftstoff und reduzieren die Emissionen“, sagte Díez.
Laut Verstraelen ist der Hafen Antwerpen-Brügge einer der ersten weltweit, der über einen digitalen Zwilling seines Territoriums verfügt.
„Indem wir das gesamte Hafengebiet mit Sensoren, Kameras und Drohnen ausstatten, schaffen wir ein digitales Nervensystem über dem physischen Hafen“, sagte er. „Und wenn Sie all diese Datenfeeds in einem sogenannten digitalen Zwilling zusammenführen, werden die für Sicherheit und Gefahrenabwehr verantwortlichen Personen in dem Moment positioniert oder alarmiert, wenn etwas im Hafen vor sich geht, und können sofort darauf reagieren.“
Sensoren überwachen die Luftqualität des Hafens, um nicht nur CO2- und andere Gasemissionen, sondern auch flüchtige organische Verbindungen wie Benzol und Toluol zu erkennen – angesichts der Größe des Chemieclusters Antwerpen-Brügge eine wichtige Intelligenz.
Der Hafen Antwerpen-Brügge beherbergt Belgiens einziges Terminal für verflüssigtes Erdgas (LNG). Bildnachweis: Hafen Antwerpen-Brügge
Sobald ein Luftqualitätsmonitor einen Alarm auslöst, bieten verschiedene Datenquellen Informationen über Windgeschwindigkeit und -richtung, um anzuzeigen, woher eine Emission kommt, und den Standort von Schiffen im Hafen, basierend auf ihrem AIS-Tracker (Automatic Identification System). Die Daten werden dann gefiltert, um Tanker anzuzeigen und Kameras in Richtung der Emission zu drehen.
„Sie sehen in Echtzeit, dass beispielsweise eine illegale oder versehentliche Entgasung eines Tankschiffs stattfindet“, sagte Verstraelen.
Durch die Anwendung von Algorithmen auf AIS-Daten schaffen sie nicht nur ein Situationsbewusstsein, sondern auch ein präskriptives Bewusstsein für etwas, das aus Sicherheits-, Sicherheits- oder Betriebsperspektive betrachtet werden muss.
Der letzte Schritt besteht darin, vorherzusagen, was einige Stunden im Voraus passieren wird, und darauf zu reagieren, indem Schlepper und Lotsen zugeteilt werden, da man weiß, wie sich der Wind ändern wird oder ob ein Sturm aufzieht.
„Outside-in“-Innovation
All diese Innovationen sind ein Sprungbrett für frische Ideen. València ist nicht nur ein aktives Mitglied der spanischen Ports 4.0-Initiative mit einem 20-Millionen-Euro-Eigenkapitalfonds, sondern verfügt auch über ein eigenes Beschleunigungs-/Inkubationsprogramm. Oben offen. Das Programm, das mit Startups zusammenarbeitet, die sich auf viele Aspekte des Hafenbetriebs konzentrieren, wird auch im València Ecosystem Pavilion bei TNW València ausstellen.
Eines der jungen Startups, mit denen der Hafen zusammenarbeitet, ist Wir sind Labor. Das Unternehmen hat Möglichkeiten zum Pflanzen entwickelt Posidonia, ein mediterranes Seegras, das schwierig zu züchten ist, aber großartig, um CO2 aus dem Ozean zu binden. Posidonia in den Wellenbrechern des Hafens kann verwendet werden, um das umliegende Meer zu reinigen.
Zelerosdas in Valencia ansässige Hyperloop-Scaleup, ist ebenfalls Partner und erprobt derzeit eine Teststrecke in Sagunto, um Fracht emissionsfrei im Hafen zu bewegen.
Ein viertes Containerterminal befindet sich derzeit in Valencia im Bau. Bildnachweis: Valenciaport
Im Norden von Antwerpen-Brügge erklärt Verstraelen, dass er bei der Förderung von Innovationen eine „Was-wäre-wenn“-Mentalität pflegt und den Hafen als Ökosystem für „Outside-in“-Innovationen öffnet.
„Wir haben uns entschieden, den Hafen als Innovationsplattform zu öffnen, vielversprechende Technologien einzuladen, ihren Mehrwert zu demonstrieren und schneller zur Marktreife zu führen“, sagte Verstraelen.
Eines der bemerkenswerten Startups, das 2018 von Antwerpen-Brügge für die Arbeit an Lastkähnen unterstützt wurde, ist das Startup für Fernsteuerungstechnologie SEEFAHRT. Die größte Konzentration von Binnenschiffen in Europa befindet sich in den Niederlanden, Belgien und Deutschland und sie machen etwa 40 % aller Frachten aus, die Antwerpen-Brügge passieren.
