Alternativen zur BOXBAY-Containerlagerung: Eine umfassende Analyse von Container-Hochregallagern und weiteren Möglichkeiten

Warum stehen traditionelle Methoden der Containerlagerung heute unter einem beispiellosen Druck?

Die globalen Lieferketten und mit ihnen die Seehäfen, ihre zentralen Knotenpunkte, befinden sich in einem tiefgreifenden Wandel. Die traditionellen Methoden der Containerlagerung, die jahrzehntelang den Standard bildeten, stoßen zunehmend an ihre physischen und operativen Grenzen. Dieser Druck entsteht nicht aus einer einzelnen Ursache, sondern aus dem Zusammentreffen mehrerer, sich gegenseitig verstärkender Faktoren, die eine grundlegende Neubewertung der Lagertechnologie erzwingen.

Der offensichtlichste Treiber ist das stetige Wachstum des Welthandels und des damit verbundenen Containerverkehrs. Doch die quantitative Zunahme allein erklärt nicht die Dringlichkeit der Situation. Ein weitaus kritischerer Faktor ist die dramatische Zunahme der Schiffsgrößen. Die Einführung von Ultra Large Container Ships (ULCS) hat die Dynamik des Containerumschlags fundamental verändert. Während um die Jahrtausendwende ein Schiff etwa 8.000 TEU (Twenty-foot Equivalent Unit) transportierte, sind es heute Schiffe mit einer Kapazität von bis zu 24.000 TEU. Diese Giganten der Meere liefern pro Hafenanlauf eine immense Anzahl von Containern auf einmal ab. Ein modernes ULCS kann über 500 Container pro Schiffsbucht transportieren, im Vergleich zu 220 in der Vergangenheit. Dies führt zu extremen Nachfragespitzen, die die landseitige Infrastruktur eines Hafens in kürzester Zeit an ihre Belastungsgrenze bringen.

Diese Nachfragespitzen treffen auf eine Infrastruktur, die oft nicht im gleichen Maße mitgewachsen ist. Viele große Häfen sind historisch gewachsen und befinden sich in dicht besiedelten städtischen Gebieten, was eine physische Erweiterung der Flächen extrem schwierig und kostspielig macht. Landgewinnung, oft die einzige Option zur Expansion, ist nicht nur teuer – mit Kosten von 2.000 bis 3.000 Euro pro Quadratmeter und mehr –, sondern auch ökologisch bedenklich und stößt auf zunehmenden regulatorischen Widerstand.

Diese Flächenknappheit zwingt die Terminalbetreiber, in die Höhe zu gehen und Container immer dichter zu stapeln. In konventionellen Containerlagern (Yards), die von Kränen wie gummibereiften (RTG) oder schienengebundenen (RMG) Portalkranen bedient werden, werden Container direkt aufeinander gestapelt, oft fünf bis sechs Lagen hoch. Hier offenbart sich der fundamentale Zielkonflikt der traditionellen Lagerlogik: Um die Flächeneffizienz zu erhöhen (höher stapeln), wird die operative Effizienz geopfert. Sobald die Auslastung eines solchen Lagerblocks einen kritischen Punkt von etwa 70-80 % überschreitet, bricht die Leistung dramatisch ein. Der Grund dafür sind die sogenannten “unproduktiven Umschlagbewegungen” oder “Reshuffling”. Um an einen Container zu gelangen, der sich am Boden eines Stapels befindet, müssen alle darüber liegenden Container zunächst umgesetzt werden. Diese unproduktiven Bewegungen können einen erstaunlichen Anteil von 30 % bis 60 % aller Kranbewegungen ausmachen.

Die Ankunft der ULCS hat diesen inhärenten Konflikt von einem betrieblichen Ärgernis zu einer existenziellen Bedrohung für die Wettbewerbsfähigkeit großer Häfen gemacht. Die Skaleneffekte, die auf See durch größere Schiffe erzielt werden sollen, werden an Land durch massive Ineffizienzen zunichtegemacht. Dies führt zu längeren Schiffsliegezeiten, überlasteten Terminals und steigenden Kosten in der gesamten Lieferkette. Hinzu kommen strengere Umweltauflagen, Lärmschutzbestimmungen und ein zunehmender Mangel an qualifizierten Arbeitskräften, wie z.B. Kranfahrern.

In diesem Spannungsfeld aus wachsendem Volumen, steigender Komplexität, Flächenknappheit und Effizienzdruck entstehen neue technologische Ansätze. Sie zielen nicht nur darauf ab, die Lagerung zu verbessern, sondern den fundamentalen Zielkonflikt zwischen Flächennutzung und operativem Zugriff aufzulösen. Systeme wie BOXBAY sind eine direkte Antwort auf diese Herausforderungen und definieren die Paradigmen der Containerlagerung neu.

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1. Was genau ist das BOXBAY-Hochregallagersystem und wie funktioniert es technologisch?

Das BOXBAY-System stellt einen Paradigmenwechsel in der Containerlagerung dar, indem es die bewährten Prinzipien der industriellen Hochregallagerung auf die spezifischen Anforderungen von Seehäfen überträgt. Es ist das Ergebnis eines Joint Ventures zwischen DP World, einem der weltweit größten Hafenbetreiber, und der deutschen SMS group, einem Spezialisten für Industrieanlagenbau.

Die technologische Herkunft des Systems ist ein entscheidender Faktor für sein Design und seine Marktakzeptanz. Die Kerntechnologie wurde nicht für die Hafenlogistik neu erfunden, sondern von der SMS-Tochtergesellschaft AMOVA adaptiert. AMOVA ist seit Jahrzehnten ein führender Anbieter von vollautomatischen Hochregallagern für die Lagerung extrem schwerer Lasten in der Metallindustrie, wie zum Beispiel bis zu 50 Tonnen schwere Stahl- oder Aluminiumcoils in Regalen von bis zu 50 Metern Höhe. Diese jahrzehntelange Erfahrung im 24/7-Betrieb unter rauen Industriebedingungen mit noch höheren Lasten als bei Containern verleiht der BOXBAY-Technologie eine inhärente Robustheit und Zuverlässigkeit. Die Übertragung dieser erprobten Technologie senkt das wahrgenommene Risiko für Hafenbetreiber erheblich, die traditionell sehr konservativ bei der Einführung neuer, unerprobter Systeme sind. Es handelt sich weniger um einen technologischen Sprung ins Ungewisse als vielmehr um eine intelligente Anwendung einer bewährten Lösung auf ein neues Problemfeld.

Das Grundprinzip von BOXBAY ist einfach, aber revolutionär: Anstatt Container direkt aufeinander zu stapeln, wird jeder einzelne Container in einem individuellen Fach eines massiven Stahlregals platziert. Diese Regalsysteme können eine Höhe von bis zu elf Containerebenen erreichen. Das Herzstück des Systems sind vollautomatische, schienengeführte Stapelkrane (Stacker Cranes), die sich mit hoher Geschwindigkeit durch die Gänge zwischen den Regalen bewegen. Mittels eines Spreader-Greifarms können diese Krane jeden beliebigen Container direkt und ohne die Bewegung eines anderen Containers ansteuern und entnehmen oder einlagern. Dieser direkte Zugriff ist der Schlüssel zur Auflösung des oben beschriebenen Zielkonflikts zwischen Lagerdichte und Effizienz.

2. Welche spezifischen Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit, Intelligenz und Nachhaltigkeit (Schnell, Intelligent, Grün) beansprucht BOXBAY für sich?

