Prozesse des Hafensystems

Als verbindendes Element und wichtige Schnittstelle vieler unterschiedlicher Wertschöp-fungsketten sind lokale Hafensysteme von den Strömen und Anforderungen des in Kapitel 2.3

dargelegten Gesamtprozesses im großen Maße beeinflusst. Teilt man die Prozesse des maritimen Güterumschlags in Seehäfen in sechs aufeinander folgende Gü-terfluss besteht das Hafensystem zusätzlich aus Kapital- und Infor-mationsflüssen (BICHOU,K.;GRAY, R. 2004, S. 54; PAIXAO, A. C.; des-halb nicht gesondert behandelt werden.

Abb. 23: Prozessabschnitte des maritimen Güter-umschlags in Seehäfen

2.4 Häfen 81 Der erste Teil des Hafensystems besteht aus der Annäherung des Frachtschiffs und der im Vorfeld an den Hafen gesendeten Informationen zur Ladung (vgl. u. a. HAYUTH, Y.

1982,S.14). Bezogen auf den Containerverkehr wird beispielsweise übermittelt, welche Con-tainer zu entladen sind, wo sie sich im Schiff befinden und ob sie für den Import oder die Wei-terverladung auf ein anderes Schiff bestimmt sind. Entsprechend getroffene Vorkehrungen machen die enge Verzahnung der Glieder der maritimen Transportkette deutlich. Trifft das Frachtschiff ein, muss es in der Regel warten, bis es in den Hafen einfahren darf (Abb. 24). In dem „Reede“ genannten Bereich außerhalb des eigentlichen Hafenbeckens liegt es vor Anker, bis Kapazitäten im Hafen frei sind sowie Quarantänemaßnahmen, Zollabfertigung und Perso-nenkontrollen abgeschlossen wurden (ROH,H.-S. et al. 2007, S. 284).

Ist ein Anlegeplatz frei, beginnt mit der Hafeneinfahrt der zweite Abschnitt des maritimen Güterumschlags in Häfen. Aufgrund der schlechten Manövrierfähigkeit großer Schiffe und umweltschutzrechtlicher Beschränkungen im Anfahrtskanal und den Hafenbecken werden tugboats zum Schleppen und Bugsieren (Abb. 25) eingesetzt (ERGAS,H. et al. 2004,S.146).

Zudem kommen Lotsen an Bord, die durch ihre Kenntnis der lokalen Gegebenheiten eine si-chere Einfahrt in den Hafen gewährleisten (ROH,H.-S. et al. 2007,S.284;HOSTE,S.;LOYEN, R. 2004a, S. 143ff.). Je nach Größe des Schiffs können bis zu vier Schlepper zum Einsatz kommen, um es zu der vorgesehenen Position an der Kaimauer zu bringen und dort zu fixie-ren.

Sind die seeseitigen Vorbereitungsmaßnahmen abgeschlossen, folgt mit dem Be- und Ent-laden des Schiffs (stevedoring) der dritte Abschnitt, welcher gleichzeitig den Anfang des physischen See-Land-Umschlags darstellt. Liegt ein Containerschiff längs der Kaimauer, be-ginnen die Kaikräne (quay cranes / harbour gantry cranes) mit dem Ent- und Beladevorgang (BRISKORN,D. et al. 2007,S.199).

Abb. 25: Reede vor Algeciras an der Straße von Gibraltar

Abb. 24: Reede vor Algeciras an der Straße von Gibraltar

82 2. Theoretische Grundlagen und Konzeption Im gleichen Maße, wie die Schiffsgrößen in den letzten Jahrzehnten gewachsen sind, musste auch die Hafeninfrastruktur an diese Entwicklung angepasst werden. Dies bedeutet für den Hafen nicht nur eine ausreichende Wassertiefe sicherzustellen, sondern auch der Breite der Schiffe entsprechende Reichweiten der Kaikräne vorzuhalten. Ein Super-Post-Panamax-Kran mit Klappausleger und Laufkatzenbetrieb (Abb. 26, Abb. 27 und Abb. 28) bedeutet für den betreibenden Akteur eine enorme finanzielle Belastung. Die Kräne befinden sich in der Regel auf parallel zur Kaimauer verlaufenden Schienen, die den flexiblen Einsatz entspre-chend der zu bedienenden Größe und Anzahl von Schiffen ermöglichen (BISH,E. K. et al.

