Nachhaltig oder Innovativ?

Nachhaltigkeit ist nicht Innovativ

Eines der Hypeworte in Deutschland ist in den letzten Jahren Nachhaltigkeit. Es liegt inzwischen weit vor Innovationen, zumindest wenn man auf das Ranking bei Google schaut, das die Häufigkeit [1] der Suche analysiert, siehe Graphik. 

Google Anfragen zu Nachhaltigkeit und Innovationen in Deutschland [1]

Nachhaltigkeit wurde vor dreihundert Jahren in der Forstwirtschaft von Hans Carl von Carlowitz eingeführt. Es sollte dereinst dazu dienen, dass genau so viel Bäume geschlagen werden wie nachwachsen. Der Erfolg ist bekannt, heute werden zumindest genau so viele Fichten gepflanzt wie geschlagen. Das Konzept im Bereich der Forstwirtschaft ist im Wesentlichen sinnvoll. Ähnlich wie bei einem Brunnen, dort sollte man auch nicht mehr abpumpen, als nachläuft, ähnlich beim Fischfang, auch dort sollte man nicht mehr fangen als nach-wächst. Allerdings stellt sich die Frage ob man das Prinzip Nachhaltigkeit über alles andere erheben soll?

Problem Nachhaltigkeit

Nachhaltigkeit bedeutet nämlich, dass alles exakt so bleibt wie es immer schon war. Und vor dreihundert Jahren konnte man sich sicherlich nicht die technischen Revolutionen vorstellen, die inzwischen eingetroffen sind. Was ist eine nachhaltige Dampfmaschine? Sollen wir immer genau so viele Dampfmaschinen bauen, wie bereits in Betrieb sind? Sollen wir nur so viele Computer, Autos, Häuser und Solarkraftwerke bauen wie jedes Jahr abgerissen werden?

Jeder versteht sofort den Unsinn. 

Nachhaltigkeit kann sich daher nur auf einige natürliche Kreisläufe beziehen, wie ein Wald, der Boden, das Wasser und andere vergleichbare Ökosysteme. 

Was aber soll ein Nachhaltigkeitsbeauftragter an einer Hochschule?

Die Zahl der Studenten konstant halten, dafür sorgen dass jeder Professor, der ausscheidet durch einen Neuen ersetzt wird? Ja es gibt Nachhaltigkeitsbeauftragte an Hochschulen, und die Stellen verschlingen selbstverständlich Geld. 

Lieber Innovationen

Meine provokante These lautet: "Innovationen sind viel besser als Nachhaltigkeit".

Auf einem Planeten, der sieben Milliarden Menschen ernähren soll und allen ein akzeptables Leben ermöglichen soll, kann man dies nur erreichen, wenn bestimmte Sachen in größerer Zahl produziert werden als bisher. Dabei wird jedes Unternehmen versuchen, die Sachen derart zu produzieren, dass möglichst wenig Kosten entstehen, möglichst wenig Energie, Rohstoffe, und Maschinen verbraucht werden. Und wie erreichen das die Unternehmen?

Innovationen ermöglichen wirtschaftliche Lösungen. 

Zielgröße für Nachhaltigkeit fehlt

Stelle ich hingegen die Frage der Nachhaltigkeit, dann werde ich als Unternehmen kaum Fortschritte erzielen. Das liegt einfach daran, dass es keine Zielgröße gibt. Keiner kann auch nur annähernd die Wirkung eines Produkts im Bezug auf die Veränderung des Planeten Erde in relativer Wertigkeit angeben. So benötigt die Produktion einer Solarzelle viel Wasser, Energie und Maschinenleistung. Andererseits kann eine Solarzelle Solarenergie in Strom umwandeln. Wozu? Damit in Las Vegas die Spielautomaten klappern, ein Brunnen in der Sahelzone leergepumpt wird oder ein Mitbürger seine Spülmaschine fast leer laufen lassen kann?

Das einzige, was solide festgehalten werden kann, ist der Herstellungspreis der Solarzelle und die Bereitschaft für Strom einen Preis zu zahlen. Das sind aber genau nicht die Zielgrößen der Nachhaltigkeit.

Kosten der Umweltschäden beziffern

Es bleibt aber doch das Gefühl, der reine Markt ist nicht Nachhaltig. Das ist richtig, ein unendliches Wachstum gibt es nicht, aber niemand kennt die Grenzen, auch nicht der "Club of Rome", der sich bekanntlich massiv geirrt hat. Ist schon ein Rohstoff ausgegangen? Nein, nur die Preisgewichte haben sich, eher geringfügig, verschoben.

Schwer ist es auch, für ein Produkt ein Limit zu bestimmen, Anfang der neunziger Jahre hat die Telekom behauptet, in Deutschland benötigt man nur 100.000 Handys. Inzwischen gibt es mehr als Einwohner und das weltweit!

Vermutlich hatte Michael Braungart beim TEDxMünchen ähnliche Gedanken,

gewöhnungsbedürftig aber hörenswert

Andererseits ist die CO2 Emission in Deutschland gesunken, das war Glück, es lag nur an der Wiedervereinigung, der Stromverbrauch ist hingegen seit 40 Jahren hierzulande nahezu konstant.

Es kann durchaus sinnvoll sein, Substanzen, die Umweltschädlich sind mit einer hohen Abgabe zu versehen oder zu verbieten. So würde eine CO2 Steuer schnell wirken, allerdings gelingt es der Politik hier nicht einfachste Regeln einzuhalten, es werden einfach CO2 Zertifikate verschenkt.

Allerdings ist es alles andere als einfach, selbst in einem so umfangreich erforschtem Gebiet wie dem Klimawandel auch nur ansatzweise die Kosten des CO2 Ausstoßes zu beziffern oder gar einen Konsens zu finden.

Fazit: 

Die Kosten für Solarzellen und Windkraftwerke sind aufgrund der vielen Innovationen, die Patentzahl steigt seit 20 Jahren exponentiell in diesen Bereichen [2], derart stark gefallen, dass inzwischen Solarenergie an sehr vielen Orten günstiger ist als ein Kernkraftwerk und an vielen Orten sogar günstiger als ein Kohlekraftwerk ist. Damit wird ohne jedem Nachhaltigkeitsbeauftragten die umweltfreundliche Solarenergie schmutzige, alte Stromerzeugung ablösen. 

Ich denke das ist mehr als nur ein Sonderfall, das ist ein Prinzip: Innovationen sind besser als Nachhaltigkeit!

