Zylinder-Segel auf Schiffen sollen 50 Prozent Treibstoff einsparen

Der Schiffsverkehr ist für 3 Prozent der globalen Treibhausemissionen verantwortlich. Besonders schmutzig sind große Schiffe wie Frachter unterwegs, die als Treibstoff Schweröl verwenden. Um die CO2-Emissionen zu senken, wird nun vermehrt auf eine alte Technologie zurückgegriffen: Segel.

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"Was alt ist, ist wieder neu", sagt GeCheng Zha, Professor an der University of Miami in einer Aussendung. Er entwickelte eine Art Säulensegel, die den Treibstoffverbrauch von großen Schiffen um bis zu 50 Prozent senken sollen. Bei kleineren Schiffen sollen die Einsparungen sogar noch höher sein. Mit herkömmlichen Segeln, wie wir sie etwa aus Piratenfilmen kennen, haben diese nicht viel zu tun.

Zylinder statt Segel

Vielmehr handelt es sich um mehrere Meter hohe Zylinder, die auf den Frachtschiffen montiert werden können. Die Zylinder können außerdem umgeknickt werden, sodass die Schiffe unter Brücken durchfahren und in Häfen ein- und auslaufen können.

Und so funktioniert das Prinzip: Auf den Seiten der Zylinder befinden sich 2 längliche Öffnungen - eine auf 12 Uhr und eine auf 4 Uhr. Trifft der Wind von Westen auf den Zylinder, umströmt die Luft den Zylinder. Dabei kommt eine geringe Menge Luft in die 4-Uhr-Öffnung. Durch ein Gebläsesystem wird die Luft im Zylinder unter Druck gesetzt und mit hohem Druck wieder aus der 12-Uhr-Öffnung geblasen. 

Die Antriebsleistung kann dadurch laut den Forschern bei richtigen Windbedingungen mehr als verdoppelt werden. In folgender Abbildung wird das System mit einem Flettner-Rotor verglichen. Bei diesem dreht sich der Zylinder allerdings, während er beim sogenannten CoFlow-Antrieb stillsteht.

Ein Flettner-Rotor nutzt in seiner Funktionsweise den Magnus-Effekt, der beschreibt, dass eine Rotationskraft auf einen runden Körper wirkt, wenn er quer zur Strömungsrichtung steht. Das hängt damit zusammen, weil sich der Wind auf einer Seite schneller um den Körper bewegt und dadurch einen Unterdruck erzeugt - ähnlich wie bei Flugzeugtragflächen.

Bei dem CoFlow-Antrieb dreht sich der Zylinder allerdings nicht, was den Aufbau und die Wartung vereinfachen. Zudem sollen die Kosten für die Antriebshilfe vergleichsweise niedrig sein und auch bereits bestehende Schiffe damit nachgerüstet werden können.

Alternative Windantriebe

Der CoFlow-Antrieb ist allerdings nicht die erste Entwicklung, die Frachter grüner machen will. Alternativen wären etwa Drachen, die man an den Schiffen befestigt und bei günstigem Wind steigen lässt, damit sie den Kahn ziehen.

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Schon konventioneller sehen Segel - oder besser gesagt Flügel - aus Stahl und Glasfaser aus. Bei ersten Testläufen ließen sich dadurch bereits 14 Prozent des Spritverbrauchs einsparen. Das sind bei großen Frachtern immerhin 3 Tonnen Treibstoff, die ansonsten für 11 Tonnen CO2 verantwortlich gewesen wären.