Verantwortung und Technik

Die Implosion der „Titan“ ist nicht nur eine Tragödie, sondern auch ein Lehrstück darüber, was bei leichtsinniger Technikgläubigkeit und übermäßigen Sparsamkeit mit Risikotechnologien so geschehen kann. Wer sich das Tauchboot und die Filmchen aus seiner bisherigen Einsatzzeit anschaut, entdeckt schon mal in paar Dinge, die seltsam anmuten.

Erstens wurde das Gerät durch das Aufklappen der vorderen Druckkörperkalotte betreten. Es gab keine Dachluke. Nun ist es das erste Mal, das ich ein Tauchboote ohne Dachluke gesehen habe – dass auch nach dem Lesen umfangreicher Literatur u.A. von Professor Ulrich Gabler, der so viele U- und Tauchboote entwickelt hatte. Wie sollte man also die „Titan“ an der Oberfläche nach einer Havarie verlassen können? Die Antwort lautet: gar nicht.

Dann waren die Kabel zu den seitlichen Antrieben und unterhalb des Rumpfes nicht wirklich fixiert, sondern schlackerten lose herum. Das sah nicht nur unordentlich aus, sondern kann auch zur Gefahr werden.

Die Kombination eines CFK-Zylinders mit zwei Titanium-Kalotten halte ich schon für diskussionswürdig. Doch ist CFK allein schon ein Problem und noch nie bei ca. 390 bar Außendruck bei einem bemannten Tauchboot eingesetzt worden. Dazu wurde es für ein zylindrisches Bauteil verwendet, nicht für ein kugelförmiges. Es stellt sich die Frage, was die Temperaturverläufe während der Tauchgänge und der Stress bei dem erheblich Druckwechsel aus dem Material machten.

Auch lässt die Presseinformation, dass die eine Glasscheibe an der Frontseite nur bis zu 1.300 Meter zugelassen war. Zudem war sie viel größer als an anderen Tauchbooten, die in dieser Tiefe operierten. Ist sie letztlich geplatzt?

Die technische Inneneinrichtung mag seltsam anmuten, aber hat sicherlich insoweit funktioniert, wie es die dafür entwickelte Software zuließ. On der Controller nun von Logitech oder von Lockheed war, ist unerheblich. Der aus dem Kaufhaus ist immerhin bereits durch viele tausend Anwender getestet worden. Ich würde die Innenbeleuchtung auch nicht dort kaufen, wo sie teuer ist, sondern wo sie zu vernünftigen Preisen langfristig verfügbar ist. Teuer bedeutet nicht immer automatisch, dass es gut ist. Das ist ein typischer Irrglaube des gutsituierten Wohlstandsbürgertums.

Doch ist es verwerflich, das Einhalten von Sicherheitsanforderungen nassforsch über Bord zu werfen, während man für das Wohl seiner Passagiere verantwortlich ist. Das hat sich bislang immer bitter gerächt – die Luftfahrtgeschichte ist voll von derartigen Vorkommnissen. Die aufkeimende Branche der touristischen Expeditionen in die Tiefsee könnte mit diesem Unfall erheblich zurückgeworfen werden -was vielleicht auch gut ist. Nicht alles muss touristisch erschlossen werden. Immerhin ist die „Titanic“ auch eine große Grabstätte, die man mit der entsprechenden Ehrfurcht behandeln sollte.

3D-Druck für fliegende Geräte?

Auch bei einfachen Fluggeräten kann der 3D-Druck sinnvoll eingesetzt werden – sogar mit einfachen FDM-Druckern. ELBE-SEA-SERVICES konnte mithilfe eines einfachen 3D-Druckers aus PA-Filament stabile und leichtgewichtige Körper erzeugen, die für die Anwendung in einem UAV (Flugzeugartige Drohne) gedacht waren.

Entscheidend war das Design der Probeteile. Durch eine ausreichende Wandstärke von mehreren Millimetern wurde die Voraussetzung geschaffen, dem Konstrukt eine Art Sandwich-Struktur mitzugeben. Der Drucker wurde so eingestellt, dass zwar Außenhäute von etwa 0,8 mm gedruckt wurden, das Innere aber mit einer Füllstruktur aus Kuben mit sehr geringen Materialstärken ausgefüllt wurde. Damit konnte das eigentlich nicht so sehr feste Grundmaterial PA2 dazu genutzt werden, überraschend hohe Lasten aufzunehmen. Die Materialkosten sind dabei sehr gering.