Quellen:

[1]http://www.google.com/trends

[2]Cheng Zheng a, DanielM.Kammen, An innovation-focused roadmap for a sustainable global

photovoltaic industry, Energy Policy 67(2014)159–169

Cold Fusion Fatamorgane oder Fakt

Cold Fusion (LENR) als wissenschaftliches Problem

(English version available)

Im Jahr 1989 gab es neben den Revolutionen in Osteuropa eine Beobachtung von Pones und Fleischmann, die weit über das Datum hinausreichen könnte. An einer Palladium Kathode entstand überschüssige Energie bei der vermuteten Verschmelzung von Deuterium. Diese Beobachtung wurde am 23. März 1989 in einer Pressekonferenz bekannt gegeben. 

Warum ist diese Beobachtung von so großer Bedeutung

Spätestens seit den Abwürfen der Atombomben ist jedermann bekannt, dass die Kernenergie extrem große Energie freisetzten kann aber auch zerstörerisch wirken kann. Im Rahmen "Atoms for Peace" wurde mit dem Bau von Kernreaktoren erfolgreich versucht, aus Uran Energie in großer Menge zu produzieren. Letztendlich hat diese Technologie erhebliche Nebenwirkungen, insbesondere entstehen langlebige, radioaktive Substanzen (Endlagerproblem), der Reaktor kann schmelzen (Super-GAU) und die Technologie ist prinzipiell für die Entwicklung von Kernwaffen geeignet (Proliferation). Daher wurde der Ausbau der Kernenergie in Form von Kernspaltung weltweit praktisch eingestellt.

Der Wendelstein Fusionsreaktor in Garching, an dem ich in meiner Jugend auch einige Kabel gezogen habe.

Die Energie der Atomkerne kann aber auch durch Verschmelzen von Wasserstoff, genauer gesagt Deuterium, einem Isotop von Wasserstoff, erfolgen. Das Abfallprodukt ist Helium, ein völlig harmloses Gas. Diesen Weg versucht man seit über fünfzig Jahren in der Kernfusion zu gehen, leider bisher ohne sichtbaren Erfolg. Die wesentlichen Probleme liegen dabei in der extrem hohen Temperatur, mehrere 10 Millionen Grad Celsius, den aufwendigen Reaktorbau mit erheblichen Problemen durch Neutronen und damit Radioaktivität sowie Probleme die Energie, wenn sie denn entsteht, abzuführen.

Der absolute Königsweg wäre ein Katalysator, der zwei Deuterium Atome zu Helium verschmilzt, dabei Wärmeenergie abgibt, aber keine radioaktive Strahlung emittiert. Genau das wäre Kalte Kernfusion, die perfekte Energiequelle. Da Deuterium in sehr großer Menge in normalem Wasser vorkommt, gibt es nach menschlichen Maßstäben keinerlei Ressourcenproblem, kein Abfallproblem, keine Größenbeschränkung der Reaktoren, diese könnten von wenigen Watt bis Gigawatt reichen, mithin die perfekte Energiequelle!

Mit einer derartigen Energiequelle wären alle klassischen Energiequellen, von Kohle über Öl aber auch Wind- und Solarenergie nicht mehr notwendig. Inklusive der Infrastruktur wie Stromnetze, Tankstellen, Speicher und Ähnliches. 

Das Beobachtungsproblem

Die moderne Wissenschaft arbeitet nach einem einfachen Prinzip, jemand macht eine Entdeckung, veröffentlicht diese Entdeckung, andere bauen das Experiment nach und bestätigen oder widerlegen die Beobachtung. Im Fall der kalten Kernfusion ist der Ablauf leider schwieriger. Das liegt zum einen daran, dass die Wissenschaftler Pones und Fleischmann zunächst nicht den klassischen Weg der Publikation gegangen sind, da ihnen die Meldung zu wichtig erschien, haben sie den Weg der Pressekonferenz gewählt. Das hat nicht bei wenigen den Geschmack des Unseriösen hinterlassen.

In der zweiten Phase, dem Überprüfen des Experiments gab es dann weitgehend einstimmig die Meinung, der Vorgang ist so nicht reproduzierbar. Es fehlt an der, zumindest damals, erwarteten Neutronenstrahlung und insbesondere der Wärmeentwicklung. Innerhalb weniger Monate war das Thema damit erledigt und könnte eigentlich im Archiv der Wissenschaftsgeschichte verschwinden.

Als besonders problematisch muss man bewerten, dass das Department of Energy (DOE) noch im Herbst 1989 in einem Bericht [1] eine weitere starke Förderung der Untersuchungen nicht empfiehlt, insbesondere, da keine radioaktive Strahlung gefunden wurde. Obwohl offensichtlich mehrere Experimente eine Wärmeentwicklung hatten, konnten die dazu passenden Reaktionsprodukte, insbesondere Neutronen und Gammastrahlen, nicht gefunden werden.

Es liegt damit ein tückisches Problem der Wissenschaft vor, einerseits kann man niemals ein Experiment widerlegen, nur indem man es nicht selbst reproduzieren kann, sondern nur zeigen, dass man es nicht reproduzieren kann. Das entspricht, in einer Abwandlung, dem Popperschen Prinzip, dass man eine Theorie zwar falsifizieren aber nicht verifizieren kann.

Warum Kalte Kernfusion unmöglich sein sollte

Die Kernphysik und die Festkörperphysik, beide basierend auf der Quantenmechanik, sind weit entwickelte Theorien der Physik. 

Für die Beurteilung der kalten Kernfusion spielen dabei folgende Tatsachen eine wichtige Rolle.

1. Atomkerne sind positiv geladen und stoßen sich daher ab. Für eine Fusion muss diese Abstoßung überwunden werden, dazu ist eine Energie notwendig, die einer Temperatur von etwa 100 Millionen Grad entspricht. 
2. Bei einer Fusion von Deuterium zu Helium entsteht eine Energie von 27 MeV, die als Gammastrahlung frei werden sollte. Eine derartige Strahlung wurde nie beobachtet.
3. Chemische Katalysatoren können die Energiebarriere absenken, allerdings liegen die Änderungen im Bereich der chemischen Bindungskräfte, diese sind millionenfach kleiner als die Kernkräfte.

Das Verhalten der Materie, insbesondere in Kristallen, ist alles andere als einfach zu verstehen. Immer wieder tauchen Effekte auf, mit denen Physiker nicht gerechnet haben. Als zwei Beispiele seinen der Mößbauer-Effekt und die Entdeckung der Hochtemperatur-Supraleiter genannt. Beim Mößbauer-Effekt gibt der Atomkern bei einem Gammazerfall den Impuls direkt an das Kristallgitter ab, erwartet hätte man, dass der Atomkern davon fliegt. Überraschenderweise konnte Rudolf Mößbauer, der Entdecker des Effekts, eine theoretische Beschreibung finden, die den Effekt erklärt. 

