Abfall ahoi: Wie Kreuzfahrtschiffe ihren Müll auf See nutzen
Die Ozeanriesen produzieren unterwegs enorme Mengen an Reststoffen. Die Lösung: Moderne Waste-to-Energy-Systeme verwandeln den Abfall nun auf ihren Routen in saubere Energie, mithilfe einer hochinnovativen Mikrowellen-Technologie. Was also bislang aufwändig und teuer an Land entsorgt werden musste, kommt jetzt in einem geschlossenen Kreislauf direkt an Bord effizient wieder zum Einsatz.
Ermöglicht wird dieses hocheffiziente Abfall- und Energiesystem durch ein integriertes Verwertungskonzept.
Mikrowellen statt Müllberge
Auf den modernsten Kreuzfahrtschiffen wird Abfall inzwischen nicht mehr nur gesammelt und entsorgt, sondern unmittelbar als Energie nutzbar gemacht. Das Verfahren wirkt futuristisch: Es handelt sich um eine Mikrowellen-unterstützte Pyrolyse (MAP), eine Form der thermischen Abfallbehandlung im Waste-to-Energy-Bereich.
Mikrowellen erhitzen organische Reststoffe in einem geschlossenen Reaktor auf 500 bis 800 Grad Celsius. Da kein Sauerstoff vorhanden ist, verbrennt der Abfall nicht. Stattdessen zerfallen die molekularen Strukturen ohne Rauchentwicklung in Sekundenbruchteilen. Daraus entsteht ein hochenergetisches Synthesegas, das direkt in den bordeigenen Kreislauf eingespeist wird, um Dampf und Strom für den Schiffsbetrieb oder die riesigen Wasserparks an Bord zu erzeugen. Das System arbeitet extrem wirtschaftlich, da es selbst nur einen kleinen Bruchteil der Energie benötigt, die es am Ende erzeugt. Als einziges Restprodukt bleibt reine Biokohle zurück, die später an Land zur Verbesserung des Bodens verwendet werden kann[1].
Das weltweit zweitgrößte Kreuzfahrtunternehmen Royal Caribbean Group setzt die Technologie bereits bei ihren neuesten Schiffsmodellen ein. Auf der „Icon of the Seas“, mit 365 Metern Länge und bis zu 7.600 Passagieren an Bord das größte Kreuzfahrtschiff der Welt, ist ein MAP-System im Einsatz. Das Unternehmen bezeichnet die Anlage als die erste ihrer Art auf einem Kreuzfahrtschiff[2].
Eine Stadt auf See
Weltweit kreuzen derzeit genau 310 Kreuzfahrt-Hochseeschiffe der führenden Reedereien auf den Weltmeeren[3]. Schiffe in diesen Größenordnungen sind keine Transportmittel, sondern schwimmende Städte mit Hotels, Restaurants, Küchen, Wäschereien, Pools und Freizeitwelten. Dabei erzeugen sie täglich enorme Abfallmengen. Pro Person fallen im Schnitt 3 bis 3,5 Kilogramm Abfall pro Tag an. Das ergibt rund 21 Tonnen täglich pro Schiff, etwa so viel wie drei ausgewachsene Elefanten, die jeden Tag neu an Bord kommen. Der energetische Gehalt dieses Abfalls liegt bei mehr als 180.000 Megajoule pro Tag. Umgerechnet entspricht das einer Energiemenge von 50.000 Kilowattstunden. Diese Leistung reicht aus, um die gesamte Festbeleuchtung und die Klimaanlagen aller Passagierkabinen eines solchen Ozeanriesen für mehrere Stunden komplett autark zu betreiben[4].
Ergänzend zur Energiegewinnung reduzieren solche thermischen Abfallbehandlungssysteme gleichzeitig das bisher extern zu entsorgende Müllaufkommen um bis zu 90 bis 95 Prozent. Damit sinken die Abhängigkeit von Hafenlogistik und Entsorgungsinfrastruktur sowie die damit verbundenen Kosten deutlich.
Vom Ballast zum Benefit
Waste-to-Energy ist auf Kreuzfahrtschiffen nicht nur Technologie, sondern ein wirtschaftlicher Hebel. Ein modernes Kreuzfahrtschiff kostet zwischen 1,0 und 1,5 Milliarden Euro. Die integrierten Umwelt- und Waste-to-Energy-Systeme machen dabei nach branchenüblichen Engineering-Schätzungen etwa 1 bis 2 Prozent der Investitionskosten aus. Das entspricht rund 10 bis 15 Millionen Euro pro Schiff.
