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Sie holen das Plastik aus dem Meer

Wie räumen wir die größte Müllkippe des Planeten auf?

| Autor: Christian Lüttmann

Während Sie diesen Satz lesen, landen rund 500 kg Plastik in den Ozeanen. Pro Jahr stauen sich so rund acht Millionen Tonnen zusätzlicher Müll in den Weltmeeren an. Dort zerfällt er in immer kleinere Fragmente, die längst als Mikroplastik in die maritimen Nahrungsnetze eingedrungen sind. Selbst wenn der Müllnachschub sofort versiegt, würde es viele Jahrhunderte dauern, bis sich die Meere von der Verschmutzung einigermaßen erholen. Wir stellen Ihnen drei Projekte vor, die so lange nicht warten wollen. Sie planen, das Plastik sofort aus dem Wasser zu holen.

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Plastik im Meer zerfällt zu kleinen Fragmenten (Mikroplastik). Einige Projekte wollen den Müll aus dem Ozean entfernen, bevor es dazu kommt.
Plastik im Meer zerfällt zu kleinen Fragmenten (Mikroplastik). Einige Projekte wollen den Müll aus dem Ozean entfernen, bevor es dazu kommt.
(Bild: Pacific Garbage Screening)

Archäologen ordnen die Menschheitsgeschichte in verschiedene Zeitalter ein. Einige davon sind nach den prägenden Materialien benannt, die bei Ausgrabungen vorwiegend gefunden werden: Steinzeit, Bronzezeit, Eisenzeit. Wenn die Archäologen der Zukunft eines Tages die Spuren unserer gegenwärtigen Epoche in Ausgrabungen freilegen, werden sie ein anderes Material vorfinden, was möglicherweise als Namensgeber dienen wird: Plastik.

Leben in der Plastikzeit

Seit den 1950er Jahren hat Plastik einen unaufhaltsamen Siegeszug in unserer Welt angetreten. Zwar sind schon viel früher bedeutsame Kunststoffe entdeckt worden, wie 1839 das berühmte Gummi von Charles Goodyear. Den Durchbruch erlebte Plastik jedoch erst mit dem Aufkommen der Polymerchemie Mitte des 20. Jahrhunderts. Die scheinbar grenzenlose Vielfalt an Eigenschaften hat dafür gesorgt, dass wir Plastik heute nahezu überall vorfinden. Es begleitet uns im Auto, steckt in unserer Kleidung und umhüllt unser Essen. Insgesamt wurden seit 1950 rund 8,3 Milliarden Tonnen Plastik produziert, wie Geyer et al. in einer Studie berichten. [1] Das ist mehr Gewicht als alle deutschen Wälder in 120 Jahren an Holz produzieren.

Im Gegensatz zu Holz, das über die Jahrzehnte allmählich verrottet und wieder zu fruchtbarem Waldboden wird, sind die Milliarden Tonnen Plastik jedoch ein Vermächtnis, das die Jahrhunderte überdauert. Geyer et al. zufolge sind nur etwa sieben Prozent des bis dato produzierten Plastiks wenigstens einmal zur Wiederverwendung recycelt worden. Der mit Abstand größte Teil – fast 60 Prozent oder 4,9 Milliarden Tonnen – lagert hingegen als Abfall auf Mülldeponien oder ist längst in die Umwelt gelangt. [1] Bei diesen Mengen an Plastikmüll wundert es kaum, dass der vielseitige Werkstoff heute nicht nur das Festland, sondern längst auch die Weltmeere erobert hat.

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Die größte Mülldeponie des Planeten ist das Meer – über Plastikmüll und Mikroplastik

Mehr als 140 Millionen Tonnen Plastik treiben bereits in unseren Weltmeeren, schätzen Experten. Und jährlich kommen etwa acht Millionen Tonnen dazu. [2] Das ist, als würde jede Minute ein Müllwagen eine ganze Ladung Plastikabfall ins Meer kippen. Weil konventionelles Plastik auf Erdölbasis hergestellt wird, können Mikroorganismen das künstliche Treibgut nicht zersetzen. So überdauern Plastiktüten mehrere Jahrzehnte, dickwandige PET-Flaschen sogar 450 Jahre im Salzwasser. In dieser Zeitspanne werden sie aber nicht einfach abgebaut. Stattdessen verspröden sie durch das UV-Licht der Sonne und zerfallen unter der Kraft der Gezeiten in immer kleinere Stücke bis die Partikel mit bloßem Auge kaum noch zu erkennen sind.

