Alle Beiträge von Minge

Die Sache mit dem Wasserstoff und der Klimarettung

Videos

Bitte schauen und hören Sie sich zunächst meine, das von mir frei moderierte Video an, in Ergänzung dazu der folgende Text:

Zunächst möchte ich das wichtigste Thema, dass mir seit jeher am Herzen liegt ihnen zur Diskussion stellen. Es geht um die einzige Möglichkeit irgendwann einmal regenerative Energien als Lösung der drängendsten Klimaprobleme und der enormen Kostensteigerung unseres täglichen Energiebedarfs anzusprechen, weg vom unerträglichen Wunschdenken der Politik. Ganz klar spielt da der regenerative Wasserstoff eine wesentliche Rolle, aber er ist nur eine Zwischenstufe, dafür ist er physikalisch zu kratzbürstig. Die enormen Kosten, die er für die Einrichtung einer Verteilungsnfrastruktur benötigt, lassen sich auf ein Minimum reduzieren.

Alle Welt redet vom Wasserstoff. Ich rede von daraus gewonnenem grünen Methanol, welcher dezentral auch in ärmeren Ländern produziert werden kann und deshalb jegliche Monopole wie bisher bei fossilen Energieträgern verhindert (Problem Russland). Dann erhält globale und soziale Marktwirtschaft im wahren Sinne sozial-ökologisch wieder eine Chance – eine Entwicklungshilfe in Augenhöhe. Dieser Wasserstoff im Gefolge Methanol kann überall dort (nördlichen und südlichen Breiten) gewonnen werden. Es handelt sich um Gebiete, die besonders vom Klimawandel durch die Ausweitung der Wüsten gebeutelt sind. Gestatten Sie mir ein wenig Utopie. Dieses regenerative Methanol wird der Energieträger der Zukunft sein. Es kann alle fossile Energieträger ohne Probleme ersetzen.

Es lässt sich preiswert weltweit transportieren ohne große Investitionen in die Infrastrukturen, und selbst bei Tankschiffskollisionen oder Tanklasterunfällen ist es wesentlich ökologisch unschädlicher als transportieren und verteilen von fossilen Energieträgern wie Erdöl usw. Zur Ergänzung und zur Vervollständigung habe ich noch weitere Gedanken im folgenden Linkbeigefügt: https://jean-puetz.net/die-sache-mit-dem-wasserstoff-und-seine-probleme

Folge 251, der Vernunft eine Chance

Hier geht’s zum Video

Darm und das Gehirn

Klassische Medizin

Wie steuern Signale aus dem Darm Erkrankungen des Gehirns?

(Uni Kiel) – Die Else Kröner-Fresenius-Stiftung verlängert Forschungsförderung zur Darm-Gehirn-Achse innerhalb des Clinician Scientist Programms EKFK an der Medizinischen Fakultät der Universität Kiel.

Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und Multiple Sklerose betreffen zwar Gehirn und zentrales Nervensystem, sie haben aber nicht nur eine neurologische Seite. Mittlerweile gibt es Befunde, die zeigen, dass auch Darmbakterien und das Darmimmunsystem chronische neurologische Erkrankungen mitbedingen oder verschlimmern können. Über welche Wege das geschehen kann, erforscht das Clinician Scientist-Programm Darm-Gehirn-Achse des Else Kröner-Forschungskollegs (EKFK) Kiel. Der Schwerpunkt liegt auf der wechselseitigen Beziehung von Darm und Gehirn vermittelt durch Mikrobiom und Entzündung. 2019 startete das Ausbildungsprogramm an der Medizinischen Fakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH) mit einer Förderung durch die Else Kröner-Fresenius-Stiftung für zunächst drei Jahre. Jetzt sagte die Stiftung auch die Finanzierung für weitere drei Jahre mit insgesamt 1,2 Millionen Euro zu. „Das Besondere an unserem Programm ist, dass hier Nachwuchsforscherinnen und -forscher aus unterschiedlichen Fachgebieten -– der Neurologie, der Inneren Medizin und der Radiologie – an einem übergeordneten Thema arbeiten. Es war nicht selbstverständlich, dass solch ein interdisziplinärer Ansatz gefördert wird. Die Else Kröner-Fresenius-Stiftung hat hier Mut bewiesen“, betont EKFK- Sprecherin Professorin Daniela Berg, Direktorin der Klinik für Neurologie am UKSH, Campus Kiel. „Die Forschung über systemweite Zusammenhänge bei neurodegenerativen und neuroimmunologischen Erkrankungen ist wesentlich, um zu einem tieferen Verständnis der Krankheitsmechanismen zu gelangen. Das EKFK baut auf einem hochklassigen Forschungskonzept mit international anerkannter Expertise im Bereich entzündlicher und neurodegenerativer Krankheiten auf. Wir freuen uns sehr, dass dieses zukunftsweisende Programm weiter gefördert wird“, sagt Professor Joachim Thiery, Dekan der Medizinischen Fakultät der CAU.

