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Projektinfos  – Energieforschung konkret

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Doppelanlauf von Kreuzfahrtschiffen in Warnemünde
© AIDA Cruises / Felix Gänsicke
Energetische Abfallnutzung
Projektinfo 14/2018

Energiepotenzial eines Schiffes mit 2.500 Passagieren plus Crew
© IBZ Innovations- und Bildungszentrum Hohen Luckow e. V.

Verfahrensschema der Entsorgung von Schiffsabfällen zur Energieerzeugung
© IBZ Innovations- und Bildungszentrum Hohen Luckow e. V.
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Schiffsabfälle verwerten statt verklappen

Kreuzfahrten sind der neue Urlaubstrend, immer größere Schiffe sind auf See unterwegs. Ein modernes Kreuzfahrtschiff beherbergt und versorgt 2.000 bis 6.000 Passagiere. Dabei fallen Abfall- und Abwassermengen in der Größenordnung einer Kleinstadt an. Die gilt es zu bearbeiten und umweltverträglich zu entsorgen statt wie bisher üblich zu schreddern und ins Meer zu verklappen. Forscher untersuchen, wie der Biomüll effizient energetisch verwertet und hygienisiert werden kann. Mit dem neuen Verfahren können Reedereien Energie produzieren und Kosten einsparen.

Die Kreuzfahrtbranche wuchs in den vergangenen Jahren stark, sie hatte im Jahr 2016 weltweit 24 Mio. Passagiere. Das Wachstum hält an, die Reedereien planen den Bau einer großen Zahl weiterer großer Kreuzfahrtschiffe. Das steigende Passagieraufkommen führt auch zu erhöhten Abwasser- und Abfallmengen an Bord. Die Kreuzfahrt-Reedereien entwickeln gemeinsam mit Forschern neue Konzepte für eine umweltgerechtere Entsorgung. Dabei sollen anfallender Biomüll und Abwasser-Klärschlamm an Bord gesammelt und an Land in einer Biogasanlage zur Energieerzeugung genutzt werden. Das neue Verfahren hilft, die Nährstoffeinträge durch Kreuzfahrtschiffe in die Ostsee zu reduzieren sowie Entsorgungskosten einzusparen. Es fördert außerdem die regenerative Energieerzeugung.

Beim bisher üblichen Abfallmanagement werden an Bord Speisereste und Abwasser in der Regel getrennt erfasst. Die Speisereste werden zerkleinert, in Vakuumtanks gesammelt und anschließend in den zulässigen Zonen in die Meere eingeleitet. Alternativ können Speisereste und Klärschlamm entwässert und getrocknet werden. Die Trocknung ist sehr energieaufwendig und führt zu Geruchsemissionen. Da der Betrieb einer Müllverbrennungsanlage an Bord in Sondergebieten wie der Ostsee verboten ist, muss dieses getrocknete Biomüllpulver, sogenannter Dried Biosludge, gelagert und anschließend im Hafen kostenpflichtig entsorgt werden. Da die EU-Hygieneverordnung Küchenabfälle aus dem internationalen Verkehr als potenziell gesundheitsgefährlich einstuft, sind die Anforderungen an die Entsorgung hoch, dadurch ist eine energetische Nutzung dieser Abfälle bisher unrentabel.

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Maritime Abfälle mit Biogastechnologien energetisch verwerten

Hohe Entsorgungskosten, strengere Grenzwerte und das Verbrennungsverbot motivieren Forscher und Reeder, neue Konzepte zur Behandlung der Bioabfälle zu entwickeln, die wirtschaftlicher und ökologischer sind als die bisherige Entsorgung in den Häfen. Was die Forscher vom Informations- und Bildungszentrum (IBZ) Hohen Luckow im Projekt „WAS2E - Waste and Sludge to Energy“erreichen wollen, fasst Koordinator Maik Orth zusammen: „Bisher wird das Material getrocknet und dann entsorgt. Wir wollen lieber Energie rausholen, statt sie reinzustecken“. Ziel ist, den Biomüll in einer Biogasanlage an Land zu verwerten. Mit dem neuen Verfahren wollen die Entwickler das Einleiten von Abfällen in die Meere vermeiden sowie die bisher erforderlichen energetisch aufwendigen Verfahren zur Trocknung an Bord durch die anaerobe Vergärung in der Biogasanlage einsparen. Wichtig ist, dass diese Verwertung nachweislich unbedenklich für die Gesundheit von Mensch und Tier ist. Außerdem muss die Anlage das im Kreuzfahrtgeschäft saisonal schwankende Biomasseaufkommen ohne Störungen verdauen.

Das Projektteam entwickelte gemeinsam mit dem Landesamt für Landwirtschaft, Lebensmittelsicherheit und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern (LALLF) ein neues Verfahrenskonzept zur Behandlung dieser organischen Abfälle an Land. Es umfasst alle Schritte, ausgehend von der Lagerung über die anaerobe Behandlung und Hygienisierung bis zur Verwertung. Um die hygienische Unbedenklichkeit und damit die rechtliche Zulassung des Gesamtverfahrens zu gewährleisten, folgt nach der Anaerobstufe eine Verkohlung. Dafür verglichen die Forscher Pyrolyse und hydrothermale Karbonisierung (HTC). In Laborversuchen konnten sie zeigen, dass gezielt in den Prozess eingebrachte ausgewählte Leitkeime (Bacillus stearothermophilus) zuverlässig abgetötet wurden, beim HTC-Prozess sowohl in der Biokohle als auch im Prozesswasser. Außerdem untersuchten sie, ob die erzeugte Biokohle auch technisch oder stofflich genutzt werden kann.

Speziell für Kreuzfahrtschiff-Neubauten ergänzen die Entwickler im Projekt CLEAN die Abwasserbehandlungsanlage an Bord mit einer Anaerobstufe für eine gemeinsame Verwertung von Abwasserschlamm und Speiseresten. Diese Anlage kann mehrere Aufgaben erfüllen: Überschussschlamm an Bord reduzieren, Abwassergrenzwerte einhalten sowie weniger Speisereste in die Meere einleiten.

Projektinfo 14/2018:
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Adressen

Chemisch-biologische Analytik und Hygienisierungsversuche
LMS Agrarberatung GmbH

Service

BINE-Projektinfo 14/2018
(PDF, 4 Seiten, 471 kB)

Links

Forschungsnetzwerk Energie – Bioenergie
Forschungsnetzwerk zum Thema Bioenergie

Förderprogramm „energetische Biomassenutzung“
Website für energetische Biomassenutzung

Projektsteckbrief WAS2E
Informationen zum Projekt

Kooperationsnetzwerk Biogas Maritim
Website des Kooperationsnetzwerk Biogas Maritim

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