Hochtemperatur-Supraleiter sind weit oberhalb der Temperatur, die theoretisch das Limit der bekannten BCS-Theorie erlaubt, ohne elektrischen Widerstand. Der genaue Grund ist immer noch nicht vollständig geklärt.

Beobachtete Fakten

Heliumentwicklung

Bemerkenswerterweise beginnt die Beobachtung der Kalten Fusion bereits im Jahre 1926! Die deutschen Wissenschaftler Fritz Paneth und Kurt Peters berichten über die Verwandlung von Wasserstoff unter Zuhilfenahme eines Palladium-Katalysators zu Helium [3]. Dabei gehen sie sehr genau auf mögliche Fehlerquellen ein und berechnen auch die Wärmeentwicklung. Zudem untersuchen sie, ob es zu radioaktiver Strahlung kommt, die jedoch nicht erfolgreich nachgewiesen wird. Es sei angemerkt, dass dies noch vor der Etablierung der Quantenmechanik geschah. Aufgrund der geringen Heliummenge, 10E-7 cm³, wird eine wirtschaftliche Umsetzung zur Helium-Produktion nicht weiter verfolgt. Dieser Artikel ist insofern unverfänglich, da er offensichtlich keine Interessen, außer reiner wissenschaftlicher Berichterstattung, enthält.

Wärmeentwicklung

Lässt man das Experiment von Pones und Fleischmann zunächst unberücksichtigt, so finden sich in der Literatur zahlreiche Hinweise, dass es an Palladium-Kathoden zusammen mit Deuterium eine ungewöhnliche Wärmeentwicklung gibt, ich zitiere aus dem Bericht der Europäischen Kommission:
"The main task was to demonstrate, on the basis of signals well above the measurement uncertainties and with a cross check, the existence of the excess of heat production during electrochemical loading of deuterium in palladium cathodes. The target was achieved and the existence of the effect is no longer in doubt." [2] Hervorhebung vom Autor.
Diese Aussage ist schon sehr bemerkenswert, insbesondere scheint klar zu sein, dass es definitiv eine Wärmeentwicklung gibt. Der Grund für die Wärmeentwicklung kann aber aufgrund der Wärmemenge nur nuklearen Ursprungs sein.

Materialauswurf

Das Auftreten von Materialauswürfen in Palladium, das mit Deuterium geladen wird, ist eine weitere, merkwürdige Beobachtung [4]. Untersucht man unter dem Elektronenmikroskop eine Palladium-Kathode, wie es Jacques Ruer durchgeführt hat, an der es zu ungewöhnlicher Wärmeentwicklung kam, sieht man eindeutig kleine Krater. Siehe Bild.

Mikrokrater auf einer Palladiumoberfläche nach Kalter Kernfusion [4]

Wie diese Krater genau entstehen ist unklar, eine Abschätzung in seinem Artikel geht aber von punktuell hohen Temperaturen, bis zu 20.000°C aus. Es fällt sehr schwer, sich einen Effekt vorzustellen, der durch einfache chemische Reaktion eine derartige Energiedichte hat. 

Neutronen

Die Beobachtung von Neutronen ist ein notorisch schwieriges Problem, da Neutronen neutral sind und daher keine Ionisierung verursachen. Will man daher Neutronen beobachten, muss man eine Kernreaktion der Neutronen beobachten. Beispielsweise ein Kohlenstoff-12 Kern, der nach Einfang eines Neutrons in drei Alfa-Teilchen zerfällt. Dafür gibt es spezielle Detektorsubstanzen, etwa CR-39. 

Nachweis von Neutronen bei der Kalten Kernfusion, Quelle: P.A. Mosier Boss [5]

P.A. Mosier-Boss hat einen CR-39 Detektor an einer Palladium Kathode montiert und nach zwei Wochen mehrere Neutronen mit einer Energie oberhalb von 9,6 MeV beobachtet. Das kann man in der obigen Grafik erkennen: Man sieht immer einen Punkt, aus dem drei "Ausbuchtungen" hervorgehen, das sind die drei Alfa-Teilchen. Die beiden linken Spalten kommen aus einem Experiment mit Kalter Kernfusion, die rechten zwei Spalten zeigen die gleiche Detektorsubstanz, die in einem Beschleuniger Neutronen gemessen hat. Offensichtlich ist kein Unterschied zu erkennen, damit gibt es Neutronen bei der Kalten Kernfusion. Allerdings ist der Neutronenfluss extrem gering, es muss sich um einen Nebenzweig der Reaktion handeln.

Probleme für die Physik

Folgt man den bisherigen Beobachtungen, und es fällt mir sehr schwer, all diese Experimente mit dem schlichten Wort "Betrug" abzutun, so gibt es offensichtlich ein Phänomen, das aktuell nicht verstanden wird.

 Dies ist in der Physik keineswegs ungewöhnlich, wie bereits angedeutet, auch die Hochtemperatur Supraleitung (HTSC), oder die genaue Arbeitsweise einer Lithiumbatterie sind nicht vollständig verstanden. Bemerkenswert ist der überraschende Widerstand der Wissenschaftler gegenüber dieser Entdeckung. Warum werden von nature und Science keine Paper angenommen, die sich mit der Kalten Kernfusion beschäftigen und positive Resultate liefern? Negative Resultate werden regelmäßig angenommen.

Für ein Forschungsprogramm wäre es wichtig, die zentrale Frage, wie läuft die Reaktion genau ab, zu klären. Mit den heutigen technischen Ressourcen, man war in der Lage das Higgs Teilchen nachzuweisen, fällt es mir sehr schwer zu glauben, dass dies nicht rasch gelingen könnte, wenn man nur will. 

Es gibt inzwischen einige gute theoretische Ansätze, etwa von Peter Hagelstein am MIT, der versucht die Energieübergabe von 27 MeV an das Kristallgitter zu klären. Wer sich dafür interessiert, kann das MIT Colloquium Cold Fusion/LENR IAP im Internet ansehen (Man beachte die Rednerliste).

Konsequenzen

Bei der Durchsicht der Rohstoffpreise ist mir aufgefallen, dass der Palladium Preis seit einiger Zeit unabhängig vom Gold- und Platinpreis ansteigt. Als Erklärung war ich auf die Kalte Kernfusion gestoßen. Siehe Blogbeitrag.

Als sehr skeptischer Wissenschaftler habe ich dann einige mir zugängliche Papers zum Thema gelesen und bin inzwischen überzeugt, dass das Phänomen der Low Temperatur Nuklear Reaction (LTNR) existiert. 

Dies bedeutet aber, dass die Energieversorgung möglicherweise in Kürze eine völlig andere Richtung nehmen kann, als alle bisher geglaubt haben. 

