Fisch aus dem Schiff oder das nächste Leben eines Öltankers

In der Ideenskizze "Schiffaquakultur" von Prof. Dr. Uwe Waller ersetzen ausrangierte Öltanker Netzkäfige.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hatte den Ideenwettbewerb „Neue Produkte für die Bioökonomie“ ausgeschrieben. Die htw saar hatte sich mit der Idee „Schiffaquakultur“ um eine Förderung beworben und eine Förderung für eine erste Sondierungsphase erhalten. In Zusammenarbeit mit Schiffsbauexperten aus Kiel entwickelt und prüft das Institut für Physikalische Prozesstechnik der htw saar jetzt die Idee, die einen neuen Weg für die Lebensmittelproduktion aufzeigt.

Aquakultur trägt heute mehr als die Hälfte zur Lebensmittelversorgung bei. Nicht immer, ohne Umweltschäden zu verursachen. Welche Bedeutung die Aquakultur teilweise erlangt hat zeigt das Beispiel Lachs in der Statistik der FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). Die Fischerei auf Lachse ist seit Jahren rückläufig. Von über 4.500 Tonnen im Jahr 2000 ist der Jahresertrag auf unter 2.500 Tonnen im Jahr 2014 gesunken. Die Aquakulturproduktion ist gleichzeitig von 700 Tausend Tonnen auf über 2 Millionen Tonnen Lachs gewachsen. Heute werden 900 Mal mehr Lachse in der Aquakultur produziert als in den Ozeanen gefangen werden. Die Versorgung durch die Aquakultur macht den Lachs zu einem überall verfügbaren Lebensmittel.

Die Probleme der Lachsaquakultur nehmen zu. Die globale Erwärmung verschiebt mögliche Produktionsgebiete in Richtung der Pole zu den kälteren Temperaturen. Krankheiten und Parasiten sind in der Küstenaquakultur ein Problem, das große Kosten verursacht. Als Reaktion verlagert sich Küstenaquakultur an Land in Kreislaufanlagen. Gut für die Küstengewässer. Der immer zunehmenden Nachfrage wird die landbasierte Aquakultur allerdings nicht gewachsen sein.

Abbildung: Die Erträge der Fischerei gegenüber der Produktion der Aquakultur von 2000 bis 2014. Oben rechts ist zusätzlich das Verhältnis zwischen der Aquakulturproduktion und dem Fischereiertrag für die verschiedenen Jahre dargestellt.

Neue Produktionsprozesse, angepasst an die Arten, Standorte und an die verfügbaren Ressourcen müssen entwickelt werden, um den wachsenden Bedarf nach Fisch zu decken. Ein solch neuer Prozess ist die „Schiffaquakultur“, die ihr Operationsgebiet auf den Weltmeeren hat. Mit Blick auf unsere Wasserressourcen werden unsere Süßwasservorräte deutlich intensiver für die Aquakultur genutzt als das Weltmeer. Die Aquakultur kann und muss dahin verlagert werden. Durch die Überfischung sind den Weltmeeren Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und viele andere Elemente entzogen wurden, sodass die „Schiffaquakultur“ quasi zum Ausgleich des Defizits beiträgt, eine Wasseraufbereitung entbehrlich ist.

Abbildung: Die Welt-Wasserressourcen und die zugeordneten Erträge der Aquakultur im Jahr 2014. Dem Grundwasser und den Flüssen und Seen wurde die Süßwasserproduktion zugeordnet, dem Weltmeer die Erträge aus der Meer- und Brackwasseraquakultur (Statistik der FAO).

Woher kommt die Idee? Die engmaschige Vernetzung der Hochschule in der Forschung und Entwicklung führt dazu, dass auch scheinbar unabhängige Fakten miteinander verknüpft und zu einer Idee kondensiert werden. Fakt ist, dass seit 2008 die Schifffahrt in einer Krise steckt. Hunderte alter Öltanker werden auf dem Weltmarkt nicht mehr gebraucht. Sie können günstig erworben und für die Aquakultur umgebaut werden. Die für die Aquakultur umgebauten Schiffe können in Meeresgebieten mit geeigneter Wasserqualität operieren.

Das Meerwasser wird, so die Idee, direkt in die Produktion eingespeist. Futter und Hilfsstoffe für den Produktionszyklus werden in Containern an Bord vorgehalten. Sobald fertig produziert ist, laufen die Schiffe ihren Zielhafen an. Schiffe sind die energieeffizientesten und umschlagstärksten Transportsysteme der Welt und, wie sich jetzt schon zeigt, auch noch eine geeignete Plattform für die Aquakultur. Frischer Fisch direkt vom Schiff auf den Tisch!

Abbildung: Das Projekt „Schiffaquakultur“ fordert interdisziplinäre Zusammenarbeit im Institut für Physikalische Prozesstechnik der htw saar, um die technischen Verfahren mit der Biologie der Fische abzugleichen. Im Bild ist eine erste CFD Simulation dargestellt, die die Strömungsverhältnisse in einem Tank eines umgebauten Öltankers zeigt. Auf Basis von Simulationen werden die Konstruktionsparameter erarbeitet, um die Umbaukosten schätzen zu können.

In einer ersten Sondierungsphase wird bis Ende des Jahres der technische und wirtschaftliche Lösungsweg evaluiert: Wie kann die Aquakultur in einen Schiffskörper integriert werden? Welche konstruktiven Änderungen sind zum Erhalt der Schiffstabilität notwendig? Wie kann das Meerwasser durch das Schiff geführt werden? Kann die Abfischung und Schlachtung an Bord realisiert werden? Welche nationalen und internationalen Vorschriften müssen beachtet werden? Welche Logistikwege und welche Kosten müssen angenommen werden? Welche Marktvorteile können erarbeitet werden und welche Konkurrenzsituationen können entstehen? Welche technischen und wirtschaftlichen Risiken bleiben?

Am Schluss werden alle Zahlen in einen Wirtschaftsplan eingearbeitet. Der Wirtschaftsplan wird entscheiden, ob der Idee eine Machbarkeitsstudie nachfolgen kann. In jedem Fall ist es bis zum ersten Einsatz einer „Schiffaquakultur“ noch ein langer Weg. Die htw saar bearbeitet die Idee, um rechtzeitig Alternativen für die nachhaltige Aquakultur von Lachsen aufzuzeigen und um damit die Versorgung mit Lebensmitteln auch in Zukunft sicherzustellen. Eine zentrale Forderung an die sich entwickelnde Bioökonomie, die in Deutschland einen prominenten Platz auf der Forschungsagenda hat. Der Schutz der Küstenräume und ihrer Bewohner ist ein wichtiges Anliegen, dem durch die neue Schiffverfahrenstechnik zugearbeitet wird.