2007, S. 180).

Umschlagsvorgänge in einem konventionellen Stückgutterminal erfolgen mithilfe multifunk-tionaler Greifkräne (Abb. 29), die ebenfalls in der Regel auf Schienen angebracht sind, deren Anzahl je Terminal jedoch meist eher gering ist.

Ähnliche Anlagen werden auch bei festem Massengut verwendet, um beispielsweise Koh-le zu entladen. Aber auch Saug- und Schüttvorrichtungen kommen beim Umschlag dieser Güterart zum Einsatz. Flüssiges Massengut hingegen wird aufgrund von Tiefenrestriktionen bei den größten Schiffsklassen meist in dem Terminal vorgelagerten Anlagen vom Schiff bzw.

auf das Schiff gepumpt.

Die folgenden Abschnitte beschreiben die Prozesse des Hafensystems am Beispiel eines Containerterminals, da durch Standardisierung und Spezialisierung von Arbeitsschritten eine differenzierte Darlegung der Abläufe möglich ist. Prozesse in Terminals für konventionelles Stückgut und für Massengut sind in der Regel von weniger komplexer Art und sollen deshalb nur in gröberen Zügen dargelegt werden.

2.4 Häfen 83

Nach dem Entladen der Güter beginnt der Transfer vom Kaikran zur Lagerfläche innerhalb des Terminals (vierter Abschnitt). In nicht vollständig automatisierten Containerterminals erfolgt dies durch straddle carriers, multi-trailer systems (MTS), reach stacker, Gabelstapler oder andere Transportfahrzeuge, welche den Container anheben und ihn, gelenkt durch einen Fahrer, zur gewünschten Position im Lagerbereich (storage yard) befördern (KIM,K.H.;G ÜN-TER,H.-O.2007,S. 6f.; BALLIS,A. et al. 1997, S.74). Durch ihre flexible Einsatzfähigkeit und ihre geringen Anschaffungskosten (BALLIS,A. et al. 1997,S.78) haben insbesondere straddle carriers eine weite Verbreitung gefunden. In Terminals dieser noch weitgehend manuellen Funktionsweise sind die see- und landseitigen Aktivitäten und deren Planung voneinander entkoppelt. Transporte innerhalb des Terminals sind auf den optimalen Ablauf der Prozessket-te zu den Lagerflächen bzw. zu den weiProzessket-teren Transportmodi ausgerichProzessket-tet (BALLIS, A. et al.

1997,S.74). Da es aber dadurch beim seeseitigen Ladevorgang, also an der zentralen Eng-stelle und dem wichtigsten Effizienzfaktor, zu suboptimalen oder inkompatiblen Abläufen kommen kann, werden immer mehr automatisierte Containerterminals eingeführt. Für den terminal-internen Transport wurden hierfür computergesteuerte Transportplattformen (automa-tic guided vehicle – AGV) entwickelt, die vom Kaikran direkt beladen werden und selbstständig zum vorgesehenen Lagerbereich fahren (BRISKORN,D. et al. 2007,S.195). Jedoch benötigen AGVs sowohl beim Be- als auch beim Entladepunkt einen Kran, weshalb ihre Produktivität eng

Abb. 29: Multifunktionale Greifkräne in Ham-burg

(eigene Aufnahme vom 10.04.2009) Abb. 28: Super-Post-Panamax-Kran

in Algeciras mit Lkw im Vordergrund (eigene Auf-nahme vom 30.09.2010)

84 2. Theoretische Grundlagen und Konzeption mit den Kapazitäten anderer Terminaleinrichtungen verbunden ist (DUINKERKEN,M. B. et al.