Ich will an dieser Stelle bewusst keine zu große Euphorie streuen, da viele Aspekte unklar sind:

Kann man preiswerte Palladium Reaktoren bauen?

Wird der Katalysator so rasch zerstört, Kraterbildung, dass ein Einsatz letztendlich unwirtschaftlich ist?

Gibt es Unternehmen, die bewusst die Entwicklung der Kalten Fusion bremsen?

Offensichtlich gibt es einen massiven Forschungsbedarf, da viele Fragen offen sind und der potenzielle Nutzen beim Gelingen fast unermesslich wäre.

Hinweis:
Wer gegenteiliger Meinung ist, kann den Beitrag des öffentlich finanzierten Deutschlandfunks lesen. Sie finden den Artikel hier. Dort werden erstaunlicherweise im Jahr 2014 im wesentlichen nur Informationen aus dem Jahr 1989 zitiert, warum man nicht auf den aktuellen Forschungsstand eingeht, bleibt für mich ein Rätsel.

Zum Weiterlesen:
Kernfusion mit ITER, eine Kritik

Quellen: 

[1] Cold Fusion Research, November 1989, A Report of the Energy Research Advisory Board to the United States Department of Energy

[2] Europäische Kommission, Materials for Emerging Energy Technologies, 2012, Seite 23.

[3] Fritz Paneth and Kurt Peters (1926). "Über die Verwandlung von Wasserstoff in Helium". Naturwissenschaften 14 (43): 956–962.

[4] Jacques Ruer, Simulation of Crater Formation on LENR Cathodes Surfaces, J. Condensed Matter Nucl. Sci. 12 (2013) 54–68

[5] P.A. Mosier-Boss et al. How the Flawed Journal Review Process Impedes Paradigm Shifting Discoveries
 

Elektronisch Trampen

Mitfahrgelegenheit anbieten und erleben

Als junger Mensch bin ich sehr viel getrampt, man hat sich an eine geeignete Stelle am Ortsausgang gestellt und wurde nach etwa zehn Minuten mitgenommen. Erstaunlicherweise hing die Zeit nicht vom Verkehr ab, bei wenig Verkehr sind die Menschen hilfsbereiter, bei viel Verkehr denkt jeder wohl, das wird ein anderer übernehmen. Als ich dann viele Jahre später ein Auto hatte, habe ich fast alle Tramper mitgenommen die am Straßenrand standen. Es waren oft interessante Menschen und ich wollte auch etwas zurückgeben, das ich in der Jugend bekommen habe.

Internet und Mobilfunk

Die Welt hat sich inzwischen radikal geändert. Nur noch ganz selten sehe ich jemanden am Straßenrand mit herausgestreckten Daumen stehen*. Das mag zum einem daran liegen, dass viele zum 18 Geburtstag bereits ein Auto geschenkt bekommen, aber auch daran, dass es verschiedene Vermittlungen von Mitfahrern über Internet und passende Apps gibt. Daher habe ich das auch ausprobiert und will meine persönliche Erfahrung wiedergeben. 

Hinweis: Persönliche Erfahrung kann nur sehr begrenzt verallgemeinert werden, aber vielleicht geben die Leser passende Kommentare ab.

Moderne Kommunikation ermöglicht das elektronische Trampen

Anmeldung bei einer Online-Mitfahrseite

Inzwischen haben die erfolgreichen Websitebetreiber gelernt, dass ein Anmeldevorgang bequem funktionieren muss und ich kann nicht klagen. Meine erste Fahrt führt aus dem Schwarzwald nach München und zurück, geplanter Zwischenhalt ist Flughafen Stuttgart. Uhrzeit und Datum eingeben, fertig.

Kurze Zeit später, erste Anmeldung eines Mitfahrers, bald darauf wieder Abmeldung, hat sich das wohl anders überlegt. Bei Reiseantritt habe ich schließlich drei Hinfahrer und zwei Rückfahrer.

Die Reise

Da ich eine Dienstreise habe, muss ich natürlich auf eine gewisse Pünktlichkeit achten. Bei der ersten Abholung ist erst mal niemand da, aber per Handykontakt gelingt es, innerhalb von 15 Minuten doch noch fast pünktlich zu starten. 

Leichter Stau vor Stuttgart, Anruf im Auto, Ein Zusteiger am Flughafen steckt in der S-Bahn fest. Kurz darauf der zweite Zusteiger, offensichtlich gleiche S-Bahn. Ich toleriere jetzt 20 Minuten Verspätung am Flughafen. Dort ist zunächst auch niemand, aber per Handy klärt sich das und schon sehe ich eine Mitfahrerin im Sauseschritt auf mein Auto zulaufen. Der andere Mitfahrer hat wohl weniger Glück, will aber auch in einer Stunde kommen, so lange kann ich wegen meines Termins nicht warten, da höre ich natürlich keine Freude am anderem Ende der Leitung.

An der Zielraststätte, beide Mitfahrerinnen haben sich auf die gleiche Raststätte geeinigt und ihre Freunde per Handy umgelotst, klappt die Übergabe der Passagiere perfekt.

Die Rückreise

Den Rückreisetermin muss ich um zwei Stunden vorverlegen. Wieder hilft die moderne Kommunikation, am Smartphone die Daten in die App eingegeben, Anrufe bei den zwei Mitfahrern und perfekt pünktliche Mitfahrer am Wartepunkt. Ein indischer Student und ein deutscher Programmierer, da entwickeln sich sehr interessante Gespräche, man lernt sich untereinander kennen und erfährt eben Details, die nur im persönlichen Gespräch zu vermitteln sind. 

Auch mein zweiter Mitfahrer organisiert die Abholung von meinem Reiseendpunkt in Echtzeit über das Handy, so dass alle pünktlich nach Hause kommen.

Lohnt sich der Aufwand

Das Mitnehmen von anderen Menschen im leerem Auto ist nicht nur ökologisch sinnvoll, es kann auch Langeweile während einer langen Fahrt vertreiben. Allerdings muss man sich im klarem sein, dass es aus rein ökonomischer Sicht für den Fahrer eher ein Nullsummenspiel ist. Man ist sehr mit der Organisation der einzelnen Reisebegleiter beschäftigt. Insbesondere wenn man die Sache ernst nimmt und hilfsbereit sein will. 

Eindeutig wäre diese Form der Reise ohne der permanenten Verfügbarkeit von Internet und Mobilfunk kaum denkbar, zumindest wenn man eine gewisse Flexibilität bei der Reiseplanung erreichen will.

Bei längeren Reisen werde ich weiterhin den Zug nehmen, und in den Ausnahmefällen, in denen ich eine längere Autofahrt plane, werde ich wieder die Mitfahrt anbieten.

