spc_20

Zentrales Thema meiner Master Thesis ist der im Ozean schwimmende und stetig wachsende Kunststoffteppich. Dieser stellt ein Problem für unsere Natur und Gesundheit dar. Mit dem Aufkommen der industriellen Produktion von Kunststoffen in den 60er Jahren kam auch ein neues, erweitertes Müllproblem auf. Kunststoffabfall, der einmal in die Meeresstrudel gerät, bleibt dort mehrere Jahre und wird in winzige Teile zersetzt. Doch nicht nur Kleinstteile, sondern auch große Kunststoffabfälle sind für die Tierwelt eine Gefahr. Der Kunststoff verrottet nicht in den Meeren, sondern setzt im Zuge der physikalischen Zerkleinerung Schadstoffe frei und fungiert als Schwamm für Umweltgifte. Die Problematik verschärft sich, wenn Meeresbewohner die Kleinstteile mit Nahrung verwechseln und zu sich nehmen. So geraten der Kunststoff und dessen Schadstoffe in die Nahrungskette - vom Ozean über den Fisch auf den Teller des Menschen und in dessen Körper hinein.

Zum Einen müssen Wege und Möglichkeiten gefunden werden, den Zufluss vom Müll in die Meere zu stoppen. Aber dennoch bleiben die bisher in den Ozean geratenen Kunststoffabfälle dort erhalten. Deshalb besteht zum Anderen die Aufgabe, diesen Kunststoff aus dem Ökosystem zu entfernen und so weitere Auswirkungen auf unsere Umwelt und Gesundheit in den Griff zu bekommen. Das spc_20 ist ein für den Ozean konzipiertes schwimmendes System zum Sammeln dieser Kunststoffabfälle. Mit den heutigen Möglichkeiten zur Weiterverwertung von Kunststoffabfällen sind die Abfälle auch nicht als Müll sondern vielmehr als Rohstoff zu betrachten. Statt vom Müll beseitigen, kann man von Rohstoffe ernten sprechen.

Anhand der Erkenntnisse aus meiner Recherche ließ sich eine Rechnung erstellen, die abschätzen soll, wie viele Strände, Anlagen und Container nötig sein werden um dem Problem entgegen zu treten. Als Ort des Geschehens dient beispielhaft der Kunststoffteppichs zwischen Hawaii und Kalifornien, der etwa drei Millionen Tonnen Kunststoffmüll beherbergt.

Bei dieser Masse bräuchte man nach Aufstellung der Rechnung fünf Jahre um den Meeresstrudel vom Kunststoff zu befreien. Auf eine Anlage kommen dann im Jahr 6.593 Tonnen Kunststoffmüll. Es werden etwa 300 Container pro Jahr und Anlage benötigt.

Am Beispiel des rechts zu sehenden Müllstrudels von drei Millionen Tonnen wurde festgelegt, wo und wie viele Anlagen platziert werden sollen. Eine Anlage wird einen Aktionsradius von 100 km haben. Innerhalb dieses Bereiches orientiert sich die Anlage autark an Meeresströmungen, Winden und Kunststoffaufkommen um den idealen Einsatzort zu finden. Dafür wird sie mit GPS, Radar und entsprechenden Sensoren ausgestattet.

Die Anlagen werden mit Hilfe von Schleppern und Containerschiffen unmontiert auf See gebracht.

Auf See baut das Team die Anlage auf. Helikopter, Schiffe und Boote dienen hier und auch bei späteren Service- und Reparaturfällen als Fortbewegungsmittel.

In der Phase des Sammelns sind die Becken weit geöffnet. Sobald diese voll sind, beginnt eine zweite Phase. Die Trennwände fahren nach hinten und komprimieren das Volumen. Nun wird der Kunststoff periodisch durch die Rohre abgesaugt, von Becken zu Becken bis in die Basisstation. Es werden alle Becken so geleert, dass die äußeren bereits wieder einsatzbereit sind und die inneren nicht verstopfen können. Noch bevor die Container voll sind, wird eine weitere, leere Basisstation angefordert und es findet ein Wechsel dieser statt.

Das Sammelgut gelangt von den abgesaugten Becken über die Schnittstelle in einen zentralen Behälter. Dort wird der Kunststoff zum Schredder weiter geleitet. Der zerkleinerte Kunststoff lässt sich so später platzsparender lagern. Der weitere Weg des Sammelguts führt über Waschanlagen und Trockengebläse um schließlich in Big Bags verpackt zu werden. Big Bags sind flexible Schüttgutbehälter. Sie werden auf Europaletten über das Förderband zu den Portalrobotern transportiert. Der Portalroboter öffnet den zu beladenen Container, zieht dessen Schubladen heraus und reiht die Paletten bis zur maximalen Auslastung auf. In einem Container befinden sich zwei Schubladen, die jeweils zwölf Europlatten mit Big Bags aufnehmen können.

Die Basisstation mit den vollen Containern wird an Land gebracht. Über die Schnittstelle entsteht die Verbindung zwischen Basis und Land. Es beginnt nun der Transfer der gefüllten Container auf Anlegestelle. Die Basis wird mit neuen, leeren Containern beladen. Die Weiterverarbeitung der Kunststoffe erfolgt in zentralen Recyclinganlagen an Land.

Gründe für einen Standortwechsel können zu geringes Aufkommen von Kunststoff und das Anpassen an Strömungs- und Windrichtung sein. Für diesen Vorgang geht die Anlage in einen anderen Modus, indem sie sich zusammenklappt. Dafür fährt die Schnittstelle aus. Sie ist in den Bereichen des Gummis flexibel. Die Fänge und Seitenwände werden eingefahren. Jeder Strand verfügt über einen Antrieb und eine bewegliche Finne. Mit deren Hilfe bewegen sich die rechten und die linken Strände nun im Bogen aufeinander zu. Nun sind sie alle hinter der Basis aufgereiht. Die Verankerung an den beiden letzten Stränden schließt. Die Finnen haben sich neu ausgerichtet und gewährleisten so ein besseres Strömungsverhalten der Strandaufreihung. Auch bei Unwetterwarnung schaltet sich die Anlage in diesen Modus, der möglichst wenig Angriffsfläche bietet.

Wie im Konzept beschrieben, sorgen drei Quellen für Energie. Solarpanels bedecken die Bedachung der Basis und der Anlegestelle. Wellenenergie wird auf zweifache Weise genutzt. Durch die drei Wasserturbinen pro Strand wird regelmäßig das aufgenommene Wasser zurück in den Ozean geleitet und dabei das innen liegende Laufrad angetrieben. Die Rohre zwischen den Stränden fangen die Wellenbewegung in horizontaler und vertikaler Richtung auf und treiben über hydraulische Systeme Generatoren an.

Die Anlage sammelt mit ihrer Gesamtlänge von fast 1100 Metern möglichst viel im Wasser treibenden Kunststoffmüll auf. Die schiefen Ebenen der Strände reichen bis zu 10 Meter unter die Wasseroberfläche und befördern so auch tiefer treibenden Müll in die Sammelbecken.