Mikroplastik ist die Bezeichnung für solche Kunststoffteilchen von weniger als fünf Millimetern Durchmesser. Zusammen mit den großen Plastikstücken – dem so genannten Makroplastik – verursachen sie nach Angaben des NABU den Tod von bis zu 100.000 Meeressäugern und einer Millionen Seevögeln – jedes Jahr. [3] Teilweise verheddern sich die Tiere in dem Abfall, oft verwechseln sie Plastikstückchen mit Nahrung und verhungern schließlich mit vollem Magen, in dem sich der unverdauliche Kunststoffabfall angesammelt hat. Doch nicht nur die Meeresbewohner nehmen Plastik über die Nahrung auf, auch wir selbst sind – am Ende der Nahrungskette – von der Plastikkontamination betroffen, wenn plastikbelasteter Fisch schließlich auf unserem Teller landet.

Das ganze Ausmaß der Folgen, die das Plastik im Meer nach sich zieht, kann heute kaum abgeschätzt werden. Doch eines ist klar: So darf es nicht weitergehen. Aber selbst wenn wir mit einem Schlag den Zustrom von Plastikmüll unterbinden könnten, so wären die Meere wohl noch viele Jahrhunderte verschmutzt. Hier wollen einige ambitionierte Projekte helfen, die Ozeane wieder sauberer zu machen. Wir stellen Ihnen drei besondere Vorhaben vor.

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Mikroplastik ist auch in Deutschland ein Problem – trotz guter Kläranlagen und Müllverwertung. Mehr Details liefert eine Fraunhofer-Studie:

1. Maritime Müllabfuhr mit Seehamster und Co

Der Seehamster ist die kleinste Schiffseinheit der Maritimen Müllabfuhr.
Der Seehamster ist die kleinste Schiffseinheit der Maritimen Müllabfuhr.
(Bild: One Earth – One Ocean)

Was an Land Standard ist, wollen die Mitglieder der Umweltorganisation „One Earth – One Ocean“ auch fürs Meer etablieren: Sie planen eine Art maritime Müllabfuhr aus vier Schiffstypen. Der kleinste Vertreter ist der „Seehamster“, ein zwei Meter breiter und vier Meter langer Katamaran, der mit einem speziellen Netz Plastikmüll aus Binnengewässern fischt. Unterstützt wird dieser Schiffstyp von einer größeren Version, „Seekuh“ genannt. Deren Netze reichen vier Meter tief und fassen bis zu zwei Tonnen Müll. Sowohl mehrere Seehamster als auch eine erste Seekuh haben sich bereits im Einsatz auf dem Wasser bewährt, zum Beispiel an Häfen in Kambodscha oder Hong Kong.

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Zum Projekt „One Earth – One Ocean“

Nachdem der Münchener IT-Unternehmer Günther Bonin bei seinen Segelturns immer mehr Plastiktüten im Wasser vorfand, beschloss er, sich selbst dem Problem anzunehmen. Im Jahr 2011 gründete er dazu die Organisation One Earth – One Ocean und stellte sich ein Expertenteam aus Meeresbiologen, einem Schiffsbauer und weiteren freiwilligen Helfern zusammen. Neben dem Initialprojekt der „Maritimen Müllabfuhr“ arbeitet der Verein mittlerweile auch an Verfahren, Öl und andere Chemikalien aus dem Wasser zu entfernen.

Günther Bonin, Gründer von One Earth – One Ocean
Günther Bonin, Gründer von One Earth – One Ocean
( Bild: One Earth – One Ocean )

Damit die Müllabfuhr auch fernab der Küste tätig werden kann, sollen zwei größere Schiffseinheiten folgen: Der „Seefarmer“ ist als Transporter gedacht, der die vollen Netze der kleinen Müllsammelschiffe auf hoher See einlädt und zum Hauptschiff bringt, dem „Seeelefant“. Auf diesem umgebauten Containerschiff soll eine voll funktionsfähige Fabrik eingerichtet werden, in der der Plastikmüll sortiert, geschreddert und entweder zum Recycling geführt oder zu Heizöl aufgeschmolzen werden soll. Entwürfe für den Seeelefanten stehen schon bereit, und im Juni 2018 wurde auch die erfolgreiche Verölung von im Meer gesammeltem Plastikmüll gemeldet. Die Fortführung des Projektes scheint nun vor allem eine Geldfrage zu sein.