Kommunikation über die Darm-Gehirn-Achse

„Eine wichtige Frage ist, wie können Veränderungen von Darmbakterien oder des Darmmilieus überhaupt Einfluss auf Krankheitsprozesse haben, die sich über Jahre entwickeln ehe es zu Symptomen kommt, die eine Diagnose der Erkrankung erlauben. Hier scheint das Zusammenspiel zwischen Immunsystem, Entzündungsvorgängen und Neurodegeneration eine wichtige Rolle zu spielen“, erklärt Co-Sprecher Professor Thorsten Bartsch, Leitender Oberarzt an der Klinik für Neurologie am UKSH, Campus Kiel, und Mitglied im Exzellenzcluster „Precision Medicine in Chronic Inflammation“ (PMI). Doch wie Entzündungs- oder Immunsystem-Botenstoffe das Gehirn beeinflussen, ist nicht geklärt. Denn eigentlich trennt die Blut-Hirn-Schranke das Gehirn streng vom restlichen Körper. Zusätzlich ist das Darmnervensystem wechselseitig mit dem Gehirn über den Vagusnerv verbunden, welcher an der Regulation der inneren Organe maßgeblich beteiligt ist. Über welche Wege nun neurologische Erkrankungen wie Parkinson, Alzheimer und Multiple Sklerose durch das Darmmikrobiom und eine gastrointestinale Funktionsstörung beeinflusst werden, untersuchen zwei der sechs Clinician Scientists innerhalb des Forschungskollegs. In anderen Projekten kommen zum Beispiel neue bildgebende Techniken zum Einsatz. „Die zwei Kollegen aus der Radiologie wenden neue Bildgebungs- und Softwaretechniken an, um sowohl Gehirnvorgänge abzubilden als auch die gestörte Funktion und veränderte Motilität des Darmes zu untersuchen“, betont Berg. Der Hintergrund dazu ist: Eine veränderte Motilität (Bewegungsfähigkeit) des Darmes kann Ausdruck einer Vorläuferphase der Parkinsonerkrankung sein bevor klinische Beschwerden einsetzen. Bei einer Untergruppe von Parkinsonpatientinnen und -patienten beginnen die neurodegenerativen Veränderungen im Darm und breiten sich von dort in das Gehirn aus, wie Untersuchungen gezeigt haben. „Daher ist es so wichtig, dass ein Projekt aus der Neurogastroenterologie mit einer neuartigen Endoskopietechnik untersucht, ob bei Menschen mit Parkinson oder Multipler Sklerose, das Darmnervensystem verändert ist. Dieser interdisziplinäre Ansatz wird noch durch ein weiteres Projekt der Inneren Medizin unterstrichen, welches den Zusammenhang zwischen Entzündung eines spezifischen Gehirnareals (Hypothalamus), der Adipositas und des Darmmikrobioms untersucht.“

Kombination aus strukturierter Facharztweiterbildung und klinischer Forschung

Das EKFK ist eins von fünf Programmen für forschungsinteressierte Ärztinnen und Ärzte mit unterschiedlichen Themenschwerpunkten, die die Medizinischen Fakultät der CAU mit dem Exzellenzcluster PMI und dem UKSH etabliert haben. Die Programme ermöglichen eine strukturierte Facharztweiterbildung, sichern die klinische und wissenschaftliche Qualifizierung und bieten gleichzeitig Freiraum für die Forschung. „Mit diesen Programmen begegnet die Universitätsmedizin in Schleswig-Holstein dem enormen Bedarf an forschenden und klinisch tätigen Ärztinnen und Ärzten“, betont Medizindekan Thiery. „Clinician Scientists sind unverzichtbar, weil sie die Brücke zwischen Labor und Klinik schlagen. Sie tragen wesentlich zur Translation von Forschungsergebnissen in die Klinik bei.“ Eine Besonderheit der Clinician Scientist Programme in Schleswig-Holstein ist, dass sie in Zusammenarbeit mit der Landesärztekammer entwickelt wurden. Die Weiterbildungscurricula sind offiziell von der Ärztekammer Schleswig-Holstein zertifiziert. Die Weiterzubildenden haben Planungssicherheit. Am Ende des Programms, das je nach Fachgebiet bis zu acht Jahre dauert, haben sie ausreichend Forschungszeiten, und sie haben auch alle Inhalte erworben, die sie für die jeweilige Facharztprüfung benötigen.

Über EKFK
Das Else Kröner-Forschungskolleg Kiel (EKFK) mit dem Titel „Darm-Gehirn-Achse: Relevanz für die Entzündungsmedizin und Neurodegeneration“ wird gemeinsam von der Medizinischen Fakultät der Universität Kiel und dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH) organisiert und von der Else Kröner-Fresenius-Stiftung gefördert. Die Forschung umfasst krankheitsübergreifende Entstehungsmechanismen und Einflussfaktoren innerhalb der wechselseitigen Beziehung zwischen Mikrobiom, Entzündung und Gehirn bei neurologischen und internistischen Erkrankungen. Das Programm bietet forschungsinteressierten jungen Ärztinnen und Ärzten die Möglichkeit, parallel zu ihrer klinischen Qualifikation zur Fachärztin oder zum Facharzt ein eigenständiges, Forschungsprojekt zu verfolgen und zur Habilitation zu führen. Dafür werden die Clinician Scientists als Teil ihres modularen Curriculums von der jeweiligen Klinik für die wissenschaftliche Tätigkeit freigestellt. Im Rahmen eines begleitenden, strukturierten Ausbildungsprogramms erhalten sie die Möglichkeit, umfangreiche methodische Kompetenzen und wichtige Schlüsselqualifikationen zu erwerben.