Automatische Vermittlung von Mitfahrten liegt zwischen Individualverkehr und öffentlichem Verkehr, damit ist es eine Innovation, die unser Leben verändern kann.

Wirkung des Internets auf die Fahrleistung: 

• Internet und Autofahren

* Möglicherweise sieht man den hitchBot am Straßenrand, ein trampender Roboter in Kanada.

Warum steigt der Palladiumpreis?

Der Palladiumpreis steigt gegenüber Gold und Platin

Seit einiger Zeit stagniert der Gold und Platinpreis aber der Palladiumpreis steigt stark an. Als Ursache werden gerne die Streiks in Südafrika genannt, aber diese treffen auch andere Rohstoffe. Was hat Palladium, was Platin nicht hat?

Der Palladiumpreis hebt sich vom Gold und Platin Preis deutlich ab. (Quelle:  http://www.finanzen.net/charttool/)

Kalte Kernfusion mit Palladium möglich?

Palladium hat eine Eigenschaft, die es von allen anderen Metallen heraushebt, es kann bis zum 3000-Fachen des eigenen Volumen an Wasserstoff speichern [1]. Es eignet sich damit aber nicht als Wasserstoffspeicher für Autos, da es extrem teuer ist. Aber es gibt einen zweiten Effekt, der hier eine wichtige Rolle spielen könnte. Wenn sich die Wasserstoffatome zwischen die Platinatome "quetschen", dann kommen sich die Wasserstoffatome ungewöhnlich nahe. Und was passiert, wenn zwei Wasserstoffatome sehr nahe aufeinander treffen?

Bei normalen Wasserstoff geschieht nicht viel, verwendet man aber Deuterium, das ist chemisch identisch zu Wasserstoff, es hat jedoch zusätzlich ein Neutron im Kern, dann könnten aus zwei Deuteriumatomen ein Heliumatom entstehen. Diese Reaktion nennt man Kernfusion.

Bei der Kernfusion entsteht extrem viel Energie und kaum Radioaktivität. Diese Form der Kernfusion nennt man "Kalte Kernfusion", da bei moderaten Temperaturen die Reaktion stattfinden könnte. Ich sage bewusst könnte, da der endgültige Beweis noch aussteht.

Erstaunliche Experimente

Es gibt inzwischen einige Experimente, die deutliche Hinweise auf eine Energieproduktion liefern [2]. Dabei wird Palladium zu geeigneten Nanopartikeln konfiguriert. Man beobachtet dann über Wochen eine Wärmeproduktion und entsprechende Reaktionsgase wie Helium.  

Überschüssige Energie in vielen Experimenten. (Quelle: Stanford University [3])

Allerdings ist die "Branche" der Kalten Kernfusion* seit den ersten Experimenten von Fleischmann und Pons 1989 nicht immer vertrauenswürdig gewesen, da viele Experimente nicht wiederholbar waren.

Allerdings könnte das auch daran liegen, dass es eben nicht genügt, einfach Palladium in Wasser zu halten und Deuterium einzulagern. Möglicherweise spielen kleine Details der Mikrokonfiguration der Nanopartikel eine große Rolle. Und solange man diese Details nicht versteht ist es fast logisch, dass die Experimente schlecht reproduziert werden. Allerdings ist die Liste der positiven Messungen inzwischen zu lang um den Effekt völlig zu ignorieren.

Kalte Fusion aussichtsreicher als Fusionsreaktor

Nach meiner Ansicht ist die Kalte Kernfusion wesentlich aussichtsreicher als die extrem aufwendigen Fusionsexperimente die seit den Fünfzigerjahren laufen und praktisch null Ergebnis geliefert haben, außer, dass es eben nicht geht. Die Forschungsmittel die in die klassische Fusionsforschung gegangen sind, zählt man in Milliarden, für die Kalte Fusion wurden erst einige Millionen investiert. Und bereits diese Experimente haben wesentlich mehr Energie erzeugt als alle bisherigen Fusionsexperimente.

Der Anstieg im Palladiumpreis könnte also tatsächlich in diesen Experimenten begründet sein. Der Kapitalmarkt ist manchmal besser in seinem Urteil, als viele hierzulande glauben.

Fazit

Würde wirklich ein Pfad zur Kernfusion gefunden, der ohne extremer Infrastruktur auskommt, dann wären wirklich die Energieprobleme gelöst. Für mich eine sehr spannende Entwicklung, die ich weiterverfolgen werde.
Meine Ausführliche Analyse in einem weiterem Blogbeitrag zur Kalten Kernfusion (24.Juni 2014).

Hinweis: *Kalte Kernfusion wird im englischen Sprachraum low-energy nuclear reactions (LENR), genannt, das ist hilfreich wenn man nach Literatur sucht.

Visionärer Artikel mit Quellen: Cold fusion may have revolutionary potential, By Jed Rothwell LENR-CANR.org

Quellen:

[1] http://de.wikipedia.org/wiki/Palladium#Chemische_Eigenschaften

[2] http://www.enea.it/it/Ufficio-Bruxelles/news/new-advancements-on-the-fleischmann-pons-effect-paving-the-way-for-a-potential-new-clean-renewable-energy-source

[3] http://www.enea.it/it/Ufficio-Bruxelles/documenti/eventi/new-advancements-on-the-fleischmann-pons-effect/1-michael-mckubre-pdf

Wo ist Strato-Base I ?

Eine Raumstation in der Stratosphäre

Die Menschheit betreibt sein 1961 bemannte Raumfahrt und seit zehn Jahren eine dauerhafte Raumstation, die ISS. Die ISS umkreist die Erde in 400km Höhe und dient zur Erforschung von, was eigentlich?

Die ISS dient zur Erforschung der Schwerelosigkeit und kostete bisher 100 Mrd.$. Das ist viel Geld!

Die ISS fliegt in 400km Höhe um die Erde. (Bild: NASA)

Stratosphäre als Forschungsplatz

Die Stratosphäre ist der Bereich der Atmosphäre, in dem es kein Wetter mehr gibt. Oberhalb von ca. 12 km gibt es kaum noch Luftfeuchtigkeit und keine aufsteigenden Winde. Das ist auch der Grund, warum in dieser Höhe die Passagierluftfahrt stattfindet. In einer Höhe von 20 km, immer noch Stratosphäre, hat man bereits einen hervorragenden Blick ins Weltall, da praktisch keine störende Luft und keine Bewölkung die Sicht behindert.
Diese ausgezeichneten Bedingungen führen dazu, dass regelmäßig Ballonmissionen in diese Höhen gesendet werden. Zudem gibt es ein Teleskop, das mit einem Jumbojet mit offener Seite in 12 km Höhe gebracht werden kann.

