Abwärme aus dem Motorraum erzeugt Süßwasser auf hoher See
Eben war es noch Salzwasser im Atlantik, jetzt sprudelt es als sauberes Süßwasser aus den Duschen des Containerschiffs MSC Texas. Der Prototyp einer Trinkwasseranlage, die mit der Abwärme von Schiffsmotoren betrieben wird, hat den ersten Härtetest überstanden.
Forscherin Andrea Hagedorn vor der Filteranlage zur Herstellung von Trinkwasser aus Meerwasser auf der MSC Texas, die derzeit unterwegs nach Indien ist.
Foto: Hagedorn/TU Hamburg
Als die Ingenieurin Andrea Hagedorn von der TU Hamburg-Harburg nach drei Wochen an Bord der MSC Texas in Oman an Land geht, ist sie sehr zufrieden. Der Prototyp einer Trinkwasseranlage, den die Firma Mahle Industriefiltration in Kooperation mit dem Institut für Prozess- und Anlagentechnik der TU Hamburg-Harburg und dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme entwickelt hat, funktioniert einwandfrei. „Die Wasserqualität war nicht nur sehr gut, sondern besser als erwartet“, freut sich Hagedorn im Gespräch mit Ingenieur.de.
Die Anlage hat nicht nur die Qualität destillierten Wassers, sondern sogar fast die von Reinstwasser erreicht. „Die elektrische Leitfähigkeit des Süßwassers war extrem gering“, so Hagedorn. Und das bedeutet, dass die Membrandestillation von Mahle ganze Arbeit geleistet hat.
Der Filteranlage genügt die Abwärme der Schiffsmotoren
Der Prototyp an Bord des riesigen Containerschiffes soll Frischwasser aus Meerwasser erzeugen, das beispielsweise für die Reinigung des Schiffes, zum Wäsche waschen, Duschen und vor allem für den Kühlkreislauf der Schiffsmotoren genutzt wird. Dazu braucht das Schiff unbedingt Süßwasser. Das wird üblicherweise an Bord durch Verdampfungsanlagen oder Umkehrosmoseanlagen hergestellt. In beiden Fällen wird dafür relativ viel Energie benötigt.
Auch das Verfahren des Filtrationsspezialisten Mahle aus Hamburg braucht Energie. Doch dazu genügt die Abwärme der Schiffsmotoren. Und die gibt es reichlich an Bord.
Die MSC Texas ist das erste Containerschiff, das sein Südwasser durch eine Filteranlage gewinnt, die mit Abwärme der Motoren betrieben wird.
Quelle: Andrea Hagedorn/TU Hamburg
Die Anlage besteht im Kern aus einer Membran, auf der beidseitig Wasser entlang strömt. Das aus dem Meer entnommene Salzwasser hat zunächst Meerestemperatur und erwärmt sich in der Anlage durch die interne Wärmerückgewinnung und schließlich durch die Abwärme der Motoren auf bis zu 80 °C. Auf der anderen Seite der Membran fließt das Süßwasser.
Temperaturunterschiede sorgen für Verdampfung des Salzwassers
„Der Temperaturunterschied führt dazu, dass das Salzwasser durch die Membran verdampft“, so Hagedorn zu Ingenieur.de. „Dabei bleiben die Salzkristalle und Mineralien im Meerwasser zurück, es entsteht reines Süßwasser in der Qualität destillierten Wassers.“ Und das Ganze funktioniert ohne zusätzlichen Druck und bei vergleichsweise geringen Temperaturen.
Schon ab 60 °C läuft das Verfahren zuverlässig. „Je höher der Temperaturunterschied ist, umso besser und schneller erfolgt die Entsalzung“, so die Ingenieurin.
Süßwassergewinnung auf der MSC Texas: Die Anlage besteht im Kern aus einer Membran, auf der beidseitig Wasser entlang strömt. Das Salzwasser aus dem Meer ist kalt, das auf der anderen Seite der Membran fließende Süßwasser bis zu 80 °C heiß. Durch den Temperaturunterschied verdampft das Salzwasser durch die Membran, das Salz bleibt im Filter. Für diesen Vorgang genügt die Abwärme der Schiffsmotoren.
Quelle: Mahle Industriefiltration
Destilliertes Wasser ist auf Schiffen besonders gefragt, weil es zum Beispiel in den Kühlkreisläufen optimal fast korrosionsfrei eingesetzt werden kann. Stark mineralhaltiges Wasser würde zudem ähnlich wie in einer Waschmaschine zu Ablagerungen führen. Auch zum Reinigen der Schiffsdecks, die ständig salzhaltiger Luft und Meerwasser ausgesetzt sind, eignet sich das Wasser hervorragend.
Das Wasser ist besonders weich
Und wie geht es nun weiter? Die MSC Texas der Reederei NSB ist von Oman aus nach Indien unterwegs. Die Anlage ist weiter mit an Bord. Sie hat eine Kapazität von 6000 l Süßwasser am Tag, kann aber noch vergrößert werden.
Kann man das Wasser auch trinken? „Nein, direkt nicht. Destilliertes Wasser würden Sie ja auch nicht trinken“, so Hagedorn. „Aber angereichert mit Mineralien wäre das möglich.“
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