Else Kröner-Fresenius-Stiftung
Die gemeinnützige Else Kröner-Fresenius-Stiftung widmet sich der Förderung medizinischer Forschung und unterstützt medizinisch-humanitäre Projekte. Die Stiftung wurde im Jahr 1983 von der Unternehmerin Else Kröner gegründet und zu ihrer Alleinerbin eingesetzt. Die Else Kröner-Forschungskollegien geben forschungsstarken Universitätskliniken die Möglichkeit, wissenschaftlich talentierten jungen Ärztinnen und Ärzten ein optimales Umfeld zur vertieften wissenschaftlichen Arbeit in einem spannenden Themenfeld zu bieten.

Die wahren Kosten der Russland-Sanktionen

Politik Gesellschaft

Putin hat eines seiner wichtigsten Kriegsziele erreicht, ohne eine Rakete abzuschießen. Mit den verhängten Wirtschaftssanktionen, schädigt sich der Westen selbst. Die Moral von der Geschicht: Emotionaler Aktivismus reißt die Wirtschaft in die Krise.  Zögern und Nachdenken, was man dem Kanzler Olaf Scholz nachsagt, gerät zur Tugend.

Ihr Jean Pütz

(Morning Briefing) – Die Wirtschaftssanktionen gegenüber Russland haben (erwartungsgemäß) nicht den Krieg beendet, aber sie haben erstens Putin und zweitens dem Westen selbst einen schweren ökonomischen Schlag verpasst. Die unbequeme Wahrheit ist diese: Man zielte auf Russland und hat dabei auch sich selbst ins Knie geschossen.

Im Grunde war alles, was jetzt passiert, ökonomisch vorhersehbar: In einer Welt der freien Warenströme und der Geschäftsbeziehungen zum gegenseitigen Vorteil kann kein Partner sich einseitig zurückziehen, ohne zugleich sich massiv selbst zu schaden.

Politiker, die den schnellen politischen Effekt wollten – um damit weniger Putin, als vielmehr ihre Wähler zu beeindrucken – haben damit ihre eigenen Volkswirtschaften unter Stress gesetzt. Weltweit – und eben nicht nur in Russland – reagiert die Wirtschaft mit Fieberschüben und Schüttelfrost.

 

 

 

Meerwasser-Entsalzung revolutioniert

Erde, Klima, Umweltschutz

(pte) – Mittels Fluor-Nanoröhrchen lässt sich Meerwasser 1.000 Mal schneller entsalzen als mit etablierten Verfahren. Außerdem ist der Energieaufwand deutlich geringer, wie Yoshimitsu Itoh vom Institut für Chemie und Biochemie der Universität Tokio http://www.u-tokyo.ac.jp/en zeigt. Die Entwicklung seines Teams ist dem Experten nach ein wichtiger Schritt, um die zunehmende Knappheit an Trinkwasser in weiten Teilen der Welt zu bekämpfen.

Besser, schneller, sparsamer

Itoh hat sich von einer erprobten Technik inspirieren lassen. Wasser und Abwasser fließt leichter durch Rohre, wenn diese innen mit einer Fluor-Verbindung beschichtet sind. Das müsste sich auch auf Nanoröhrchen übertragen lassen, dachte er und machte sich an die Arbeit. „Wir wollten herausfinden, wie effektiv ein Fluor-Nanokanal verschiedene Komponenten einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser und Salz, selektiv filtert“, so Itoh. Nach einigen komplexen Computersimulationen entschied er sich dafür, Prototypen der Fluor-Nanoröhrchen herzustellen.

Die gefertigten Nanoringe haben einen Durchmesser von ein bis zwei Nanometer. Daraus erschufen die Forscher eine Membran. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist fast 100.000 Nanometer breit. Da Fluor elektrisch negativ ist, stößt es negative Ionen wie das im Salz enthaltene Chlor ab, sodass es die Membran nicht passieren kann. Zudem löst es sogenannte Wasser-Cluster auf, so dass diese die Kanäle schneller passieren. Die fluorbasierten Wasserentsalzungsmembranen des Teams sind effektiver, schneller, benötigen weniger Energie für den Betrieb und sind auch sehr einfach zu bedienen.

Ein-Meter-Membran als Ziel

„Derzeit ist die Art und Weise, wie wir unsere Materialien synthetisieren, allerdings relativ energieintensiv. Wir sind jedoch zuversichtlich, dass wir hier Einsparungen erreichen“, sagt Itoh. Angesichts der Langlebigkeit der Membranen und der niedrigen Betriebskosten seien die Gesamtkosten pro Liter Trinkwasser jedoch jetzt schon niedriger als bei etablierten Techniken. So würden die Gesamtenergiekosten viel niedriger ausfallen als bei den derzeitigen Methoden.

Bisher hat das japanische Forscher-Team mit einzelnen Nanokanälen im Labor experimentiert. Ihr Nahziel, so die Wissenschaftler, ist es mittelfristig, daraus Membranen mit einem Durchmesser von bis zu einem Meter zu formen, um den Durchlauf drastisch zu erhöhen, wie es heißt.

Revisierbares Konzept, alle Länder mit regenerativer Energie zu versorgen

Physik, Chemie, Technik

Antwortbrief an die Fa. Bosch, die in einer Pressemitteilung ankündigte, sich besonders um die Produktion regenerativen Wasserstoffs zu kümmern (blieb bisher unbeantwortet)

Schon als junger Ingenieur habe ich im Übergang der 50er zur den 60er Jahren die Komponenten von Bosch und deren Qualität verwendet, sie haben mir das Konstruieren von elektrischen Schaltungen und ihrer Logik leichter gemacht. Später, im Wissenschaftsjournalismus, schätzte ich die Qualitäten für unseren Nachwuchsförderung. Einen Ihren Stipendiaten habe ich sogar als festangestellten Redakteur eingesetzt.

