Ein Sensor am belgischen Küstenhafen Zeebrugge kann Abgassignale vorbeifahrender Schiffe verfolgen und sie mit einem Kurs sowie einer Kennung verbinden. Das ist für die Luft an stark befahrenen Küsten interessant: Kontrollen müssen bisher mit begrenzten Mitteln entscheiden, welches Schiff sie genauer prüfen. Der neue Ansatz soll diese Auswahl besser vorbereiten.
SEMPAS, entwickelt am belgischen Institut für Weltraumaeronomie BIRA-IASB, misst dabei nicht einfach „die Abgase eines Schiffs“. Das System erkennt optische Signale von Schwefeldioxid und Stickstoffdioxid, kurz SO2 und NO2. Kamera und AIS-Daten, das automatische Schiffsidentifikationssystem, helfen dabei, die Messung einem Schiff und seiner Bewegung zuzuordnen. Der am 20. August veröffentlichte Preprint beschreibt erste Ergebnisse aus Zeebrugge. Er zeigt eine funktionierende technische Kette. Ob sie Kontrollen unter wechselnden Bedingungen wirklich verlässlicher macht, ist die entscheidende offene Frage.
Der Feldtest ist mehr als eine Projektankündigung
Die UV-visible-Komponente von SEMPAS stand vom 13. März bis 12. Mai 2025 am Verkehrskontrollturm der Schelderadarketen in Zeebrugge und beobachtete die Route Richtung Antwerpen. Das Team nutzte die Kampagne auch, um die automatische Verfolgung bewegter Schiffe unter realen Bedingungen weiterzuentwickeln.
Im Preprint berichten die Autorinnen und Autoren von stabilerem Tracking und deutlich unterschiedlichen NO2- und SO2-Signalen bei beobachteten Schiffen. Wenn kein nahes Schiff im Blickfeld lag, arbeitete das Instrument im sogenannten MAX-DOAS-Modus und verglich atmosphärische Messungen mit Satellitenbeobachtungen. Dort fanden die Forschenden eine gute Übereinstimmung; Abweichungen prägten nach ihrer Darstellung vor allem lokale Emissionen im Hafenumfeld.
Damit ist ein wichtiger Schritt gezeigt: Das System hat Schiffe nicht nur auf dem Papier, sondern in einer Testkampagne verfolgt. Die Arbeit ist allerdings ein Preprint im offenen Begutachtungsverfahren. Sie belegt weder eine allgemeine Trefferquote noch einen Dauerbetrieb auf See.
Wie aus Licht ein Prüfhinweis wird
Die Abgasfahne verändert das gestreute Sonnenlicht auf bestimmten Wellenlängen. Die verwendete Methode heißt differentielle optische Absorptionsspektroskopie, kurz DOAS. SEMPAS vergleicht Spektren durch eine Fahne mit einer zeitnahen Hintergrundmessung außerhalb der Fahne. So wird sichtbar, ob sich die Signale von SO2 und NO2 entlang des Blickwegs erhöhen.
Diese Werte sind qualitative Hinweise auf Schwefeloxide und Stickoxide. Sie liefern keine vollständige Emissionsbilanz und lesen auch keinen Grenzwert direkt aus dem Himmel ab. Wind, Sicht, Sonnenstand, Form der Fahne und der Hintergrund am Hafen können das Ergebnis beeinflussen. Genau deshalb kombiniert SEMPAS die Messung mit einer Kamera, Bilderkennung und AIS: Der motorisierte Kopf verfolgt das Schiff, damit mehrere Messungen entlang seiner Bewegung möglich werden.
Das zugehörige offene BIRA-IASB-Dataset enthält dafür Schiffs-, atmosphärische und FRM4DOAS-Daten, einschließlich AIS-bezogener Angaben. Das macht die Kampagne nachvollziehbar. Es ersetzt aber keine unabhängige Prüfung, ob ein bestimmtes Schiff eine Vorschrift verletzt hat.