Allerdings ist bei großen Bauteilen mit einer langen Druckzeit von teilweise mehreren Tagen zu rechnen. Entsprechend ist es ratsam, das geplante Gesamtsystem in viele kleinere Komponenten zu unterteilen.

Ein Problem stellte der Wechsel von Filament-Rollen im Druckprozess wegen der ungenügenden Genauigkeit des verwendeten Druckers dar. Es ist sinnvoll, bei solchen Geräten den Wechsel gewissermaßen „Fliegend“ durchzuführen. Dazu muss das Filament der älteren Rolle direkt über der Materialzuführung des Druckkopfes abgeschnitten werden und das neue Filament in dem Moment in den Zuführungsschlauch eingeführt werden, wenn das alte Filament darin verschwunden ist.

Bei einem UAV sind die meisten Bauteile eher lang als breit oder hoch. Daher sollte ein Drucker verwendet werden, der für diese Dimensionen optimiert ist. Gegenwärtig wird bei ELBE-SEA-SERIVCES an einem entsprechenden Drucksystem mit einer Bauraumhöhe von ca. 200 mm gearbeitet.

HB, 10-06-2023

Offshore-Serviceschiff ‚CC-ONE‘

Offshore-Support ist ein teures Geschäft. Und es wird noch teuer werden, denn sich verschärfende Umweltbestimmungen werden die meisten konventionellen Offshore-Einheiten aus dem Rennen werfen. Vor allem ältere AHTS und MPSV werden heute durch noch ungefilterte Dieselantriebe betrieben. Sie verbrauchen Unmengen an Kraftstoff und können doch nicht alles leisten, was ein Windpark benötigt. Ihre Zeit läuft ab.

Es werden neue kraftstoffsparende flexible Offshore-Supporter benötigt. Weniger Energieeinsatz und eine größere Bandbreite an Möglichkeiten bestimmen die Zukunft.

‚CC-ONE‘ ist ein Projekt für ein leicht gebautes, extrem wirtschaftliches und sehr multifunktionales Schiff. Eine optimale Sicherheit im Dynamic Positioning, ein großes Arbeitsdeck, eine kleine Stammbesatzung und viele andere Features machen es einem alten „Bügeleisen“ der Offshore-Industrie weit überlegen. ‚CC-ONE‘ kann im Flachwasser, im Wattenmeer, in engen Gewässern – aber vor allem in Offshore-Windparks sichere und wirtschaftlich arbeiten. Ein vierfach redundantes Antriebsystem und eine optimale Ausrüstung machen es zum Reparatur- und Wartungsfahrzeug wie einen Service-Van in einem On-Shore Windpark. Dort würde ja auch niemand zwei Elektriker mit einem 40-Tonner an der Reparaturstelle vorfahren lassen.

Sicherlich sind große Offshore-Schiffe sehr beeindruckend. Aber Masse allein entscheidet nicht, sondern der Preis, den man dafür zu zahlen hat.

‚CC-ONE‘ – DP Offshore-Katamaran: L: 38 m; B: 12,2 m; TG: 2,2 m; Decksfläche: 230 m2; Speed: 12-14 kn; Antrieb: 4 x Azimuth;  DP: II; Kran: 12t max.; Gangway; Ampelman o.A.;

Windantrieb als Alternative?

Kurzanalyse über Segelantriebe für die kleine Handelsschifffahrt

Seit einigen Jahren werden weltweit einige Projekte geplant und ausgeführt, aus denen kleinere Segelfrachter hervorgehen sollen. Die Auslegungen sind sehr unterschiedlich: Von sehr traditionell ausgelegten Entwürfen über eher modernen Segelyachten entsprechenden Designs bis zu Entwürfen mit alternativen Segelkonzepten (Starre Flächensegel oder Windrotoren) ist alles vertreten. In Costa Rica entsteht gerade ein nach alter Weise gebauter ca. 46 Meter langer Frachtschoner namens „Ceiba“. Das Sailcargo Projekt fertigt das Schiff in traditioneller Holzbauweise an. Sein Design entspricht Segelschiffen aus der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts.