Ich gestehe Ihnen, dass ich auch heute noch sehr beeindruckt von dem Konzept von Robert Bosch und deren Stiftung bin. Sie haben mit dazu beigetragen, dass der Anteil  von  Technologie und Wissenschaft unsere Gesellschaft zum Wohlstand geführt hat. Leider wird das in den Medien völlig vernachlässigt und hat sich nicht in der Schwarmintelligenz der Deutschen niedergeschlagen. Dafür schätze ich Ihre heutigen Aktivitäten für Umwelt und Klimaschutz umso mehr. Allerdings glaube ich, das die derzeitigen Lösungsansätze der Politik sich im Wunschdenken und Wolkenkuckucksheimen verloren haben.

Gerade war ich beim KIT und habe dort einen Workshop geleitet, der dieses Thema zum Inhalt hatte. Nur als Beispiel: Obwohl der Schwerpunkt des CO2-Ausstoßes in Deutschland eindeutig aus der Energieversorgung von Gebäuden herrührt (35 – 40%), wurden unsere privaten Autos schwerpunktmäßig für die Misere verantwortlich gemacht. Da wiehert der Populismus, denn der unbedarfte Bürger glaubt ja, wenn am Auspuff hinten nichts rauskommt, muss das ja umweltfreundlich sein. Dass das derzeitige schwere Elektroauto (ich nenne das einmal Typ Tesla) von der Ökobilanz her nicht besser ist als ein Verbrenner, wird bewusst übersehen. Es geht dabei nicht nur um die Rohstoffe für die Batterie, sondern es nur mit Ökostrom laden zu können, ist natürlich eine Illusion. Der Strommix wird sich  in den nächsten 20 Jahren immer zu Ungunsten der regenerativen Energie darstellen. Hinzu kommt, dass das etwa 250 kg schwerere Elektro-Auto durch den Reifenabrieb wesentlich mehr Feinstaub und Mikroplastik erzeugt.

Im Übrigen: Nicht wenige Anhänger der ‚Grün-Ideologen‘ glauben, dass die regenerative Erzeugung von elektrischer Energie alle Probleme löst. Keiner beantwortet mir die Frage, wie tausende von Terawatt-Stunden gespeichert werden sollen, wenn Sonne und Wind nicht mitspielen. Motto: ‚Wir brauchen keine Kraftwerke, unser Strom kommt aus der Steckdose‘.

Beim KIT, in einem von mir geleiteten Workshop,  hat mein Konzept der globalen Energieversorgung mit über  Wasserstoff gewonnenes grünes Methanol auch als Entwicklungshilfe der 3. Welt beeindruckt.

Das möchte ich noch einmal präzisieren:

  1. Ich propagiere eine Elektromobilität, die auch für den ‚kleinen‘ Mann erschwinglich ist und trotzdem ein Minimum an Energie erfordert, um von A nach B zu kommen. Das funktioniert zwar auch mit fossilen Treibstoffen (der Prototyp Hyper-Hybrid benötigt nur 1,5 Liter auf 100 Kilometer) und einem Motor mit grünem Methanol noch viel weniger bei einem konkret erreichbaren Wirkungsgrad von 56%.

(s. dazu den Link, die Sendereihe ‚NANO‘ hat dazu einen Bericht ausgestrahlt, der das sehr gut beschreibt):

https://www.3sat.de/wissen/nano/220524-eauto-nano-100.html

Ich möchte noch hinzufügen, dass der Lademotor immer in gleicher Drehzahl im optimalen Wirkungsgrad-Bereich des Motors läuft. Er startet nur dann, wenn die Batterie einen gewissen Ladezustand unterschreitet oder die Elektromotoren zusätzliche Energie anfordern. Die verhältnismäßig leichtere Batterie ist mir einem Handgriff austauschbar und hat nur ein elektrisches Fassungsvermögen von 17 kWh. Das reicht aber aus, um den elektrischen Antriebsmotoren  beim Anfahren und Beschleunigen genügend Power zu verleihen, so dass das Auto in 4 Sekunden 100 Kilometer in der Stunde erreicht. Die dabei eingesetzte elektrische Energie kann durch rekuperieren  der erreichten genetischen Energie beim dynamischen Bremsen jederzeit fast vollständig zurück gewonnen werden. Trotzdem hat es vollgeladen wegen des geringen Gewichtes  eine Reichweite von über 70 Kilometer. Das heißt, in der Stadt kann es voll elektrisch fahren, der Lademotor läuft erst bei höheren Geschwindigkeiten an, die sich in der Stadt sowieso erübrigen. HInzu kommt auch die geringere Reibung ohne viel Feinstaub und Mikroplastik. Kurzum, man benötigt mit dem Hyper-Hybrid ein Minimum an Treibstoff – elektrisch oder flüssig – um von A nach B zu kommen. Damit übertrifft es alles bisherigen automobilen Fahrzeuge.

