Fueling the circular economy in shipping

Man könnte meinen, dass Flug- und Seehäfen eine passive Infrastruktur darstellen, die lediglich den Personen- und Warenverkehr erleichtert. In Wirklichkeit konkurrieren diese Verkehrsknotenpunkte aktiv um die Aufträge der Spediteure. In der Schifffahrtsbranche zeichnen sich die erfolgreichsten Häfen durch hohe Umschlagsraten, multimodale Konnektivität, Automatisierung, Digitalisierung und wettbewerbsfähige Preise für Treibstoff und andere Dienstleistungen aus.

Ein sicherer Hafen für ölhaltige Schiffsabfälle

Schifffahrtsunternehmen erwarten heute von den Häfen auch Umweltdienstleistungen, die sie bei der Einhaltung der immer strengeren Vorschriften unterstützen. Eine wichtige Dienstleistung sind die Hafenauffangeinrichtungen (Port Reception Facilities, PRF), in denen Schiffsabfälle angenommen, behandelt und sicher entsorgt werden. Als wichtige Maßnahme zur Verringerung der Meeresverschmutzung spielen PRFs eine entscheidende Rolle bei der Verhinderung illegaler Einleitungen von Bilgewasser und Schlamm und stellen sicher, dass die Schiffe ihre Verpflichtungen im Zusammenhang mit den internationalen Meeresverschmutzungsgesetzen, in der Branche als „MARPOL“ bezeichnet, erfüllen.

Dies ist keine Kleinigkeit. Frachtschiffe laufen in der Regel mit großen Mengen an Bilgenwasser (einer Mischung aus Öl, Wasser und anderen Verunreinigungen), Schlamm (schwere Rückstände aus der Kraftstoffaufbereitung) und anderem Altöl in die Häfen ein. Weltweit fallen jährlich etwa 2,5 Millionen Tonnen ölhaltige Abfälle an, wobei in den europäischen Häfen mehr als eine Million Tonnen dieser schwer zu recycelnden Flüssigkeiten pro Jahr umgeschlagen werden.

Im Hafen von Piräus in Griechenland, der 2024 den fünften Platz unter den großen europäischen Containerhäfen einnehmen wird, betreibt das Hellenic Environmental Center (HEC) eine hochmoderne Abfallentsorgungsanlage, die auf die Behandlung von Mineralölabfällen aus Schiffen spezialisiert ist. Das HEC zeichnet sich bei der Bewirtschaftung von Ölschlämmen durch seinen Ansatz der Kreislaufwirtschaft aus, der sich auf die Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen und die Umwandlung von Abfällen in Brennstoffe konzentriert.

Vom Abfall zur wertvollen Ressource mit Trenntechnik von GEA

In einem zweistufigen Projekt aus dem Jahr 2015 beauftragte die HEC PanMarine & Industrial Services Ltd, den offiziellen Vertreter und Vertriebspartner von GEA in Griechenland, mit der Zentrifugalaufbereitung der Emulsionen, einem Schlüsselschritt im mehrstufigen Altölaufbereitungsprozess, bei dem es um schwer zu brechende Verbindungen zwischen Kohlenwasserstoffen und Wasser geht. Dies umfasste die detaillierte Prozessplanung, die Lieferung der gesamten Ausrüstung, die Überwachung der Installation, die Inbetriebnahme und den technischen Kundendienst - zunächst für einen GEA 3-Phasen-Dekanter (im Jahr 2015) und später für einen GEA 2-Phasen-Dekanter und zwei OSE 80 Separatoren (im Jahr 2018).

Der Eigentümer und Direktor von PanMarine, Vangelis Doussis, spricht über eine der zentralen Herausforderungen bei der Behandlung ölhaltiger Abfälle. „Die von den Schiffen an die Anlagen gelieferten Ladungen enthalten immer unterschiedliche Zusammensetzungen von Wasser, Salz, Ölen und Feststoffen. Es gibt also kein Standardprodukt“, sagt er. Wie Doussis erklärt, ist das Produkt selbst potenziell explosiv, da Rohöl leichte Fraktionen enthält - die kleineren Moleküle mit niedrigeren Siedepunkten, die beispielsweise bei der Herstellung von Benzol oder Gas verwendet werden. Schwefelwasserstoff macht es darüber hinaus giftig. Erschwerend kommt hinzu, dass die Trennung aufgrund des sehr geringen Dichteunterschieds zwischen Schweröl und Wasser schwierig ist. Wir haben dabei unsere eigene Erfahrung mit dem umfangreichen Fachwissen von GEA und den erstklassigen Dekantern kombiniert“, sagt Doussis. „Ich persönlich bin sehr stolz darauf, Teil des Teams gewesen zu sein, das dieses System entwickelt und zum Laufen gebracht hat.“

Experte auf Seiten von GEA für solch schwierige Anwendungen ist Markus Arndt, Product Sales Manager Oil & Gas and Energy: „Die Behandlung dieser Erdölabfälle erfordert hocheffiziente Zentrifugen, eine Stickstoffatmosphäre zur Kontrolle der Explosionsgefahr und eine gute Vorbehandlung bei Temperaturen von 100 Grad, um die Viskosität sicher zu reduzieren“, sagt Arndt. „Gleichzeitig müssen Demulgatoren oder Polymere eingesetzt werden, da Wasser und Öl eine starke Bindung eingehen. Damit Raffinerien und Kunden von alternativen Kraftstoffen das zurückgewonnene Öl verwenden können, müssen wir die zulässigen Höchstwerte für den Wassergehalt im Öl einhalten.“

Das Verfahren beginnt mit Dekanterzentrifugen, die den größten Teil der Feststoffe abtrennen. Im zweiten Schritt wird die Ölphase, die noch Restwasser und feine Feststoffpartikel enthält, durch einen Polierseparator geleitet. Öl-Wasser-Separatoren verfeinern das Verfahren weiter, indem sie überschüssiges Wasser entfernen, die Entsorgungskosten senken und die Qualität des zurückgewonnenen Öls verbessern.

