Pakete aufs Wasser statt auf die Straße: Im Projekt A-SWARM II entwickelt die TU Berlin gemeinsam mit Partnern ein System aus elektrischen, koppelbaren Wasserfahrzeugen, das Berlins Wasserwege stärker für den Gütertransport nutzbar machen soll. Angesiedelt ist das Projekt am Fachgebiet Entwurf und Betrieb Maritimer Systeme von Prof. Dr.-Ing. Gerd Holbach. Dort wird untersucht, wie autonome Wasserfahrzeuge so gestaltet und betrieben werden können, dass sie nicht nur technisch funktionieren, sondern auch in reale Logistikketten passen.
Berlins Straßen sind voll, der Lieferverkehr nimmt zu, und freie Flächen für neue Logistikinfrastruktur sind knapp. Gleichzeitig durchziehen Wasserstraßen die Stadt – ein Verkehrsraum, der früher selbstverständlich für den Transport von Baustoffen, Lebensmitteln, Kohle, Schrott oder Müll genutzt wurde, heute aber im innerstädtischen Güterverkehr nur noch eine Nebenrolle spielt. Genau hier setzt das Forschungsprojekt A-SWARM II an: Kleine, elektrisch betriebene Wasserfahrzeuge sollen künftig autonom über Flüsse und Kanäle fahren, sich zu größeren Verbänden zusammenschließen und sich je nach Ziel wieder voneinander lösen können. „Berlin ist über Jahrzehnte auf dem Wasser versorgt worden. Mit A-SWARM II erforschen wir, wie diese vorhandene Infrastruktur für eine moderne, emissionsarme Stadtlogistik wieder aktiviert werden kann“, sagt Prof. Dr.-Ing. Gerd Holbach. „Die Idee ist nicht, den gesamten Lieferverkehr aufs Wasser zu verlegen. Aber gerade für die vorletzte Meile können Wasserstraßen eine echte Entlastung sein.“
Vom Depot auf den Kahn und von dort zum Lastenrad
Im Mittelpunkt steht zunächst der Pakettransport. Die Grundidee: Pakete werden nicht einzeln auf die Schiffe geladen, sondern in Wechselcontainern, wie sie auch bei Lastenrädern eingesetzt werden können. Ein Verteilerzentrum außerhalb oder am Rand der Stadt belädt mehrere dieser Fahrradcontainer auf die Wasserfahrzeuge. Diese fahren autonom zu wassergelegenen Umschlagpunkten, wo die Container wieder an Land gebracht werden. Von dort übernehmen Fahrradkuriere oder andere elektrische Kleinfahrzeuge die Zustellung in die umliegenden Quartiere. Damit könnte ein Teil der langen Wege zwischen Paketdepot, Mikrohub und Zustellgebiet entfallen. Nach Berechnungen aus dem Projekt könnten – je nach angenommenem Einzugsbereich entlang der Wasserstraßen – große Teile der Berliner Bevölkerung über wassernahe Liefergebiete erreicht werden. Bei 5 km Radius um die Entladestelle könnten 1 bis 1,8 Millionen Einwohner erreicht werden.
Ein Schwarm, der sich koppeln und trennen kann
Das Besondere an A-SWARM II ist das modulare Prinzip. Die im Projekt entwickelten Wasserfahrzeuge können einzeln unterwegs sein oder sich zu einem größeren Verband zusammenschließen. Auf längeren Strecken spart das Energie: Eine stärkere Einheit kann den Verband schieben, während die kleineren Fahrzeuge mitgeführt werden. Kurz vor dem Zielgebiet kann sich der Verband wieder aufteilen. Ein Teil fährt etwa nach Spandau, ein anderer Richtung Innenstadt, ein weiterer nach Köpenick – und später finden die Einheiten wieder zusammen. Was einfach klingt, ist technisch anspruchsvoll. Die Fahrzeuge müssen sich präzise zueinander positionieren, autonom navigieren, Hindernisse erkennen, miteinander kommunizieren und ihre Verbindung selbstständig herstellen und lösen können. Im Projekt wird dafür unter anderem ein magnetisches Kopplungssystem erprobt. Die Einheiten müssen dabei zentimetergenau zusammenfinden. „In der klassischen Binnenschifffahrt geht jemand mit dem Tau an den Poller. Bei A-SWARM II muss dieser Vorgang automatisch funktionieren“, erklärt Holbach. „Das betrifft nicht nur das Fahren, sondern auch das Koppeln, das Entkoppeln, das Energiemanagement und den sicheren Umgang mit der Ladung.“
Autonom fahren heißt auch autonom umschlagen
Ein zweiter Schwerpunkt liegt auf dem automatisierten Umschlag. Denn ein autonomes Schiff ist nur dann sinnvoll, wenn auch das Be- und Entladen ohne aufwendige manuelle Eingriffe möglich ist. Am Fachgebiet Entwurf und Betrieb Maritimer Systeme arbeitet das Projektteam daher an Konzepten für eine containerisierte Umschlagstation. Die Technik soll in einen 20-Fuß-Container integriert werden: Sensorik, Greifsystem, gegebenenfalls Ladeinfrastruktur und eine geschützte Arbeitsumgebung.
