4. WASSERSTÄNDE UND FRACHTRATEN

• Das Jahr 2022 war sowohl auf dem Rhein als auch auf der Donau durch ungünstigere Schifffahrtsbedingungen gekennzeichnet als das Jahr 2021, und zwar aufgrund der extremen Hitze und einer Periode rasch sinkender Wasserstände im Juli und August 2022. Dies wirkte sich negativ auf die auf beiden Wasserstraßen beförderten Gütermengen aus.
 
• Zwischen 2015 und 2022 war 2018 das Jahr mit der höchsten Anzahl an Tagen mit extrem niedrigen Tiefgangswerten sowohl auf dem Rhein als auch auf der Donau.
 
• Im Jahr 2022 stiegen die Frachtraten im Rheingebiet im Durchschnitt aller Marktsegmente um +42,5% im Vergleich zu 2021 und waren stark von der Niedrigwasserperiode beeinflusst. Die Trockengüterschifffahrt ist das Ladungssegment, in dem die Frachtraten am stärksten gestiegen sind. Über die Niedrigwassereffekte hinaus resultierte dies aus dem Boom im Kohletransport und der Verlagerung von Rheinkapazitäten auf die Donau.

WASSERSTÄNDE, VERFÜGBARE TIEFGÄNGE UND NAVIGATIONSBEDINGUNGEN

• Die Gesamtleistung der Binnenschifffahrt hängt unter anderem vom Wasserstand ab, der die Menge der Ladung bestimmt, die ein Schiff unter sicheren Navigationsbedingungen laden und transportieren kann. Der Auslastungsfaktor (Verhältnis von geladener Menge zur Ladekapazität des Schiffes) beeinflusst die Rentabilität der Binnenschifffahrt. Ein hoher Auslastungsfaktor bedeutet eine hohe Menge an beförderter Ladung pro Fahrt und damit hohe Einnahmen für ein Schiff, unabhängig von der Höhe der Fixkosten. Darüber hinaus ermöglichen große Wassertiefen und die daraus resultierenden hohen Auslastungsfaktoren der Binnenschifffahrt einen hohen Grad an Energieeffizienz.
• Niedrigwasserzeiträume verringern daher nicht nur den Auslastungsgrad und den gesamten Güterverkehr auf den Binnenwasserstraßen, sondern führen auch zu höheren Kosten. Obwohl die Verringerung des Auslastungsfaktors durch den Einsatz von mehr Schiffen kompensiert werden könnte, gibt es dafür offensichtliche Grenzen.²² Ein Beispiel sind die Niedrigwasserperioden im Herbst 2018 und im Sommer 2022 auf dem Rhein. Die Menge an Ladung, die ein Schiff bei einem bestimmten Wasserstand unter sicheren Navigationsbedingungen laden kann, wird durch den verfügbaren Tiefgang bestimmt, wie in der nächsten Abbildung zu sehen ist.

 

ABBILDUNG 1: TATSÄCHLICHER WASSERSTAND, TATSÄCHLICHER TIEFGANG, GLEICHWERTIGERR WASSERSTAND, MINDESTTIEFE DER SCHIFFFAHRTSRINNE UND MÖGLICHER ODER VERFÜGBARER TIEFGANG BEI KAUB/MITTELRHEIN *


Quelle: ZKR auf Grundlage der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) (2015)
* Die Entfernungen in dieser Zeichnung sind nicht maßstabsgetreu. In dieser Abbildung wurde als Datum für die Ermittlung des verfügbaren oder möglichen Tiefgangs der 3. September 2020 gewählt, als der tatsächliche Wasserstand im Durchschnitt 239 cm betrug. Bei einem Segelschiff enthält der tatsächliche Tiefgang auch den Squat-Effekt. Dieser ergibt sich aus hydrodynamischen Effekten und führt zu einem höheren Tiefgang im Vergleich zu einem Schiff in Ruhe. Der Squat-Effekt ist umso stärker, je weniger Wasser sich unter dem Kiel befindet und je schneller das Schiff fährt.
 

• Eine Möglichkeit, die Auswirkungen von Niedrigwasserperioden auf die Binnenschifffahrt zu beurteilen, ist die Betrachtung der statistischen Häufigkeit der verfügbaren Tiefgangswerte²³ für verschiedene Jahre. In der folgenden Grafik wird diese statistische Häufigkeit in der Einheit „Anzahl Tagen“ gemessen und für die Intervalle der verfügbaren Tiefgangswerte berechnet.

