Archive - Aug 19, 2008

Deutschland-Premiere für PUR-Bahnschwellen

Nach mehreren erfolgreichen Anwendungen im europäischen Ausland erlebten Eisenbahnschwellen aus Polyurethan jetzt ihre Deutschland-Premiere: Im CHEMPARK Leverkusen wurde eine Weichenverbindung montiert, die den Gleisanschluss des Produktionsstandorts ans Netz der Deutschen Bahn verbessern soll. Deutschland-Premiere für PUR-Bahnschwellen <% image name="Bayer_Baydur" %><p> <small> Das knapp 74 m lange Bauteil wurde von der <a href=http://www.voestalpine.com/bwg.de.html>voestalpine BWG</a> hergestellt, Lieferant der 136 Schwellen ist <a href=http://www.sekisui.de>SEKISUI CHEMICAL</a>, das PUR-System auf Basis eines langglasfaserverstärkten Baydur 60 Integralschaumstoffs stammt von Sumika Bayer Urethane, dem japanischen PUR-Systemhaus von Bayer MaterialScience. </small> Wenn es um Materialien für Eisenbahnschwellen geht, setzen europäische Gleisnetzbetreiber seit vielen Jahren auf Holz oder Beton. Insbesondere für Holzschwellen bietet sich für die Zukunft jedoch eine Weichenstellung zugunsten des PUR-Verbundwerkstoffs <u>Eslon Neo Lumber FFU</u> von SEKISUI CHEMICAL an, denn dieser zeichnet sich durch eine deutlich größere Haltbarkeit der Schwellen und niedrigere Lebenszykluskosten aus. In Japan haben sich die Kunststoffschwellen bereits seit mehr als einem Vierteljahrhundert bewährt. Sie wurden dort unter anderem auf Trassen des Hochgeschwindigkeitszugs Shinkansen verlegt. <% image name="Bayer_Baydur2" %><p> <small> Häufige Temperaturwechsel, UV-Strahlung und permanente Luftfeuchtigkeit setzen vor allem Holzschwellen schon nach relativ kurzer Zeit zu. SEKISUI CHEMICAL geht bei den PUR-Schwellen von einer Lebensdauer von mindestens 50 Jahren aus. Sie Schwellen lassen sich in nahezu beliebigen Längen und Querschnitten fertigen. </small> Die Biegefestigkeit der PUR-Schwellen ist selbst nach 15 Jahren noch deutlich höher als bei Holz. Dies zeigte sich auch bei einem zyklischen Biege- und Dauerbelastungstest: Während bei einem Druck von 40 Megapascal bei etwa 50.000 Zyklen bereits mehrere Naturholzschwellen brachen, überstanden alle geprüften PUR-Schwellen sogar 1 Mio Zyklen bei der mehr als doppelt so hohen Belastung von 94 Megapascal. Die PUR-Schwellen lassen sich mit den von der Holzverarbeitung her bekannten Werkzeugen sägen, fräsen, schrauben, nageln und verkleben – sogar noch dauerhafter als Holz. Aufgrund der geschlossenzelligen Struktur von Eslon Neo Lumber FFU (FFU steht für Fiber reinforced Foamed Urethane) kommt es auch bei größeren Niederschlagsmengen nur zu einer äußerst geringen Wasseraufnahme. Die günstigen elektrischen Isolationseigenschaften werden deshalb nicht beeinträchtigt. Sie sind vor allem beim winterlichen Einsatz wichtig, wenn die Weichen gegebenenfalls aufgeheizt werden sollen. Der Werkstoff ist darüber hinaus beständig gegen Hydrolyse, Fette und Öle sowie gegen Streusalz. Vorteilhaft ist auch die ökologische Verträglichkeit der PUR-Schwellen. Ihre Herstellung ist ohne die bei Holzschwellen übliche Imprägnierung möglich. Einmal benutzte Elemente lassen sich in der Regel wieder verwenden. Nicht mehr benötigte Schwellen können dem Recycling zugeführt werden, so wie es bereits jetzt mit Materialresten aus der Produktion geschieht. <table> <td width="110"></td><td><small> Der Einsatz der PUR-Schwellen empfiehlt sich vor allem für Weichen, in Tunnelstrecken, auf Brücken, aber auch im Streckengleisbau. In Japan werden zurzeit mehr als 90.000 PUR-Schwellen im Jahr verlegt, insgesamt sind es dort bisher mehr als 1,3 Mio Einheiten. </small></td> </table> Bei der Herstellung der Schwellen, die bei SEKISUI CHEMICAL nach dem Pultrusions- oder Strangziehverfahren erfolgt, werden die Verstärkungsfasern mit dem PUR-System getränkt und der Verbund dann bei erhöhter Temperatur ausgehärtet. Der gesamte Prozess wird durch ein Ziehwerkzeug in Gang gehalten, das das fertige Profil aus dem Härtungswerkzeug herauszieht. Dies ermöglicht eine wirtschaftliche Produktion bei konstanter Qualität.

