MUSCHEL

Die Aquakultur ist seit Jahren der am schnellsten wachsende Bereich der Lebensmittelerzeugung weltweit und spielt eine entscheidende Rolle bei der Erreichung der von den Vereinten Nationen formulierten Ziele für nachhaltige Entwicklung (UN SDGs). Um die deutsche Muschelkulturwirtschaft zu stärken, müssen jedoch zentrale Herausforderungen wie Raumkonflikte und hohe Produktionskosten angegangen werden. Eine Verschiebung der Kultiverungsstandorte weg von der Küste hin zu exponierteren Standorten, in denen weniger Raumkonflikte bestehen, könnte dabei eine Lösung darstellen. Dies erfordert jedoch die Anpassung bestehender Kultivierungssysteme an die harschen Umweltbedingungen der deutschen Küstenregionen. Das Verbundprojekt MUSCHEL befasst sich mit der Weiterentwicklung und Optimierung des "Shellfish Tower", einer neuartigen Kultiverungsmöglichkeit von Muschel an exponierten Standorten. 

Dafür wird zunächst eine Analyse der biologischen und hydrodynamischen Bedingungen an der deutschen Küste durchgeführt. Hierbei werden Planktonfracht, Chlorophyllgehalt, Salinität, Temperatur, Sauerstoffgehalt sowie Wassertiefe, Wellengang und Strömungen untersucht. Diese Parameter sind entscheidend für die Wahl von Standort und Design eines geeigneten Aquakultursystems, das an die spezifischen Bedingungen der deutschen Küsten angepasst ist. 

Aufbauend auf dieser Analyse erfolgt die Weiterentwicklung des Shellfish Tower basierend auf experimentellen und numerischen Versuchen. Verschiedene Varianten des Shellfish Tower werden zunächst mittels hochauflösender numerischer Simulationen (CFD) untersucht und die Belastung auf Komponenten und Verankerungssystem, als auch die Umströmung und Wirbelablösung innerhalb der Struktur, entscheidend für den Nährstofftransport und damit das Wachstum der Muscheln, miteinander verglichen. Die vielversprechendsten Varianten werden in skalierten Modellversuchen weiter getestet, um ihre Belastbarkeit gegenüber Wellen und Strömungen zu prüfen – sowohl unter normalen Betriebsbedingungen als auch unter extremen Umständen. 

Die gewonnenen Erkenntnisse werden genutzt, um technologische und ökonomische Optimierungspotenziale zu identifizieren und das System entsprechend anzupassen. Dazu wird der Einsatz kostengünstiger, alternativer Materialien zu Stahl untersucht, um die Wettbewerbsfähigkeit des Systems zu erhöhen und dessen ökologischen Fußabdruck im Vergleich zu herkömmlichen Techniken zu reduzieren. In großskaligen Modellversuchen am Großen Wellenkanal (GWK+) wird die Funktionalität der weiterentwickelten Struktur unter realistischen Bedingungen für exponierte Küstenstandorte getestet. Der resultierende Prototyp wird anschließend in einem ausgewählten Testgebiet unter realen Bedingungen erprobt.