BOXBAY fasst seine Leistungsversprechen unter den Schlagworten “Fast, Smart, Green” zusammen, die die Kernvorteile des Systems beschreiben.

Schnell

Der Geschwindigkeitsvorteil ergibt sich primär aus der vollständigen Eliminierung unproduktiver Umschlagbewegungen. Da jeder Container direkt zugänglich ist, entfallen die 30-60 % der Kranbewegungen, die in konventionellen Systemen für das “Reshuffling” aufgewendet werden. Dies führt zu einer konstanten und vor allem vorhersagbaren Leistung, die unabhängig vom Füllgrad des Lagers ist – ein entscheidender Unterschied zu konventionellen Yards, deren Leistung bei hoher Auslastung einbricht. Diese Planbarkeit und Zuverlässigkeit ermöglichen es, nachgelagerte Prozesse zu optimieren. So werden LKW-Abfertigungszeiten (Truck Turnaround Time) von deutlich unter 30 Minuten angestrebt. Darüber hinaus wird eine Steigerung der Produktivität der Kaikräne (Ship-to-Shore Cranes) um bis zu 20 % erwartet, da sogenannte “Dual-Cycle”-Bewegungen (gleichzeitiges Entladen und Beladen des Schiffes) zuverlässig geplant und ohne Wartezeiten auf den richtigen Container aus dem Yard durchgeführt werden können.

Intelligent

BOXBAY ist als ein vollautomatisiertes Gesamtsystem konzipiert, das von Level 0 (Feldgeräte) bis Level 3 (Prozesssteuerung) reicht und aus einer Hand geliefert wird. Dies reduziert Schnittstellenprobleme und erhöht die Systemzuverlässigkeit. Das System umfasst ein eigenes Lagerverwaltungssystem (Warehouse Management System, HBS TOS), das nahtlos mit jedem übergeordneten Terminal Operating System (TOS) des Hafens kommunizieren kann. Ein weiteres intelligentes Merkmal ist die modulare und skalierbare Architektur. Ein Terminal kann mit einer kleineren Anzahl von Gängen beginnen und das System schrittweise erweitern, während der restliche Hafen in Betrieb bleibt. Jedes neue Modul erhöht die Kapazität und den Durchsatz, ohne den laufenden Betrieb zu stören.

Nachhaltig

Die ökologischen Vorteile sind vielfältig. Der wichtigste Aspekt ist die immense Flächeneffizienz. BOXBAY verdreifacht die Lagerkapazität auf der gleichen Grundfläche oder benötigt nur ein Drittel der Fläche für die gleiche Anzahl von Containern im Vergleich zu einem konventionellen RTG-Yard. Dies reduziert den Bedarf an teurer und umweltschädlicher Landgewinnung. Das System ist vollelektrisch und verfügt über Energierückgewinnungssysteme (Rekuperation), die beim Abbremsen oder Absenken von Containern Energie erzeugen und ins System zurückspeisen. In Kombination mit einer Photovoltaikanlage auf der großen Dachfläche kann BOXBAY CO2-neutral oder sogar CO2-positiv betrieben werden, indem es mehr Energie erzeugt als es verbraucht. Da der vollautomatische Betrieb kein Licht benötigt und die Struktur gekapselt werden kann, werden Lärm- und Lichtemissionen drastisch reduziert, was die Akzeptanz in der Nähe von Wohngebieten erheblich verbessert.

3. Welche Konfigurationen bietet BOXBAY und für welche Anwendungsfälle sind sie konzipiert?

Um eine flexible Integration in unterschiedliche Terminal-Layouts und bestehende Transportlogistiken zu ermöglichen, wurde BOXBAY als modulares System mit zwei Grundkonfigurationen entwickelt: SIDE-GRID® und TOP-GRID®, die durch eine Hybrid-Variante ergänzt werden. Beide nutzen dieselben technologischen Bausteine, unterscheiden sich aber hauptsächlich in der Gestaltung der wasserseitigen Schnittstelle.

SIDE-GRID®

Diese Konfiguration wurde im Pilotprojekt in Dubai realisiert. Sie ist für den wasserseitigen Betrieb mit herkömmlichen oder automatisierten Portalhubwagen (Straddle Carriers) oder Shuttle-Carriern ausgelegt. Diese Fahrzeuge transportieren die Container zur Stirnseite der Lagergänge und übergeben sie dort auf speziellen Transfertischen, die als Puffer dienen und die Bewegungen der externen Fahrzeuge von den internen Stapelkranen entkoppeln.

TOP-GRID®

Diese Variante ist für eine noch tiefere Integration der Automatisierung konzipiert. Sie ist für den Betrieb mit fahrerlosen Transportsystemen (Automated Guided Vehicles, AGVs) oder automatisierten LKW optimiert. Diese Fahrzeuge fahren direkt unter die Gänge des Hochregallagers. Die Stapelkrane können die Container dann direkt von oben aufnehmen oder absetzen. Dies ermöglicht einen besonders schnellen und nahtlosen Transfer zwischen Lager und horizontalem Transport.

Hybrid-Grid

Diese Variante kombiniert Elemente aus beiden Systemen, um maßgeschneiderte Lösungen für spezifische Terminalanforderungen zu schaffen.

Die landseitige Schnittstelle für die Abfertigung externer LKW ist bei beiden Hauptvarianten ähnlich. Die LKW fahren durch eine Einbahnstraßen-Schleife, die von separaten, automatisierten Transferkranen überspannt wird. Diese nehmen die Container von den LKW auf und übergeben sie an ein internes Fördersystem, das sie zu den Stapelkranen transportiert, oder umgekehrt. Dieses Konzept sorgt für eine sichere Trennung des externen LKW-Verkehrs vom internen automatisierten Betrieb.

4. Welche praktischen Erfahrungen und Leistungsdaten gibt es aus dem Pilotprojekt in Jebel Ali und dem ersten kommerziellen Auftrag in Pusan?

Die Validierung eines so disruptiven Konzepts durch reale Betriebsdaten ist von entscheidender Bedeutung. BOXBAY hat hierzu zwei wichtige Referenzen vorzuweisen.

Pilotprojekt in Jebel Ali, Dubai

Das “Proof-of-Concept”-System wurde im Terminal 4 des Hafens von Jebel Ali installiert und im Januar 2021 in Betrieb genommen. Die Anlage, die 792 Containerstellplätze (ca. 1.300 TEU) umfasst, diente dazu, die Technologie unter realen Hafenbedingungen zu testen und zu optimieren. Bis Ende 2024 wurden über 330.000 Containerbewegungen durchgeführt. Die Ergebnisse der Testphase übertrafen die ursprünglichen Erwartungen. Die gemessenen Leistungsdaten waren höher als simuliert: Die Umschlagleistung erreichte 19,3 Bewegungen pro Stunde an der wasserseitigen Schnittstelle und 31,8 Bewegungen pro Stunde an den landseitigen LKW-Kranen. Gleichzeitig erwies sich das System als energieeffizienter als prognostiziert, mit Energiekosten, die um 29 % unter den Erwartungen lagen, bei gleichzeitig signifikant reduzierten Wartungskosten. Im September 2022 wurde das System offiziell für “marktreif” erklärt.