Klimawandel? Toilettenkrise!<br>Von Problemen und ihrer Lösung im Wassersektor

Der Chemie Report war zu Gast bei der <a href=http://www.worldwaterweek.org>World Water Week 2008</a> in Stockholm. Fundraiser aus aller Welt sind dort auf der Suche nach potenten Geldgebern. Solche sind auch dringend vonnöten, all die Troubles im globalen Wasserhaushalt zu lösen. Alleine in Europa gilt es, rund 20 Mio Menschen Zugang zu adäquaten Sanitäreinrichtungen zu ermöglichen. Weltweit hat jeder vierte Mensch keine Toilette. Klimawandel? Toilettenkrise!<br>Von Problemen und ihrer Lösung im Wassersektor <% image name="Wasserhahn" %><p> Viele vage Aussagen, jede Menge Prophezeiungen. Trendprognosen, die so lange wiederholt werden, bis sie allgemeine Gültigkeit erlangen. Wenn rund 2.500 Wissenschaftler, NGOs, Beamte und eine Handvoll Journalisten zusammenkommen, um über weltweite Wasserprobleme zu diskutieren, dann herrscht nicht der Spirit eines knallharten Business-Alltags. Selten Excel-Sheets, kaum Rendite-Rechnungen, nur manchmal ROI-Argumente. Wissenschaftler, Grüne, NGOs und sonstige Fundraiser vereinen sich hier, um früher anzusetzen: Leicht übertriebene Zukunfts-Szenarien sollen Regierungen überzeugen, ihre Entwicklungshilfe-Budgets in ihrem Sinne zu öffnen. In ihrem Sinn ist, ähnlich viel Aufmerksamkeit zu schaffen für die weltweit fehlenden Sanitäreinrichtungen sowie mangelnde oder zu teure Trinkwasserversorgung wie der millionenfach repetierte Klimawandel bereits erhalten hat. <b>Das Problem.</b> Laut UNO haben rund 20 % der Weltbevölkerung in 30 Ländern ein Wasserproblem. Bis 2025 könnten es 30 % der Weltbevölkerung in 50 Ländern sein. Die Faustformel lautet hier: Die heutige Wasserproduktivität sowie heutiges Konsumverhalten vorausgesetzt, wird es 2050 rund 50 % mehr Trinkwasser benötigen, um alle Menschen auf Erden zu ernähren - inklusive der Unternährten sowie der dann zusätzlichen 3 Mrd Menschen. Dabei könnte nicht nur die Energieerzeugung aus Energiepflanzen zum Problem werden: 2025 - so die Prognose - werden 1,8 Mrd Menschen in Regionen mit absoluter Wasserknappheit leben - die Menge an Wasser, die aus Seen, Flüssen oder dem Grundwasser entnommen wird, reicht dort für eine nachhaltige Versorgung nicht mehr aus. Wasserknappheit könnte daher in diesem Jahrhundert zu einer globalen Krise führen - wie bei Erdöl wird eine Art "Peak Water" vermutet. <table> <td width="110"></td><td><small> <b>Der Sanitär-Skandal:</b> Beschämende 2,5 Mrd Menschen haben keinen adäquaten Zugang zu sanitären Einrichtungen. Mit existierenden Technologien und knapp 10 Mrd $ p.a. (das ist etwa ein Drittel jenes Betrages, der jährlich für abgefülltes Wasser ausgegeben wird) könnte die Welt bis 2015 den Anteil jener Menschen ohne Zugang zu sanitären Einrichtungen halbieren und bis 2025 wenigstens eine Toilette zur Verfügung stellen. Zu bedenken gilt es dabei, dass 88 % aller Krankheiten durch unsauberes Trinkwasser, inadäquate Sanitäreinrichtungen sowie wenig Hygiene verursacht werden - und das verursacht in der Dritten Welt Krankheitskosten von 5 Mrd Arbeitstagen p.a. (WSSCC) und weltweit 443 Mio verlorene Schultage. Mehr als 1,4 Mio Sterbefälle im Kindesalter - bedingt durch Diarrhö - könnten jährlich verhindert werden. In Hygiene-Einrichtungen zu investieren, ist die kosteneffektivste Maßnahme, um hier gegenzusteuern. </small></td> </table> Derzeit herrscht ein physischer Wassermangel vorrangig