  1. Überall in der Welt – auf der Nord- und Süd-Halbkugel – wo die klimatischen Voraussetzungen von Wind und Sonne viel besser sind als bei uns hier im Norden, und durch den Klimawandel viele verödete Flächen entstanden sind, steht preiswerter Boden zur Verfügung, um riesige Fotovoltaik- oder Wind-Anlagen zur Herstellung von Wasserstoff mit anschließender direkter Umwandlung in den H2-Speicher Methanol  (flüssig) umzusetzen. Dieser Energieträger bedarf keinerlei unbezahlbare Investitionen in die Infrastruktur zur sonstigen  Wasserstoff-Gas-Verteilung und Anwendung. Alles ist bereits aus dem fossilen Zeitalter vorhanden. Es bedarf noch nicht einmal der teuren Forschung von Brennstoffzellen, der Verbrennungsmotor erbringt gleiche Effizienz-Ergebnisse.

Das Ganze hat aber noch einen Riesen-Vorteil. Da der Energiegehalt von Wasserstoff und Methanol vom Gewicht her vergleichbar ist, kann die Umwandlung von Wasserstoff in Methanol und umgekehrt von Methanol in Wasserstoff unter Mitwirkung von bereits erforschten Katalysatoren ohne höheren Energieeinsatz erfolgen. Dabei gibt es ein Problem, welches aber preiswert lösbar ist. Um Wasserstoff in Methanol zu verwandeln, benötigt man ein Kohlenstoff-Atom. Das kann, wie im Film über das Hyper-Hybrid-Auto geschildert, aus der Luft gewonnen werden. Das ist jedoch sehr aufwendig und teuer, deshalb benötigt man einen CO2-Kreislauf. Das heißt, in den größeren Verbrauchern wie den in Zukunft unentbehrlichen Kraftwerke, betrieben mit Erdgas im Übergang und später mit grünem Methanol, lässt sich CO2 aus den Abgasen leicht heraus filtern, um es in Form von Kohlensäure transportfähig zu machen. Diese Kohlensäure lässt sich als Rückfracht wieder dorthin transportieren, woher das Methanol kommt.

Alle Welt redet von Wasserstoff, ich rede von Methanol, welches dezentral auch in ärmeren Ländern produziert werden kann und deshalb jegliche Monopole wie bisher bei fossilen Energieträgern verhindert. Dann erhält globale Marktwirtschaft im wahren Sinne sozial-ökologisch wieder eine Chance – eine Entwicklungshilfe in Augenhöhe.

Gestatten Sie mir ein wenig Utopie, sie ist aber glaubwürdiger als die Wolkenkuckucksheime, die derzeit in der Diskussion sind. Zur Ergänzung und zur Vervollständigung habe ich noch weitere Gedanken im folgenden Link hinzugefügt.

Energiehunger

Jean Pütz

Die Hoffnung stirbt zuletzt

Große Gefahren für die Infrastruktur: Strom, Wasser, Internet

Erde, Klima, Umweltschutz

(KIT) – Ob bei der Versorgung mit Elektrizität, Wasser oder Lebensmitteln, beim Transport oder im Gesundheitswesen: Die Funktionsfähigkeit kritischer Infrastrukturen entscheidet über die Verfügbarkeit von ebenso alltäglichen wie lebenswichtigen Gütern und Dienstleistungen. Innovative technologische Entwicklungen, wie die zunehmende Digitalisierung, ermöglichen eine flexible und dezentrale Steuerung der Versorgungssysteme und eröffnen gerade für die Energie- und Mobilitätswende neue Chancen. Sie erhöhen aber auch die Anfälligkeit für Störungen und Angriffe von außen. So steigt seit einigen Jahren die Gefahr von Cyberattacken, bei denen nicht nur Daten missbraucht, sondern ganze Systeme lahmgelegt werden können. In einem dezentralen Energiesystem, das vor allem regenerative Quellen nutzt, können zudem der Ausfall einzelner Komponenten sowie die zeit- und witterungsbedingt schwankende Einspeisung die Versorgungssicherheit gefährden.

Wie sich Energiesysteme und andere kritische Infrastrukturen nachhaltig und zugleich widerstandsfähig gestalten lassen, erforscht die Arbeitsgruppe Resiliente und Smarte Infrastruktursysteme – RESIS unter Leitung von Dr. Sadeeb Simon Ottenburger und Wolfgang Raskob am Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit des KIT. Zudem ist RESIS Mitglied des CEDIM – Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology des KIT. Bei der Hannover Messe 2022 vom 30. Mai bis 2. Juni ist das Team am Stand des KIT im „Future Hub“ (Halle 2, Stand B40) vertreten. Auf technische Systeme bezogen bezeichnet Resilienz die Eigenschaft, auch unter hohen Belastungen oder trotz Störungen nicht vollständig zu versagen, sondern wesentliche Funktionen aufrechtzuerhalten und bald wieder voll einsatzfähig zu sein.

Umgang mit Unsicherheit gehört dazu

„Die bereits stattfindende Planung zukünftiger kritischer Infrastrukturen muss neue systemische Risiken und große Unsicherheiten systematisch berücksichtigen und insbesondere negative Auswirkungen einzelner oder mehrerer Ereignisse auf die Gesellschaft verstehen“, sagt Ottenburger. Bezogen auf die Energieversorgung bedeutet dies beispielsweise, dass mit der Energie- und Mobilitätswende das Stromnetz immer wichtiger wird. Dieses wiederum hängt von Informations- und Kommunikationsnetzen ab. Wie sich die aus neuen Netzstrukturen erwachsenden Gefahren sowie Randbedingungen, beispielsweise die Folgen der Erderwärmung, die Bevölkerungsstruktur oder die Nachfrage nach Strom, Wärme und Verkehr, in Zukunft entwickeln werden, lässt sich jedoch schwer vorhersagen. Wie robuste Lösungen unter großen Unsicherheiten aussehen können, damit beschäftigen sich die Forschenden um Ottenburger und Raskob mithilfe von Simulationsmodellen, Künstlicher Intelligenz (KI), Mathematik und Erkenntnissen aus den Sozial- und Wirtschaftswissenschaften.