Kommerzieller Auftrag in Pusan, Südkorea

Der erste kommerzielle Auftrag wurde im März 2023 mit der Pusan Newport Corporation (PNC) in Südkorea unterzeichnet. Dieses Projekt ist von besonderer strategischer Bedeutung, da es sich um ein Brownfield-Projekt handelt – die Nachrüstung des Systems in einem bestehenden, bereits hochmodernen und betriebsamen Terminal. Das BOXBAY-System wird nahtlos in die bestehenden Abläufe mit automatisierten, schienengebundenen Portalkranen (ARMGs) und LKW integriert. Das erklärte Ziel ist es, jährlich 350.000 unproduktive Umschlagbewegungen zu eliminieren und die LKW-Abfertigungszeit um 20 % zu verbessern. Der Erfolg dieses Projekts wird ein entscheidender Indikator für die Fähigkeit der HBS-Technologie sein, nicht nur in Neubauprojekten, sondern auch in der Modernisierung bestehender Hafeninfrastrukturen weltweit eine Schlüsselrolle zu spielen.

5. Wie funktionieren konventionelle Containerlager, die auf gummibereiften (RTG) und schienengebundenen (RMG) Portalkranen basieren?

Um die Innovationshöhe von Hochregallagersystemen (HBS) wie BOXBAY einordnen zu können, ist ein Verständnis des etablierten Status quo unerlässlich. Die Arbeitspferde der modernen Containerterminal-Logistik sind seit Jahrzehnten gummibereifte (Rubber Tyred Gantry, RTG) und schienengebundene (Rail Mounted Gantry, RMG) Portalkrane.

Rubber Tyred Gantry Cranes (RTGs)

RTGs sind große Portalkrane, die auf Gummireifen fahren. Ihre größte Stärke ist ihre Flexibilität und Mobilität. Sie können sich frei innerhalb des Containerlagers (Yard) bewegen und bei Bedarf sogar von einem Lagerblock zum nächsten wechseln, indem sie ihre Räder um 90 Grad drehen. Dies macht sie besonders vielseitig und anpassungsfähig an wechselnde betriebliche Anforderungen. Die Infrastrukturkosten für RTG-Yards sind vergleichsweise gering, da keine aufwendigen Schienenfundamente erforderlich sind; eine befestigte, ebene Fläche genügt. Traditionell werden RTGs von Dieselmotoren angetrieben, was ihnen Autonomie von einer externen Stromversorgung verleiht, aber auch zu erheblichen lokalen CO2-Emissionen, Lärm und höheren Wartungskosten führt. Moderne Varianten gibt es auch als Hybrid- oder vollelektrische E-RTGs.

Rail Mounted Gantry Cranes (RMGs)

RMGs bewegen sich auf fest installierten Schienen, die entlang der Lagerblöcke verlaufen. Diese Schienenbindung schränkt ihre Flexibilität im Vergleich zu RTGs ein, verleiht ihnen aber eine höhere Stabilität, Präzision und Geschwindigkeit. Da ihre Bewegungen auf vordefinierten Bahnen stattfinden, sind RMGs wesentlich einfacher zu automatisieren als RTGs. Sie werden in der Regel elektrisch betrieben, was sie umweltfreundlicher und im Betrieb kostengünstiger macht (keine Treibstoffkosten, geringerer Wartungsaufwand). Allerdings erfordert ihre Installation hohe Anfangsinvestitionen (CAPEX) in die Schieneninfrastruktur und eine sorgfältige, langfristige Planung des Terminal-Layouts.

6. Was sind die inhärenten betrieblichen Einschränkungen dieser Systeme?

Trotz ihrer weiten Verbreitung und kontinuierlichen Weiterentwicklung leiden sowohl RTG- als auch RMG-basierte Systeme unter einer fundamentalen, systemimmanenten Einschränkung: dem Prinzip des Blockstapelns. Die Container werden direkt übereinander in Blöcken gestapelt, was zu einer Kaskade von betrieblichen Ineffizienzen führt.

Unproduktive Umschlagbewegungen (“Reshuffling”)

Dies ist die größte Schwäche. Um an einen bestimmten Container zu gelangen, der nicht an der obersten Position eines Stapels liegt, müssen alle darüber liegenden Container zunächst angehoben und an einer anderen Stelle zwischengelagert werden. Erst dann kann der Zielcontainer entnommen werden, und anschließend müssen die zwischengelagerten Container oft wieder zurückbewegt werden. Diese unproduktiven, zeitraubenden und energieintensiven Bewegungen können zwischen 30 % und 60 % aller Kranbewegungen in einem Yard ausmachen.

Geringe Flächennutzungseffizienz

Die Notwendigkeit des Reshufflings bedeutet, dass ein Lagerblock nie zu 100 % gefüllt werden kann, da immer freier Platz für die Zwischenlagerung von Containern benötigt wird. In der Praxis ist die effektive Auslastung auf etwa 70-80 % begrenzt. Wird diese Schwelle überschritten, steigt die Anzahl der erforderlichen Umschlagbewegungen exponentiell an, und die Leistung des Terminals bricht ein. Die Produktivität wird unvorhersehbar und schwer zu planen.

Umwelt- und Sicherheitsaspekte

Insbesondere dieselbetriebene RTGs sind eine Quelle signifikanter lokaler CO2-, Feinstaub- und Lärmemissionen. Der manuelle Betrieb in einem belebten Yard birgt zudem höhere Sicherheitsrisiken für das Personal am Boden.

7. Wie schneiden automatisierte Stapelkrane (ASCs) im direkten Vergleich zu manuell betriebenen RTGs und RMGs ab?

Automatisierte Stapelkrane (Automated Stacking Cranes, ASCs) – oft auch als automatisierte RMGs (ARMGs) bezeichnet – sind der nächste logische Schritt in der Evolution der konventionellen Lagertechnologie. Sie nehmen das Konzept des RMG und ersetzen den menschlichen Kranführer durch ein automatisiertes Steuerungs- und Positionierungssystem.

Vorteile von ASCs

ASCs bieten gegenüber manuellen Systemen deutliche Vorteile. Sie arbeiten rund um die Uhr mit konstanter, vorhersehbarer Leistung und erhöhen die Sicherheit, da sich weniger Personal im gefährlichen Arbeitsbereich der Krane aufhält. Durch präzise, computergesteuerte Bewegungen können die Container dichter und höher gestapelt werden, was die Lagerdichte und damit die Kapazität auf einer gegebenen Fläche erheblich steigert. Ein Beispiel aus Hamburg zeigt, dass durch den Einsatz von ASCs die Lagerkapazität auf derselben Fläche verdoppelt werden konnte. Zudem sind sie energieeffizienter als manuelle oder dieselbetriebene Krane.

Die fundamentale Abgrenzung zu HBS

Obwohl ASCs eine signifikante Verbesserung darstellen, lösen sie das Kernproblem des Blockstapelns nicht. Sie sind eine Form der Prozessoptimierung, nicht der Prozessersetzung. Ein ASC-System nimmt den bestehenden, inhärent ineffizienten Prozess des Blockstapelns und führt ihn durch Automatisierung schneller, präziser, sicherer und dichter aus. Der grundlegende Ablauf – das Stapeln von Containern übereinander und das notwendige Umsortieren – bleibt jedoch bestehen.

Ein Hochregallagersystem (HBS) wie BOXBAY verfolgt einen radikal anderen Ansatz. Es ersetzt den Prozess des Blockstapelns vollständig durch das Prinzip des direkten Einzelzugriffs. Jeder Container hat seinen eigenen, festen Lagerplatz in einem Regal und kann jederzeit ohne die Bewegung eines anderen Containers erreicht werden.

