Innovative Beschichtungen für Schiffsrümpfe senken Umweltbelastungen

Wer denkt bei einer Kreuzfahrt nicht an idyllische Lagunen, saubere Strände und pittoreske Hafenstädtchen? Nicht zuletzt deshalb erfreuen sich Kreuzfahrten weltweit einer steigenden Beliebtheit. 2013 machten rund 6 Millionen Europäer eine Kreuzfahrt, weltweit mehr als 20 Millionen Menschen. Doch auch der weltweite Verkehr mit Fracht- und Containerschiffen nimmt kontinuierlich zu, rund 90.000 Schiffe sind weltweit unterwegs. Dieses hohe Verkehrsaufkommen stellt an sich schon eine Belastung für die sensiblen Ökosysteme der Ozeane dar. Zudem siedeln sich an den Schiffsrümpfen Meeresorganismen wie Seepocken, Algen und Muscheln an, was in Fachkreisen Fouling genannt wird. Dieses Fouling erhöht den Strömungswiderstand und das Gewicht der Schiffe, was wiederum zu einem höheren Treibstoffverbrauch und damit zu höheren Schadstoff-Emissionen führt. Um das zu verhindern, werden Antifoulings eingesetzt. Das sind Beschichtungen, die die Schiffsrümpfe vor dem Bewuchs mit Meeresorganismen schützen. Moderne und innovative Antifoulings tragen heute dazu bei, dass Ökosysteme nicht zusätzlich durch erhöhten Schadstoff-Eintrag und CO2-Emissionen belastet werden und helfen zudem dabei, weniger Ressourcen zu verbrauchen.

Bewuchsschutzfarben senken Emissionen

Die meisten Kreuzfahrtflotten setzen heute auf „Grün“. Sie werben mit Maßnahmen, die die Auswirkungen auf die maritime Umwelt minimieren sollen, wie Abgastechnik, Abwasserrecycling und Energiesparprogramme. Und auch bei den Beschichtungen der Schiffsrümpfe, insbesondere im Unterwasserbereich, setzen viele Flotten mittlerweile Anstriche ein, die ökologische Verträglichkeit mit ökonomischen Vorteilen kombinieren. Auch der Frachtverkehr auf den Meeren hat im Zuge der Globalisierung weltweit stark zugenommen. Rund 90 Prozent aller Güter werden heute auf dem Seeweg transportiert. Laut einer Studie der International Maritime Organization (IMO) aus dem Jahr 2009 ist der weltweite Schiffsverkehr für 2,7 Prozent der Treibhausgas-Emissionen verantwortlich. Eine aktuelle Studie belegt, dass sich mit modernen Antifouling-Lacken und Antihaftbeschichtungen weltweit Milliardenbeträge einsparen lassen und der CO2-Ausstoß minimiert wird.

Antihaftbeschichtungen für Schiffsrümpfe

Ohne einen Bewuchsschutzanstrich würde ein Schiff im Unterwasserbereich innerhalb weniger Monate pro Quadratmeter um 150 Kilogramm Gewicht zulegen. Die dafür verantwortlichen Algen, Seepocken und Muscheln würden den Reibungswiderstand im Wasser dramatisch erhöhen. Die Folge: das Schiff wird langsamer und bei gleicher Geschwindigkeit bis zu 40 Prozent mehr Treibstoff verbrauchen. Früher wurden zinnhaltige Antifoulings eingesetzt, um die Ansiedlung von Meeresorganismen am Rumpf zu verhindern. Da sie jedoch deren Erbgut schädigten, wurde ihr Einsatz 2003 von der Weltschifffahrtsorganisation verboten. Die Hersteller von Schiffsfarben haben Beschichtungen auf den Markt gebracht, die neben besseren ökologischen Eigenschaften zusätzlich handfeste ökonomische Vorteile mit sich bringen. Es wurden beispielsweise extrem glatte Beschichtungen auf Silikonbasis entwickelt, deren Oberfläche ähnlich glatt ist wie die Antihaftbeschichtung einer Bratpfanne. Algen, Seepocken und andere Meeresbewohner haben es schwer, sich auf dieser eisglatten Oberfläche anzusiedeln. Und sollte ihnen das bei längeren Liegezeiten des Schiffes doch gelingen, so lösen sie sich automatisch wieder ab, sobald das Schiff eine Geschwindigkeit von mehr als 15 Knoten erreicht. Laut Berechnungen der Hersteller können damit mehr als sechs Prozent Treibstoff eingespart werden. Das freut die Reedereien, die auch von einer längeren Haltbarkeit dieses extrem glatten Unterwasseranstrichs profitieren. So vergrößern sich die Wartungsintervalle, während sich gleichzeitig die Liegezeiten im Trockendock verringern, da der Anstrich schneller von eventuellen Verschmutzungen und Anhaftungen gereinigt werden kann. Und es gibt noch einen positiven Effekt: Beim Neuanstrich wird deutlich weniger Material benötigt als bei konventionellen Beschichtungen.

Der Natur abgeschaut

Der neueste Clou in Bezug auf die Beschichtung von Schiffsrümpfen könnte die Entwicklung eines Lackes darstellen, bei dem die Oberflächenstruktur der Haut von Haien als Vorbild diente. Experten am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Bremen forschen an der Entwicklung einer Beschichtung, deren Oberflächenstruktur den  Schuppen von Haien nachempfunden ist. Dadurch könnte zukünftig nicht nur das Entstehen von Ablagerungen am Schiffsrumpf verhindert, sondern durch die Kanalisation des Wasserstroms auch der Wasserwiderstand verringert werden. Denn in den mikroskopisch kleinen Rillen der Haifisch-Schuppen bildet sich ein Wasserfilm, so dass beim Schwimmen so gut wie keine Reibung mit dem die Fische umgebenden Wasser entsteht. Das ermöglicht eine hohe Geschwindigkeit bei geringem Kraftaufwand. Für einen entsprechend beschichtetes Schiff bedeutet das weniger Energieverbrauch bei höherer Geschwindigkeit. Laut der IFAM-Experten zeigte sich in Tests, dass die Reibung um mehr als fünf Prozent reduziert werden konnte. Nach ihren Berechnungen könnten so bei einem Containerschiff, hochgerechnet auf ein Jahr, 2.000 Tonnen Treibstoff eingespart werden.