Die Arbeitsgruppe RESIS entwickelt Konzepte und Methoden zur Gestaltung und zum Betrieb smarter und anpassungsfähiger kritischer Infrastrukturen, besonders Energie-, Wasserversorgungsnetze sowie Verkehrsstrukturen. Zentral ist dabei eine Plattform, die Belastungsszenarien unter verschiedenen Randbedingungen simuliert und dadurch erlaubt, Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Teilsystemen und damit systemischen Risiken zu analysieren.

Microgrids sichern Stromversorgung für lebenswichtige Einrichtungen

Um die Resilienz der Energieversorgung zu erhöhen, lassen sich beispielsweise Microgrids integrieren, das heißt, viele kleine intelligente Energiezellen, die nicht nur eine netzstabilisierende Funktion erfüllen, sondern auch vorübergehend autonom funktionieren. So lassen sich kritische Infrastrukturen, wie Krankenhäuser, Apotheken und Feuerwehren, auf verschiedene Microgrids verteilen. Standorte und Auslegung von Speicher- und Verteilinfrastrukturen sind mit entscheidend, um in kritischen Phasen eine autarke Versorgung zu gewährleisten. „Diese präventiven Designstrategien greifen bereits bei einem Brownout, also einem Spannungsabfall, beispielsweise aufgrund eines Strommangels auf der Übertragungsnetzebene, um einen Blackout zu verhindern“, erklärt Sadeeb Simon Ottenburger.

Neben den technischen Faktoren binden die Forschenden um Ottenburger und Raskob zunehmend auch soziale Aspekte in ihre Resilienzforschung ein. Kritische Infrastrukturen sind auf das Vertrauen der Bevölkerung angewiesen; präventive Strategien bedürfen der gesellschaftlichen Akzeptanz. Wenn Ressourcen knapp werden, ist von Verbraucherinnen und Verbrauchern Flexibilität gefordert, beispielsweise während einer langanhaltenden europäischen Dunkelflaute, wenn weniger Strom aus regenerativen Quellen bereitgestellt werden kann, sich Energiespeicher leeren, oder Ressourcen aufgrund von Cyberattacken nicht mehr verfügbar sind.

Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM)

Das CEDIM, eine interdisziplinäre Einrichtung des KIT, forscht zu Katastrophen, Risiken und Sicherheit. Ziel ist, natürliche und menschengemachte Risiken in einer sich rasch verändernden, von Bevölkerungswachstum, Urbanisierung und Klimawandel geprägten Welt genauer zu verstehen, früher zu erkennen und besser zu bewältigen. Dazu verbinden die Forschenden Risikoerfassung, Risikoanalyse, Risikomanagement und Risikokommunikation und entwickeln darauf aufbauend Konzepte zur Verbesserung der Resilienz von Infrastrukturen und Versorgung.

Friedensappell der Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftler

Politik Gesellschaft

Unabhängig davon, dass die Putin-Regierung durch den Krieg in der Ukraine unendliche Schuld gegen sämtliche Völkerrechtsverträge auf sich geladen hat, möchte ich intensiv den Friedensapell der Naturwissenschaftler auch persönlich unterstützen, so wie ich das bei Facebook mit größter Resonanz und 1.400 Kommentaren meiner Abonnenten getan habe.

Hier geht’s zum Facebook-Beitrag

(NatWiss) – Als deutsche Reaktion auf den Krieg in der Ukraine hat die Bundesregierung eine kriegsorientierte Umkehr vorgeschlagen. Das Rüstungsforschungsinstitut SIPRI hält dazu fest: „Der deutsche Bundeskanzler Olaf Scholz (…) beendete innerhalb einer halben Stunde die jahrzehntelange politische Zurückhaltung und leitete eine neue Ära der deutschen Außen- und Sicherheitspolitik ein. (…) Sollte Scholz‘ Vorschlag umgesetzt werden, würde dies den größten absoluten Anstieg der deutschen Militärausgaben seit mindestens dem Zweiten Weltkrieg bedeuten.“

Im Raum stehen Milliarden für die internationale und deutsche Waffenindustrie. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler liefern das Wissen und die Technik. Wir brauchen jetzt eine Festlegung der Selbstverwaltung von Wissenschaft und Forschung auf Friedensförderung. Denn unsere Forschung zeigt auch, dass Aufrüstung jedes Ringen um die Minderung der Folgen der Vielfachkrise, insbesondere des Klimas konterkariert: Waffenproduktion verschwendet wertvolle Ressourcen, die für die globale Energiewende benötigt werden; das Militär ist einer der größten Schadstoffemittenten; Waffeneinsätze verseuchen die Umwelt unwiederbringlich, auch in Friedenszeiten; Aufrüstung und Krieg verschärfen den Hunger in der Welt.

  • Wir brauchen jetzt eine gesellschaftliche Debatte, wie wir in Deutschland zum Ende des Krieges in der Ukraine beitragen können, statt ihn zu verlängern.
  • Wir brauchen eine Debatte und konkrete Entscheidungen, wie ein friedliches Europa nach dem Krieg aussehen kann – mit den Menschen aus der Ukraine, aus Russland und dem Rest der Welt.
  • Wir brauchen eine Debatte, wie wir aus der militaristischen Spirale von Konfrontation und Konkurrenz herauskommen.
  • Wir brauchen konkrete Entscheidungen und politisches Handeln, um Kooperation und gerechte Ressourcenverteilung für alle zu erreichen.