Das ist sicher ein schon extrem nach ökologischen Gesichtspunkten geplantes Projekt. Ob dieses Schiff auch ökonomisch erfolgreich operieren wird, soll sich erst noch beweisen. Es ist jedoch erfreulich, dass sich Enthusiasten auf die alten Techniken und Designkonzepte von vor über 200 Jahren besonnen haben und ein solches Projekt starten konnten.

Doch stellt sich die Frage, ob in der Nord- und Ostseeregion des 21. Jahrhunderts nicht auch Raum für durch Segel betriebene Fahrzeuge besteht. Sicherlich ist dies keine Antriebsform, die Fähren oder großvolumige Frachter allein zu bewegen mag, aber auch Fischereibetriebe, Fischfarmer oder auch der Tourismus kann nachhaltiger Antriebsformen möglicherweise gut anwenden.

Die „kleine“ Fischereiindustrie an den Nordeuropäischen Küsten ist in großen wirtschaftlichen Schwierigkeiten, denn die Fangquoten sind in den letzten Jahren sehr verringert worden. In vielen Fällen müssen vor allem sehr kleine Betreiber ihren Betrieb einstellen. Sie könnten ihren Lebensunterhalt verdienen, wenn es erlaubt wäre, mehr zu fangen. Doch dies ist aufgrund der konkreten Gefährdung der Fischbestände in vielen Bereichen untersagt worden. Infolgedessen sind diese oft nur ein Boot unterhaltenden Betriebe nicht mehr in der Lage, Geld in neue Hardware zu investieren. Eine Kampagne für die Einführung neuer alternativer Antriebsformen wäre hier nur durch massive, aber unwahrscheinliche Subventionierungen denkbar.

Es gab bislang nur sporadische Versuche, in Nordeuropa Segelfrachtlinien einzuführen. Diese oft von Enthusiasten betriebenen Schiffe waren kleine Segelschiffe mit einem oft hohem Alter. Durch unglückliche Umstände oder eine einfach zu geringe Kapitaldecke haben die meisten dieser Versuche aber wirtschaftlich nicht überlebt.

Gegen die Verwendung von reinen Segelantrieben in der Nordsee spricht einiges aus der Sicht der Logistikindustrie:

  • Zu geringe Reisegeschwindigkeiten;
  • Stärkerer Einfluss von Außenbedingungen wie Wind und Gezeiten;
  • Die Bedienung größerer Segelsysteme erfordert heutzutage spezielle Erfahrungen und Kenntnisse, die normale Seeleute nicht mehr erlernen;
  • Der Schiffbau unterstützt diese Antriebsweise nicht mehr; Neubauten wären eher bei geeigneten Yachtbauern zu bestellen;
  • Es bestehen Probleme, neue Segelfrachter für den Betrieb zuzulassen und zu versichern;
  • Die geringe Zahl und die andersartige Technologie macht die Beschaffung von Neubauten teurer und schwieriger. Wer stellt so große Segel, Masten, Beschläge usw. kostengünstig her?
  • Es mangelt an einer Zulieferindustrie, die es im 19. Jahrhundert überall gab.
  • Banken und die Schiffsfinanzierer sind sehr wahrscheinlich eher nicht an solchen Projekten interessiert. Es werden neue Finanzierungsquellen benötigt.

Die Chancen für eine breiter ausgelegte Einführung von Segelschiffen in der kleineren Schifffahrt und der Fischerei stehen somit eher schlecht.

Das ist schade, denn der Wind als Antriebsquelle bietet in Nordeuropa ein gutes Potential für die CO2-neutrale Seefahrt. Es werden aber neue Konzepte benötigt, die von den bisherigen Wegen der motorisierten Handelsschifffahrt abweichen. Diese sind nicht in der Lage, die Einführung von Segelfrachtern und windgetriebene Fischereifahrzeugen zu unterstützen. Eher wird diese Industrie alternative Energieträger angehen wie den Wasserstoff, LNG oder aus Wasserstoff erzeugte Brennstoffe, was ja gegenwärtig auch geschieht.

Die Anzahl von Designbüros, die funktionsfähige reine Segelschiffe entwickeln können, ist gering. Das dazu notwendige Know-how ist einfach verloren gegangen und wird auch an den Hochschulen kaum noch gelehrt. Segeln mit „Tall Ships“ verlangt sehr viel Können und Erfahrung. Wer nicht gerade bei einer Marine als Offizier auf einem der segelnden Schulschiffe längerfristig gedient hat, kann sich diese Kenntnisse nur noch bei einigen touristischen Segelschiffbetreibern aneignen, deren Zahl aber sehr begrenzt ist.