2007,S.38).

Terminals für konventionelles Stückgut verwenden ähnliche Transportfahrzeuge wie nicht automatisierte Containerterminals, jedoch ist eine höhere Anpassung an die Ausmaße und das Gewicht der Fracht notwendig. In Massengutterminals erfolgt der Transport der Fracht meist direkt durch die Entladevorrichtung und deren angeschlossene Leitungs- oder Förder-systeme in die Lagervorrichtungen.

Als fünfter Prozessabschnitt folgt die Lagerung der Fracht. Die dafür bereitgestellten Flächen sind in den meisten Fällen in Blöcke aufgeteilt, in denen Container nebeneinander und übereinander gestapelt werden (vgl. Abb. 30). Diese werden von jeweils einem oder meh-reren yard cranes bedient (BRISKORN,D. et al. 2007, S.199;LEE,L.H. et al. 2007a,S.108).

Als yard cranes kommen zum einen fest installierte Schienenbrückenkräne (rail-mounted gant-ry crane – RMG) oder bereifte Brückenkräne (rubber-tired gantgant-ry crane – RTG) zum Einsatz, aber auch straddle carriers und reach stackers können die Aufgaben der Lagerverwaltung übernehmen (KIM,K.H.;GÜNTER,H.-O.2007,S.5f.).

Abb. 30: Anordnung des Lagerbereichs und Aufbau eines Container-terminals am Beispiel von Barcelona

(eigene Aufnahme vom 09.10.2010)

In einem nicht vollständig automatisierten Terminal sind unterschiedliche Flächen oder Blöcke für Import, Export, Zwischenlagerung oder Neugruppierung der Container vorgesehen.

Auch Leercontainer und Spezialcontainer (v. a. reefer oder Gefahrgut) erhalten eine eigene Lagerfläche (KIM,K.H.;GÜNTER,H.-O.2007,S.5).

2.4 Häfen 85 Automatisierte Containerterminals sehen für Lagerflächen eine andere Einteilung vor. Hier schließen sich an den Bereich der AGVs senkrecht zur Kaimauer platzierte Reihen von Con-tainerstellplätzen an, die in der Regel in drei Abschnitte eingeteilt sind. Von der Landseite ausgehend werden zunächst reefer-Container gestapelt, es folgt ein mittlerer Bereich, der für Sortierungen genutzt wird. Seeseitig werden vor allem Normalcontainer ohne Spezialfunktion gelagert (DEKKER,R. et al. 2007,S.137).

Da in den Lagerarealen eines Containerterminals land- und seeseitige Transportvorgänge sowie Import- und Exportströme zusammenfließen, ist das effiziente Management dieses Ab-schnitts von besonderer Bedeutung für die Leistungsfähigkeit der maritimen Transportkette (CATALANI,M.1999,S.320;CHEN,T.1999,S.29). Zudem werden insbesondere hier zusätzli-che Wertschöpfungsprozesse (value adding) ausgeführt, die für eine langfristige Einbettung des Hafens in supply chains relevant sind. Gleichzeitig nimmt dieser Bereich auch den größ-ten Teil der Gesamtfläche ein, so dass hier ein hoher Optimierungsdruck entsteht.

Der Bau von oder die Umgestaltung zu automatisierten Containerterminals ist vor allem dann notwendig, wenn Flächenknappheit und Effizienzdruck von Seiten der Kunden eine hö-here Produktivität erfordern (BRISKORN,D. et al. 2007,S.196;GRUNOW,M. et al. 2007,S.156;