 

ABBILDUNG 2: STATISTISCHE HÄUFIGKEITSVERTEILUNG DER VERFÜGBAREN TIEFGANGSWERTE IN KAUB AM MITTELRHEIN PRO JAHR (IN ANZAHL TAGEN)


Quelle: Berechnung der ZKR auf der Grundlage von Daten der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV), zur Verfügung gestellt von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG)
 

• Die Häufigkeitsverteilung zeigt deutlich, dass das Jahr 2022 im Vergleich zu den Jahren 2021 oder 2019 durch ungünstigere Schifffahrtsbedingungen gekennzeichnet war. Im Vergleich zu 2019 sind die Spitzenwerte in der Häufigkeitsverteilung des Jahres 2022 nämlich nach links „verschoben“. Das Jahr 2018 wies dagegen eine höhere Anzahl von Tagen mit extrem niedrigen Tiefgangswerten im Bereich unter 1,80 m auf. Das Jahr 2021 war wiederum anders, da es mehrere Tage mit hohen Wasserständen enthielt, was zu einer recht hohen Häufigkeit von Tagen mit einem Tiefgang > 3,80 m führte.²⁴
• Eine andere Methode zur Bewertung der Qualität der Schifffahrtsbedingungen über ein ganzes Jahr hinweg basiert auf dem Konzept, die Anzahl der Tage zu zählen, an denen die Wasserstände unter einem bestimmten Referenzniedrigwasserstand liegen, der als Gleichwertiger Wasserstand (GIW) für die freifließenden Abschnitte des Rheins und als Regulierungsniederwasserstand (RNW) für die Donau bekannt ist. Fällt der Wasserstand unter diesen Referenzniedrigwasserstand, so ist dies ein Hinweis auf eine kritische Situation für die Schifffahrt.

ANZAHL DER KRITISCHEN NIEDRIGWASSERTAGE AN DEN PEGELSTATIONEN VON RHEIN UND DONAU

PEGELSTATIONEN AM RHEIN

• Der GIW wird von der Zentralkommission für die Rheinschifffahrt (ZKR) für mehrere Pegelstationen entlang des Rheins ermittelt. Die Werte werden alle zehn Jahre angepasst, um den natürlichen und anthropogenen Veränderungen Rechnung zu tragen.
• Der gleichwertige Wasserstand 2012 trat 2014 in Kraft und behielt seine Gültigkeit bis Ende 2022. Ein neuer gleichwertiger Wasserstand wurde am 1. Januar 2023 eingeführt und gilt bis Ende 2031.
• Obwohl der gleichwertige Wasserstand in Zentimetern gemessen wird, ist der Ausgangspunkt für seine Bestimmung ein Abflusskonzept. Tatsächlich werden die gleichwertigen Abflusswerte (angegeben in der Einheit m3 /s), gemessen an den Referenzwerten, alle zehn Jahre als Abfluss innerhalb einer 100-jährigen Zeitreihe neu berechnet. Die gleichwertigen Abflusswerte werden dann verwendet, um alle zehn Jahre die entsprechenden gleichwertigen Wasserstandswerte (GIW) gegenüber den Referenzwerten neu zu berechnen. Der GIW enthält folglich die folgende Definition: „Der gleichwertige Wasserstand (GlW) ist der Wasserstand, der bei einem gleichwertigen niedrigen Abfluss mit einer Unterschreitungsdauer von 20 Tagen [pro Jahr] im langjährigen Mittel längs des Rheins auftritt.“

 

TABELLE 1: HYDRAULISCHE PARAMETER FÜR WICHTIGE RHEINPEGELSTATIONEN *

Pegelstation	Garantierte Fahrrinnentiefe	Gleichwertiger Wasserstand 2012
Tiel (Waal, NL)	280 cm	258 cm
Nijmegen (Waal, NL)	280 cm	523 cm
IJsselkop (Nederrijn, NL)	280 cm	694 cm
Lobith (Niederrhein, NL)	280 cm	739 cm
Emmerich (Niederrhein, DE)	280 cm	84 cm
Duisburg-Ruhrort (Niederrhein, DE)	280 cm	233 cm
Köln (Niederrhein, DE)	250 cm	139 cm
Kaub (Mittelrhein, DE)	190 cm	78 cm
Oestrich (Mittelrhein, DE)	190 cm	87 cm
Maxau (Oberrhein, DE)	210 cm	369 cm
Basel (Oberrhein, CH)	300 cm	499 cm


Quellen: Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV), Rijkswaterstaat
* Waal und Nederrijn sind zwei Arme des Rheindeltas in den Niederlanden.
 
