Die Verschmutzung der Umwelt durch Plastik ist derzeit so hoch wie nie zuvor. Fraunhofer UMSICHT forscht an umweltfreundlichen Prozessen zum Kunststoffabbau und bedient sich dafür kleinen biologischen Helfern: Mehlwurmlarven, die Plastik verwerten und als organische Substanzen wieder ausscheiden.

Ob Plastikflaschen oder -tüten: Viele industriell genutzte Kunststoffe sind in der Umwelt nicht abbaubar und verschmutzen weltweit Landschaften und Gewässer. Aufgrund dieser  Entwicklung stellt die Kunststoffzersetzung auf umweltverträgliche Weise derzeit ein relevantes Forschungsthema dar. Beim Kampf gegen Plastikmüll setzen Forscher deshalb neben Mikroorganismen, Pilzen oder isolierten Enzymen vermehrt auch auf Insekten: So konnte kürzlich eine spanische Forscherin zeigen, dass die Larven der Grossen Wachsmotte den Kunststoff Polyethylen (PE) in relativ kurzer Zeit zersetzen können – zumindest schneller, als es Bakterien in vergangenen Versuchen schafften. Die Kombination einer mechanischen Zerkleinerung durch die Beisswerkzeuge des Insekts und einer nachfolgenden mikrobiellen Zersetzung im Darm ist offenbar besonders leistungsfähig.

Über das gereinigte Abwasser gelangen Mikroverunreinigungen aus den Kläranlagen in Bäche und Flüsse. Sie scheinen nicht nur einzelne Arten zu beeinträchtigen, sondern die Funktion der Wasserökosysteme, etwa den Laubabbau, zu verändern. Das zeigt ein Forschungsprojekt, das die Eawag im Rahmen des Ausbaus ausgewählter Schweizer ARA zur Reduktion der Belastung lanciert hat. Die technische Aufrüstung der ersten Kläranlagen zeigt bereits Wirkung.

Sei es in Medikamenten, Kosmetika, Reinigungsmitteln oder Industriechemikalien – in unzähligen Produkten kommen hierzulande täglich über 30’000 chemische Wirkstoffe zum Einsatz. Viele gelangen via Kläranlagen in die Gewässer und können die Lebewesen und das Trinkwasser beeinträchtigen. Um solche Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser zu entfernen, rüstet die Schweiz in den kommenden Jahren gezielt rund hundert Kläranlagen mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe aus.
Forschende der Eawag und des Oekotoxzentrums Eawag-EPFL begleiten den Ausbau wissenschaftlich. «Wir haben die einmalige Gelegenheit, quasi in Echtzeit zu erforschen, wie sich die Reduktion der Mikroverunreinigungen auf die aquatischen Ökosysteme auswirkt», erklärt Projektleiter Christian Stamm. In einer ersten Phase haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun den chemischen und biologischen Ist-Zustand vor der Aufrüstung der Kläranlagen erfasst. «Wir wollten zudem herausfinden, wie sich die Mikroverunreinigungen aus gereinigtem Abwasser auf die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften und die Funktion von Flussökosystemen auswirkt», erklärt Stamm. «Hier bestehen noch erhebliche Wissenslücken.»

bigHead-Befestiger sichern die Wartungsluke von Offshore-Windenergieanlagen und erlauben Ein-Mann-Servicebetrieb

Bei vielen neuen Offshore-Windenergieanlagen bestehen die Wartungsluken aus Verbundwerkstoffen, die mit Befestigern von bigHead gesichert werden. Bislang kamen hier Stahlkonstruktionen mit traditionellen Halteschrauben zur Verwendung. Daraus ergab sich der Nachteil, dass zum Öffnen und Schliessen der Luke stets zwei Personen erforderlich waren – eine von innen und eine von aussen. Dies war nicht nur mit einem höheren Sicherheitsrisiko verbunden, sondern auch mit entsprechenden Mehrkosten. Die neue Lösung kann hingegen von einem einzigen Servicetechniker bedient werden – und das risikolos sowie einfacher aus dem inneren Wartungsraum. Ermöglicht wird dies durch bigHead-Befestiger aus rostfreiem, salzwasserbeständigem 316-er Edelstahl, die auf der Aussenhaut der Gondel angebracht sind und deren Gewinde nach innen ragt. Zum Schutz vor Blitzschlag sind sie mit einer farblich abgestimmten Schutzschicht versehen.
Die Lösung wurde gemeinsam mit dem Gondellieferant und bigHead erarbeitet. Dem Serieneinsatz ging eine intensive Testphase mit mehreren Modellen voraus. Bis zur finalen Version wurden diese unter den auf Offshore-Windkraftanlagen herrschenden extremen Einsatzbedingungen getestet und immer weiter verbessert. Die aktuelle Variante bewährt sich bereits seit drei Jahren erfolgreich im Einsatz. Produziert werden die speziell für die Offshore-Windenergieanlagen bestimmten bigHead-Befestiger in Verwood (Grossbritannien). Jede Charge wird stichprobenartig getestet und sämtliche Prüfergebnisse werden gemäss dem vom Hersteller angewandten Qualitätsmanagementsystem nach Norm ISO9001:2008 für eine lückenlose Rückverfolgbarkeit dokumentiert.