in Mittelamerika, Nordafrika und Südostasien. In der Regel zu teuer ist der Zugang zur Trink- und Abwasserversorgung im restlichen Afrika. In Asien lebt heute jeder zweite - rund 2 Mrd Menschen - ohne eine nachhaltige Wasserversorgung. Pro Einwohner beträgt die Wasserverfügbarkeit dort zwischen 15 und 30 % des Niveaus der 1950er Jahre. Industrie, Landwirtschaft und Bevölkerung wachsen indessen weiter. In Asien sind laut UNESCO auch alle Flüsse, die durch Städte verlaufen, stark verschmutzt. <table> <td width="110"></td><td><small> <b>97,5 % alles Wassers</b> auf Erden ist Salzwasser und von den restlichen 2,5 % sind rund 70 % in den Polkappen eingefroren. Das verfügbare Trinkwasser liegt meistens als Bodenwasser oder in Untergrund-Aquiferen vor. Gerade einmal 0,007 % des Wassers kann unmittelbar vom Menschen getrunken werden. Der &Oslash; Europäer verbraucht laut WSSCC 200 l Wasser pro Tag, ein Nordamerikaner 400 l. Ein Einwohner der Dritten Welt hat hingegen nur 10 l Wasser zur Verfügung, um sich zu waschen, zu trinken und zu kochen. </small></td> </table> <b>Europas Nachholbedarf.</b> Die Probleme im Wassersektor beschränken sich indessen nicht auf Entwicklungsländer: Die EU findet sie vielmehr innerhalb der eigenen Grenzen vor. Vor allem in den 12 neuen Mitgliedsstaaten - allen voran in Rumänien und Bulgarien - herrscht enormer Aufholbedarf in der Abwasserversorgung. Sascha Gabizon von der Frauenorganisation <a href=http://www.wecf.eu>WECF</a> erklärt: "In den nächsten 8 bis 10 Jahren werden Rumänien und Bulgarien rund 23 Mrd € in große Kläranlagen investieren, um die EU-Standards zu erfüllen. Dennoch verbleiben in den ländlichen Gebieten noch 20 Mio Menschen ohne Zugang zu vertretbaren sanitären Einrichtungen." Beispielsweise sammeln in Bulgarien gerade einmal 2 % aller Dörfer ihr Abwasser und reinigen es. <% image name="Rohre" %><p> <small> Immerhin: Bis 2013 werden mehr als 11.000 km an Wasser- und Abwasserrohren in den neuen Mitgliedsstaaten von der EU mitfinanziert werden. </small> Weltweit müssten täglich 500.000 Toiletten errichtet werden, um bis 2015 die Millenniums-Ziele der UNO zu erreichen (die Anzahl jener zu halbieren, die über keine Toilette verfügen), in der EU müssten rund 1.000 Toiletten pro Tag installiert werden. Bei rund 600 € je Haushalt würde das für die EU etwa 428 Mio € pro Jahr ausmachen. Laut Helmut Bloech, der Österreicher arbeitet im DG Environment der EU-Kommission, wären die Funds auch ausreichend gefüllt, jedoch: "Jeder Staat muss die Verbesserung der sanitären Einrichtungen selbst als prioritär einstufen." Problematisch bleibt jedoch, dass von der EU nur Projekte für Städte mit mehr als 2.000 Einwohnern finanziert werden. <b>Lösungen für den ländlichen Raum.</b> Für den nichturbanen Raum braucht es daher alternative Ansätze, da die Kosten einer Hightech-Klärung der Abwässer - etwa 1 bis 2 € je m³ - für die neuen EU-Staaten nicht leistbar sind. Denkbar sind hier etwa Trockenklos, Abwasserfilter und Kompostierungs-Maßnahmen oder Vakuumtoiletten in Kombination mit einer Biogasproduktion sowie die Separierung von Urin und dessen Verwendung als Düngemittel. Insbesondere letzteres ist in der EU aber verboten - dabei wäre vor allem die Verwendung des im Urin vorhandenen Phosphors in der Landwirtschaft durchaus gewünscht. Das WECF hat errechnet, dass der Urin von 30 Personen ausreicht, um 1 ha Agrarland ausreichend zu düngen. Bei 20 Mio Europäern ergäbe das eine Fläche von 600.000 ha. <% image name="Festo_Pneumatikantriebe" %><p> <b>Hohes Marktpotenzial.