KIA,M. et al. 2000,S.333f.). Aus der verbesserten Steuerung und dem erweiterten Planungs-horizont durch den Einsatz von AGVs (automated guided vehicles) und ASCs (automated sta-cking cranes) ergeben sich eine engere Verzahnungen von see- und landseitigen Umschlags-prozessen, die in großem Maße zur Steigerung der seeseitigen Produktivität beitragen (BRISKORN,D. et al. 2007,S.199). Der Weg jedes Containers durch das Hafensystem ist be-reits vor der Ankunft des Schiffs festgeschrieben. Die Position im Frachtraum, die Sequenz der Entladung, der Ort der Lagerung und die Reihenfolge des Abtransports sind im Vorfeld geplant (GRUNOW,M. et al. 2007,S.158). Hafeninformationssysteme, die mit Hilfe einer erwei-terten EDI-Technologie (Electronic Data Interchange) Umschlags- und Verwaltungsvorgänge koordinieren (NUHN,H.1994, S.284) sowie GIS-gestützte (Geographisches Informationssys-tem – GIS) Planungen des operativen Ablaufs (CATALANI,M.1999) tragen dazu bei, hafenin-terne und -bezogene Prozesse zu optimieren.

Terminals für konventionelles Stückgut erreichen auch bei der Planung und Organisation des Lagerareals nicht die Komplexität eines Containerterminals (LEE,L. H. et al. 2007a,S.

110). Getrennte Bereiche für Import und Export sowie Hallen und Freiflächen für unterschied-liche Anforderungen durch die jeweiligen Frachtattribute ergeben ein heterogenes Bild, dessen Prozesse nach der Art des Transportgutes individuell und einzeln betrachtet werden müssen.

Lager für Massengut bestehen vorwiegend aus großflächigen Arealen zur Aufschüttung etwa von trockenem Massengut und Speichern für Rohöl und Ölderivate. Aber auch Silos oder

86 2. Theoretische Grundlagen und Konzeption andere spezialisierte Lagervorrichtungen (Abb. 31) kommen entsprechend der Eigenschaft des zu transportierenden Gutes und den Anforderungen des meist privaten Eigentümers des Terminals aus dem sekundären Sektor zum Einsatz.

Im sechsten und letzten Abschnitt der physiognomischen Abläufe eines Seehafens wird die Fracht mit Hilfe der Hinterlandverbindungen aus dem Terminal und dem Hafenbereich transportiert (ROH,H.-S. et al. 2007,S.296). Wieder werden Transportfahrzeuge wie AGVs, MTS, reach stacker oder straddle carrier benötigt, um Container von den Lagerflächen zu den Terminals des Hinterlandverkehrs zu transportieren (BALLIS,A. et al. 1997, S.76; KIM,K.H.;

GÜNTER, H.-O. 2007, S. 5) oder auf bereitstehende Lkws zu laden (Abb. 32).

Abb. 31: Beladung eines Lkws für den Hin-terlandtransport in Antwerpen (eigene Aufnahme vom

09.05.2009) Abb. 32: Lagerbereiche für trockenes

Massengut im Hafen von Barcelona(eigene Aufnahme vom 09.10.2010)

Abb. 33: Terminalzugang in Hamburg (eigene Aufnahme vom 03.12.2008)

Abb. 34: Direkte Verladung zwischen zwei Schiffen in Algeciras (eigene Aufnahme vom 05.10.2010)

Abb. 31: Lagerbereiche für trockenes Massengut im Hafen von Barcelona (eigene Aufnahme vom 09.10.2010)

Abb. 32: Beladung eines Lkws für den Hin-terlandtransport in Antwerpen (eigene Aufnahme vom

09.05.2009)

2.4 Häfen 87

Fallen Schiffsentladevorgänge mit dem vorgesehenen und möglichen Abfahrtstermin der Hinterlandtransporte zeitlich überein, so kann auch ein unmittelbarer Wechsel auf diese Transportmittel ohne zuvor vollzogene Überführung in den Lagerbereich erfolgen.

