Maritime Digitalisierung

Nationale Maritime Konferenz 2023

Die Digitalisierung der maritimen Branche wird als wesentlicher Treiber innovativer Entwicklungen und zukunftsfähiger Geschäftsentwicklungen verortet. Big Data Anwendungen versprechen hohe Effizienzpotenziale bei Produktion, Wartung und Sicherung maritimer Anlagen, Infrastrukturen und Schiffe. Autonome Systeme und Robotik eröffnen neue Möglichkeiten bei der Gewinnung maritimer Ressourcen oder beim Transport von Frachtgütern. Eng verbunden mit diesen Entwicklungen steht der zunehmende Bedarf, maritime Energie und Ressourcen zu gewinnen. Ressourcenknappheit und klimapolitische Anforderungen erfordern grundlegende Innovationen, um Offshore-Energie oder Tiefsee-Ressourcenabbau wirtschaftlich und nachhaltig nutzbar zu machen. Obgleich in einigen Segmenten der Meerestechnik der Marktanteil deutscher Unternehmen noch ausbaufähig ist, werden zukünftig große Wachstumspotenziale erwartet. Diese Potentiale insbesondere im Land Bremen zu heben, ist ein wichtiger Bestandteil der aktuellen Innovations- und Clusterstrategie des Senats.

Echtzeit-Navigationslösungen aus Bremen

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

APEXES

Die Navigation von Schiffen in eisbedeckten Gewässern stellt eine Herausforderung an Mensch und Technik dar. Wind und Meeresströmungen können die Meereissituation innerhalb weniger Stunden dramatisch ändern. Wenn Meereis zusammendriftet, können sich Bereiche offenen Wassers schließen. Hält der Druck an, schieben sich Eisschollen über- und untereinander oder werden senkrecht aufgerichtet und bilden dann sogenannte Presseisrücken. Solches Meereis ist auch für Eisbrecher schwer zu durchfahren. In mehreren Forschungskampagnen, insbesondere der einjährigen MOSAiC-Expedition des AWI-Forschungseisbrechers Polarstern, haben wir TerraSAR-X-Bilder über die Datenverarbeitungskette des DLR-Neustrelitz bestellt und in Nahe-Echtzeit bereitgestellt. Es zeigte sich, dass diese „exklusiven“ Aufnahmen sowohl für Navigatoren als auch für Wissenschaftler an Bord von großem Wert sind. Aufgrund dessen schlossen das AWI und das DLR einen Kooperationsvertrag zur Unterstützung anstehender Arktisexpeditionen der Polarstern mit TerraSAR-X-Daten. APEXES gibt der bisherigen erfolgreichen Zusammenarbeit eine neue, solide Grundlage.

EisKlass2

Ziel des Projekts ist die Unterstützung der Navigation von Schiffen in polaren Gewässern durch die Bereitstellung verbesserter und hochaufgelöster Meereis-Lageinformationen auf Basis von Sentinel-Satellitendaten als Ergänzung zu verfügbaren Eiskarten. Meereis unterliegt ständigen Veränderungen: Wind und Meeresströmung können große Eismassen zusammenschieben und offene Wasserbereiche schließen; so gebildetes Packeis ist selbst für Eisbrecher teils unpassierbar. Die europäische Sentinel-Satellitenserie bietet mit ihrer einmaligen Kombination aus optischen/thermalen Sensoren und Radarsensoren die Möglichkeit, die Meereis-Lageinformationen erheblich zu verbessern.

Im EisKlass2-Projekt werden Sentinel-1- und Sentinel-3-Daten fusioniert und mittels künst-licher Intelligenz verschiedene Eis-klassen unterschieden. Das im Vorläufer EisKlass31 entwickelte Fusionskonzept wird im Rahmen dieses Projekts weiterentwickelt und für einen operationellen Einsatz optimiert.

Im Projekt ist das Team SAR-Ozeanografie in Bremen zuständig für Koordination und Algorithmenentwicklung, das Team Maritime Sicherheit in Neustrelitz, NBS für die die Operationalisierung der Software.

https://www.dlr.de/eoc/desktopdefault.aspx/tabid-5426/10518_read-23261/
https://www.dlr.de/eoc/desktopdefault.aspx/tabid-11882/20871_read-76166
https://www.aviaspace-bremen.de/2018/11/12/die-kunst-aus-algorithmen-robuste-dienste-zu-schmieden/

https://www.dlr.de/eoc/PortalData/60/Resources/dokumente/3_imf_sv/IMF_FMS_Bremen_Stefan_Wiehle_2020_01.pdf
https://www.dlr.de/eoc/PortalData/60/Resources/dokumente/3_imf_sv/IMF_FMS_Sea_Andrey_Pleskachevsky__AF3_2020_01.pdf
https://www.dlr.de/eoc/PortalData/60/Resources/dokumente/3_imf_sv/IMF_FMS_Eis_Anja_Frost_V2_2020_01.pdf
https://youtu.be/ypUasmnJt0E?t=4207

Häfen Digital

Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik (ISL): Smart Port Konzepte als Treiber für nachhaltige und resiliente Logistik: Können Häfen durch die Implementierung von "intelligenten" Maßnahmen die Luftqualität verbessern?