• Für diese elf Rheinpegel wurden tägliche Wasserstandsdaten gesammelt und ausgewertet.


 

• Die Grafiken zeigen die Anzahl der Tage unter dem gleichwertigen Wasserstand für die oben genannten Pegelstationen.

 

ANZAHL DER TAGE PRO JAHR MIT WASSERSTÄNDE UNTER DEM GLEICHWERTIGEM WASSERSTAND (GLW)

 

Quellen: Berechnung ZKR basierend auf Daten der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV), zur Verfügung gestellt von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG), und von Rijkswaterstaat
 

• Zwischen 2015 und 2022 waren die beiden Jahre mit der höchsten Anzahl an Niedrigwassertagen 2018 und 2022. Obwohl der Sommer 2022 Tage mit extremer Hitze und eine Periode mit schnell sinkenden Wasserständen erlebte, dauerte der Niedrigwasserzeitraum 2022 nicht so lange (von Juli bis August 2022) wie im Jahr 2018 (von August bis November 2018). Dies erklärt die geringere Anzahl von Tagen unter dem gleichwertigen Wasserstand im Jahr 2022 im Vergleich zum Jahr 2018.

 
Niedrigwasser aus historischer Sicht
 

• Für Kaub am Mittelrhein werden die Daten über die Anzahl der Tage mit einem Abfluss von weniger als 783 m3 pro Sekunde (dies ist der gleichwertige Abfluss, der dem gleichwertigen Wasserstand von 78 cm in Kaub entspricht) statistisch modelliert, bis zum Jahr 1820 zurück. Ziel dieses Verfahrens ist es, die heutigen Abflüsse mit denen der Vergangenheit zu vergleichen. Die resultierenden Werte zeigen, dass es auch in der Vergangenheit Jahre mit starken Niedrigwasserzeiträumen gegeben hat. Ihre Auswirkungen auf das Transportaufkommen waren jedoch nicht so stark wie in den Jahren 2018 und 2022, was auf kleinere Schiffe mit geringerem Tiefgang, eine andere Logistik (weniger „Just-in-time“) und weniger Konkurrenz durch andere Verkehrsträger in der Vergangenheit zurückzuführen ist.

 

ABBILDUNG 3: ANZAHL DER TAGE PRO JAHR MIT EINEM ABFLUSS Q < 783 M3 /S BEI KAUB, MITTELRHEIN, MIT 30-JÄHRIGEM MITTEL *


Quelle: Deutsche Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG)
* Entspricht einem Wasserstand von 78 cm (Gleichwertiger Wasserstand).
 

PEGELSTATIONEN AN DER DONAU

• Der Referenz-Niedrigwasserstand der Donau wird als „Regulierungsniederwasserstand (RNW)“ bezeichnet. Er ist definiert als der Wasserstand, der an 94,0% der Tage eines Jahres (d. h. an 343 Tagen) während eisfreier Zeiten überschritten wird, bezogen auf einen 30-jährigen Beobachtungszeitraum (1981 – 2010).²⁵
• Auf der Grundlage dieser Definition können entsprechende Berechnungen für die Donau durchgeführt werden.
• Auch die Donauschifffahrt litt unter einem Niedrigwasser, das Ende Juni 2022 begann und bis August desselben Jahres andauerte. Während dieses Zeitraums wurden auf bestimmten kritischen Abschnitten des Flusses einige Verbände gestoppt, manchmal für längere Zeit. Dies wirkte sich negativ auf die beförderten Gütermengen aus. 

 

 

• Für neun wichtige Pegelstationen an der Donau wurden tägliche Wasserstandsdaten gesammelt und ausgewertet. Die Grafiken nach der Karte zeigen die Anzahl der Tage pro Jahr, an denen die tatsächlichen Wasserstände unter den RNW fielen .

