CAMPUS PREIS für Biologin und Produktionstechniker

Der „CAMPUS PREIS: Forschen für nachhaltige Zukunft“ geht in diesem Jahr
an eine Biologin des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) und
einen Masterabsolventen der Universität Bremen. Esther Thomsen hat sich in
ihrer Doktorarbeit mit den Folgen von Aquakulturen auf Seegraswiesen
beschäftigt. Alex Peer Intemann forschte in seiner Masterarbeit über
Rotorblätter an Windenergieanlagen. Die mit 3000 Euro dotierte
Auszeichnung wurde am 27. April an der Universität Bremen verliehen.

In ihrer Dissertation untersuchte Esther Thomsen, welche Auswirkungen die
Abwässer von Aquakulturen auf das Ökosystem der Seegraswiesen haben.
Seegraswiesen wachsen in den flachen Küstenmeeren und bedecken weltweit
eine Fläche von nahezu 18 Millionen Hektar. Die Daten für Esther Thomsens
Arbeit wurden über einen Zeitraum von neun Jahren auf der Insel Hainan in
China gesammelt. Dabei arbeitete sie eng mit Partnern vor Ort sowie in
Rostock und Hamburg zusammen.

Wichtiges Ökosystem Seegras durch Aquakulturanlagen geschädigt

Aquakulturanlagen wirken sich durch einen hohen Stickstoffeintrag
besonders nachteilig auf küstennahe Seegraswiesen aus, die wichtige
ökologische Funktionen erfüllen. Sie binden CO2, bieten Nahrung und Schutz
für viele Arten und sind Rückzugsräume für Jungtiere. Seegräser filtern
Stickstoffe aus dem Wasser und können so einer Überdüngung vorbeugen. Doch
ist dieses Ökosystem erst einmal geschädigt, kann es viele dieser
wichtigen Leistungen nicht mehr erbringen. Die Folgen reichen vom Verlust
der Artenvielfalt bis hin zu CO2-Anstieg in den Küstengewässern.

Erstmals hat Esther Thomsen einen Schwellenwert für Stickstoff im Wasser
berechnet, ab dem die Gefährdung der Seegräser einsetzt. Dieser Indikator
kann genutzt werden, um dem Verlust dieser wichtigen Ökosysteme
vorzubeugen, bevor die Schädigung irreversibel ist. Die Methode ist nicht
nur in Hainan anwendbar, sondern auch auf andere Regionen übertragbar.

Forschungsergebnis führte zu Renaturierung der Flächen

Esther Thomsen hat die Ergebnisse ihrer Untersuchungen den Betroffenen vor
Ort vorgestellt. Dazu zählen vor allem Fischer, die von der Klein- und
Subsistenzfischerei leben und deren Nahrungsgrundlage gefährdet ist, wenn
Seegraswiesen durch die ungehemmt betriebenen Aquakulturanlagen zerstört
werden.
In Hainan kam es auch zu einer Renaturierung von großen Flächen, die
ehemals für Aquakulturen genutzt wurden, und zu einer Neupflanzung von
Mangroven auf diesen Flächen. Auch Seegräser wurden wieder angesiedelt.
Verbleibende Anlagen müssen zwingend mit einem Abwasserreinigungssystem
ausgestattet und nachhaltiger gestaltet werden, so der Rat der Forscherin.

Die Jury des CAMPUS PREISES hat überzeugt, dass mit dieser Arbeit ein
konkretes Ergebnis – ein Schwellenwert als Indikator für Überdüngung -
kombiniert mit praktischen Konsequenzen erzielt wurde. Das ist
beispielhaft für nachhaltige Forschung, wie sie der Preis anerkennen
möchte.

Esther Thomsen arbeitet derzeit im „Project Seagrass“ in Schottland. Sie
freut sich über die Anerkennung, weil sie die aus ihrer Sicht so dringend
nötige Aufmerksamkeit auf diese vielfach unterschätzten Unterwasser-
Pflanzen lenkt: „Ich hoffe, mit meiner Arbeit dazu beitragen zu können,
dass die Problematik der Überdüngung nicht nur rechtzeitig erkannt,
sondern künftig auch durch Abwasserreinigungssysteme verhindert wird“, so
Esther Thomsen. Nur durch die langjährige und enge Zusammenarbeit von
Wissenschaftler:innen sei es überhaupt möglich gewesen, einen solchen
Schwellenwert zu ermitteln, erklärt die Forscherin und plädiert für mehr
Langzeitstudien wie ihre.

