Schutz der Ozeane — Weltwassertag

Ohne Wass­er gäbe es kein Leben auf der Erde, es ist die wichtig­ste Ressource für Men­schen, Tiere und die Natur. Immer häu­figer sieht sich die Men­schheit jedoch mit den Fol­gen der jahrzehn­te­lan­gen Ressource­naus­beu­tung – wie Dür­ren, Über­schwem­mungen, Wasserk­nap­pheit sowie der anhal­tenden Ver­schmutzung von Seen, Flüssen und Meeren – kon­fron­tiert.  Seit 1992 erin­nern die Vere­in­ten Natio­nen daher jährlich an die Bedeu­tung des Schutzes von Wasser­res­sourcen und stellen deren nach­haltige Nutzung in den Vorder­grund. Dazu zählt auch der Ozean, das größte Ökosys­tem der Erde, welch­er im Kampf gegen den Kli­mawan­del eine wichtige Rolle ein­nimmt. Der Welt­wassertag 2023 stand unter dem Mot­to „Accel­er­at­ing Change“. Wie genau das möglich ist – den Wan­del zu beschle­u­ni­gen – verdeut­licht Das­sault Sys­tèmes anhand ein­er inno­v­a­tiv­en Tech­nolo­gie zum Schutz der Meere.

Ocean Upwelling: Bindung von CO2 durch Phytoplankton 

Ger­ade im Hin­blick auf die fortschre­i­t­ende Verän­derung des Kli­mas und die steigen­den Tem­per­a­turen sind unsere Ozeane und deren Erhalt entschei­dend. Sie bedeck­en rund 71 Prozent der Erdober­fläche und absorbieren bis zu 93 Prozent der glob­alen Wärme. Zudem binden sie große Men­gen an Kohlen­diox­id aus der Atmo­sphäre, was den Treib­haus­ef­fekt min­dert und die Kli­maer­wär­mung zusät­zlich ver­langsamt. Das geschieht bei natür­lichen Vorgän­gen wie beispiel­sweise dem Ocean Upwelling. Eine neue Tech­nolo­gie nimmt sich diesen Vor­gang nun zum Vor­bild und leis­tet damit einen wichti­gen Beitrag im Kampf gegen die Erderwärmung.

Ocean-Based Cli­mate Solu­tion nutzt Wellenen­ergie und repro­duziert einen natür­lichen Prozess, bei dem kaltes, nährstof­fre­ich­es Meer­wass­er aus tief­er­en Meer­ess­chicht­en an die Ober­fläche gebracht wird. Dieses Wass­er kühlt zum einen die Luft über dem Meer und damit die Atmo­sphäre. Gle­ichzeit­ig löst es Kohlen­diox­id aus der Luft. Mit­tels Pho­to­syn­these wan­delt Phy­to­plank­ton, auch „pflan­zlich­es“ Plank­ton genan­nt, das CO2 anteilig in Sauer­stoff um. Zusät­zlich dient es als Fut­terquelle für Krill, Fis­che oder Kreb­se. Die Nahrungs­kette im Meer set­zt sich fort, bis an deren Ende schließlich auch größere Tiere wie Wale und Delfine davon profitieren.

Zusät­zliche Men­gen an CO2 bindet schließlich der soge­nan­nte Meer­ess­chnee, welch­er aus abgestor­ben­em Plank­ton sowie Fis­chexkre­menten beste­ht und auf den Meeres­bo­den sinkt. Ins­ge­samt trägt (Arti­fi­cial) Ocean Upwelling dazu bei, den CO2-Gehalt in der Luft zu reduzieren und sorgt gle­ichzeit­ig für mehr Nahrung und damit ertra­gre­ichere Fis­chgründe mit größer­er aqua­mariner Vielfalt.

Mit SOLIDWORKS zur Ozean-beständi­gen Lösung

Doch wie kommt das kalte, nährstof­fre­iche Wass­er an die Ober­fläche? Die Antwort: durch ein aus­gek­lügeltes Pumpen­sys­tem, das dem Ausse­hen ein­er Boje ähnelt. Was jedoch so ein­fach klingt, wurde erst durch einen kom­plex­en Design- und Kon­struk­tion­sprozess ermöglicht. Für die Experten von Ocean-Based Cli­mate Solu­tions galt es, ein Mod­ell zu schaf­fen, das vor allem zwei Dinge leis­ten musste: zum einen den enor­men Kräften des Ozeans stand­hal­ten und zum anderen diese Kräfte effek­tiv in Pumpen­ergie umwandeln.

Solid­works von Das­sault Sys­tèmes erwies sich hier­bei als Schlüs­sel zum Erfolg: Das Tool ermöglichte es, die Naturge­walt des Ozeans virtuell exakt abzu­bilden und sie so bess­er einzuschätzen. Durch die Sim­u­la­tion kon­nten die Entwick­ler den Ein­satz teur­er Ressourcen, den physis­che Pro­to­typen erfordert hät­ten, ver­mei­den. Auch etwaige Schwach­stellen, wie zu frag­ile oder sper­rige Bauteile und Mate­ri­alien, ließen sich so aus­führlich unter­suchen und direkt opti­mieren. Die fer­ti­gen Wasser­pumpen kön­nen nun völ­lig autark betrieben wer­den, da sie sämtliche benötigte Energie aus Wellen und Sonne gewinnen.

Echtzeit­dat­en bestäti­gen effek­tive Bindung von CO2

Ger­ade im Ver­gle­ich zu Kon­trollmes­sun­gen bei ver­gle­ich­baren Pro­jek­ten wie der Wieder­auf­forstung von Wäldern lässt sich die Effizienz der Pumpen äußerst genau über­prüfen. Die Pumpen sind mit Sen­soren und GPS aus­ges­tat­tet, wodurch Wis­senschaftler sie durchgängig überwachen und CO2-Einsparun­gen in Echtzeit messen können.

Pro Jahr bindet eine Pumpe so erwiesen­er­maßen indi­rekt 250 Ton­nen Kohlen­diox­id. Diese hohen Einsparun­gen ermöglichen es Ocean-Based Cli­mate Solu­tions, Unternehmen zu unter­stützen, die es noch nicht geschafft haben ihre Scope-3-Emis­sio­nen – die Treib­haus­gase­mis­sio­nen ent­lang der Wertschöp­fungs­kette eines Unternehmens – voll­ständig zu reduzieren. Um eigene Defizite auszu­gle­ichen, kön­nen diese Car­bon Cred­its erwer­ben und ihre CO2-Bilanz so verbessern. Auch deshalb soll das Ein­satzge­bi­et der Pumpen in den näch­sten Jahren kon­tinuier­lich erweit­ert wer­den. Für 2023 und 2024 ist geplant, drei weit­ere Pumpen mit ein­er Länge von 400 Metern vor der Küste Hawai­is zu installieren.