Für einen Terminalbetreiber stellt dies eine strategische Grundsatzentscheidung dar. Die Investition in ASCs bedeutet, das bekannte und bewährte Modell des Blocklagers zu perfektionieren. Dies erscheint oft als der weniger riskante, evolutionäre Pfad, behält aber die systemischen Einschränkungen des Reshufflings bei. Die Investition in ein HBS ist ein revolutionärer Schritt. Sie birgt potenziell höhere Anfangsrisiken und erfordert ein komplettes Umdenken in der Betriebsführung, hat aber das Potenzial, die alten Beschränkungen vollständig zu überwinden und ein neues Effizienzniveau zu erreichen.

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8. Gibt es neben BOXBAY weitere Unternehmen, die Hochregallagersysteme (HBS) für ISO-Container entwickeln oder anbieten?

Während BOXBAY durch sein prominentes Joint Venture und das Pilotprojekt in Dubai eine hohe mediale Präsenz erlangt hat, ist es keineswegs der einzige Akteur auf dem aufkeimenden Markt für Hochregallagersysteme für Container. Die Idee, die Prinzipien von Automated Storage and Retrieval Systems (ASRS) aus der Industrie- und Lagerlogistik auf Container zu übertragen, ist nicht neu – erste Patente dazu wurden bereits 1968 angemeldet. Heute arbeiten mehrere etablierte Logistik- und Kranhersteller an eigenen Konzepten, die sich in ihrer technologischen Philosophie teilweise deutlich von BOXBAY unterscheiden.Dies deutet darauf hin, dass sich der Markt in einer Phase der technologischen Differenzierung befindet. Es gibt nicht “den einen” HBS-Ansatz. Die Hauptunterschiede liegen in der Art des Greifens (von oben oder von unten), der Architektur des Kransystems (reiner Stapelkran, Hybridlösungen) und der Gestaltung der Schnittstellen zum restlichen Terminal. Diese Vielfalt entsteht, weil die Anbieter ihre jeweilige Kernkompetenz aus anderen Bereichen der Intralogistik – sei es die Stahl-, Papier- oder allgemeine Lagerlogistik – auf das Problem der Containerlagerung anwenden. Für Hafenbetreiber bedeutet dies, dass sie in Zukunft wahrscheinlich aus einer Reihe von spezialisierten HBS-Lösungen wählen können, die auf ihre spezifischen Anforderungen zugeschnitten sind.

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Konecranes & Pesmel

Der finnische Kranhersteller Konecranes hat in Partnerschaft mit Pesmel, einem Spezialisten für ASRS in der Papier- und Metallindustrie, im April 2022 ein Konzept namens “Automated High-Bay Container Storage” (AHBCS) vorgestellt. Dieses System ist für eine Stapelhöhe von bis zu 14 Containern ausgelegt und kombiniert einen automatisierten Stapelkran für die Ein- und Auslagerung im Gang mit separaten Brückenkranen, die die Übergabe an den Ladezonen für LKW oder Bahn übernehmen. Die Container werden längs gelagert, was eine direkte Anbindung an die Tore von Distributionszentren ermöglichen könnte.

LTW Intralogistics

Dieses österreichische Unternehmen hat bereits ein funktionierendes HBS für die Schweizer Armee realisiert. Die technologische Besonderheit des LTW-Systems ist, dass die Container von unten angehoben und auf den Regalträgern abgesetzt werden, anstatt sie wie bei BOXBAY oder Konecranes von oben zu greifen (Top-Lift). Dies geschieht mittels eines Stapelkrans, der spezielle Onboard-Shuttles, sogenannte “Gangway Vehicles”, mit sich führt. Diese Methode ermöglicht auch eine doppelttiefe Lagerung, was die Lagerdichte weiter erhöht.

AMOVA

Die SMS-Tochtergesellschaft, deren Technologie die Grundlage für BOXBAY bildet, tritt auch als eigenständiger Anbieter von HBS-Lösungen für die Hafenlogistik auf. Ihr Portfolio umfasst das komplette System aus Regalstruktur, Stapelkranen und Lagerverwaltungssoftware, basierend auf ihrer jahrzehntelangen Erfahrung in der Schwerlastlogistik.

Weitere und historische Konzepte

Neben den genannten Hauptakteuren gibt es weitere Konzepte und frühere Projekte. Dazu gehört der “Container Hangar”, ein frühes japanisches HBS-Projekt von NYK und JFE Engineering, das bereits 2011 in Betrieb ging. Weitere patentierte Systeme sind “Multistaka” von Peter Cannon und ein Konzept des deutschen Unternehmens Vollert, das ebenfalls auf einem zentralen Stapelkran basiert.

Die folgende Tabelle gibt einen strukturierten Überblick über die wichtigsten Anbieter und ihre technologischen Ansätze:

Marktübersicht – Anbieter von Hochregallagersystemen für Container

Die Marktübersicht zeigt verschiedene Anbieter von Hochregallagersystemen für Container, die unterschiedliche innovative Technologien entwickelt haben. BOXBAY, ein Joint Venture von DP World und SMS group, präsentiert das High Bay Storage (HBS) Konzept mit einem Top-Lift Stapelkran, der bis zu 11 Ebenen erreichen kann. Das System basiert auf einem Technologietransfer aus der Schwerlast-Stahlcoillogistik und zeichnet sich durch eine hohe Systemintegration aus.

Eine weitere Lösung stammt von der Partnerschaft zwischen Konecranes und Pesmel. Ihr Automated High-Bay Container Storage (AHBCS) nutzt ebenfalls einen Top-Lift Stapelkran, ergänzt durch separate Brückenkrane für die Übergabe. Dieses Konzept ermöglicht eine Lagerung von bis zu 14 Ebenen und ist besonders für die Anbindung an Distributionszentren geeignet.

LTW Intralogistics verfolgt einen anderen Ansatz mit einem High Bay Storage System, das Bottom-Lift Technologie mit Onboard-Shuttles einsetzt. Das Unternehmen hat bereits ein Projekt für die Schweizer Armee realisiert und ermöglicht eine doppelttiefe Lagerung.

AMOVA von der SMS group tritt sowohl als Technologielieferant für BOXBAY als auch als eigenständiger Anbieter auf. Ihre High-Bay Storage Systems nutzen ebenfalls einen Top-Lift Stapelkran und können Lagerhöhen von bis zu 50 Metern und 11 Ebenen bewältigen, basierend auf ihrer Expertise in der Schwerlastlogistik.

9. Radikale Alternativen – Jenseits des Hochregallagers: Welche unkonventionellen Ansätze zur Containerlogistik gibt es, wie zum Beispiel unterirdische Systeme?

Während Hochregallager das Problem der Flächenknappheit in der vertikalen Dimension lösen, gibt es radikalere Ansätze, die den Containerverkehr und die damit verbundenen Probleme – Stau, Lärm, Emissionen – von der Oberfläche verbannen wollen. Das führende Konzept in diesem Bereich ist die Underground Container Logistics (UCL), auch als Underground Logistics System (ULS) bekannt.

Die Grundidee von UCL ist, ein dediziertes, unterirdisches Verkehrsnetz für Container zu schaffen. Anstatt Container mit LKW über verstopfte Straßen zu transportieren, werden sie durch Tunnel oder großkalibrige Röhren zwischen verschiedenen Punkten im Hafengebiet oder sogar bis zu Logistikparks im Hinterland bewegt. Dies geschieht vollautomatisch mit speziellen, oft elektrisch angetriebenen Fahrzeugen. Forschung und Patente in diesem Bereich beschreiben Systeme, bei denen Container über vertikale Schächte von der Oberfläche in das unterirdische Netz und zurück befördert werden, wobei automatisierte Krane die Übergabe an fahrerlose Transportsysteme (AGVs) an der Oberfläche übernehmen.