Da jedoch ältere Schiffskapitäne in den Ruhestand gingen und weniger neue sie ersetzten, war die Zeit reif für eine große Veränderung. Angesichts dieser Trends ging der Hafen aufs Ganze, um dem vierköpfigen Start-up zu ermöglichen, zu demonstrieren, dass seine Technologie eines der Hafenschiffe fernsteuern kann.
„Als Folge davon erhielten sie von der Regionalregierung die Erlaubnis, im darauffolgenden Jahr Schiffe kommerziell zu betreiben“, sagte Verstraelen. „Heute besteht SEAFAR aus 30 Personen, es gibt Eigner von Schiffen, die neue Schiffe bauen, die ferngesteuert werden können, und sie fahren mit Schiffen, die aus einer Entfernung von mehr als 100 Kilometern betrieben werden, um kommerzielle Fracht herum.“
Ein Fernpilot, der drei oder vier Boote gleichzeitig bedienen kann, bedeutet eine Reduzierung der Arbeitskosten und mehr Frachtraum an Bord, da keine Wohnräume benötigt werden.
Drohnen und Verschüttungen
In Bezug auf neue Technologien legt Antwerpen-Brügge den Schwerpunkt eher auf den Proof of Value als auf den Proof of Concept. Servicedrohnen sind ein gutes Beispiel dafür, da die Größe und Komplexität des Hafens ihn zum perfekten Testgelände machen.
Seit 2018 keimte die Idee, mehrere automatisierte Drohnen gleichzeitig über dem Hafen in der Luft schweben zu lassen, um Ölverschmutzungen und Abfälle zu erkennen, Anlagen zu inspizieren und Polizei und Feuerwehr zu unterstützen. Es gab jedoch keinen bestehenden Rechtsrahmen und der Betrieb war verboten automatisierte Drohnen außerhalb der Sichtlinie in einer Flugverbotszone wie einem Hafen.
Durch den Nachweis des Werts und der relevanten Anwendungsfälle konnten die Regierungsbehörden sie schließlich genehmigen und Gesetze für ihre Verwendung im Hafen entwickeln.
„Wir sind die fünftgrößte Bunkeranlage [supplying fuel for ships] Hafen auf dem Planeten, und Sie können sich vorstellen, dass Unfälle passieren“, sagte Verstraelen. „Es ist wichtig, sobald wir eine Ölpest entdeckt haben, zu sehen, wo sie schwimmt und wie groß sie ist, wenn wir die spezialisierten Dienste hinzuziehen, um sie zu beseitigen.“ Dank Drohnen wissen diese Teams, was sie zu tun haben und welche Art von Ausrüstung sie benötigen, bevor sie aufbrechen.
Die Drohnen verfügen über Kameras, die Live-Feeds an die zentrale Steuerung liefern, und der Hafen entwickelt auch Algorithmen, die Verschüttungen im Kamera-Feed erkennen können. „Sie wollen nicht, dass ein Schiff eine Ölpest durchmacht, denn dann wird es verschmutzt und nimmt alles mit“, sagte Verstraelen.
Die Schleuse Kieldrecht im Hafen Antwerpen-Brügge ist die größte Schleuse der Welt. Bildnachweis: Hafen Antwerpen-Brügge
Die Technologie entwickelt sich so schnell, dass „der größte Fehler, den man machen kann, darin besteht zu sagen, dass wir es in der Vergangenheit versucht haben und es nicht funktioniert hat“, so Verstraelen. „Wenn etwas jetzt nicht funktioniert, versuchen Sie es in sechs Monaten, 12, 18 und 24 Monaten noch einmal.“
Er weist auf die Sprache-zu-Text-KI hin, die der Hafen vor einigen Jahren zu verwenden versuchte, um die sehr hochfrequente (UKW) Funkkommunikation zwischen Schiffen zu übersetzen. Das Team hoffte, die Daten für eine Sentimentanalyse auswerten zu können, die auf einen möglichen Konflikt zwischen Kapitänen hinweist, aber der Techniker war für diese Aufgabe nicht bereit.
„Wir haben es vor einem Monat noch einmal mit derselben Sounddatei versucht … und es war zu 95 % genau richtig. In weniger als zwei Jahren wurde es also von völlig nutzlos zu vollständig und uneingeschränkt täglich nutzbar.“
Beide Häfen spiegeln die Sprünge wider, die die Behörden machen, um zu modernisieren, Klimaziele zu erreichen und bereiten ihre Häfen auf die Zukunft vor.
Ihre Bemühungen ernten bereits beeindruckende Ergebnisse. Verstraelen beschreibt das Ökosystem seines Hafens als „den beeindruckendsten Nährboden für Innovationen, den ich je in meinem ganzen Leben gesehen habe“.
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