</b> Für die Wasser-Industrie bedeutet der Nachholbedarf in vielen Ländern auch eine Chance auf gute Geschäfte. Weltweit ist diese Industrie mehr als 300 Mrd $ schwer und wächst schnell: Es wird erwartet, dass die städtische Wasser- und Abwasser-Infrastruktur in 59 führenden Ländern bis 2025 einen Investitionsbedarf von 2,3 Billionen $ haben. Alleine die OECD-Staaten haben einen Investitionsbedarf von mindestens 200 Mrd $ p.a. In Europa wird derzeit in 60 Städten mit mehr als 100.000 Einwohnern das Grundwasser schneller abgeschöpft, als es aufgefüllt wird. <table> <td width="110"></td><td><small> <b>70 % des Industrie-Abfalls</b> in den Entwicklungsstaaten wird unbehandelt in Gewässer gekippt, wo diese die Wasserversorgung verschmutzen. Insgesamt werden jeden Tag 2 Mio t menschlichen Abfalls in Flüssen entsorgt. </small></td> </table> Die Wasser-Industrie Kaliforniens profitiert beispielsweise davon, dass der US-Bundesstaat in seiner Verfassung verankert hat, Wasser nach Möglichkeit wieder zu verwenden. Eine Recycling-Quote von 1.200 Mio m³ Wasser jährlich wollen die Kalifornier bis 2010 erreichen. James Clark von Black & Veatsch erklärt: "Zur Anwendung kommt das wiederverwendete Wasser etwa auf Golfplätzen, in der Blumenzüchtung, in Erholungsgebieten, in Zoos, in Papierfabriken usw. Herausragendes Projekt ist die 480 Mio $ teure <a href=http://www.ocsd.com>Orange County</a> Factory 21, wo das Wasser - nachdem es von zahlreichen UV-Reaktoren gereinigt wurde - zurück in die Aquiferen injiziert wird, um das Eindringen von Meerwasser in das Grundwasser zu verhindern." Zudem würden sich zahlreiche Möglichkeiten ergeben, die bei der Aufreinigung des Wassers anfallenden "Biosolids" zu verwerten: Als Düngemittel, in der Biogasproduktion oder als Biofuels in der Zementherstellung etwa. Insgesamt sei das Recycling des Abwassers um die Hälfte billiger bis gleich teuer als die Entsalzung von Meerwasser - letztere sei aber aufgrund der Energieintensität wenig erwünscht in den USA. <table> <td width="110"></td><td><small> <b>Korruption</b> erhöht allgemein die Kosten, einen Haushalt an das Wassernetz anzuschließen, um mehr als 30 %. Laut Global Corruption Report 2008 von Transparency International fallen so jährliche Zusatzkosten von mindestens 50 Mrd $ p.a. an, vor allem bei größeren Infrastrukturprojekten. Die Korruption zu reduziere, wäre somit eine der effektivsten Maßnahmen, die Wasserversorgung zu verbessern. Sie ist allerdings sehr schwer einzudämmen, wenn sie einmal stattgefunden hat. </small></td> </table> <% image name="Pestizidausbringung" %><p> <b>Virtuelle Wasser-Footprints.</b> Um der befürchteten globalen Wasserkrise entgegenzusteuern, würde sich auch anbieten, vermehrt wasserintensive Commodities in regenreichen Regionen anzubauen, um sie den niederschlagsärmeren Regionen im Handel zur Verfügung zu stellen. Bereits heute exportieren die USA, Brasilien und Argentinien Milliarden Liter Wasser jährlich, während Japan, Ägypten und Italien umgekehrt Milliarden Liter Wasser importieren. Beispielsweise werden laut UNCTAD 40 Mrd m³ Wasser jährlich für den Maisexport verwendet. Dazu lohnt es, einen Blick auf die "Wasserintensität" zu werfen: 1 kg Fleisch herzustellen erfordert etwa genau so viel Wasser wie ein &Oslash; Haushalt in 10 Monaten verbraucht (50 l/Tag/Person). 