Die Vorteile eines solchen Systems liegen auf der Hand

• Entlastung der Oberflächeninfrastruktur: Reduzierung von LKW-Verkehr, Staus und den damit verbundenen Kosten und Verzögerungen.
• Umweltfreundlichkeit: Elektrischer, emissionsfreier und leiser Transport im Untergrund.
• Hohe Zuverlässigkeit und Effizienz: Ein dediziertes, wetterunabhängiges und vollautomatisches System ermöglicht einen planbaren 24/7-Betrieb mit hoher Kapazität.
• Freigabe wertvoller Flächen: Flächen, die heute für Straßen und Rangierzonen genutzt werden, könnten für andere Zwecke umgewidmet werden.

10. Wie funktioniert das “Underground Container Mover” (UCM) Konzept von Denys und welche Probleme soll es lösen?

Eines der konkretesten und am weitesten entwickelten Konzepte im Bereich der UCL ist der “Underground Container Mover” (UCM), der von der belgischen Baufirma Denys vorgestellt wurde. Das UCM-Projekt, auch “Port Loop” genannt, ist als vollautomatisches, multimodales Transportsystem speziell für den Verkehr innerhalb großer Hafenareale wie Antwerpen konzipiert.

Das Konzept basiert auf drei technologischen Säulen, die ein integriertes System bilden :

• Ein minimalistisches Tunnelnetzwerk: Anstelle großer, teurer Tunnel wird ein Netz aus Röhren mit minimalem Querschnitt in einer Schleife (“Loop”) angelegt. Dieses Netz verbindet strategische Punkte im Hafen – wie verschiedene Terminals, Kaianlagen, Bahnverladestellen und Distributionszentren – und umgeht dabei bestehende Hindernisse an der Oberfläche.
• Autonome Elektrische Fahrzeuge (AEVs): Intelligente, selbstfahrende und elektrisch angetriebene Fahrzeuge sind die Transportmittel im Tunnel. Sie sind so konzipiert, dass sie das Schleifensystem flexibel befahren, an den Knotenpunkten ein- und ausfahren und so einen hohen Containerdurchsatz realisieren können.
• Automatisierte Stapelsysteme an den Knotenpunkten: An den Ein- und Ausfahrtspunkten des Tunnelsystems sind automatisierte Lagersysteme vorgesehen. Denys nennt hier explizit “automated container stacking systems”, die die Lagerkapazität pro Quadratmeter verdreifachen und direkten Zugriff auf alle Container ermöglichen – eine klare Referenz auf die Technologie von Hochregallagern. Diese Systeme dienen als Puffer und Schnittstelle zwischen dem unterirdischen Transport und der oberirdischen Logistik.

Diese Konzeption verdeutlicht eine entscheidende strategische Erkenntnis: Untergrundsysteme wie UCM sind keine direkten Konkurrenten zu Hochregallagern wie BOXBAY, sondern potenziell symbiotische Technologien. Während ein HBS das Problem der statischen Lagerdichte an einem bestimmten Punkt löst, adressiert ein UCL-System das Problem des dynamischen Transports zwischen diesen Punkten. Ein HBS optimiert die vertikale Dimension der Lagerung; ein UCL-System optimiert die horizontale Dimension des Transports.

Die Kombination beider Technologien könnte das ultimative “Smart Port”-Konzept der Zukunft darstellen: ein Netzwerk aus hochverdichteten, vollautomatischen Lagerknoten (den Hochregallagern), die durch ein unsichtbares, schnelles und ebenfalls vollautomatisches unterirdisches Verkehrsnetz (dem UCM) miteinander verbunden sind. In einem solchen Szenario würde ein Container vom Schiff entladen und direkt in ein HBS an der Kaimauer eingelagert. Anstatt auf einen LKW verladen zu werden, der im Stau steht, könnte er bei Bedarf direkt vom HBS in ein AEV des UCM-Systems übergeben und unterirdisch zum Bahnterminal transportiert werden, wo ein weiteres HBS als Puffer für die Zugbeladung dient. Die Debatte lautet also nicht “HBS versus UCL”, sondern vielmehr “HBS plus UCL”. Dies verschiebt die strategische Perspektive von der Auswahl einer singulären Technologielösung hin zur Gestaltung eines integrierten, multimodalen Logistik-Ökosystems.

11. Quantitativer und Qualitativer Vergleich der Lagersysteme

Eine fundierte Entscheidung für oder gegen eine Lagertechnologie erfordert einen detaillierten Vergleich anhand quantitativer Kennzahlen (Key Performance Indicators, KPIs) und qualitativer Merkmale. Die folgende Analyse stellt die konventionellen Systeme den neuen Hochregallager-Konzepten gegenüber.

Vergleichende Übersicht der Containerlagertechnologien

Die Containerlagertechnologien unterscheiden sich in verschiedenen Aspekten wesentlich. Der RTG (Gummibereifter Portalkran) basiert auf Blockstapelung und bietet hohe Flexibilität, da er den Yard-Bereich wechseln kann. Seine Hauptvorteile liegen in geringen Infrastrukturkosten, aber er weist ineffizientes Reshuffling und oft Dieselantrieb mit entsprechenden Emissionen auf.

Im Gegensatz dazu arbeitet der RMG/ASC (Schienengebundener/Automatischer Portalkran) semi- bis vollautomatisch. Er ermöglicht eine hohe Präzision und Stapeldichte, ist jedoch an Schienen gebunden und hat höhere Infrastrukturkosten. Trotz elektrischen Betriebs bleibt das Reshuffling-Problem bestehen.

Das Hochregallager HBS (wie BOXBAY) repräsentiert einen völlig anderen Ansatz mit Einzelplatzlagerung. Es ist vollautomatisch und bietet maximale Flächennutzung ohne Reshuffling. Die Technologie überzeugt durch konstant hohe Leistung, geringe Emissionen und hohe Sicherheit. Allerdings erfordert sie eine sehr hohe Anfangsinvestition und ein komplettes Umdenken in den Logistikprozessen.

Die Wahl der Technologie hängt von spezifischen Anforderungen ab: Flexibilität, Kosten, Automatisierungsgrad und Flächeneffizienz spielen eine entscheidende Rolle bei der Bewertung.

12. Wie vergleichen sich die verschiedenen Systeme hinsichtlich der Flächeneffizienz, gemessen in TEU pro Hektar?

Die Lagerdichte ist eine der kritischsten Kennzahlen für flächenbeschränkte Häfen. Hier zeigen sich die dramatischsten Unterschiede zwischen den Technologien.

Konventioneller RTG-Hof

Die Angaben zur Lagerdichte variieren, aber ein oft genannter Wert liegt bei etwa 1.900 TEU pro Hektar. Andere Analysen, insbesondere für US-Häfen, kommen auf deutlich niedrigere Werte von rund 190 TEU-Slots pro Acre, was umgerechnet etwa 470 TEU-Slots pro Hektar entspricht. Diese Diskrepanz verdeutlicht, dass die tatsächliche Dichte stark von der Betriebsorganisation abhängt.

Automatisierter ASC-Hof

Durch präzisere Stapelung und höhere Blöcke können ASCs die Kapazität auf derselben Fläche im Vergleich zu einem Straddle-Carrier-Yard verdoppeln. Dies würde, ausgehend vom RTG-Wert, eine Dichte von potenziell bis zu ca. 3.800 TEU pro Hektar ermöglichen.