SOFIA Teleskop in einem Jumbojet (Bild Wikipedia)

Das Projekt ist wegen der Verwendung des Jumbojets derart teuer, dass es vermutlich nur sehr selten fliegen wird.

Strato-Base I

Da es viele Forschungsfragen gibt, die in der Stratosphäre ausgezeichnet bearbeitet werden können, ist es für mich unklar, warum es keine dauerhafte Basis in der Stratosphäre gibt. 

Eine Strato-Base würde wie ein sehr großes Luftschiff aussehen, dass über eine langes Seil aus Ultapolymer mit der Bodenstation verbunden ist. Über das Seil kann eine Gondel nach oben fahren um Personen und Gegenstände nach oben zu bringen. Die Kosten sind dabei minimal, der Strombedarf um eine Tonne Last in eine Höhe von 20 km zu befördern ist etwa 600 kWh (180€ bei deutschen Strompreisen), jedenfalls unvergleichlich billiger als ein Raketenstart!

An dem Luftschiff würde man die Oberfläche mit Solarzellen belegen, damit immer genügend Strom vorhanden ist, Nachts könnte Strom über eine Verbindungsleitung am Seil nach oben geliefert werden.

Aufgaben für die Forschung

Hier einige Themen, die Forschungsprojekte haben könnten:

• Atmosphären-Physik: Kontinuierliche Untersuchung der Luftschichten von der Oberfläche bis 20 km Höhe, insbesonderes Wind, Ozon, Spurengase.
• Astronomische Beobachtungen: Aufgrund der extrem geringen Wasserdampfkonzentration kann hervorragende Infrarotastronomie betrieben werden.
• Erdbeobachtung: Veränderung der Vegetation, hochauflösend Wolken und Nebelbildung.
• Höhenstrahlung: Direkte Untersuchung der Höhenstrahlung.
• Sonnenbeobachtung: Erprobung von Solarzellen für zukünftige Energieversorgung aus der Stratosphäre.
• Funktechnik: Verschiedene Mobilfunktechniken erproben.

Und viele weitere Themen, viele davon könnten direkt als Ersatz zu Experimenten in der ISS dienen.

Kosten einer Strato-Base

Der Aufwand für eine Forschungsstation in der Stratosphäre besteht im wesentlichen aus dem Trägersystem, ein Zeppelin, gefüllt mit Helium. Aufgrund der sehr großen Volumina wäre eine Konstruktion als Blimp, ein aufgeblasener Zeppelin vermutlich vorteilhaft. Zusätzlich werden Propeller benötigt um die Höhenwinde auszugleichen. 

Ein Blimp, so ähnlich würde Strato-Base aussehen.

Bei einer angenommenen Tragfähigkeit von 100 Tonnen für die erste Version sollten die Kosten für den Blimp, inklusive Seil, Motoren, Helium und Gondel unter 200 Millionen € liegen, das ist weit weniger als ein 1% der Kosten der ISS. 

Wo ist Strato-Base I

Bei genauer Betrachtung wundert man sich wirklich, warum noch niemand eine solche permanente Stratosphärenstation vorgeschlagen hat und warum es sie nicht gibt. Ich vermute, die Menschheit hat da einen blinden Fleck.

Weiterer Blogbeitrag:

Energiegewinnung in der Stratosphäre

Innovativ schlafen

Am richtigem Ort schlafen

Immer wieder lese ich, dass Menschen ihre Ideen im Schlaf in Form von Träumen bekommen.

Da könnte etwas dran sein, zumindest ist der Mensch im Traum weniger durch die harte Realität limitiert und kann sich vieles erträumen.

Aber könnte man das nicht gezielt nutzen, indem man abwechslungsreich schläft. 

Ungewöhnliche Orte für den Schlaf

Wenn ich auf meine eigenen Erlebnisse zurückblicke, habe ich zumindest das Gefühl, doch an einigen ungewöhnlichen Orten übernachtet zu haben.

Zwanzig Jahre vor dem großen Vulkanausbruch des Eyjafjallajökull habe ich dort gezeltet. (Bild Webcam vodafon)

Hier eine kleine Liste

• Hotelbett (Jugendherberge bis fünf Sterne)
• Pension
• Bed&Breakfast
• Bei Freunden

bisher nicht so aufregend

• Minipackzelt
• Expeditionszelt im Himalaya
• Zelt am Eyjafjallajökull
• Privat in New York

schon besser

• Bahnhofsbank in Glasgow
• Auto in den Krokodilsümpfen von Florida
• Kabine im Kreuzschiff
• Jacht

noch extremer

• Buddhistisches Kloster (Nepal)
• Neben einer Bärenfalle (USA)
• Hüttendorf vor der Räumung (Bayern)
• Besetztes Haus
• Berghütte ohne Strom
• Einsame Schilfhütte am Meer

Ich will die Liste jetzt nicht vollständig aufzählen, aber mir fällt eben auf, dass ich schon an sehr ungewöhnlichen Orten mein Haupt zur Ruhe gelegt habe.

Kreative Ideen durch verlassen des Alltags

Möglicherweise ist das hilfreich ungewöhnliche Orte aufzusuchen, wenn man kreative Ideen entwickeln will. Jeden besonderen Ort den ich besucht habe und an dem ich übernachtet habe, glaube ich zu erinnern. Ungewöhnliche Erinnerungen sind oft der Ausgangspunkt für ungewöhnliche Gedanken. Es ist ein Ausbrechen aus der Alltagswelt, der Abstand zu Konventionen wird größer, jene Konventionen, die oft die Gedanken ersticken.

Auf der anderen Seite ist es vielleicht so, dass kreative Menschen dazu neigen, ungewöhnliche Orte aufzusuchen und daher ungewöhnliches erleben. Vermutlich gibt es sogar eine Rückkopplung zwischen den spannenden Reisen und den Wunsch, noch mehr zu erleben. Und damit verstärkt dieses Verhalten sich selbst.

Reisen könnte bilden

Klassisch wird immer davon ausgegangen, dass Reisen bildet, aber dabei wird wenig über die Umstände und Ziele gesagt. ich vermute, dass sehr unterschiedliche Reisen und Erfahrungen sehr zur Entwicklung beitragen. Und nicht zuletzt das ungewöhnliche Nachtlager.

Fazit

Ob es wirklich hilft an sehr vielen ungewöhnlichen Plätzen zu übernachten weis ich natürlich nicht, aber ich freue mich über Kommentare und Hinweise zu dem Thema. Und vielleicht habe ich den einen oder anderen dazu angeregt, mal seine eigenen zehn ungewöhnlichsten Orte der Nachtruhe zu erinnern.

3D-Drucker eine Innovation?

3D-Drucker die Revolution in der Produktion?