140 l Wasser wird für jede Tasse Kaffee aufgewendet - etwa jene Menge, die von einem &Oslash; Engländer täglich im Haushalt und zum Trinken verwendet wird. 2.400 l werden für einen Burger, 10.000 l für eine Jeans verwendet. <a href=http://www.waterfootprint.org>Virtuelle Wasser-Footprints</a>: - Weizen: 1.300 l per kg - Reis: 3.400 l per kg - Rind: 15.500 l per kg - Schwein: 3.900 l per kg - Wein: 120 l per Glas - Baumwolle: 2.700 l je Shirt - Papier: 10 l je A4-Blatt - Automobile: 400.000 l je Wagen In den USA werden etwa 30 % der Lebensmittel einfach weggeworfen - ein Äquivalent zu 40 Billionen Liter Wasser, genug, um die Haushalte von 500 Mio Menschen mit Wasser zu versorgen, hat das SIWI errechnet. Ein Amerikaner konsumiert laut UNESCO-IHE etwa 6.800 l virtuelles Wasser täglich - mehr als 3 x so viel wie ein Chinese. <a href=http://www.borealisgroup.com>Borealis</a> und der finnische Rohrhersteller <a href=http://www.uponor.com>Uponor</a> haben im Rahmen der Initiative <a href=http://www.waterfortheworld.net>Water for the World</a> den eigenen "Water-Footprint" berechnet. Untersucht wurde dabei die gesamte Wertschöpfungskette - vom Rohmaterial der Rohre bis zur Installation in den Haushalten. Ergebnis: Eine typische Installation in er 100 m² Wohnung mit rund 500 m PEX-Verrohrung erfordert den Wasser-Input von 29 m³. Der Kunststoff selbst schlägt sich dabei mit nur 3 m³ je Tonne zu Buche. Insgesamt sind der Rohstoff und die Rohrproduktion etwa für ein Drittel des gesamten Wasserverbrauchs einer wie oben definierten Haushaltsinstallation verantwortlich. <b>Wasser für den Agrarbereich.</b> Colin Chartres vom <a href=http://www.iwmi.org>IWMI</a> schätzt, dass bis 2050 mehr als 2.000 km³ Wasser zusätzlich für Bewässerungsanlagen vonnöten sein werden (2.000 bis 3.000 l Wasser pro Person x 2,5 Mrd neue Erdenbewohner). Bereits heute stammen rund 45 % aller Nahrungsmittel aus bewässerten Kulturen. Als Lösungsansätze würden sich hier vor allem mehr Wasserspeicher (zum Vergleich: Australien verfügt 5.000 m³ pro Person, Äthiopien gerade einmal 38 m³), verbesserte Bewässerungsanlagen sowie einer höhere Produktivität bzw. Toleranz im Anbau anbieten. Bis 2030 würden sich laut Chartres 5 Mrd Menschen im städtischen Bereich aufhalten. Bereits heute sind rund 800 Mio Farmer rund um Städte angesiedelt. Beispielsweise kommen in Hanoi 80 % der Gemüseproduktion aus solchem Anbau, in Dakar sind es 70 %, in Dar Es Salaam sind es gar 90 %. Für diese Bauern sei die Verwendung des Abwassers auch eine Chance, weil hier die kostenlose Düngung ihrer Äcker erfolge. Allerdings gibt es hier auch enorme Risken: Dem Grundwasser, den angebauten Pflanzen und nicht zuletzt den Konsumenten dieser Pflanzen droht eine Kontamination. Dass bei all dem auch der "Klimawandel" den Haushalt beeinträchtige lasse sich derzeit weder bestätigen noch verneinen. Die Verfasser des dritten, derzeit im Entstehen begriffenen UN Water Reports sehen sich noch selbst bei der Hypothesenbildung. Jedenfalls sei die Menge Wasser auf Erden in den vergangenen zigtausend Jahren gleichgeblieben, ein augenscheinlicher Einfluss des Menschen auf Wasserzyklen nur bei Großprojekten wie Staudämmen beobachtbar. Den Forschern fehlen aber noch Messdaten für seriöse Aussagen. Für den WWF-Chef James P. Leape steht indessen fest, "dass Veränderungen in den ,Regenmustern' die Wasserversorgung dramatisch beeinflussen werden."