Aluminium an Bord: eine Lösung zur Verringerung der Umweltbelastung eines Bootes

Im folgenden technischen Beitrag befasst sich Ing. Carlo Tonarelli, Gründer von Phiequipe, mit dem Thema Nachhaltigkeit im Yachtbau, ausgehend von einer konkreten Analyse des Produktlebenszyklus. Anhand einer Fallstudie zu den Levriero-Modellen zeigt Tonarelli, wie der kombinierte Einsatz von GFK und Aluminium eine messbare Reduzierung der Umweltbelastung ermöglicht, ohne Ästhetik, Funktionalität oder Bauqualität zu beeinträchtigen.

Ein rationaler, ingenieurwissenschaftlich geprägter Ansatz, der vollständig der Philosophie von Phiequipe entspricht, deren Boote – vom Markt auch als Tender für große Yachten geschätzt – das Ergebnis bewusster, sorgfältiger und langfristig orientierter Konstruktionsentscheidungen sind.

Wir befinden uns in einer Phase tiefgreifender Veränderungen, nicht nur aus ökologischer Sicht: Die Welt als Ganzes ist nicht mehr dieselbe wie vor fünf Jahren und wird es in weiteren fünf Jahren vermutlich ebenfalls nicht sein.

In Zeiten wie diesen werden neue Wege erkundet, es wird experimentiert, Fehler werden gemacht, ehrgeizige Ziele gesetzt und ein Gleichgewicht zwischen Wirtschaft, Politik, Gesellschaft und Umwelt gesucht. Insbesondere die Aufmerksamkeit für Umweltfragen erfordert nicht nur Entscheidungen, sondern auch Reflexionen, die eine kritische Analyse dessen ermöglichen, was um uns herum geschieht.

Jeder Einzelne von uns, sowohl individuell als auch als Teil eines größeren Systems, kann seinen Beitrag leisten – unabhängig davon, ob dieser klein oder groß ist. Große Unternehmen betreiben Forschung, untersuchen und testen neue Technologien zur Reduzierung von Emissionen, entwickeln neue Produktionsmethoden, setzen Materialien aus Recyclingprozessen ein und suchen nach produktiven Synergien. Einzelpersonen können Abfall und Emissionen durch bewusste Verhaltensänderungen reduzieren: Licht ausschalten, die Heizung um ein paar Grad senken, natürliche Belüftung nutzen, Carsharing, weniger Plastik, sorgfältige Mülltrennung und so weiter.

Der nautische Sektor folgt derselben Entwicklung: führende Werften suchen nach neuen und teilweise gewagten Lösungen, auch in dem Wissen, dass diese möglicherweise nicht die richtigen sind – wie sie selbst einräumen. Sie tun dies aus dem Wunsch und der Ambition heraus, Pioniere zu sein. Sie können es sich leisten, und es ist gut, dass sie es tun, denn es ist für alle von Nutzen.

Kleinere Unternehmen befinden sich eher in der Situation der zuvor erwähnten Einzelpersonen: Trotz begrenzter Möglichkeiten können sie etwas bewirken. Und sie müssen es tun.

Wir erleben derzeit eine Übergangsphase, in der bestimmte politische Entscheidungen auf hoher Ebene die technologische Entwicklung einiger Branchen stark beeinflussen und sich möglicherweise als nicht vollständig richtig erweisen.

Unabhängig von den Rahmenbedingungen lassen sich jedoch Lösungen und Entscheidungen treffen, die ohne große Investitionen eine Reduzierung der Emissionen ermöglichen und zukünftigen Generationen nicht unbedingt eine bessere Welt hinterlassen, aber zumindest eine, die leichter zu recyceln ist.

Der erste Schritt besteht darin, das Problem zu erkennen und klar zu definieren. Phiequipe ist ein Unternehmen, dessen Kerngeschäft technische Beratung und die Produktion hochwertiger kleiner Boote ist und das daher von Natur aus an analytisches Denken gewöhnt ist. Die tatsächliche Umweltbelastung eines Produkts konzentriert sich nicht auf seine Nutzungsphase, sondern liegt vielmehr in der Produktions- und Entsorgungsphase.

Bezogen auf Boote lässt sich sagen, dass die während der Nutzung entstehenden CO₂-Emissionen aufgrund der geringen jährlichen Betriebsstunden nur einen sehr kleinen Anteil der Emissionen über den gesamten Lebenszyklus hinweg ausmachen (Life Cycle Assessment).