Inzwischen sind Drucker nicht mehr ein besonders bemerkenswertes Produkt, jeder hat einen Laser- oder Tintenstrahldrucker mit ausreichend gutem Schriftbild, das war vor 20 Jahren noch völlig anders.
Immer wenn eine 2D-Technik ausgereizt ist, taucht das merkwürdige Akronym 3D auf.
Aus dem Farbkino sollte bereits in den fünfziger Jahren das 3D Kino werden, der Fernseher wird seit Jahren 3D und ich erinnere mich an einen extremen 3D Hype im Internet, 2nd Life? Nein schon 2000 hat ein bekannter von mir mit einer 3D Firma für das Internet mindestens 30 Millionen (DM) verbraten.

Wozu 3D-Drucker

Ein 3D-Drucker kann Objekte in drei Dimensionen erzeugen. Das ist erst einmal eine bemerkenswerte Leistung, ich habe den ersten 3D-Drucker vor 25 Jahren in Zürich gesehen, wie er kleines Plastikspielzeug mit einem Laser erzeugt hat. Das war damals wirklich sensationell!

Ein etwas älterer 3D-Drucker! (Bildquelle: Wikipedia)

Aber welche Objekte kann man aus Plastik sinnvoll mit dem 3D-Drucker herstellen, wenn man bedenkt, dass etwa Legosteine eine extreme Genauigkeit benötigen, damit sie gut zusammenstecken? Sicher keine derartigen Spielsteine.
Eine Kaffeetasse benötigt zwar keine hohe Genauigkeit, aber ich bevorzuge Porzellan, da nur dieses völlig geschmacks- und geruchsneutral ist. Alles was mehr als 100°C erlebt, wie alle Objekte auf dem Herd, benötigen Metall, ebenfalls Fehlanzeige.
Sehr viele Objekte sind aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt, nicht weil der Entwickler Langeweile hat, sondern weil verschiedene Materialien erst bestimmte Funktionen erlauben. Etwa ein Lautsprecher, ein Motor, eine Solarzelle usw. All diese Objekte kann man nur unter sehr hohem Aufwand in heimischen 3D-Drucker produzieren. Man bräuchte schon verschiedene Drucker, wie es letztendlich die Maschinen in modernen Fertigungsstraßen sind, eine Metaform von 3D Druckern.
Kleidung wäre noch am vernünftigsten, da dort individuelle Maße eine große Rolle spielen. Aber selbst in der Massenproduktion von Kleidungsstücken werden heute immer noch sehr viele Näherinnen (China...!) eingesetzt. Das Problem ist die extrem schwierige Handhabung von weichem Stoff.
Bleibt der Modellbau, dort ist es sicher praktisch, wenn man sehen will wie etwas aussieht, allerdings gibt es heute hochauflösende Bildschirme, die das Problem, inklusive der richtigen Farben, auch nicht schlecht lösen können.

Hype am Ende

Somit wage ich zu behaupten, dass der 3D-Druckerhype genau so versandet wie viele 3D-Hypes zuvor. Sicher werden weiterhin CNC Maschinen in den Fabriken Formteile fräsen, wie seit vielen Jahren, ohne jemals mit dem Label 3D-Drucker verkauft worden zu sein. Auch auf Jahrmärkten wird man weiterhin sein Antlitz mit 3D-Lasermaschinen in einen Glasblock verewigen können, aber nie werden Menschen neben dem Computer den 3D-Drucker haben, der morgens Designerbrötchen, Vormittags Fahrradschrauben, Mittags Gläser, Nachmittags Hängematten und Abends Nachthemden produziert, haben. 

Es ist ein schönes Märchen, das eben viele Menschen gerne hören.

Innovationen, die die Welt verändern

Was treibt Innovationen an?

Auf der Wümek Konferenz durfte ich den Eröffnungsvortrag halten. Es geht um die Grundlagen wie Innovationen entstehen und sich entwickeln.
Die Folien sind mit dem gesprochenem Text hinterlegt.

„Innovationen die die Welt verändern“

Wir leben in einer Zeit in der mehr Innovationen das Licht der Welt erblicken als je zuvor. Um zu verstehen was die großen Trends bei Innovationen sind und welche Innovationen relevant werden könnten, will ich einen Überblick geben wie diese Entwicklungen einzuschätzen sind.

Am Anfang sollte man sich im Klaren sein, dass es einem großen Unterschied zwischen Erfindung und Innovation gibt. Eine Erfindung ist eine technische Lösung die eine hohe Kreativität erfordert, neu ist und wirtschaftliche Verwertung erlauben könnte [1]. Allerdings werden sehr viele Erfindungen nie zu einer Innovation, es scheitert oft daran, dass diese Erfindungen nicht den Weg zum Markt finden, da entweder nicht genügend Kapital oder genügend Interesse für das neue Produkt vorhanden ist.

Eine Innovation ist nach Joseph Schumpeter “schöpferische Zerstörung” [2]. Das bedeutet eine wirklich Innovation zerstört das Alte, so hat das Auto die Kutsche abgelöst, das Smartphone das einfache Mobiltelefon. Gerade diese Zerstörung ist es, die viele Menschen am technischen Fortschritt zweifeln lässt, da es weh tut wenn Altes verschwindet und Neues, noch unbekanntes, oft von anderen Herstellern, den Markt zu dominieren beginnt.

Warum immer wieder Innovationen?

Wir haben doch schon alles was wir brauchen. Wir wissen alles was man wissen kann.

Der europäische Kulturraum ist seit 500 Jahren nicht mit seinen geistigen und natürlichen Grenzen zufrieden, daher ist man seit der Renaissance immer wieder aufgebrochen, Neues zu entdecken, neue Länder, neue Naturgesetze und neue Produkte. Yuval Noah Harari nennt das “Die Entdeckung der Unwissenheit” [3]. Wir leben in einer Kultur ohne endgültige Wahrheit, alles darf angezweifelt werden. Es gibt keine Dogmen für die sichtbare Welt, ein nicht zu unterschätzender Vorteil für die Entwicklung unserer Wissenschaft.

Die gleiche Offenheit erleichtert es, neue Produkte im Markt zu etablieren. Besonders ausgeprägt, wenn das Neue den Menschen wirklich Vorteile bringt, höhere Lebensqualität, einfachere Fortbewegung, bessere Information, bessere Energiequelle, die bisherigen Triebkräfte aller Innovationen.

Die Basis für Innovationen

Jede Innovation enthält ein kleines Wunder.