Studien zur thermischen Abfall- und Energierückgewinnung zeigen, dass sich durch geringere Entsorgungskosten und die Einsparung fossiler Bordenergie über die Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren wirtschaftliche Effekte von rund einer Million US-Dollar pro Jahr und Schiff ergeben können[5].
Fazit: Der Einsatz von Waste-to-Energy macht Kreuzfahrtschiffe von reinen Energieverbrauchern zu Betriebssystemen mit teilweise autarken Kreisläufen an Bord. Abfall wird dabei vom logistischen Problem zu einem kontinuierlich nutzbaren Stoffstrom im laufenden Betrieb der schwimmenden Städte auf See.
[1] https://www.vowasa.com/breakthrough-scanship-map-waste-to-energy-carbon-capture-contract-in-cruise/
[2] https://royalcaribbeanpresscenter.com/news/royal-caribbean-group-transforms-waste-management-in-the-cruise-industry-helping-protect-the-oceans-
[3] https://cruising.org/news/cruise-lines-international-association-clia-releases-annual-environmental-technologies
[4] https://www.mdpi.com/2077-1312/10/4/480
[5] https://www.mdpi.com/2077-1312/10/4/480
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- Abfall (Wikipedia)
Unter Abfall bzw. Müll (schweizerisch/schwäbisch auch Kehricht, österreichisch auch Mist), genannt auch Unrat, versteht man sämtliche vom Menschen entsorgten Dinge. Es handelt sich hierbei um Gegenstände, Materialien, Verpackungen und Substanzen, die für die entsorgende Person keinen Verwendungszweck mehr erfüllen und somit wertlos sind. Um das Recycling zu ermöglichen, bieten viele Länder im privaten sowie im industriellen Bereich eine Reihe getrennter Sammelmöglichkeiten an. So werden neben Restmüll z. B. Bioabfall und Altpapier gesammelt und oft gibt es Möglichkeiten der Altkleidersammlung, des Glasrecyclings und der Verwertung von Kunststoffabfällen (z. B. Leichtverpackungen). Weitere, gesonderte Abfallfraktionen sind z. B.: Altglas, Altmetall, Altholz, Altöl, Bauschutt, Schrott, Elektronikschrott etc. Die Entsorgung gefährlicher Abfälle (einschließlich Giftmüll), Abfallprodukten aus der Agrarindustrie (wie Gülle) und Abwasser erfolgt separat. Darüber hinaus gelten auch einige Abfälle, die bei der Industrie und im Gewerbe anfallen, als „Sondermüll“, darunter Baustoffe (z. B. Asbest) sowie Lösungsmittel, Säuren, Laugen, chemische und Laborabfälle und (anteilig) Krankenhausabfälle. Für die ländereinheitliche Umsetzung des Abfallrechts ist in Deutschland die Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) zuständig, ein Arbeitsgremium der Umweltministerkonferenz. In Fachkreisen wird unterschieden zwischen „Abfall zur Beseitigung“ und „Abfall zur Verwertung“. Dabei soll Mülltrennung helfen, den Anteil des „Abfalls zur Verwertung“ zu optimieren, um dem Ideal einer Kreislaufwirtschaft näher zu kommen. - Energie (Wikipedia)
Energie ist eine fundamentale physikalische Größe. Ihre SI-Einheit ist das Joule. Energie tritt in verschiedenen Formen auf, etwa als kinetische, elektrische, chemische Energie, als Wärmeenergie oder als elektromagnetische Strahlung. Diese Energieformen können ineinander umgewandelt werden, beispielsweise wenn ein Mensch ein Paket hochhebt oder ein Fahrrad beschleunigt, eine Batterie geladen wird, ein Lebewesen Stoffwechsel betreibt, eine Verbrennung Wärme freisetzt oder Kernfusion in der Sonne Strahlung erzeugt. Alle physikalischen Vorgänge sind mit der Übertragung und/oder Umwandlung von Energie verbunden. Daher spielt Energie auch eine zentrale Rolle in Chemie, Biologie und Technik. Bei allen Vorgängen bleibt die Gesamtenergie stets erhalten. Energie kann zwar übertragen oder in eine andere Energieform umgewandelt werden, aber nicht entstehen oder verschwinden. Wenn also ein