Ein Vergleich des Land- und Flusstransports von Gütern großer Abmessungen hinsichtlich Energieeinsatz, Emissionen und Dauer

Abstract

Transporte von Gütern großer Abmessungen werden derzeit zumeist per LKW durchgeführt. Eine interessante alternative dafür bildet die Binnenschifffahrt. Beide Varianten werden im Zuge dieser Diplomarbeit im Detail betrachtet und für individuelle Transporte in Bezug auf Energieaufwand, Emissionen und Dauer miteinander verglichen. Dabei werden Güter wie große Landmaschinen, Kräne und Windräder betrachtet.Zunächst werden Details der zu analysierenden Transportmittel wie Masse, Kapazität und durchschnittliche Verbrauchswerte vorgestellt, sowie weitere Daten von Gütern, Häfen, Gesetzen und Normen die für die Berechnung der Transporte notwendig sind präsentiert und ihre Herkunft angeführt.Im weiteren Vorgang wird auf die Berechnung, sowie alle zugehörigen Formeln näher eingegangen. Dabei wird auf das Verhalten des Treibstoffverbrauchs bedingt durch die Beladung und Streckenwahl eingegangen. Auch das Thema der Verbrauchsunterschiede von Binnenschiffen Fluss ab und Fluss aufwärts wird berücksichtigt. Die Ermittlung der klimarelevanten Emissionen, dem CO2-Äquivalent (CO2e), erfolgt nach der Norm DIN EN 16258 anhand der Verbrauchsergebnisse der Transportmittel. Die weiteren Emissionen wie NOx, CO, HC und Feinstaub werden anhand der aktuellen gesetzmäßigen Grenzwerte berechnet. Abschließend wird die Dauer der Transporte durch Durchschnittsgeschwindigkeiten, Schleusenzeiten und Lenkzeiten analysiert.Ergebnisse für drei repräsentative Transportvorgänge werden dargestellt, verglichen und interpretiert. Diese zeigen auf, dass keines der beiden Transportmittel Binnenschiff oder LKW in jedem Fall das effizientere ist, sondern es immer auf den jeweiligen Fall ankommt und Parameter wie Streckenlänge, Packungsdichte des Gutes, Anzahl der erforderlichen Transportmittel, das Ergebnis eklatant verschieben können.Zum einen zeigt diese Arbeit einen direkten Vergleich der bereits erwähnten Transportmittel und zum anderen wurde ein umfangreiches allerdings sehr benutzerfreundliches Berechnungstool basierend auf „Microsoft Excel“ entwickelt. Dieses ermöglicht dem Benutzer jeden beliebigen Transport in Europa in Wasserstraßennähe von Rhein, Main, Main-Donau-Kanal oder der Donau einzugeben und einen Vergleich zwischen Wasser- und Straßentransport zu ermitteln und graphisch darzustellen. Diese Diplomarbeit beschränkt sich auf die zuvor erwähnten Wasserstraßen, da diese die Verbindung zwischen der Nordsee und dem schwarzen Meer darstellen und dies eine wichtige Route für Gütertransport in der Binnenschifffahrt ist. Ein eigenes Kapitel dieser Arbeit widmet sich der Beschreibung wie die Eingabeseite des Tools zu bedienen ist und wie die Ergebnisse dargestellt sind.

Transportation of goods of large dimensions is currently carried out mostly by trucks. An interesting alternative for the transportation on street is inland shipping. In the course of this master thesis, both variants will be considered in detail and compared for individual transports in terms of energy consumption, emissions and duration. Goods such as large agricultural machinery, cranes and wind turbines are considered.First of all, details of the means of transport to be analysed, such as weights, capacity and average consumption values, as well as further data of goods, ports, laws and standards necessary for the calculation of the transports are presented and their origin is indicated.In the following process, the calculation and all related formulas are explained in more detail. The behaviour of the fuel consumption caused by the loading and the choice of route will be discussed. Also the topic of differences in consumption of inland vessels upstream and downstream is considered. The climate-relevant emissions of the CO2equivalent (CO2e) are determined according to the DIN EN 16258 standard on the basis of the consumption results of the means of transport. The other emissions such as NOx, CO, HC and particulate matter are calculated on the basis of the current legal limits. Finally, the duration of the transports is analysed by average speeds, lock times and driving times.Results for three representative transport comparisons are presented and interpreted. These show that neither inland waterway vessel nor truck is always the more efficient means of transport, but that it always depends on the respective case and that parameters as length of the route, packing density of the cargo and number of means of transport can significantly shift the result.On the one hand this thesis shows a direct comparison of the already mentioned means of transport and on the other hand a complex and user-friendly calculation tool within a “Microsoft Excel” File was developed. This tool enables the user to enter any transport in Europe near the waterways Rhine, Main, Main-Danube-Canal or the Danube. These rivers connect the northern sea with the black sea. It determinites and graphically displays a comparison between water and road transport. A separate chapter of this thesis is dedicated to the description how to use the input page of the tool and how the results are presented.