Lernen von der Natur für den Klimaschutz

Montag, 15. April 2019
Nach Vorbildern aus der Natur sind enorme CO2-Einsparungen in der Schifffahrt möglich. Dies zeigen die Ergebnisse der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg zusammen mit Wissenschaftlern der Universität Bonn und Rostock. Die Lösung bietet die Beschichtung von Schiffsrümpfen mit den der Natur nachempfundenen High-Tech Materialien.
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
Die biologische Struktur der Salvinia molesta schafft eine Lufthülle, die für die Entwicklung von Beschichtungen für Schiffe genutzt werden könnte.

Rund ein Prozent weniger CO2-Emissionen weltweit

Nach der aktuellen Studie könnten die Schiffe aufgrund geringerer Reibung rund ein Prozent der weltweiten CO2-Emission vermeiden und bis zu 30 Prozent an Kraftstoff einsparen. Darin sind so genannte Antifouling-Effekte berücksichtigt, etwa den verringerten Bewuchs des Rumpfes, die die Reibung zusätzlich verringern. Die Studie ist nun in der Zeitschrift „Philosophical Transactions A“ der Royal Society erschienen.

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250 Millionnen Tonnen CO2 pro Jahr

Schiffe weisen weltweit einen der höchsten Treibstoffverbräuche aus. Sie verbrauchen   schätzungsweise 250 Millionen Tonnen pro Jahr und bringen dabei rund eine Milliarde Tonnen Kohlendioxid in die Atmosphäre – etwa genauso viel, wie ganz Deutschland im gleichen Zeitraum ausstößt. Hauptgrund sind die großen Reibungskräfte zwischen Rumpf und Wasser. Sie bremsen das Schiff permanent ab. Je nach Schiffstyp verursachen sie bis zu 90 Prozent des Energieverbrauchs. Damit sind sie auch ein enormer wirtschaftlicher Faktor: Immerhin ist der Treibstoffverbrauch für die Hälfte der Transportkosten verantwortlich.

CO2 sparen durch geringere Reibung

Der super-wasserabweisende Schwimmfarn Salvinia molesta zeigt die Lösung aus der Natur. Seine biologische Struktur schafft eine Lufthülle, die für die Entwicklung von Beschichtungen für Schiffe genutzt werden könnte. Dieser sog. Salvinia-Effekt ließe die Reibung zwischen Schiffsrumpf und Wasser deutlich verringern. Prof. Dr. Wiltrud Terlau vom Internationalen Zentrum für Nachhaltige Entwicklung der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg sprach von ‚hohen Potentialen für den Klimaschutz, die den Treibstoffeinsatz enorm verringern und sich gleichzeitig wirtschaftlich stark rechnen.‘

Beschichtungen sind noch nicht marktreif

So könnte etwa ein handelsübliches Containerschiff auf dem Weg von Baltimore (USA) nach Bremerhaven seine Treibstoffkosten um bis zu 160.000 US-Dollar senken. Weltweit würde der Ausstoß des Treibhausgases Kohlendioxid um maximal 130 Millionen Tonnen zurückgehen. Wird zusätzlich der verringerte Bewuchs mit Seepocken und anderen Wasserlebewesen eingerechnet, der enorme zusätzliche Reibungsverluste verursacht, steigt diese Menge sogar auf knapp 300 Millionen Tonnen. Noch sind diese High-Tech Beschichtungen nicht marktreif, aber sie könnten die Schifffahrt revolutionieren.

Ausgezeichnet mit dem VIP-Validierungspreis 2019 des Bundesforschungsministeriums

Die Berechnungen basieren auf jahrzehntelangen Arbeiten des Biologen Prof. Dr. Wilhelm Barthlott und in den letzten Jahren mit seinem Mitarbeiter Dr. Matthias Mail des Nees-Instituts der Universität Bonn zusammen mit Wissenschaftlern der Universität Rostock sowie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Im Fokus steht die sog. Bionik: das Lernen von der Natur für die Entwicklung von Spitzentechnologien. Sie bringen Klimaschutz, Rohstoff-Einsparungen und Wirtschaftlichkeit unter einen Hut. Dafür wurden sie im März 2019 mit dem renommierten VIP-Validierungspreis 2019 des Bundesforschungsministeriums (BMBF) in Berlin ausgezeichnet.