In automatisierten Terminals ist eine Direktbeladung von Lkws durch ASCs möglich. Au-ßerdem sind die sonst außerhalb des Containerterminals angesiedelten Bahnanlagen (rail service centers – RSC) und Binnenschiffterminals (barge service centers – BSC) im Areal in-tegriert (BALLIS,A. et al. 1997,S.78;DEKKER,R.et al. 2007,S.132;OTTJES,J.A. et al. 2007, S.18). Durch das Verlassen des Terminalareals fallen nicht nur weitere Wege und damit ein erhöhter Zeitaufwand an, es kommen auch überlastungsanfällige Prozesse am Terminalzu-gang (gate operations) (YI,D.W. et al. 2000,S.156) wie Sicherheitskontrollen oder die Erfas-sung und Registrierung von Frachtbewegungen hinzu, wodurch weitere Verzögerungen ent-stehen (Abb. 33).

In der Regel sind insbesondere Binnenschiffterminals an anderen Standorten angesiedelt, welche durch Lkws mit den zentralen Lagerflächen des Hauptterminals oder ausgelagerten Lagerflächen verbunden sind (OTTJES,J.A. et al. 2007,S.18).

Bei Exportvorgängen verlaufen die bisher aus Importsicht dargestellten Prozesse weitge-hend identisch ab, wenn auch in umgekehrter Reihenfolge. Auch die phasenverschobene In-formationsübermittlung und entsprechend optimierte Planung von Abläufen und Lagerpositio-nen ist für den Export von Gütern aus dem Hinterland vergleichbar.

Wenn es sich jedoch um Fracht handelt, die nicht für den Import, sondern für das Weiter-verladen auf ein anderes Schiff bestimmt ist (transhipment), folgt in den oben beschriebenen Abschnitten des Hafensystems nach der Lagerung ein erneuter Transport zu den Kaikränen, welche die Verladung auf ein Schiff einer anderen Hauptroute oder ein feeder-Schiff vorneh-men. Für die Abwicklung kleinerer Schiffsgrößen werden in vielen Fällen Kräne geringerer Größe und entsprechend günstigerer Kostenstruktur vorgehalten. Bei ausreichender Reich-weite und zeitlichem Zusammentreffen von Haupt- und Nebenroutenverkehr ist auch ein direk-tes transhipment zwischen beiden Schiffen (ship-to-ship) durch nur einen Kran möglich (Abb.

34).

Für Terminals mit konventionellem Stückgut werden bei der Bedienung von Hinterlandrela-tionen ebenfalls Lkws, Güterzüge und Binnenschiffe eingesetzt. Die Laderäume dieser Trans-portmittel sind jedoch durch den individuellen Charakter der einzelnen Sendungen weniger standardisierbar als bei containerisierter Fracht. Automatisierte und synchronisierte Abläufe sind somit kaum zu bewerkstelligen. Mit steigender Größe und wachsendem Gewicht werden

88 2. Theoretische Grundlagen und Konzeption Transporte mit Bahn (Eisenträger, Holzstämme,…) oder Binnenschiff (Großmaschinen, Bau-teile von Industrieanlagen,…) rentabler. Auch Automobile werden vor allem mit diesen Ver-kehrsmitteln transportiert. Insgesamt gilt aber auch in den Bereichen Massengut und konven-tionelles Stückgut die unter 2.2 beschriebene Regelmäßigkeit, dass bei kürzerer Distanz und kleineren Stückzahlen Lkws bevorzugt werden.

Bei Massengutterminals erfolgt der Transport ins Hinterland jedoch nur sehr selten mit Lkws. Bevorzugt kommen Binnenschiffe oder Güterzüge zum Einsatz, die für volumen- und gewichtsreiche Fracht besser geeignet sind. Noch häufiger als bei Stückgut werden angelan-dete Bergbauprodukte und Rohöle allerdings auch direkt im oder in der Nähe des Hafenge-ländes weiterverarbeitet. Deshalb sind in vielen Fällen terminalintegrierte Raffinerien oder Wärmekraftwerke zur Stromerzeugung entstanden.