Neues Modell-Eis für die arktische Schifffahrt

Mit Eis bedeckte Wasserbecken und Schiffe im Modellmaßstab: Die Uni Hamburg und die Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt arbeiten gemeinsam daran, Schiffe für wärmere Bedingungen in der Arktis zu optimieren, um deren Treibstoffverbrauch und Emissionen künftig zu senken. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit rund 300.000 Euro gefördert.

„Wir wollen Modell-Eis entwickeln, das die mechanischen Eigenschaften von sommerlichem Meereis aufweist“, erklärt der Initiator des Projekts, Niels Fuchs vom Exzellenzcluster für Klimaforschung CLICCS an der Uni Hamburg. Dieses sei weicher und weniger spröde als das Eis im Winter. Die Anzahl der Schiffe in der Arktis steigt bereits seit Jahren stetig, insbesondere im Sommer, doch an das sommerliche Eis sind diese nicht gut angepasst. „Die Schiffe, die den arktischen Ozean meist nur im Sommer befahren, könnten effizienter gestaltet werden“, so Fuchs.

Die Rezeptur für das Modell-Eis, das wie normales Eis aus gefrorenem Wasser bestehen wird, wollen die Forscher am Exzellenzcluster CLICCS im kommenden Jahr entwickeln. Anschließend wird es in den Eistanks der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt Anwendung finden. „Mit dem Projekt möchten wir Emissionen, Ressourcen und Treibstoff einsparen und gleichzeitig die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Schiffe steigern“, sagt Projektleiter Nils Reimer von der HSVA.

In der Versuchsanstalt werden dafür in einem Wasserbecken geschlossene Eisdecken oder Schollen nachgebildet. Für maßstabsgetreue Versuche muss auch die Eisstruktur selbst verkleinert werden. Anschließend fahren Modellschiffe durch die Eisdecke, während die dafür benötigte Leistung gemessen wird. So lässt sich ermitteln, mit welchem Zusammenspiel aus Rumpf, Maschine, Getriebe und Propeller die Schiffe am effizientesten sind.

Eisforscher Fuchs will in den Versuchsbecken außerdem die Eigenschaften von Arktiseis genau untersuchen. Ihn interessiert vor allem, wie sich das Eis im Sommer unter kleinen Tümpeln aus Schmelzwasser verhält. Solche Veränderungen haben großen Einfluss darauf, wie viel Wärme das Meereis in der Arktis aufnimmt. Erkenntnisse darüber liefern daher wichtige Daten für Klimaprognosen. „Die Hallen der HSVA bieten uns eine einzigartige Möglichkeit, die Verhältnisse in der Arktis nachzubilden“, sagt Fuchs.

Neben der Uni Hamburg und der HSVA ist die TU Hamburg an dem Projekt beteiligt. Zusammengeschlossen haben sie sich auch über das Projekt hinaus zum HamburgIceLab, einer Plattform zur Stärkung des Austauschs zwischen Industrie und Forschung am Standort Hamburg. Der Projektname „SMiLLA“ steht für „Sommer-Modell-Eis für universelle Laboranwendungen“. Die Förderung erhalten die Forscher von der Deutschen Agentur für Transfer und Innovation des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, die damit Forschung und Anwendung verknüpfen möchte. Fuchs hofft auch in Zukunft auf weitere Transfer-Projekte, bei denen das neue Modell-Eis zum Einsatz kommt und Eislabore genutzt werden. Denn auch andere maritime Infrastrukturen wie Offshore Windparks lassen sich an die künftigen Gegebenheiten im polaren Meereis anpassen.

U. Hamburg / RK