physikalisches System Wärme abgibt, Arbeit leistet oder Strahlung aussendet, verringert sich seine Energie entsprechend. Energie ist damit eine unverzichtbare, aber begrenzte Ressource, wodurch ihr eine große wirtschaftliche Bedeutung zukommt. Energie ist eine wichtige Rechengröße in der Physik. In vielen Fällen lässt sie sich mithilfe der Parameter und Variablen des Systems berechnen. Sie spielt auch eine zentrale Rolle in der mathematischen Beschreibung der zeitlichen Entwicklung eines Systems – den hamiltonschen Bewegungsgleichungen in der klassischen Mechanik, der Schrödingergleichung in der Quantenmechanik und der Dirac-Gleichung in der relativistischen Quantenmechanik. Die Erhaltung der Energie, ursprünglich nur eine Erfahrungstatsache, kann mathematisch daraus gefolgert werden, dass die grundlegenden physikalischen Naturgesetze zeitlich unveränderlich sind. Die Ruheenergie eines Systems und seine Masse sind durch die Äquivalenz von Masse und Energie ( E 0 = m c 2 {displaystyle E_{0}=mc^{2}} ) verknüpft. - Kreuzfahrt (Wikipedia)
Eine Kreuzfahrt oder auch Kreuzfahrtreise ist eine Form des Tourismus auf Hoher See oder einem Fluss. Eine solche Urlaubsreise erfolgt auf einem Kreuzfahrtschiff entlang festgelegter Routen zwischen verschiedenen Häfen an touristisch attraktiven Zielen und ist typischerweise eine Pauschalreise. Dafür wird unter anderem ein Hotelbetrieb für die Unterbringung und Verköstigung der Passagiere bereitgestellt. Der Begriff hat seinen Ursprung in dem niederländischen Wort „kruiser“ aus dem 17. Jahrhundert, der ein kreuzendes Schiff bezeichnete. Nach Angaben des Branchenverbandes Cruise Lines International Association (CLIA) erreichte die weltweite Zahl der Kreuzfahrtpassagiere im Jahr 2023 mit rund 31,7 Millionen einen neuen Höchststand und übertraf damit das Niveau von vor der COVID-19-Pandemie deutlich. Die weltweite Flotte der CLIA-Mitgliedsreedereien umfasst dabei über 300 Schiffe. Trotz technischer Modernisierungen stehen die ökologischen Auswirkungen, insbesondere die CO₂-Emissionen und die Belastung lokaler Ökosysteme, sowie die Arbeitsbedingungen des Bordpersonals weiterhin im Zentrum der öffentlichen Kritik. - Pyrolyse (Wikipedia)
Pyrolyse oder pyrolytische Zersetzung (von altgriechisch πῦρ pyr ‚Feuer‘, ‚Hitze‘ und λύσις lýsis ‚(Auf)Lösung‘) bezeichnet verschiedene thermo-chemische Umwandlungsprozesse, in denen organische Verbindungen (Startmaterialien) bei hohen Temperaturen und weitgehend unter Ausschluss von Sauerstoff gespalten werden. Durch die hohen Temperaturen werden einige chemische Bindungen in den Startmaterialien gespalten, wobei durch den Sauerstoffmangel eine vollständige Verbrennung bzw. Oxidation verhindert wird. Die entstehenden Produkte sind vielfältig. Pyrolyse kommt in vielen technischen Verfahren zum Einsatz. Moderne Backöfen verfügen über eine Pyrolysefunktion. Hierbei wird der Innenraum des Ofens bei Temperaturen von bis zu 500 Grad vollständig ausgebrannt, so dass Fett und Essensreste zu Asche zerfallen, danach kann der Ofen viel einfacher gereinigt werden. Durch Pyrolyse kann Biomasse gezielt in höherwertige Produkte wie Brennstoffe oder Chemikalien umgewandelt werden, aber auch beim klassischen Verkoken von Kohle und bei der Herstellung von Holzkohle finden Pyrolysevorgänge statt. Chemisch gesehen ist auch das Cracken von Erdöl ein Pyrolyseverfahren, wird jedoch nicht so genannt. Veraltete Bezeichnungen für die technische Pyrolyse sind Brenzen, trockene Destillation, zersetzende Destillation, Entgasung oder Verschwelung. Das Bestimmungswort „Brenz-“ in den Namen chemischer Verbindungen wie Brenzcatechin, Brenzschleimsäure und Brenztraubensäure geht hierauf zurück.