Das hat mehrere Vorteile. Die Station kann eingehaust werden, was die Arbeitssicherheit erhöht. Sie benötigt möglichst wenig feste Infrastruktur am Ufer. Und sie lässt sich im Idealfall versetzen, wenn ein Standort nicht funktioniert oder Genehmigungen, Flächenkonkurrenzen oder Anwohnerinteressen eine andere Lösung erforderlich machen. Gerade in Berlin ist das entscheidend: Viele frühere Gewerbe- und Umschlagflächen am Wasser sind heute Wohn-, Grün- oder Freizeitflächen.
Forschung zwischen Schiffstechnik, Energie und Logistik
Die TU Berlin bringt in A-SWARM II insbesondere ihre Expertise in maritimer Systemtechnik, Ladungsintegration, Energieversorgung und Logistik ein. Untersucht wird, welche Anforderungen unterschiedliche Güter an autonome Wasserfahrzeuge stellen: Pakete, Getränke, Lebensmittel, Müll oder andere Entsorgungsgüter brauchen jeweils andere Sicherungs-, Kühl-, Hygiene- oder Beladekonzepte. Zugleich erforscht das Team, wie viel Energie die Fahrzeuge im realen Betrieb benötigen, ob dezentrale Ladepunkte in der Stadt sinnvoll sind oder ob die Akkus für einen ganzen Betriebstag ausreichen.
Hinzu kommt eine digitale Überwachungs- und Logistikplattform. Sie soll erfassen, wo sich welches Fahrzeug befindet, wie viel Energie es verbraucht, ob Wartungsbedarf besteht und welche Einheit für welchen Auftrag am sinnvollsten eingesetzt werden kann. Ziel ist ein System, das nicht nur autonom fährt, sondern Aufträge dynamisch, energieeffizient und logistisch sinnvoll verteilt.
Die Fahrzeuge werden derzeit im Berliner Westhafen erprobt. Sie sind fahrbereit und lernen Schritt für Schritt, sich autonom zu orientieren, Hindernissen auszuweichen und sich zu koppeln. Bis zum Projektende 2027 soll demonstriert werden, wie autonome Fahrt, automatisierter Umschlag und Paketlogistik zusammenwirken können.
Reallabor für die Stadt von morgen
A-SWARM II baut auf dem Vorgängerprojekt A-SWARM auf und nutzt Synergien aus DigitalSOW, einem Projekt zur Digitalisierung und Automatisierung der Spree-Oder-Wasserstraße. A-SWARM II geht einen Schritt weiter: Es soll zeigen, wie ein künftig autonomes, flexibles und elektrisch betriebenes System aussehen könnte, das sich in bestehende Stadtlogistik integrieren lässt. Partner wie DHL nutzen bereits rein elektrische solargestützte Schiffe in Berlin und sammeln praktische Erfahrungen mit Pakettransporten auf dem Wasser, die dann in das Projekt einfließen.
Damit das neue System eine Zukunft hat sind noch technische und rechtliche Fragen zu lösen. Während autonome Fahrzeuge auf der Straße inzwischen einen ersten regulatorischen Rahmen haben, steht die autonome Binnenschifffahrt in urbanen Räumen vielerorts noch am Anfang. Gerade deshalb ist A-SWARM II auch ein Signal an Politik, Verwaltung und Wirtschaft: Die Wasserstraße kann mehr sein als Kulisse, Ausflugsroute oder Freizeitfläche. Sie kann wieder Teil der städtischen Versorgung werden, so die Forschenden im Projekt.
„Wer in der Stadt wohnt, konsumiert auch – und was konsumiert wird, muss transportiert werden“, sagt Holbach. „Wenn wir die Straßen entlasten, Emissionen reduzieren und Logistikflächen effizienter nutzen wollen, müssen wir alle vorhandenen Verkehrswege neu denken. Das Wasser gehört dazu.“