BOXBAY HBS

Das System von BOXBAY erreicht eine statische Lagerkapazität von über 3.000 TEU pro Hektar für gemischte Containergrößen. Für Leercontainer, die höher gestapelt werden können, steigt dieser Wert sogar auf über 5.200 TEU pro Hektar. AMOVA und BOXBAY geben zudem eine jährliche Durchsatzdichte von über 160.000 TEU pro Hektar an, was die hohe Dynamik des Systems unterstreicht.

13. Welche Unterschiede gibt es bei den Betriebskennzahlen wie Umschlagleistung, LKW-Abfertigungszeit und Durchsatz?

Die operative Leistungsfähigkeit bestimmt die Wettbewerbsfähigkeit eines Terminals.

LKW-Abfertigungszeit (Truck Turnaround Time, TTT)

BOXBAY verspricht eine TTT von deutlich unter 30 Minuten. Grundsätzlich kann Automatisierung die TTT verbessern, da Prozesse standardisiert und beschleunigt werden. Allerdings zeigt die Praxis die Komplexität auf: Eine Studie zu einem Brownfield-ASC-System ergab eine Verschlechterung der TTT um 124 %. Der Grund war, dass die seeseitige Abfertigung der Schiffe priorisiert wurde und nur ein Kran pro Block für See- und Landseite zuständig war, was zu langen Wartezeiten für die LKW führte. Dies unterstreicht, dass die theoretische Leistungsfähigkeit von der operativen Prioritätensetzung und der Systemauslegung abhängt.

Kranproduktivität (Moves Per Hour, MPH)

Die Produktivität der Kaikräne ist ein entscheidender Faktor für die Schiffsabfertigungszeit. Konventionelle, manuell bediente Krane erreichen Spitzenwerte von etwa 35 MPH. Hochautomatisierte Terminals in China haben jedoch neue Maßstäbe gesetzt und erreichen im Betrieb Durchschnittswerte von über 33 MPH und Spitzenwerte von bis zu 60,9 MPH. BOXBAY zielt darauf ab, die Leistung der Kaikräne um 20 % zu steigern, indem es durch seine konstante und schnelle Bereitstellung von Containern Wartezeiten eliminiert und effiziente Doppelspiele (Dual Cycles) ermöglicht.

Gesamtdurchsatz

Eine Analyse der Terminalleistung während der COVID-19-Pandemie zeigte, dass vollautomatisierte Terminals eine signifikant bessere und stabilere Durchsatzentwicklung aufwiesen als nicht-automatisierte Terminals. Während letztere mit den Störungen zu kämpfen hatten, konnten erstere ihre Leistung aufrechterhalten oder sogar steigern. Dies deutet darauf hin, dass der Hauptvorteil der Automatisierung weniger in der absoluten Spitzenleistung als vielmehr in der Robustheit und Vorhersehbarkeit des Betriebs unter variablen Bedingungen liegt.

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14. Wie sieht eine vergleichende Kostenanalyse aus (CAPEX, OPEX, ROI)?

Die wirtschaftliche Betrachtung ist oft der entscheidende Faktor bei Investitionsentscheidungen.

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Grundregel

Die Einführung von Automatisierung verschiebt die Kostenstruktur fundamental. Die anfänglichen Investitionskosten (CAPEX) sind sehr hoch, während die laufenden Betriebskosten (OPEX) sinken. Über die gesamte Lebensdauer eines Projekts (Total Cost of Ownership, TCO) können sich die Gesamtkosten eines manuellen und eines automatisierten Terminals annähern.

CAPEX (Investitionskosten)

Die Implementierung eines vollautomatisierten Systems ist extrem kapitalintensiv. Die Kosten für ein Greenfield-Projekt können von hunderten Millionen bis über eine Milliarde US-Dollar reichen. Beispiele sind das Qingdao-Terminal mit ca. 468 Mio. USD oder das Long Beach Container Terminal mit 1,5 Mrd. USD. Diese hohen Anfangsinvestitionen stellen eine erhebliche Hürde dar, insbesondere für kleinere Betreiber. BOXBAY argumentiert jedoch, dass die Kosteneinsparung durch den geringeren Landbedarf einen erheblichen Teil des CAPEX kompensieren kann. Die Einsparung von drei Hektar Land kann bei Preisen von 2.000-3.000 €/m² einen Wert von 60-90 Millionen Euro darstellen.

OPEX (Betriebskosten)

Hier liegen die größten Einsparpotenziale der Automatisierung. Studien und Praxisbeispiele deuten darauf hin, dass die Betriebskosten um 25 % bis 55 % gesenkt werden können. Die Arbeitskosten, der größte Posten in manuellen Terminals, können um bis zu 70 % reduziert werden. Hinzu kommen Einsparungen bei Energie und Wartung. Die Tests des BOXBAY-Pilotprojekts zeigten Energiekosten, die 29 % niedriger waren als erwartet, bei gleichzeitig signifikant reduzierten Wartungskosten.

ROI (Return on Investment)

Die Amortisationszeit für Automatisierungsprojekte kann lang sein, oft wird von mehr als sechs Jahren ausgegangen. Es gibt jedoch auch Berichte über eine extrem schnelle Amortisation, wie im Fall des Qingdao-Terminals, das angeblich nach nur 10 Monaten profitabel wurde. Der ROI ist stark von lokalen Faktoren abhängig, insbesondere von den Grundstücks- und Arbeitskosten. In Regionen mit hohen Kosten in diesen Bereichen wird sich eine Automatisierung schneller rechnen.

15. Welche ökologischen Auswirkungen haben die verschiedenen Systeme?

Nachhaltigkeit ist von einem “Nice-to-have” zu einer harten Anforderung für Hafenbetreiber geworden, getrieben von Regulatorik, Kundenanforderungen und öffentlichem Druck.

Emissionen und Energie

Der größte ökologische Vorteil der modernen Automatisierung liegt in der Elektrifizierung. Systeme wie ASCs und HBS sind vollelektrisch und eliminieren damit die lokalen CO2-, Stickoxid- und Feinstaubemissionen, die von dieselbetriebenen RTGs und LKW verursacht werden. In Kombination mit Grünstrom oder, wie bei BOXBAY, mit einer eigenen Solarstromerzeugung auf dem Dach, können diese Systeme CO2-neutral oder sogar CO2-positiv betrieben werden. Optimierte, computergesteuerte Abläufe reduzieren zudem den Energieverbrauch, indem sie Leerlaufzeiten von Kränen und Wartezeiten für Fahrzeuge minimieren.

Lärm und Licht

Vollautomatische, gekapselte Systeme wie BOXBAY reduzieren die Lärm- und Lichtverschmutzung drastisch. Der Betrieb erfordert keine Beleuchtung des Yards, und die Stahlstruktur kann mit schallabsorbierenden Paneelen verkleidet werden. Dies verbessert die Lebensqualität für Anwohner und erhöht die Akzeptanz von Hafenanlagen in städtischen Gebieten erheblich.