„Es ist entscheidend, eine Maschine zu haben, die einen variablen Prozess ermöglicht - und genau das ist eines der hervorstechendsten Merkmale unserer Dekanter, die in dem Prozess in Griechenland eingesetzt werden“, sagt Arndt. „Diese speziellen Dekanter sind voll ausgestattete Plug-and-Play-Skids, die sich leicht in jedes System integrieren lassen. Sie werden in unserem Werk vormontiert und vorgetestet und haben eine Kapazität von 1.000 Litern pro Stunde für kleine Produktionen bis zu 20.000 Litern pro Stunde für die Behandlung großer Mengen. In diesem speziellen Fall haben wir in enger Zusammenarbeit mit PanMarine und HEC eine komplette MARPOL-Anlage konzipiert.“

Was genau macht die GEA Zentrifugentechnologie so gut? Doussis erklärt den GEA-Vorteil wie folgt: „Die Maschine ist ein hocheffizienter Trenndekanter mit erheblichem Spielraum in Bezug auf die Kapazität.“ Arndt ergänzt: ,,Hinzu kommt, dass die Antriebssysteme dieser Dekanter einen sehr großen Regelbereich haben und damit einen ebenso großen Differenzdrehzahlbereich abdecken. Das macht sie so extrem flexibel und damit ideal für solche große Produktschwankungen.“

Aus ökologischer Sicht liegen die Vorteile der Ölschlammbehandlung auf der Hand: GEA Zentrifugen trennen die problematischen Ölgemische auf möglichst umweltfreundliche Weise in Wasser, Feststoffe und Öle. „Die Aufbereitung ermöglicht die effiziente Gewinnung von begehrten Rohstoffen. Diese werden dann als separate Öle mit hohem Heizwert dem Schiffsbetrieb zur Verfügung gestellt, entweder direkt durch das MARPOL-Unternehmen oder eine nachgelagerte lokale Raffinerie - auch mit der Möglichkeit, das Öl mit einer Sondergenehmigung als Heizöl zu verkaufen. Das Recycling von Öl spart also Ressourcen, insbesondere von Schweröl“, sagt Arndt. „Und auch auf der Wasserseite gibt es einen Vorteil: Die abgetrennte wässrige Phase kann in einer nachgeschalteten Wasseraufbereitungsanlage so behandelt werden, dass sie gefahrlos in die Umwelt eingeleitet werden kann.“

Einfach, bequem und kostensparend für Reedereien

Da diese Systeme eine maximale Ölrückgewinnung gewährleisten, wird die Menge an unbehandelten Abfällen, die entsorgt werden müssen, reduziert, wodurch PRFs für Reedereien wirtschaftlich rentabler werden. „Auf der Kostenseite gibt es für den Reeder ein enormes Einsparungspotenzial aufgrund der deutlich niedrigeren Kosten verglichen mit einer sicheren Entsorgung der Abfälle ohne Behandlung“, sagt Doussis. Letztendlich ist die hohe Effizienz der GEA Zentrifugen der Schlüssel, um die Gebühren niedrig zu halten - und die Meeresgewässer sauber.

„Die Hauptaufgabe eines PRF besteht darin, illegale Verklappungen zu verhindern und sicherzustellen, dass die MARPOL-konforme Abfallentsorgung für Schifffahrtsunternehmen zugänglich und wirtschaftlich tragfähig ist“, sagt Doussis. „Zu hohe Gebühren können Schifffahrtsunternehmen zu billigeren, aber risikoreicheren Alternativen drängen, wie z. B. das Entladen von Abfällen in Häfen mit schwächerer Durchsetzung und unsachgemäßer Einleitungspolitik, wodurch die Ökosysteme der Meere gefährdet werden.“

Die HEC-Anlage in Piräus war die erste in der Reihe der Global Green Ports. HEC ist eine private Gruppe, die aus einem Netzwerk von Unternehmen mit Fokus auf Umwelttechnik an strategischen Standorten besteht, nämlich in Griechenland, Deutschland, Gibraltar und Malta. Die Gruppe hat sich zum Ziel gesetzt, ihre Umweltschutzinfrastruktur auf Häfen weltweit auszuweiten, die dem MARPOL-Übereinkommen unterliegen.

„Wir verarbeiten rund 20 Prozent der ölhaltigen MARPOL-Abfälle der EU“, betont Georgia Reppa, Research & Development Manager bei HEC. „Das ist eine enorme Verantwortung und gleichzeitig eine großartige Chance, eine sauberere, kreislauforientierte Schifffahrtsindustrie zu fördern. Mit Partnern wie GEA gewährleisten wir die Gesundheit und Sicherheit der Umwelt und unserer eigenen Mitarbeiter und sind außerdem in der Lage, aus Abfällen wertvollen Treibstoff zu gewinnen und wieder in den Markt zurückzuführen.“