 

ANZAHL DER TAGE PRO JAHR MIT WASSERSTÄNDEN UNTER DEM REGULIERUNGSNIEDERWASSERSTAND (RNW)

 

Quellen: Berechnung ZKR basierend auf Daten der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV), zur Verfügung gestellt von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG), Daten des Bundeslandes Niederösterreich und der Donaukommission
 

FRACHTRATEN IM RHEINGEBIET

CBS-FRACHTRATENINDEX FÜR DAS RHEINGEBIET

• Das niederländische Statistikamt (CBS) erhebt Daten über Frachtraten bei einem Panel niederländischer Binnenschifffahrtsunternehmen. Die Preisniveaus basieren auf festen Routen, für die zweimal pro Quartal Fragebögen verschickt werden. Sie umfassen die Fahrtkosten einschließlich Treibstoff- und Niedrigwasserzuschlägen und schließen die Umschlagskosten aus. Im Jahr 2022 stiegen die Frachtraten in allen Marktsegmenten zusammengenommen um durchschnittlich +42,5% im Vergleich zu 2021.
• Insbesondere die Frachtraten für Trockengüter und Container sind seit dem dritten Quartal 2020 gestiegen, da sich die zugrunde liegende Transportnachfrage von der Pandemie erholt hat. Trockengüter sind das Gütersegment, in dem die Frachtraten am stärksten gestiegen sind. Diese Entwicklung lässt sich durch mehrere Faktoren erklären, insbesondere durch die boomende Kohlebeförderung, die Verlagerung von Schiffskapazitäten vom Rhein in den Donauraum und den Niedrigwassereffekt.
• Die Frachtraten für Flüssiggüter folgen dagegen seit 2019 einem rückläufigen Trend. Dies ist auf eine schwächere Entwicklung der Transportnachfrage im Vergleich zu Trockengütern zurückzuführen, sowohl während als auch nach der Pandemie.²⁶ Außerdem wurde das Flüssiggütersegment durch eine höhere Neubaurate und damit durch mehr zusätzliche Frachtkapazität auf der Angebotsseite stärker ausgebaut. Dies veränderte das Verhältnis zwischen Angebot und Nachfrage und setzte die Transportpreise unter Druck. Trotz dieser Tendenzen stiegen jedoch auch die Frachtraten für Flüssiggüter in den Jahren 2021 und 2022 an. Der Hauptgrund für dieses Ausbrechen aus dem Abwärtstrend liegt in den Niedrigwasserzeiten in beiden Jahren.

 

ABBILDUNG 4: CBS-FRACHTRATENINDIZES PRO QUARTAL (2015 = 100)


Quelle: CBS, Tabelle 84050NED
 

FRACHTRATEN FÜR FLÜSSGÜTER IN DER RHEINREGION

• Abbildung 5 zeigt den Spotmarkt-Frachtratenindex für Gasöl im ARA-Rhein-Verkehr (Jahresdurchschnittswerte). Seit 2010 ist ein insgesamt positiver Trend zu erkennen. Bis zu einem gewissen Grad wurde dieser positive Trend durch Niedrigwasserzeiten angetrieben, die 2011, 2015, 2018 und 2022 auftraten.
• Die beobachteten Trends sind für die drei dargestellten geografischen Einheiten – zwei Rheinabschnitte (Niederrhein, Oberrhein) und den Main – nahezu identisch.

 

ABBILDUNG 5: PJK-FRACHTRATENINDEX FÜR DEN TRANSPORT VON FLÜSSIGGÜTERN IM ARA-RHEIN-GEBIET (2015 = 100)


Quelle: ZKR-Berechnung auf der Grundlage von PJK International
 

CITBO-FRACHTRATENINDEX FÜR FLÜSSGÜTER IN DER FARAG-REGION

Geografische Verteilung der Transporttätigkeit von CITBO und Struktur der Produktsegmente
 
• Für die Beförderung von Flüssiggütern im erweiterten ARA-Gebiet zwischen Amsterdam, Antwerpen, Flushing, Gent, Rotterdam und Terneuzen wurde ein von der Tankschifffahrtsgesellschaft CITBO²⁷ bereitgestellter Datensatz über Spotmarkt-Frachtraten analysiert. Die Anteile der verschiedenen Produktgruppen an der beförderten Fracht waren wie folgt:
  – Gasöl und Komponenten: Anteil von 38% im Jahr 2022 (41% im Jahr 2021)
  – Benzin und Komponenten: Anteil von 29% im Jahr 2022 (24% im Jahr 2021)
  – Biodiesel: Anteil von 26% im Jahr 2022 (28% im Jahr 2021)
  – Chemikalien: Anteil von 6% im Jahr 2022 (5% im Jahr 2021)
  – Schweröl und weitere Produkte: Anteil von 1% im Jahr 2022 (3% im Jahr 2021)
• Die fünf Häfen mit den höchsten Anteilen an der gesamten Flüssiggüterbeförderung im Jahr 2022 stellen sich wie folgt dar:
  – bei der eingeladenen Fracht betrugen die Mengen 81% und,
  – bei den ausgeladenen Gütern lag der Anteil bei 66%.