Diese Überlegungen spielen bisher keine Rolle für das Regierungshandeln. Grund genug für uns als Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unser aller Recht auf öffentliche Debatte und Mitbestimmung einzufordern. Generationen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern haben an Lösungen für diese Probleme gearbeitet. Lösungen sind da. Es wird Zeit, sie umzusetzen. Diese Petition ist ein erster Schritt. Ich baue auf Ihre Unterstützung und Ihre Stimme.

Malte Albrecht (Vorsitzender NatWiss)

Petition: Die Waffen nieder! Friedenslogik statt Kriegslogik!

Wir bitten den Bundestag zu beschließen:

1)     Die Kürzung des Rüstungsetats und die Verwendung dieser Ressourcen für die Energiewende hin zu den erneuerbaren Energien und für nachhaltige Entwicklung auch im sozialen Bereich.

2)     Keine Grundgesetzänderung, weder zur Schaffung des Sondervermögens von 100 Mrd. Euro für Aufrüstung noch zu einer Verpflichtung dazu.

3)     Direkte Beteiligung der Zivilgesellschaft bei Fragen der Friedens- und Sicherheitspolitik.

Begründung

Die NaturwissenschaftlerInnen-Initiative „Verantwortung für Frieden und Zukunftsfähigkeit“ (NatWiss) verurteilt den Angriff Russlands gegen die Ukraine, der nicht zu rechtfertigen ist und die Regeln des Völkerrechts verletzt, mit unabsehbaren Opfern und Schäden. Gleichzeitig vergessen wir nicht, dass im Vorfeld des Krieges Warnungen und Vorschläge ignoriert, Prinzipien von Kriegsvermeidung und Friedenssicherung missachtet wurden. Das Wissen über Kriegsursachen und Friedenslösungen muss genutzt werden, um die Kriegshandlungen zu beenden und weitere Eskalationsspiralen zu vermeiden. Daher setzen wir uns für Frieden ein und gegen jeden Militarismus!

In diesem Krieg drohen alle zu verlieren, egal wer sich auf den Trümmern und Gräbern zum „Sieger“ erklärt. Hauptopfer sind die Menschen in der Ukraine, die Toten, Verwundeten und Flüchtenden. Die Folgen treffen auch die Bevölkerung Russlands und Menschen in der ganzen Welt. Es verliert das Völkerrecht, die europäische Friedensordnung und die Zivilgesellschaft. Die Schäden und Kosten des Krieges zerstören die Bedingungen für nachhaltigen Frieden und die Lösung globaler Probleme: Armut und Hunger, Vertreibung und Flucht, Umweltzerstörung und Klimawandel. Ein Atomkrieg wäre das Ende der Menschheit: No Future!

Opfer ist auch die Wahrheit. Kriegspropaganda dominiert auf allen Seiten. Die überhitzte Echokammer der Kriegsempörung löscht früheres Wissen, das für die Zukunft gebraucht wird. Kaum gefragt wird, wie es zur Katastrophe kam, wer über Jahrzehnte die Eskalationsspirale angetrieben hat. Ist es bloß der zum Dämon erklärte Putin oder auch die NATO, die nach dem Sieg im Kalten Krieg über alle Grenzen expandierte, bis zur Schwelle des Krieges? Wer Frieden mit Aufrüstung und Militärinterventionen untergraben und selbst das Völkerrecht gebrochen hat, ist ein schlechter Ratgeber für friedliche Lösungen. Getrieben durch die am Krieg verdienende Rüstungsindustrie drängen diese Kräfte schon lange auf eine „Zeitenwende“ geopolitischer Machtkämpfe und eine weitere Aufrüstung der NATO, wodurch die Welt unsicherer wird. Mit Kriegsbeginn verdoppelte die Bundesregierung die in den letzten Jahren stark gestiegenen Militärausgaben und übertrifft nun alleine schon die Russlands vor dem Krieg. Rüstung mit noch mehr Rüstung zu bekämpfen ist so wenig zukunftsfähig wie dem Klimawandel mit Klimaanlagen zu begegnen.

Gegen das Vergessen ist es die Pflicht der Wissenschaft, das Wissen über Krieg und Frieden für die Beendigung des Ukraine-Krieges und die Verhinderung weiterer Kriege zu aktivieren:

1. Wir sagen Nein zu Wirtschaftskriegen, Waffenlieferungen oder Militäraktionen, die die Eskalationsspirale vor und in diesem Krieg angeheizt haben, und lehnen Sanktionen ab, die die Bevölkerung weltweit treffen.

2. Wir unterstützen humanitäre Hilfe für Flüchtlinge und Opfer von Gewalt, ebenso den Ausbau der Verbindungen zur Zivilgesellschaft und Friedensbewegung in Russland und der Ukraine, um Bewegungen zur Beendigung des Krieges zu mobilisieren.

3. Den Versuchen, einen totalen Krieg in allen Bereichen der Gesellschaft zu forcieren und autoritäre Strukturen von Militarismus, Kriegsgehorsam und Denkverboten zu unterstützen, stellen wir die Zivilgesellschaft und ihre zivilen Prinzipien für menschliches Zusammenleben und Konfliktlösung entgegen.