Strategische Planungshilfe

Der Strategieleitfaden «Akzente setzen durch Energieausgleich: Flexibilisierung der Energieversorgung» informiert kommunale Fachplaner und Fachplanerinnen sowie lokale Energieversorger über die Chancen von Energieausgleich und unterstützt sie bei der Planung von eigenen Konzepten vor Ort mit konkreten Anregungen und Hilfestellungen. Der kostenfrei erhältliche Leitfaden für Kommunen und Stadtwerke fasst zentrale Ergebnisse des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsprojekts «Akzente – Gesellschaftliche Akzeptanz von Energieausgleichsoptionen und ihre Bedeutung bei der Transformation des Energiesystems» zusammen.

Im Stromsektor sollen laut Energiekonzept der Bundesregierung im Jahr 2050 mindestens 80 Prozent des Bruttostromverbrauchs durch erneuerbare Energien gedeckt werden. Dies erfordert eine signifikante Änderung des Stromsystems in den Bereichen Erzeugung, Verbrauch und Übertragung bzw. Verteilung. Der hohe Anteil von Wind- und Solarenergie an der Stromversorgung wird dazu führen, dass zeitweise deutlich mehr Strom erzeugt als verbraucht wird oder an wind- und sonnenscheinarmen Tagen Versorgungslücken entstehen, die gedeckt werden müssen.

Ölfilter- und Feuchtigkeitskontrollsystem für die Härtereibranche

Gegen Ablagerungen und Feuchtigkeit:

Für die Wärmebehandlungs- und die Härtereibranche ist sauberes Öl, das zudem keine Fremdfeuchte enthält, von entscheidender Bedeutung für einen optimal funktionierenden Abschreckprozess. Viele Härtereibetriebe verzichten allerdings darauf, einen Ölfilter sowie einen Feuchtigkeitssensor zu installieren. Ohne Filter kann es passieren, dass sich Reststoffe im Ölbecken ablagern und dadurch die Ölpumpe oder sogar die behandelten Werkstücke beschädigt werden. Hohe Feuchtigkeitskonzentrationen können die Abkühlzeiten negativ beeinflussen und somit die Qualität sowie die Sauberkeit der Werkstücke mindern – im schlimmsten Fall kann es sogar zu einem Härtereibrand kommen. Die amerikanische SBS-Corporation hat nun mit dem SmartFilter eine unkomplizierte, einfach ins System integrierbare Lösung entwickelt, mit der Rückstände effizient aus dem Abschrecköl gefiltert werden können. Sie lässt sich mit dem Aqua-Sense-Feuchtigkeitssensor kombinieren, der in Echtzeit kritische Feuchtigkeitsgrade im Öl überwacht und protokolliert. Bei zu hohen Werten kann mittels entsprechender Fehlermeldung sofort richtig reagiert werden. Die Avion Europa GmbH ist alleiniger Distributor beider Komponenten im deutschsprachigen Raum.

«Ungefiltertes, verschmutztes Öl führt zu fleckigen, verschmierten oder sogar schadhaften Werkstücken und kann auch die Ölumwälzpumpe beschädigen», erklärt Roland Caminades, Geschäftsführer der Avion Europa GmbH.  In Härterei- und Wärmebehandlungsbetrieben ist es wichtig, sich auf sämtliche Produktionskomponenten verlassen zu können – die Anforderungen an Mitarbeiter, Maschinen und an die produzierten Werkstücke sind hoch. Zudem ist Schnelligkeit und eine saubere Arbeitsweise gefragt. Durch die zu häufige Anwendung des alten Abschrecköls ohne Filtersystem kann es eindicken und klebrig werden, sodass es seinen ursprünglichen Zweck nicht mehr erfüllt – dadurch kann die Qualität der behandelten Werkstücke leiden. Auch die Umwelt wird belastet, da altes Öl von der Abschreckwanne in die Pumpe sowie in die Waschanlage und von dort ins Abwasser gelangen kann. Bisher wurden schadhafte Teile, die ausserhalb der vorgegebenen Spezifikationen lagen, weiter produziert, bis man die Mängel erkannte und neues Öl kaufte. Auf umfassende Ölfiltersysteme wurde häufig wegen Sparmassnahmen verzichtet. Zudem waren herkömmliche Lösungen nur schwer in den bestehenden Maschinenkreislauf zu integrieren – kundenspezifische Anpassungen waren bisher nicht erhältlich.