Wie Rotorblätter von Windkraftanlagen sich gegen den Wind behaupten

In der prämierten Masterarbeit von Alex Peer Intemann geht es um eine
laserbasierte Schwingungs- und Deformationsmessung von Rotorblättern an
Windenergieanlagen. Die Rotoren sind ein sehr empfindlicher Teil von
Windenergieanlagen, denn sie sind in besonderem Maß den enormen Kräften
des Windes ausgesetzt. Das gilt gleichermaßen für Anlagen an Land wie auf
See. Der ständige Wind bewirkt Verformungen, die nach heutigem
Kenntnisstand bei der Konstruktion eingeplant werden, aber dennoch schwer
vorherzusagen sind. Für den sicheren Betrieb einer Anlage ist es wichtig,
den Zustand der Rotorblätter zu kennen. Wenn Schäden rechtzeitig
festgestellt werden, kann eine Reparatur die Lebensdauer einer
Windenergieanlage verlängern und Stromerträge sicherstellen. Die
Informationen über die Art der Deformation können zusätzlich dazu
beitragen, neue Rotorblätter so zu konstruieren, dass sie weniger anfällig
sind, den Kräften des Windes besser standhalten und seine Energie
effizienter einfangen können.

Neues Verfahren zur Überprüfung von Rotorblättern entwickelt

Normalerweise sind Messungen an Rotorblättern von bestehenden Anlagen sehr
aufwändig. Alex Peer Intemann hat nun ein laserbasiertes Verfahren
entwickelt, mit dem aus einer Entfernung von über 200 Metern zu einer
Anlage ohne Betriebsunterbrechung der Zustand eines Rotorblatts sehr genau
ermittelt werden kann. Erprobt wurde das Verfahren mit zwei regionalen
Unternehmen an bestehenden Windenergieanlagen. Die Ergebnisse der Arbeit
können unmittelbar dafür genutzt werden, die bisher üblichen Simulationen
des Anlagenverhaltens zu überprüfen und eine Optimierung der
Rotorblattauslegung zu erreichen. So kann Gewicht gespart und die Leistung
einer Anlage erhöht werden. Zusätzlich können Betriebskosten und damit
auch die Kosten, die für die Umwandlung von Wind in elektrischen Strom
notwendig sind („Stromgestehungskosten“), reduziert werden. Die Messungen
vermögen auch dazu beizutragen, dass Anlagen länger laufen können, wenn
keine Schäden identifiziert werden.

Praxisrelevanter Beitrag zum notwendigen Windenergieausbau

Alex Peer Intemann hat mit seiner Masterarbeit im Fachbereich
Produktionstechnik am Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und
Qualitätswissenschaft (BIMAQ) der Universität Bremen einen
praxisrelevanten Beitrag für den weiterhin dringend notwendigen
Windenergieausbau geleistet. Das zeigt nicht zuletzt das internationale
wissenschaftliche und unternehmerische Interesse der beteiligten Firmen.
Diese Argumente überzeugten auch die Jury des CAMPUS PREISES, die
insbesondere die konkrete Anwendbarkeit des untersuchten Verfahrens
hervorhebt.

Alex Peer Intemann bedankt sich beim BIMAQ für die ihm dort eröffneten
Möglichkeiten und sagt: „Die Auszeichnung durch den Campus Preis hat mir
gezeigt, dass die Forschung, zu der ich einen Beitrag leisten durfte,
nicht nur technisch interessant ist, sondern auch inhaltlich in die
richtige Richtung weist.“

Über den CAMPUS PREIS

Der CAMPUS PREIS zeichnet herausragende, auf dem Campus der Universität
Bremen erstellte Abschlussarbeiten aus, die sich thematisch der
nachhaltigen Nutzung von Ressourcen, dem Schutz der Umwelt, des Klimas und
der Meere widmen. Die Auszeichnung wurde 2016 ins Leben gerufen und wird
einmal im Jahr von der KELLNER & STOLL-STIFTUNG FÜR KLIMA UND UMWELT, dem
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT), der Universität Bremen
und dem Verein Alumni der Universität Bremen ausgelobt. Sie ist mit
insgesamt 3.000 Euro dotiert.