Eine der wichtigsten Erkenntnisse aus dem Vergleich ist die Diskrepanz zwischen den theoretischen Versprechen der Automatisierung und der oft komplexen praktischen Realität. Während Anbieter beeindruckende Leistungssteigerungen und Kostensenkungen bewerben, zeigen unabhängige Berichte ein gemischtes Bild. Die Produktivität kann in der Anfangsphase sogar sinken, und die Kosten können, insbesondere bei der Nachrüstung bestehender Terminals (Brownfield), explodieren. Der entscheidende Faktor für den Erfolg ist nicht die isolierte Leistungsfähigkeit einer einzelnen Maschine, sondern die Robustheit des Gesamtsystems gegenüber Störungen und Ausnahmen. Ein manuelles System ist von Natur aus flexibel und kann auf unvorhergesehene Ereignisse – ein beschädigter Container, ein verspätetes Schiff, ein Systemausfall – mit menschlicher Improvisation reagieren. Ein automatisiertes System ist von Natur aus starr und auf definierte Prozesse angewiesen. Sein Erfolg hängt daher weniger von der Robotertechnologie selbst ab als von der Fähigkeit des Betreibers, Prozesse zu standardisieren, Schnittstellen nahtlos zu integrieren und ein effektives “Exception Handling” für unvorhersehbare Ereignisse zu etablieren. Der Kauf der Technologie ist der einfache Teil; die organisatorische und prozessuale Transformation, die notwendig ist, damit die Technologie ihr Potenzial entfalten kann, ist die eigentliche Herausforderung.

Detaillierter Leistungsvergleich ASC vs. HBS (KPIs)

Der Vergleich der Leistungskennzahlen zwischen konventionellen Hafenumschlagsystemen, automatisierten ASC-Höfen und dem High-Bay-Storage-System (HBS) zeigt signifikante Unterschiede in verschiedenen Aspekten der Hafenlogistik.

Die Lagerdichte ist ein entscheidender Faktor: Während konventionelle Häfen nur etwa 470 bis 1.900 TEU pro Hektar erreichen, verdoppelt der automatisierte ASC-Hof diese Kapazität auf rund 3.800 TEU. Das HBS steigert dies noch weiter und erreicht über 3.000 TEU bei gemischter Beladung und sogar mehr als 5.200 TEU bei leeren Containern.

Die produktive Auslastung verbessert sich ebenfalls deutlich. Konventionelle Systeme erreichen maximal 70-80%, automatisierte Systeme steigern dies auf etwa 90%, und das HBS kann nahezu 100% Auslastung erreichen, da es den Bedarf an Pufferflächen für Umlagerungen eliminiert.

Besonders beeindruckend sind die unproduktiven Bewegungen: Während traditionelle Häfen 30-60% unproduktive Bewegungen haben, reduziert der ASC-Hof dies auf unter 10%. Das HBS geht noch einen Schritt weiter und ermöglicht praktisch 0% unproduktive Bewegungen durch direkten Einzelzugriff.

Weitere Vorteile zeigen sich in Energieeffizienz und Umweltaspekten. Elektrische Systeme und insbesondere das HBS mit Rekuperationsmöglichkeiten und Solar-Option bieten erhebliche Verbesserungen gegenüber herkömmlichen, oft dieselbetriebenen Systemen. Auch bei Lärm- und Lichtemissionen schneidet das HBS deutlich besser ab, was es besonders für stadtnahe Häfen attraktiv macht.

Die Kaikran-Leistung kann durch Automatisierung um bis zu 20% gesteigert werden, wobei das HBS durch planbare Zyklen weitere Effizienzgewinne verspricht. Die LKW-Abfertigungszeiten sollen idealerweise unter 30 Minuten liegen, abhängig von Systemauslegung und operativen Prioritäten.

16. Was sind die wesentlichen Unterschiede und Herausforderungen bei der Implementierung in “Greenfield”- vs. “Brownfield”-Projekten?

Die Entscheidung, ein Terminal zu automatisieren, ist nur der erste Schritt. Die Art der Implementierung – ob auf der “grünen Wiese” (Greenfield) oder im bestehenden Betrieb (Brownfield) – hat fundamentale Auswirkungen auf Kosten, Zeitplan und Komplexität des Projekts.

Greenfield-Projekte

Ein Greenfield-Projekt bezeichnet den Neubau eines Terminals auf einer bisher unbebauten Fläche. Dies ist der Idealfall für die Implementierung hochintegrierter Automatisierungslösungen.

Vorteile: Die größte Stärke liegt in der Gestaltungsfreiheit. Das gesamte Terminal-Layout, die Infrastruktur, die Prozessabläufe und die Technologieauswahl können von Grund auf optimal aufeinander abgestimmt werden, ohne Kompromisse aufgrund bestehender Strukturen eingehen zu müssen. Dies führt in der Regel zu einer höheren langfristigen Effizienz und ermöglicht die Integration der neuesten Technologien.

Herausforderungen: Die Anfangsinvestitionen (CAPEX) sind naturgemäß sehr hoch, da die gesamte Infrastruktur neu geschaffen werden muss. Die Planungs- und Genehmigungsphasen sind oft langwierig. Das BOXBAY-Pilotprojekt in Jebel Ali wurde im Kontext des Neubaus von Terminal 4 realisiert und kann daher als Quasi-Greenfield-Projekt betrachtet werden, das die technische Machbarkeit unter idealen Bedingungen demonstrierte.

Brownfield-Projekte

Ein Brownfield-Projekt bezeichnet die Modernisierung oder Automatisierung eines bereits bestehenden, in Betrieb befindlichen Terminals. Da die meisten Häfen der Welt Brownfields sind, ist die Fähigkeit zur Nachrüstung ein entscheidendes Kriterium für die breite Marktakzeptanz einer neuen Technologie.

Vorteile: Der Hauptvorteil liegt in der Nutzung bestehender Investitionen und Flächen. Die anfänglichen Infrastrukturkosten können niedriger sein als bei einem kompletten Neubau.

Herausforderungen: Die Komplexität ist immens. Die neue Technologie muss in laufende, oft 24/7-Betriebsabläufe integriert werden, ohne die Kapazität und den Service für die Kunden übermäßig zu beeinträchtigen. Dies erfordert eine schrittweise Implementierung, bei der Teile des Terminals umgebaut werden, während andere weiterarbeiten. Dieser Prozess kann sich über viele Jahre erstrecken und zu unvorhergesehenen Kosten und Störungen führen. Ein warnendes Beispiel ist die Teilautomatisierung des HHLA-Terminals Burchardkai in Hamburg, die sich als weitaus langwieriger und teurer erwies als ursprünglich geplant.

In diesem Kontext ist der erste kommerzielle Auftrag für BOXBAY in Pusan von herausragender Bedeutung. Es handelt sich um ein reines Brownfield-Projekt, bei dem das HBS in einen bestehenden, hochproduktiven Terminalbereich nachgerüstet wird. Der Erfolg oder Misserfolg dieses Projekts wird von der gesamten Branche genau beobachtet. Ein erfolgreicher Abschluss würde beweisen, dass die HBS-Technologie keine reine “Greenfield-Fantasie” ist, sondern eine praktikable Lösung für die real existierenden Probleme der Mehrheit der Häfen weltweit. Es könnte das entscheidende Signal sein, auf das viele andere Terminalbetreiber gewartet haben, um das wahrgenommene Risiko einer solchen Investition neu zu bewerten und eigene HBS-Projekte in Angriff zu nehmen.

17. Wie ist der aktuelle Markt für Container-Handling-Equipment aufgestellt und welche Unternehmen sind die Hauptakteure?

Die Entwicklung neuer Lagertechnologien findet nicht im luftleeren Raum statt, sondern ist Teil eines großen und dynamischen globalen Marktes für Container-Handling-Equipment.

Marktgröße und Wachstum

Der globale Markt für Container-Handling-Equipment ist ein bedeutender Wirtschaftsfaktor mit einem geschätzten Volumen von 8 bis 10 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024. Analysten prognostizieren für die kommenden Jahre eine solide jährliche Wachstumsrate (CAGR) von etwa 4 % bis 5,4 %. Dieses Wachstum wird durch den zunehmenden Welthandel, die steigende Größe der Containerschiffe und den unaufhaltsamen Trend zur Modernisierung und Effizienzsteigerung in den Häfen angetrieben.