Im Rahmen des Forschungsprojekts MaritIEm entwickelt das Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik (ISL) ein Modell zur Berechnung der Emissionsquellen im Hafenbereich.

Mit zunehmendem Verkehrsaufkommen in Hafenstädten verschlechtert sich die Luftqualität signifikant. Dies resultiert aus der Freisetzung von Schadstoffen in die Atmosphäre, was insbesondere auf lokaler Ebene negative Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesundheit hat. Die Förderung innovativer Technologien spielt eine entscheidende Rolle dabei, die festgelegten Klimaziele zu erreichen und somit die Emissionen im Hafengebiet nachhaltig zu reduzieren.

Das Projekt MaritIEm zielt darauf ab, den physischen Transport innerhalb der maritimen Logistikkette umfassend zu verbessern. Dabei wird der Transport sowohl auf See als auch im Hinterland als eine zusammenhängende Einheit betrachtet. Die entstandenen Emissionen werden quantifiziert und die auftretenden Immissionen an ausgewählten Verkehrsknotenpunkten in der Hafenregion modelliert.

Diese Modellierung ermöglicht es, entsprechende Simulationen durchzuführen und somit potenzielle Maßnahmen zur Reduzierung der Umweltauswirkungen zu identifizieren. Ein reibungsloser Austausch von Daten zwischen den verschiedenen Akteuren der maritimen Wirtschaft ist für diesen Prozess von entscheidender Bedeutung. Smart Port Konzepte tragen dazu bei, den Datenaustausch zu erleichtern und zu optimieren.

Website: https://www.maritiem.de/de/#about

©Flóra Gulyás, ISL

Covid-19, Ukrainekrieg, Klimawandel – wie resilient sind maritime Transportketten?

Download: ISL Thesenpapier „Resilienz maritimer Transportketten"

Die Covid-19-Pandemie, der darauffolgende Nachfrageboom, Lockdowns in China und die russische Invasion der Ukraine haben die globalen maritimen Transportketten stark belastet. Gleichzeitig warnen Experten vor immer häufigeren und stärkeren Extremwetterereignissen durch den Klimawandel. Die Forschung zur Resilienz von Transportketten hat in diesem Umfeld einen großen Aufschwung erlebt.

Während sich viele Studien ausschließlich auf bestimmte Risiken wie beispielsweise den Klimawandel oder Pandemien konzentrieren, schlägt das Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik (ISL) einen anderen Ansatz vor. Angesichts der Vielfalt möglicher Risiken ist es unmöglich vorherzusehen, welches Ereignis als nächstes die maritimen Transportketten trifft. Daher befürworten die Experten des ISL einen Ansatz, der auf die systematische Identifizierung und den Schutz kritischer Assets setzt. Dabei werden vier Arten von Assets identifiziert:

©ISL

Die Identifikation kritischer Assets zeigt, dass Strategien zur Erhöhung der Resilienz maritimer Transportketten verschiedenste Akteure aus der maritimen Wirtschaft und öffentlichen Institutionen einbeziehen muss. Kooperation ist daher von besonderer Bedeutung für die Erhöhung der Resilienz maritimer Transportketten und somit für den Schutz globalisierter Volkswirtschaften vor disruptiven Ereignissen.

Die Position des ISL zur Resilienz maritimer Transportketten ist im aktuellen Thesenpapier „Resilienz maritimer Transportketten" zu finden.

Industriemathematik in maritimen Anwendungen

Die maritime Industrie setzt die Segel für das Kraftwerk Nordsee. Mit dem Bau von Konverterplattformen auf der Bremer Lloyd Werft schaffen wir einen entscheidenden Beitrag zur Sicherung der Ausbauziele auf See.

Aufgrund der Alleinstellungsmerkmale der norddeutschen Region ist die Norddeutsche Wasserstoffstrategie das Ergebnis einer intensiven länderübergreifenden Zusammenarbeit und einer umfangreichen und konstruktiven Beteiligung tatkräftiger Akteure aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung. Wenn die politischen und regulatorischen Rahmenbedingungen stimmen kann sich die Wasserstoffwirtschaft in Norddeutschland zu einem bedeutenden Sektor entwickeln und zahlreiche Arbeitsplätze sowie eine signifikante Wertschöpfung generieren und somit langfristig zur Wirtschaftsleistung beitragen. Die Maritime Wirtschaft im Land Bremen kann einen fundamentalen Teil zum Gelingen der Energiewende leisten, sowie (Nord-) Deutschland eine Vorreiterrolle in der Entwicklung und Herstellung von Wasserstofftechnologien garantieren.

Beim Ausbau der Offshore-Windenergie kommt umfangreich Meerestechnik bei Standort- und Bauvorerkundung, Installation, Service, Überwachung und Wartung sowie auch beim Rückbau von Anlagen zum Einsatz. Viele der Systeme, Verfahren und Technologien der Meerestechnik stehen noch in den Anfängen ihrer Potenzialausschöpfung. Insbesondere im Bereich Unterwasserrobotik, Sensorik und Entwicklung autonomer Systeme, sind Bremer Unternehmen mit einer hohen Systemkompetenz und Fertigungstiefe in relevanten Gebieten sehr gut aufgestellt.