Die einzige realistische Möglichkeit sind radikal von den Traditionen abweichende Designs, bei denen völlig andere Segelkonzepte, Rumpfbauweisen und Kontrollsysteme zum Einsatz kommen. So geschieht dies gegenwärtig mit der Einführung von Flettner-Rotoren auf einigen größeren und kleineren Handelsschiffen. Der Einsatz von automatisierten Kontrollsystemen für die Windantriebe ist dabei die entscheidende Lösung. Es gibt sogar Vorschläge für Schiffe, die durch den von Windturbinen erzeugten Strom angetrieben werden sollen.

Indirekt kann Wind auch durch die Speicherung von Strom an Bord eingesetzt werden. Vor allem für Schiffe, die ohnehin ständig in Offshore-Windparks operieren ist dieses schon heute geplant. Doch auch Treibstoffe, die durch die Wasseraufspaltung gewonnen werden können, sind ein Konzept, den Wind als Energielieferanten einzuplanen. Die damit betriebene Schiffe können sogar herkömmliche Dieselmotoren verwenden. Fazit ist, das die Einführung von kommerziellen traditionellen Segelschiffen eher ein Wunschtraum ist. Es werden immer nur spezielle Anwendungen in besonderen Gebieten sein, in denen wieder Segel auf Frachtern gehisst werden dürften.

WR69 – Konzeptdesign Flettnerantrieb

Größe ist nicht alles

Mit einem kleinen Offshore-Schiff erfolgreich Service leisten

Selbst das sparsamste Offshore-Schiff kann nicht ohne Treibstoff auskommen. Schiffe, die den Strom des von ihnen betreuten Windparks nutzen (Die „maritime Ladesäule“) sind zwar in Planung aber noch nicht verfügbar.

Der Verbrauch eines Dieselmotors ist an leicht nachrechenbare Gesetzmäßigkeiten gekoppelt. Es werden 190 bis 220 Gramm Dieselkraftstoff je nach Bauart und Alter des Motors pro Kilowattstunde verbraucht. In den vergangenen Jahren sind viele Optimierungen an den Aggregaten vorgenommen worden, die vor allem bei schnelllaufenden und bei mittelschnellen Dieseln zu signifikanten Brennstoffersparnissen geführt haben. Doch irgendwann ist auch hier das Ende der Möglichkeiten erreicht worden. Der Kohlenstoffanteil des Kraftstoffs wird als Kohlendioxid, Ruß und in anderer Form wieder an die Umwelt abgegeben. Dies an einem Motor zu reduzieren ist nicht möglich, die Gesetzmäßigkeiten lassen das nicht zu.

Ein typischer Versorger wie der weit verbreitete UT-755 benötigt meist um die 15 Tonnen Dieselkraftstoff pro Tag in Reisefahrt. Es ist eine Menge Stahl, die dabei mit einer Verdrängung von ca. 4.500 Tonnen durch das Wasser bewegt werden. Moderne OSV in einem Windpark sind nicht wesentlich kleiner und haben auch kaum schwächere Antriebsanlagen. Sie treten allerdings eher auf der Stelle und benötigen dabei etwas weniger Energieeinsatz. Doch Masse bleibt Masse. Wer weniger Energie verbrauchen möchte, muss an dieser Stelle tätig werden.

Doch in der Serviceschifffahrt werden diese Schiffsgrößen oftmals gar nicht benötigt, um ein paar Techniker, Taucher oder ROV-Piloten mit ihrer Ausrüstung zum Ort des Geschehens zu befördern. Ein viel kleineres Schiff kann das ebenfalls sehr gut erledigen und benötigt nicht tausende von Kilowatt Leistung und hohe Investitionen für seinen Bau.

Entsprechend werden viele Ersparnisse möglich: Die Kraftstoffausgaben, die Charterraten und die Personalkosten sinken entsprechend. Dem Klimaschutz wird durch einen geringen CO2-Ausstoß geholfen.