Hauptakteure

Der Markt für schweres Container-Handling-Equipment wird von einigen wenigen globalen Playern dominiert. Die Unternehmen Konecranes (Finnland), Liebherr (Schweiz) und Cargotec (Finnland, mit seiner Marke Kalmar) halten zusammen einen erheblichen Marktanteil von über 45 %. Weitere wichtige internationale Akteure sind chinesische Hersteller wie Sany und ZPMC (Shanghai Zhenhua Heavy Industries), die durch ihre starke Position im asiatischen Markt und wettbewerbsfähige Preise global an Bedeutung gewinnen, sowie etablierte Marken wie Hyster-Yale (USA) und Toyota Industries (Japan).

Markttrends

Die dominierenden Trends, die den Markt prägen, sind Automatisierung und Elektrifizierung. Getrieben durch den Druck zur Kostensenkung, zur Erhöhung der Sicherheit und zur Erfüllung strengerer Umweltauflagen, steigt die Nachfrage nach automatisierten und semi-automatisierten Systemen (wie ASCs, AGVs) sowie nach elektrisch oder hybrid angetriebenen Geräten (wie E-RTGs oder elektrischen Reach Stackern) kontinuierlich an. Unternehmen, die innovative, nachhaltige und hochautomatisierte Lösungen anbieten, können sich entscheidende Wettbewerbsvorteile sichern.

18. Welches Lagersystem ist unter welchen Rahmenbedingungen am besten geeignet?

Die Analyse zeigt, dass es keine “One-size-fits-all”-Lösung für die Containerlagerung gibt. Die Wahl der optimalen Technologie hängt von einer Vielzahl spezifischer Faktoren ab, darunter Terminalgröße, Durchsatzvolumen, Flächenverfügbarkeit, Kapitalkosten, Arbeitskosten und die langfristige strategische Ausrichtung des Betreibers. Basierend auf den gesammelten Daten lässt sich folgendes Entscheidungsframework ableiten:

• RTG (Gummibereifter Portalkran): Bleibt die beste Wahl für kleinere bis mittlere Terminals mit moderatem Durchsatz, bei denen Flexibilität im Layout oberste Priorität hat und die Investitionen in eine starre Infrastruktur (CAPEX) begrenzt werden sollen. E-RTGs können dabei die ökologischen Nachteile von Diesel-Varianten abmildern.
• ASC (Automatisierter Stapelkran): Ist die geeignete Lösung für große Terminals mit hohem und stabilem Durchsatz, die einen evolutionären Automatisierungspfad einschlagen wollen. Es ist eine Investition in die Optimierung des bewährten Blocklager-Modells, die eine hohe Dichte und planbare Leistung ermöglicht, aber eine hohe Kapitalbindung in eine starre Infrastruktur erfordert.
• HBS (Hochregallager, z.B. BOXBAY): Stellt die Premium-Lösung für Terminals dar, die unter extremem Flächenmangel in urbanen Zentren leiden, wo Grundstückskosten exorbitant sind und maximale betriebliche Vorhersehbarkeit, Geschwindigkeit und Nachhaltigkeit entscheidend sind. Es ist die disruptivste Technologie, die die höchsten Anfangsinvestitionen erfordert, aber auch das größte Potenzial zur Lösung der Kernprobleme konventioneller Systeme bietet. Ideal für Greenfield-Projekte, wobei der Erfolg des Pusan-Projekts die Eignung für Brownfield-Anwendungen maßgeblich bestimmen wird.
• UCL (Unterirdische Logistiksysteme): Ist keine direkte Lageralternative, sondern eine strategische, langfristige Transportlösung für große Hafenkomplexe mit mehreren, räumlich getrennten Terminals, hohem internen Transferaufkommen und massiven Stauproblemen. Sie ist am sinnvollsten in Kombination mit hochdichten Lagersystemen wie HBS an den Knotenpunkten.

19. Was sind die kritischen Erfolgsfaktoren für einen Hafenbetreiber bei der Entscheidung für und der Implementierung eines hochautomatisierten Lagersystems?

Die erfolgreiche Einführung einer hochautomatisierten Technologie wie ASC oder HBS ist weit mehr als ein reines Technologie- oder Bauprojekt. Es ist eine tiefgreifende unternehmerische Transformation. Die folgenden Faktoren sind entscheidend für den Erfolg:

• Ganzheitliche Strategie und realistische Erwartungen: Die Automatisierung darf nicht isoliert als technisches Upgrade betrachtet werden. Sie erfordert eine ganzheitliche Strategie, die Prozesse, IT, Organisation und Personal umfasst. Betreiber müssen anerkennen, dass der Return on Investment lang sein kann und die Produktivität anfangs möglicherweise nicht den Hochglanzprospekten der Anbieter entspricht. Der primäre Gewinn liegt oft nicht in der sofortigen Kostensenkung, sondern in der langfristigen Steigerung von Sicherheit, Vorhersehbarkeit und Nachhaltigkeit des Betriebs.
• Prozess-Standardisierung vor Automatisierung: Der Versuch, komplexe, historisch gewachsene und ineffiziente manuelle Prozesse 1:1 zu automatisieren, ist ein Rezept für das Scheitern. Die Prozesse müssen radikal vereinfacht, standardisiert und für den automatisierten Betrieb optimiert werden, bevor die Technologie implementiert wird. Die Fähigkeit zur Bewältigung von Ausnahmen (“Exception Handling”) ist ein kritischer Punkt, der oft unterschätzt wird.
• Daten, IT-Integration und Cybersicherheit: Ein hochautomatisiertes System ist nur so gut wie seine Daten und seine Software. Eine frühzeitige Investition in eine robuste, redundante IT-Infrastruktur, einheitliche Datenstandards und nahtlose Schnittstellen zwischen allen Subsystemen (TOS, Gate-System, Kransteuerung, WMS) ist unabdingbar. Mit zunehmender Vernetzung steigt auch das Risiko von Cyberangriffen, was ein umfassendes Sicherheitskonzept erfordert.
• Personalentwicklung und Qualifizierung: Automatisierung führt nicht zwangsläufig zu Massenentlassungen, aber sie verändert die Anforderungsprofile radikal. Manuelle Tätigkeiten (Kranfahrer, LKW-Fahrer im Yard) fallen weg, während neue, hochqualifizierte Arbeitsplätze in der Überwachung, Steuerung, IT und Wartung der komplexen Systeme entstehen. Ein proaktives Konzept zur Umschulung und Weiterqualifizierung der bestehenden Belegschaft ist nicht nur sozial verantwortlich, sondern auch betriebswirtschaftlich notwendig, um den Mangel an extern verfügbaren Fachkräften zu kompensieren.
• Sozialpartnerschaft und Kommunikation: Der Widerstand von Arbeitnehmervertretungen und Gewerkschaften ist eine der größten Hürden bei Automatisierungsprojekten. Ein frühzeitiger, transparenter und ehrlicher Dialog über die Ziele, Auswirkungen und Chancen des Wandels ist essenziell. Die Entwicklung gemeinsamer Lösungen zur sozialen Abfederung des Übergangs, zur Beteiligung an den Produktivitätsgewinnen und zur Gestaltung der neuen Arbeitsplätze kann Widerstände in eine konstruktive Partnerschaft verwandeln und ist ein entscheidender Faktor für eine erfolgreiche und reibungslose Implementierung.

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