 


Einladehafen	Gütermenge - Anteil in %	Ausladehafen	Gütermenge - Anteil in %
Antwerpen	35% (2021: 34%)	Rotterdam	28% (2021: 24%)
Rotterdam	27% (2021: 32%)	Antwerpen	17% (2021: 29%)
Amsterdam	8% (2021: 9%)	Amsterdam	12% (2021: 14%)
Flushing	6% (2021: 8%)	Gent	6% (2021: 6%)
Gent	5% (2021: 5%)	Dünkirchen	4% (2021: 4%)
Alle anderen Häfen	19% (2021: 24%)	Alle anderen Häfen	34% (2021: 23%)


 
• Die Standorte anderer Ein- und Ausladehäfen befinden sich hauptsächlich in Belgien und in den Niederlanden, aber auch in Frankreich, Deutschland und der Schweiz.

 
Ergebnisse der Berechnung der Frachtratenindizes
 

• Für die vier wichtigsten unterschiedlichen Produktsegmente wurde ein Frachtratenindex berechnet.²⁸ Aus diesen Indizes geht hervor, dass Niedrigwasser (in den Jahren 2018 und 2022) einen starken Einfluss auf die Frachtraten für alle Produktsegmente hat.

 

ABBILDUNGEN 6, 7, 8 UND 9: CITBO-FRACHTRATENINDEX FÜR FLÜSSIGGÜTERSEGMENTE (INDEX Q3 2017 = 100)








Quelle: ZKR-Analyse auf der Grundlage von Spotmarktdaten der CITBO
 
• Betrachtet man den gesamten Zeitraum zwischen dem dritten Quartal 2017 und dem ersten Quartal 2023, so waren die Frachtraten für Chemikalien sowie für Benzin und Komponenten recht stabil, außer in Zeiten von Niedrigwasser. Für Gasöl und Komponenten sowie für Biodiesel war der allgemeine Trend eher abwärts gerichtet, wiederum mit Ausnahme von Niedrigwasserzeiträumen.

 
Einflussfaktoren für die CITBO-Frachtraten
 

• Die längste Fahrtzeit wird für den Transport von Benzin beobachtet. Im Jahr 2022 betrug die durchschnittliche Dauer der Fahrten 24,5 Stunden für Benzin und Komponenten, verglichen mit 17,4 Stunden für Gasöl und Komponenten, 16,5 Stunden für Chemikalien und 16,4 Stunden für Biodiesel. Längere Fahrtzeiten führen zu höheren Kosten und tragen somit zu höheren Frachtraten bei.
• Der starke Einfluss der Fahrtzeit auf die Höhe der Frachtraten wird in den Abbildungen 10 und 11 bestätigt. Die Korrelation zwischen diesen beiden Indikatoren ist nicht perfekt – Ausreißer können jedoch durch Niedrigwasserzeiten erklärt werden. Die drei Ausreißer in der Abbildung zu Benzin und Komponenten (mit Frachtratenindexwerten über 250) repräsentieren beispielsweise drei Monate Ende 2018.

 

ABBILDUNGEN 10 UND 11: VERHÄLTNIS ZWISCHEN FAHRTZEIT UND DEM FRACHTRATENINDEXWERT (INDEX Q3 2017 = 100) *




Quelle: ZKR-Analyse auf der Grundlage von Spotmarktdaten der CITBO
* Die Punkte in den Diagrammen stellen die Kombination aus durchschnittlicher Fahrtzeit und durchschnittlichem Frachtratenindex für einen bestimmten Monat dar.
 
• Es gibt weitere Einflussfaktoren für die Frachtraten. Insgesamt ist festzustellen, dass für Chemikalien die absoluten Spotmarkt-Frachtraten bei weitem am höchsten sind (€/Tonne), gefolgt von Benzin und seinen Komponenten. Die hohen Frachtraten für Chemikalientransporte lassen sich nicht durch die Fahrtzeiten erklären, da diese bei Chemikalien eher niedrig sind. Die hohen Frachtraten können in erster Linie auf die relativ teuren Schiffe, oft mit Edelstahltanks, sowie auf die hohen Sicherheitsstandards und die hohen Reinigungskosten zurückgeführt werden. Die große Nachfrage der Verlader nach der Beförderung ihrer Chemikalien durch die Binnenschifffahrt trägt daher zu den höheren Frachtraten für chemische Erzeugnisse in der CITBO-Datenbank bei.