Die Vision: Hamster und Kühe auf hoher See

Langfristig hoffen die Mitglieder von One Earth – One Ocean, dass sie eine ganze Flotte von Seehamstern und -kühen ins Meer entsenden können. Dort sollen diese nicht mehr mit herkömmlichem Treibstoff angetrieben werden, sondern autark den treibenden Plastikmüll einsammeln – angetrieben von Wind- und Solarkraft. Die gefüllten Netze sollen mit Peilsender versehen abgeworfen und vom Seefarmer zum Seeelefanten gebracht werden, wo schließlich das Recyceln oder Verölen erfolgt. Nach Angaben der Umweltorganisation würden 70 bis 80 Prozent des produzierten Treibstoffes für umliegende Häfen abfallen, der Rest reiche aus, um den Seeelefanten zu betreiben.

Konzept der Maritimen Müllabfuhr
Konzept der Maritimen Müllabfuhr
(Bild: One Earth – One Ocean)

Noch ist es ein weiter Weg bis zu dieser Zukunftsvision. Aber dank des modularen Aufbaus der Abfallflotte sind die ersten praktischen Erfolge bereits gemacht: Schließlich sind die Baukosten eines Seehamsters vergleichsweise klein und leicht durch Spenden zu finanzieren. Ob und wann die großen Schiffe auf Jungfernfahrt gehen können, bleibt abzuwarten.

Die Finanzierung ist auch bei einem anderen Projekt zur Reinigung der Meere eine große Hürde. Denn dort werden gleich ganz andere (Bau)Dimensionen angestrebt: Wie ein schwimmendes Konstrukt von fast einem halben Kilometer Länge das Meer von Plastik befreien soll, erfahren Sie nach der „Stärken und Schwächen“-Zusammenfassung.

Stärken

  • Erste Einsätze mit Seehamstern und -kühen bereits erfolgt
  • Verölung von Plastik aus dem Meer bereits erfolgreich getestet
  • Wenig Beifang: geringe Geschwindigkeit der Boote (2 Knoten) erlaubt Fischen wegzuschwimmen; Maschenweite der Netze (1 bis 2,5 Zentimeter) lässt Kleinstlebewesen durchschlüpfen
  • Plastik soll direkt vor Ort (auf dem Seeelefant) zu Treibstoff verarbeitet werden

Schwächen

  • Die Netze halten kein Mikroplastik auf
  • Noch laufen die Müllschiffe mit erdölbasiertem Kraftstoff, sollen aber auf Antrieb mit erneuerbaren Energien umgestellt werden

Plastikmüll ist längst über den ganzen Planeten verbreitet, bis hin ins arktische Eis. Erfahren Sie, wie groß die Belastung mit Mikroplastik in der Arktis bereits ist:

2. Ein Kamm gegen Plastik

Den Ozean vom Müll befreien ist eine gewaltige Herausforderung. Während One Earth – One Ocean (OEOO) auf das aktive Einfangen des Treibgutes mit einer Maritimen Müllabfuhr setzt, verfolgt das Projekt Pacific Garbage Screening ein passives Konzept: Mit einer gewaltigen schwimmenden Konstruktion soll das Wasser beruhigt werden und das Plastik dann ganz von alleine an die Oberfläche steigen, wo es einfach abgeschöpft werden kann. Der Vorteil bei diesem Ansatz: Fische und andere Meereslebewesen sollen unversehrt bleiben, weil sie einfach aus der Konstruktion herausschwimmen können.

Das Prinzip der Kläranlage auf den Kopf gestellt

Visualisierung der schwimmenden Plattform zur Reinigung der Meere
Visualisierung der schwimmenden Plattform zur Reinigung der Meere
(Bild: Pacific Garbage Screening)

Wie sieht nun der architektonische Lösungsansatz zur Reinigung der Meere aus? Er weckt Assoziationen zu einem auf dem Wasser schwimmenden Kamm – der mit 400 Metern Länge und bis zu 35 Meter in die Tiefe reichenden Zinken gewaltige Ausmaße haben soll. In den so abgetrennten Kanälen soll er das aufgewirbelte Meerwasser beruhigen. „Im Grunde funktioniert das Prinzip wie bei Sedimentierbecken einer Kläranlage, nur umgedreht: Anders als Klärschlamm, der nach unten sinkt, steigen die Plastikpartikel wegen ihrer geringeren Dichte im beruhigten Wasser auf“, erklärt die Projektgründerin Marcella Hansch.