4. Auf die Anklagebank gehören die zum Krieg drängenden Kräfte, nicht die Friedenskräfte, die seit Bertha von Suttner „Die Waffen nieder!“ rufen und vor Krieg warnen, dringlicher denn je.

5. Die Kriegslogik gegeneinander muss ersetzt werden durch die Friedenslogik miteinander: Deeskalation, Diplomatie, sofortige Einstellung der Kriegshandlungen, Rückzug der Waffen, Verhandlung und Vermittlung zwischen den Konfliktparteien, Schutz und Stärkung des Völkerrechts, Schaffung einer europäischen und globalen Friedensarchitektur unter Einschluss Russlands und Chinas.

6. Statt einer Zeitenwende für Aufrüstung und Krieg braucht die Welt eine Zeitenwende für Abrüstung und Frieden, für gemeinsame Sicherheit im Haus Europa, für Nachhaltigkeit und die Lösung der globalen Probleme auf unserem Planeten.

MIT zeigt mobile Wasseraufbereitungsanlage

Physik, Chemie, Technik

Die Elektrodialyse ist ein elektrochemisch getriebener Membranprozess in dem Ionenaustauschermembranen in Kombination mit einer elektrischen Potentialdifferenz benutzt werden, um ionische Spezies von ungeladenen Lösungsmitteln oder Verunreinigungen abzutrennen. 

(pte) – Salzhaltiges und verkeimtes Wasser lässt sich mit einer tragbaren Aufbereitungsanlage, die kaum zehn Kilogramm wiegt, in zertifiziertes Trinkwasser verwandeln. Hochdruckpumpen, wie sie bei der Umkehrosmose eingesetzt werden müssen und die viel Energie verbrauchen, benötigen die Entwickler vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://mit.edu nicht. Ebenso wenig Filter, die von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden müssen. Jongyoon Han und sein Team setzen eine Technik ein, die extrem wenig Strom verbraucht. Ein kleines Solarpanel liefert bereits genug. Der Prototyp begnügt sich mit 20 Watt. Pro Stunde erzeugt er so 0,3 Liter bestes Trinkwasser.

Spannung mit Reinigungswirkung

Das Rohwasser, das es zu reinigen gilt, fließt zwischen zwei Membranen hindurch, zwischen denen eine elektrische Spannung herrscht. Sie ziehen elektrisch positiv und negativ geladene Partikel an sich, sodass das Wasser im Zentrum davon befreit wird. Die Chlor- und Natriumionen sowie die negativ geladenen Viren und Bakterien sammeln sich in der Nähe der Membranen an, werden von Wasserstrahlen abgespült und in die Umwelt entlassen, im Normalfall ins Meer oder ein kontaminiertes Gewässer, aus denen sich die Anlage bedient.

Mit dieser Technik verbleiben im Hauptstrahl normalerweise noch Salzreste, die in einer zweiten Komponente, der Elektrodialyse, entfernt werden. Um die beiden Verfahren optimal aufeinander abzustimmen, haben Han und seine Kollegen ein maschinelles Lernverfahren eingesetzt. Das Gerät ist so konstruiert, dass jeder Laie damit zurechtkommt. Er muss lediglich auf den Startknopf drücken und warten, bis das Ende des Prozesses signalisiert wird. Dann kann das Trinkwasser entnommen werden.

Tests am Bostoner Carson Beach

Nachdem Laborexperimente mit Wasser mit unterschiedlichem Salzgehalt und Trübungsgrad erfolgreich waren, haben die Forscher das Gerät am Bostoner Carson Beach getestet. Die Entwickler stellten es in der Nähe des Ufers auf und legten einen Ansaugschlauch ins Wasser. „Es war schon in seinem ersten Lauf erfolgreich, was ziemlich aufregend und überraschend war“, so Han. Das resultierende Wasser übertraf die Qualitätsrichtlinien der Weltgesundheitsorganisation. Das Gerät könne im Katastrophenfall und in abgelegenen Regionen die Trinkwasserversorgung sichern.

Frieden nachhaltig, einmal nachgedacht

Politik Gesellschaft

(Robert Bosch Stiftung) – Das bestehende System der internationalen Gemeinschaft zur Konfliktlösung und Friedensförderung funktioniert nicht: Oft flammen Konflikte schon wenige Jahre nach einem Friedensschluss wieder auf. Die Anzahl gewaltsamer Krisen nimmt weltweit zu – auch weil einige der Betroffenen von Friedensprozessen ausgeschlossen sind.

Die international besetzte Kommission der Initiative „Principles for Peace“ sucht zeitgemäße Wege, Friedensprozesse in Krisenregionen neu zu gestalten. Die Initiative wird von der Robert Bosch Stiftung und den Außenministerien Schwedens, Dänemarks, Deutschlands, der Schweiz und der Niederlande unterstützt. In Berlin trafen sich die Mitglieder der Kommission im März zum Austausch mit der neuen Bundesregierung und zogen eine erste Zwischenbilanz ihrer Arbeit. Bisher führte die Kommission Gespräche mit rund 400 lokalen Akteur:innen, Friedensaktivist:innen und NGOs aus mehr als 60 Ländern.

In unserem Gesprächsformat #aufgenommen erklären drei Kommissionsmitglieder, wie sie einen praktischen Handlungsrahmen schaffen wollen, der Frieden in einer Gesellschaft fest verankert und den Menschen in Krisengebieten neue Hoffnung gibt.

Hier geht’s zum Video