Es ist daher notwendig, die Betrachtungsebene zu erhöhen und zu analysieren, was vor und nach der Nutzung des Bootes geschieht: so, als würde man die Kamera nicht auf eine Nahaufnahme des Bootes richten, sondern auf das gesamte Umfeld davor und danach, wie in Abbildung 01 dargestellt.

Phiequipe empfiehlt seinen Eignern verbrauchsoptimierte Motoren, rät zu Leistungsstufen, die dem Gewicht und Typ des Bootes entsprechen, fördert eine bewusste Nutzung der Levriero-Modelle und wählt Entwurfsgeschwindigkeiten, die Spaß machen, aber nicht übertrieben sind – Faktoren, die letztlich zu einer Reduzierung der Emissionen führen.

Analysiert werden kann eine von Phiequipe durchgeführte Fallstudie an eigenen Booten, bei der Aluminium teilweise an Bord eines Levriero-Modells eingesetzt wird, während der Rest des Bootes materialseitig unverändert bleibt.

Aluminium ist eines der am einfachsten recycelbaren Materialien. Für die Herstellung von Aluminium der zweiten Generation wird 95 % weniger Energie benötigt als für Primäraluminium. Aluminium zu recyceln ist daher nicht nur einfach, sondern auch sinnvoll.

Zur Veranschaulichung: Das Recycling von 12 Aluminiumdosen spart so viel Energie, dass ein konventionelles Fahrzeug damit etwa 5 km zurücklegen kann. Einige grundlegende Annahmen bilden die Basis der von Phiequipe am Modell Levriero 21 durchgeführten Fallstudie:

            •          Der Levriero-Eigner akzeptiert kein vollständig aus Aluminium gebautes Boot, das zudem eine hohe Sorgfalt erfordert, um galvanische Korrosion zu vermeiden;

            •          Der Einsatz von Aluminium wird bereits in der Entwurfsphase berücksichtigt und auf nichttragende Bauteile beschränkt, die leicht instand gesetzt oder demontiert werden können, z. B. abnehmbare Teile ohne doppelte Krümmungen oder vollständig plane Flächen;

            •          Das Boot bleibt überwiegend aus GFK gefertigt, weist jedoch Aluminiumkomponenten auf.

GFK wird auf einer Fläche von 17 m² durch Aluminium ersetzt (siehe rot markierte Bereiche in Abbildung 03).

            •          Es entstehen keine strukturellen Diskontinuitäten, und galvanische Korrosion lässt sich einfach verhindern;

            •          Es wird keine galvanische Korrosion am Rumpf eingeführt;

            •          Der Einsatz von Aluminium darf die Ästhetik des Bootes nicht beeinträchtigen, sichtbare Schweißnähte sind nicht vorgesehen;

            •          Es wird von einer Lebensdauer des Bootes von 30 Jahren ausgegangen, bei jährlicher Antifouling-Wartung;

            •          Die Emissionen während der Nutzungsphase werden vernachlässigt, da sie in beiden Fällen identisch sind (reines GFK bzw. GFK + Aluminium) und keinen Einfluss auf den Vergleich der beiden Lösungen haben.

Unter diesen Annahmen ergibt sich eine Reduzierung der CO₂-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus von 13 %. Selbst bei Verwendung von GFK der zweiten Generation für dieselben 17 m² Fläche würde noch eine Einsparung von 6 % erzielt.

Die wichtigste Überlegung ist jedoch, dass über die Reduzierung der Emissionen im LCA hinaus ein Produkt in den Umlauf gebracht wird, das in 30 Jahren deutlich leichter zu recyceln sein wird.

Dies ist einer der zentralen Aspekte, der manchmal aus dem Blick gerät: Weniger zu verschmutzen bedeutet nicht nur, kurzfristig weniger CO₂ zu emittieren, indem Produkte hergestellt werden, die während ihrer Nutzung geringe Emissionen verursachen.

Es bedeutet auch, Produkte von Anfang an so zu entwerfen und zu fertigen, dass bereits in den Konstruktionsparametern berücksichtigt wird, wie und mit welchen Materialien sie industrialisiert werden, um Emissionen zu reduzieren, sowie wie sie am Ende ihres Lebenszyklus entsorgt werden und wie leicht zukünftige Generationen sie recyceln können.

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