Um die „umgekehrte Sedimentieranlage“ zu entwerfen, hat sich die junge Architektin in fachfremde Vorlesungen gewagt und viel über Strömungsmechanik gelernt. „Insgesamt habe ich glaube ich 200 Formen analysiert, bis ich zu dem heutigen Ergebnis gekommen bin“, sagt sie. Dass ihr Konzept zumindest theoretisch funktionieren kann, haben Modellrechnungen von weiteren Abschlussarbeiten an der RWTH Aachen bestätigt, wie Hansch in einem Interview mit der Aachener Zeitung sagt. [4]

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Zum Projekt Pacific Garbage Screening

Ursprünglich war die Idee der schwimmenden Plattform nur als Masterarbeit von Architektin Marcella Hansch geplant. Ähnlich wie OEOO-Gründer Günther Bonin war sie in ihrer Freizeit mit der Plastikproblematik konfrontiert worden und nahm sich daraufhin vor, ihre Abschlussarbeit diesem Thema zu widmen. 2013 erzielte Hansch mit ihrer Arbeit den zweiten Platz der Baunetz Campus Masters. Drei Jahre später gründete sie schließlich den Verein Pacific Garbage Screening, der neben dem Bau der Filterplattform auch mit weiteren Kampagnen wie einer Filmtour auf die Plastikmüllverschmutzung aufmerksam machen will. Mittlerweile umfasst Hanschs Team über 30 ehrenamtliche Mitarbeiter.

Marcella Hansch, Gründerin von Pacific Garbage Screening
Marcella Hansch, Gründerin von Pacific Garbage Screening
( Bild: Pacific Garbage Screening )

Kunststoffverwertung auf offener See

Für das eingesammelte Plastik haben die Architektin und ihr Team auch schon Pläne: Die Kunststoffabfälle sollen direkt vor Ort vergast werden, wobei eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid entsteht. Wasserstoffgas kann als Energieträger in Brennstoffzellen genutzt werden, während das heutzutage verrufene CO2 einer Algenplantage als „Pflanzennahrung“ zugeführt werden soll. Spezielle Algensorten wie die Grünalge Chlamydomonas reinhardtii könnten dann sogar weiteres Wasserstoffgas produzieren. In jedem Fall wird so Biomasse erzeugt, die als Rohstoff für die Produktion von Biokunststoffen dienen kann.

Das LABORPRAXIS-Dossier Mikroplastik In unserem Dossier „Mikroplastik“ haben wir für Sie weitere Forschungsvorhaben und -erkenntnisse zum Thema Mikroplastik zusammengefasst.

Im Juli 2018 haben Hansch und ihr Team aus freiwilligen Helfern bei einer Crowdfunding-Kampagne über 200.000 Euro Spendengelder für ihr Projekt gesammelt. Für den kostspieligen Bau eines ersten Prototypen benötige sie jedoch noch weitere finanzielle Unterstützung. Damit soll dann in ersten Modellversuchen die Realisierbarkeit ihres Vorhabens auch praktisch bestätigt werden.

Über dieses Stadium der Modelltests ist der Gründer des folgenden Projekts bereits hinaus. Warum am 8. September dieses Jahres ein bedeutender Tag für ihn sein wird, lesen Sie auf der nächsten Seite.

Stärken

  • Reinigung erfolgt passiv durch natürlichen Auftrieb von Plastik und gefährdet so keine Meereslebewesen
  • Plastik wird aus bis zu 30 Metern Tiefe entfernt (viel tiefer als bei anderen Reinigungsvorhaben)
  • Durch Sedimentation könnten auch sehr kleine (Mikroplastik)Partikel abgeschöpft werden
  • Plastikmüll wird direkt vor Ort weiterverwertet (vergast zu Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid)

Schwächen

  • Plastik mit mit größerer Dichte als Wasser sinkt in der Plattform tiefer ins Meer, z.B. Polyvinylchlorid (PVC), woraus unter anderem Gummistiefel gemacht werden (2014 waren 14% des in Deutschland produzierten Kunststoffs PVC [5])
  • Bisher ist das Konzept nur in der Theorie geprüft; Praxistests sollen aber bald folgen
  • Durch die große Dimension der Plattform ist das finanzielle Risiko bei einer gescheiterten Pilotanlage sehr hoch

Auch an Land ist Mikroplastik eine Gefahr für die Umwelt. Die Partikelkonzentration ist dort zum Teil um ein Vielfaches größer als im Meer:

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Über den Autor

 Christian Lüttmann

Christian Lüttmann

Volontär, Vogel Communications Group GmbH & Co. KG