Der neue Katamaran „CC-ONE“ kann all dies durch sein Gesamtkonzept und seine Kompaktheit bieten, ohne dass die Serviceleistungen zu wünschen übrig lassen. Größe allein zählt eben doch nicht. Man würde ja an Land auch nicht mit einem schweren Truck zu einer kleinen Baustelle fahren.

Neuer Offshore-Servicekatamaran ‚CC-ONE 40

Offshore-Support ist ein teures Geschäft. Und es wird noch teurer werden, denn die Verschärfung der Umweltvorschriften wird die meisten konventionellen Offshore-Anlagen aus dem Verkehr ziehen. Vor allem ältere AHTS und MPSV werden heute von Dieselmotoren angetrieben, die noch ungefiltert sind. Sie verbrauchen Unmengen an Kraftstoff und können dennoch nicht alles leisten, was ein Windpark braucht. Ihre Zeit läuft ab.
Es werden neue, kraftstoffeffiziente und flexible Offshore-Support-Schiffe benötigt. Weniger Energieverbrauch und eine breitere Palette von Optionen bestimmen die Zukunft.
CC-ONE 40″ ist ein Projekt für ein leicht gebautes, extrem wirtschaftliches und sehr vielseitiges Schiff. Optimale Sicherheit bei der dynamischen Positionierung, ein großes Arbeitsdeck, eine kleine Stammbesatzung und viele andere Merkmale machen es einem alten „Eisen“ der Offshore-Industrie weit überlegen. Die ‚CC-ONE 40‘ kann im Flachwasser, im Watt, in engen Gewässern – aber vor allem in Offshore-Windparks – sicher und wirtschaftlich arbeiten. Ein vierfach redundantes Antriebssystem und eine optimale Ausstattung machen sie zu einem Reparatur- und Wartungsfahrzeug wie ein Servicewagen in einem Onshore-Windpark. Schließlich würde niemand zwei Elektriker mit einem 40-Tonner zum Reparaturort vorfahren lassen.

Sicherlich sind große Offshore-Schiffe sehr imposant. Aber die Größe allein ist nicht der entscheidende Faktor, sondern der Preis, den man dafür zahlen muss.

CC-ONE 40″ – DP-Offshore-Katamaran: L: 40,1 m; B: 11,9 m; Tiefgang: 2,3 m; Deckfläche: 293 m2; Geschwindigkeit: 12-14 kn; Prop: 4 x Azimut; DP: II; Kran: 12t max.; Gangway; diverse Typen möglich

SO2 und NO2 – Rauchzeichen auf See

SO2 (Schwefeldioxid) und NO2 (Stickstoffdioxid) sind sehr schädliche Gase für die Natur und für Menschen. Sie werden von Dieselmotoren ohne jede Rauchgasfilterung ausgestoßen. Besonders die Schweröle verbrennenden Schiffsdiesel sind schädlich. Sie stoßen schließlich pro Minute viele Kubikmeter der Gase aus. Nur die Verbannung des Schweröls kann hier helfen.

NO2 ist schädlich für Menschen und andere Lebewesen. Man merkt es schon am stechenden Geruch und am Kratzen in der Kehle. SO2 entwickelt im Kontakt mit Wasser Schwefelsäure. Es tut sicher nicht gut, mit ihr ständigen Kontakt zu haben. Beide Gase wirken in Dauerbelastung sehr schädigend und verkürzen das Leben.

Die Schifffahrt ist für ca. 13 % aller SO2 und 15 % der NO2 Austöße weltweit verantwortlich. Es gibt Häfen, in denen jeder Atemzug schon krank macht.

Die „Highways“ der Weltschifffahrt lassen sich durch ihre SO2-Emissionen leicht nachverfolgen. Unter „www.windy.com“ lassen sich bei entsprechender Einstellung der Weltkarte die Routen leicht finden. Breite braungefärbte Pfade, die sich quer über die Ozeane erstrecken. Es wird Zeit, etwas dagegen zu unternehmen.

Durch flüssiges Erdgas kann in einem ersten Schritt die Abgasabgabe eine Schiffs wesentlich reiner werden. Im zweiten Schritt kann dann dazu übergegangen werden, nur noch gespeicherten Strom oder sauberen Wasserstoff zu verwenden. Die Technologien sind entwickelt und verfügbar. Es fehlen nur noch die Kaufentscheidungen der Schiffsbetreiber.

(Bild von Roberto Venturini)