Innovation im Hafen: Wie die HPA mit KI-Tools von Google Cloud grünen Strom an Bord bringt

Wie wird ein Hafen zum Vorbild für nachhaltige Schifffahrt? Der Hamburger Hafen zeigt, dass digitale Innovation und Nachhaltigkeit Hand in Hand gehen können. In diesem Blogbeitrag erklärt David Yündem, Department Coordinator im Bereich Port Energy Solutions bei der Hamburg Port Authority (HPA), wie KI-Lösungen von Google Cloud dabei helfen können, die Landstromversorgung von Schiffen im Hafen effizienter zu organisieren.

Der Ausbau von Landstrom gehört zu den vielversprechendsten Maßnahmen zur CO₂-Reduktion. Rund 200.000 t CO₂ pro Jahr fallen während der Liegezeit der Seeschiffe im Hamburger Hafen an – schließlich müssen Schiffe auch während der Liegezeit ihren Energiebedarf decken. Doch was auf Parkplätzen schon lange undenkbar ist, wird jetzt auch am Hafen überflüssig: Indem wir Schiffe mit Landstrom, der auf grünen Energiequellen basiert, versorgen, können wir den Schiffsmotoren nach der Einfahrt im Hafen eine Pause gönnen, während die Stromversorgung an Bord weiterhin abgedeckt wird.

Als erster europäischer Hafen, der sowohl Kreuzfahrtschiffe als auch große Containerschiffe flächendeckend mit Landstrom versorgt, nehmen wir hier in Hamburg bei der weltweiten Landstrominitiative eine Vorreiterrolle ein. In meinem Team im Bereich Port Energy Solutions der HPA arbeiten wir jeden Tag daran, diese Entwicklung weiter voranzutreiben und sicherzustellen, dass der Hafenbetrieb auch bei wachsender Nachfrage effizient und umweltfreundlich bleibt.

Um diese Prozesse noch reibungsloser zu gestalten und den Hamburger Hafen bis 2040 klimaneutral zu gestalten, testen wir fortlaufend, welche smarten Technologien uns dabei helfen können. Dafür zählen wir auf die Unterstützung von Technologie-Expert*innen von Google Cloud und Devoteam.

Ein Hafen für Innovation: HPA setzt auf KI-Lösungen von Google Cloud

Eine zuverlässige und effiziente Landstromversorgung ist für unseren Hafen eine komplexe Herausforderung, der wir mit höchster Präzision begegnen müssen.. Schiffe legen oft mit kurzfristigen Zeitänderungen an, der Energiebedarf schwankt, und Schaltvorgänge erfordern qualifizierte Fachkräfte. Außerdem müssen wir optimal Strom einkaufen und Zertifizierungsprozesse bei der Erstversorgung durchführen. Damit alles reibungslos funktioniert, ist eine präzise Koordination entscheidend, denn nur so gelingt der sichere und effiziente Anschluss an die Landstromanlage.

Vor jeder Ankunft im Hamburger Hafen müssen Schiffe umfangreiche Dokumente und Informationen mit unseren zuständigen Teams austauschen, darunter Schiffsnummer, Ankunftszeit, Strombedarf und vorhandene Zertifikate. Der Austausch dieser Informationen erfolgt bisher weitgehend über E-Mails, was viel Zeit kostet.

Um zu zeigen, wie wir diesen Prozess für alle Beteiligten erleichtern und die Energieversorgung der Schiffe im Hafen optimieren können, haben wir im Rahmen der IAPH World Ports Conference gemeinsam mit Google Cloud und Devoteam einen KI-gestützten Ansatz für die Landstromversorgung von Schiffen im Hamburger Hafen entwickelt.

Sprechender Hafen: Der Landstrom-Chatbot der HPA

Im Mittelpunkt unserer Lösung steht ein smarter Chatbot, der die Kommunikation zwischen Reedereien und der HPA vereinfacht, indem er umständliche E-Mail-Prozesse automatisiert. Er basiert auf KI- und Daten-Technologien von Google Cloud: Konversationelle KI-Lösungen wie die Text-to-Speech-API und die Speech-to-Text-API sorgen für flüssige und natürliche Interaktionen zwischen dem Chatbot und den Nutzer*innen. AlloyDB gewährleistet eine schnelle und zuverlässige Datenspeicherung im Hintergrund.

Der Chatbot macht den Prozess für alle Beteiligten denkbar einfach: Über einen speziellen Zugangslink können Reedereien ihre Landstromanfragen direkt über den Chatbot einreichen. Dann werden automatisch alle relevanten Daten abgefragt – von der IMO-Nummer, der weltweit einzigartigen Identifikationsnummer für Schiffe, über die geplanten Ankunfts- und Abfahrtszeiten bis zum benötigten Strombedarf.

Wurde das Schiff bereits über die Schiffsnummer (IMO) registriert, kann der Chatbot wichtige Informationen direkt aus der Datenbank abgreifen und den Prozess entsprechend beschleunigen. Dann fordert er alle wichtigen Dokumente an und prüft sie auf Vollständigkeit. Nach erfolgreicher Prüfung erstellt das System automatisch eine Bestätigung mit allen relevanten Details und sendet diese an die Reederei.

Parallel dazu generiert der Chatbot eine interne Übersicht für den HPA-Betrieb: Diese enthält alle notwendigen Informationen, um den optimalen Stromeinkauf zu planen und das schaltberechtigte Personal für die Versorgung rechtzeitig einzuplanen.

Schneller, sauberer, nachhaltiger: Mit digitalen Lösungen zum Hafen der Zukunft

Der Landstrom-Chatbot zeigt, wie eine Win-Win-Win-Situation für Häfen, Reedereien und die Umwelt aussehen kann: Für Häfen bedeutet er weniger manuelle Arbeit, indem er alle relevanten Daten zentral erfasst. Reedereien profitieren von einer unkomplizierten Anmeldung ohne zeitraubende E-Mail-Abstimmungen. Und natürlich gewinnt auch die Umwelt, weil Schiffe durch den reibungslosen Umstieg auf grünen Landstrom ihre Motoren während der Liegezeit abschalten können. Das Resultat: weniger CO₂, weniger Lärm, bessere Luftqualität.

Im Zuge der IAPH World Ports Conference 2024 konnte Hanno Bromeis, Head of Port Energy Solutions, unsere Demoversion des KI-Chatbots bei einer Panel-Session vorstellen. Die Resonanz war durch und durch positiv: Viele Branchenvertreter*innen sehen großes Potenzial darin, KI-Lösungen zu nutzen, um komplexe Hafenprozesse effizienter zu gestalten und zu automatisieren.

Als „Proof of Concept“ hatte unser Chatbot vor allem ein Ziel: zu zeigen, ob KI-Lösungen in der Praxis im Hafenbetrieb einen Mehrwert bieten können. Und nach diesem Maßstab war das Projekt lehrreich und fortschrittlich: Es beweist, dass Digitalisierung helfen kann, unsere Häfen smarter und effizienter zu machen.

Nachhaltige Technologielösungen, die fest im Betriebsalltag verankert sind, können einen wichtigen Baustein darstellen, um unser Ziel eines klimaneutralen Hafens bis 2040 zu erreichen. Deshalb setzen wir auf die Unterstützung von Devoteam und Google Cloud, um unseren Hafenbetrieb mit innovativen Technologien effizienter und klimafreundlicher auszurichten.

Autor: David Yündem, Department Coordinator im Bereich Port Energy Solutions bei der Hamburg Port Authority (HPA)