Eine Messung entscheidet noch nicht über einen Verstoß
In der Nordsee gelten unter MARPOL Annex VI besondere Regeln für Schwefel- und Stickoxidemissionen. In den Schwefel-Emissionskontrollgebieten liegt der Kraftstoffgrenzwert bei 0,10 Prozent Masseanteil Schwefel. Für Stickoxide hängt die konkrete Anwendung unter anderem vom Gebiet und vom Kiellegungsdatum eines Schiffs ab.
Ein auffälliges Signal kann deshalb zunächst nur eine weitere Kontrolle sinnvoller machen. Behörden können etwa einen Sniffer-Flug veranlassen, eine Brennstoffprobe prüfen oder eine Bordkontrolle durchführen. Die europäische Plattform THETIS-EU dient den Mitgliedstaaten dazu, Ergebnisse von Compliance-Prüfungen zu erfassen, auszutauschen und Kontrollen risikobasiert zu priorisieren. Sie macht aus einem externen Sensorsignal jedoch keinen automatischen Beweis.
Für Leserinnen und Leser an deutschen Küsten ist der Test in Belgien kein eigener Messwert. Die Verbindung liegt im gemeinsamen Nordseeraum und im europäischen Kontrollrahmen. Wenn sich Hinweise aus der Fernerkundung sauber bestätigen lassen, könnten knappe Kontrollkapazitäten gezielter eingesetzt werden. Das wäre für Hafenbehörden, Besatzungen und Reedereien ebenso praktisch wie für Menschen, die in belasteten Küstenregionen leben und arbeiten.
Warum die Umweltwirkung noch offen ist
Die Umweltrelevanz der Regeln ist klar: Die IMO verweist bei Schwefeloxiden auf Feinstaubbildung, Belastungen für Atemwege und Herz-Kreislauf-System sowie Schäden an Böden und Gewässern. Dass bessere Messung automatisch zu sauberer Luft führt, folgt daraus aber nicht. Zwischen Signal und Wirkung liegen Bestätigung, Zuständigkeit und eine wirksame Folgeentscheidung.
Eine unabhängige Studie mit mehr als 110.000 Fahnenmessungen, Inspektionen und Satellitendaten aus Nord- und Ostsee für die Jahre 2018 bis 2022 zeigt, warum diese Unterscheidung wichtig ist. Sie beschreibt deutliche Fortschritte bei der Schwefelkontrolle, während sich bei NOx keine erwartete Abnahme zeigte. Die Studie untersucht nicht SEMPAS. Sie macht aber deutlich, dass ein Regelwerk und seine Durchsetzung unterschiedliche Dinge sind.
Der nächste belastbare Maßstab für SEMPAS wäre deshalb keine weitere Produktankündigung, sondern eine längere Feldbilanz: Unter welchen Sicht- und Windbedingungen bleibt die Zuordnung stabil, wie oft bestätigt eine unabhängige Kontrolle einen Hinweis und wie werden die Ergebnisse von Behörden tatsächlich genutzt? Erst dann lässt sich beurteilen, ob aus dem zusätzlichen Blick auf Schiffsabgase auch weniger Belastung für Küstenluft und Meeresumwelt wird.
Quellen und weiterführende Informationen
- EGUsphere: SEMPAS – Preprint mit den ersten Schifffahrtsergebnissen
- EGUsphere: vollständiger Preprint (PDF)
- BIRA-IASB: offener SEMPAS-Datensatz aus Zeebrugge
- IMO: Emissionskontrollgebiete unter MARPOL
- EMSA: THETIS-EU
- Communications Earth & Environment: unabhängige Auswertung zu Schwefel- und NOx-Durchsetzung
Hinweis: Für diesen Artikel wurden KI-gestützte Recherche- und Editierwerkzeuge verwendet. Der Inhalt wurde redaktionell geprüft. Stand: 2026-09-02.