Wir haben fast schon vergessen, wie wundersam unsere Welt ist. Da gibt es Blechkisten, die, wie von Zauberhand schneller werden als je ein Mensch laufen kann. Da gibt es einen Schrank in der Küche, in den stellt man das Geschirr hinein und nach zwei Stunden ist es sauber und trocken. Wenn wir Gedanken übertragen wollen, nehmen wir ein kleines Brettchen in die Hand und sprechen mit einem Menschen der auf der anderen Seite der Erde lebt.

Alles für uns selbstverständlich, aber noch vor einigen Generationen ein Grund, der Hexerei bezichtigt zu werden. Warum gab es vor 500 Jahren nichts von alledem?

Der Grund liegt in der Entdeckung der mathematisch formulierten Naturgesetze innerhalb dieser Zeit. Es war ein schmerzlicher Prozess für die Entdecker, einige wurden ausgegrenzt oder mussten mit ihrer Freiheit oder gar ihrem Leben bezahlen.

Aber selbst heute ist es für viele Menschen schwer, nachzuvollziehen, warum die Erkundung physikalischer Gesetze von fundamentaler Bedeutung für unsere Zivilisation ist. Die immer wiederkehrende Diskussion um den “Sinn” von sehr teuren Großforschungseinrichtungen zeigt dies.

Bei der Entdeckung der Elektrizität konnte sich niemand vorstellen, dass es eine sinnvolle Anwendung für deren kuriose Effekte gibt. Wer kann sich auch vorstellen, dass die geglückte Drehung einer Kompassnadel durch einen kleinen Strom ein Schritt zum Elektromotor ist. Ohne Verständnis der dabei zugrunde liegenden Physik, ästhetisch beschrieben durch die Maxwell Gleichungen, wäre auch nie ein wirklich leistungsfähiger Elektromotor entstanden.

Das rote Leuchten im Ofen, das Glühen der Materie bei hohen Temperaturen kannte jeder, doch erst Max Plank war in der Lage dies durch ein Gesetz zu beschreiben. Die Folge war die Entdeckung der Quantenmechanik und die daraus folgenden Erfindungen, die unsere heutige Zeit bestimmen. Nahezu nichts würde heute funktionieren, gäbe es dieses Wissen nicht, von der Beleuchtung mit LED über den Speicher eines Computers bis hin zum CT in der Klinik. 

Mehr zum Thema im Video: Innovationen die die Welt verändern

Weiterer Blogbeitrag zum Thema:

Die 2. Neolithische Revolution

Internet und Autofahren

Verändert das Internet die Mobilität?

Seit etwa zwanzig Jahren gibt es Internet in der Form des World Wide Webs. Das Internet ist so tief in den Alltag eingedrungen, dass sich sogar grundlegende Verhaltensweisen der Menschen verändert haben.

Entwicklung der Fahrleistung der Autos in den USA. (Quelle: dschort.com)

Seit den 1970er Jahren verfolgt man genau, wie viele Kilometer die amerikanischen Autos zurücklegen. Bis etwa dem Jahr 2000 ist die Fahrleistung kontinuierlich, von einigen Rezessionen unterbrochen, angestiegen. 

Doch dann geschieht etwas seltsames, die Fahrleistung wächst nach 2005 nicht mehr weiter. Ein Grund könnte sein, dass einfach eine Sättigung eingetreten ist.

Nach 2005 beginnt jedoch die Fahrleistung nachhaltig zurückzugehen, das hat es bisher noch nie über ein Jahrzehnt gegeben! Was könnte die Ursache sein? Der erste Verdacht liegt natürlich beim Benzinpreis, diese Preise sind seit 1970 stark gestiegen.

Fahrleistung und Benzinpreise in den USA. (Quelle: dschort.com) 

Die Benzinpreise spielen sicher eine Rolle, aber eigentlich hätte nach 2005 die Fahrleistung wieder hochgehen müssen, da die Benzinpreise wieder zurückgingen, ist sie aber nicht.

Datenverkehr im Internet

Sieht man sich den Datenverkehr im Internet an, dann bekommt man eine Ahnung worin die Ursache liegen könnte.

Entwicklung Modem und Breitbandinternet (Quelle: zdnet)

Seit 2005 gibt es mehr Breitbandanschlüsse als Modems in den USA. Hat man einen Breitbandanschluss, dann kann man auf einige Autofahrten verzichten. Angefangen vom Home-Office bis zur "Stammkneipe" bei facebook. 

Bemerkenswert ist noch, dass die Entwicklung in Deutschland exakt gleich verlaufen ist, hier nimmt die Fahrleistung seit dem Jahr 2005 ebenfalls ab, und liegt jetzt um 5% niedriger als 2004 (Quelle: Eurostat)

Das Internet ist also das erste Medium, das den Autoverkehr nachhaltig reduziert hat!

Eine weitere Wirkung des Internets: Elektronisch Trampen

Google Foto upload

Die Bilderwelt mit Google

Im Lauf der Jahre sammeln sich auf der Festplatte sehr viele Fotos, insbesondere seit es Digitalkameras in jedem Handy gibt, an. Zudem habe ich alle alten Photos und viele Dokumente digitalisiert, das sind tausende weiterer Bilder. Da kaum ein Mensch genügend Zeit hat, die Bilder sorgfältig zu beschriften und zu sortieren, sind die Bilder kaum wieder auffindbar. Zudem besteht immer die Gefahr, dass die Festplatte verloren geht oder zusammen mit dem Backup gestohlen wird. Dann ist alles weg.

Digitale Erinnerungen sollten nicht verloren gehen.

Bilder in die Cloud

Eine Lösung für diese Probleme bietet jetzt Google an, man kann alle Bilder hochladen. das konnte man bisher auch schon, etwa zu Dropbox oder zahllosen anderen Anbietern, aber jetzt geht das kostenlos. Allerdings limitiert Google die größe der Bilder auf seiner Platte auf 2048*2048 Pixel. Das genügt fast immer, da kaum ein Monitor diese Auflösung darstellen kann. Falls man als Profi doch mehr benötigt, muss man eben zahlen.

Da die Bilder jetzt in der Cloud liegen, kann man sie von überall mit seinem eigenem Google Account abrufen. Die Bilder sind nicht öffentlich! 

Risiko Geheimdienste

Allerdings muss man sich, wie bei allen Cloudservices, im klaren sein, dass es theoretisch Mitseher, wie die NSA, gibt. Allerdings kann man inzwischen kaum sicher sein, wo die Grenzen der Überwachung liegen, daher ist jeder Rechner am Internet und jedes Smartphone potentiell für Geheimdienste zugänglich. Ich glaube, eine Lösung dieses Problems muss politisch erfolgen. 

Vorteil Rechenleistung zur Bilderkennung

Ein bemerkenswerter Vorteil in der Google Cloud ist, dass die massive Rechenpower von Google jetzt versucht in den Bildern Inhalte zu erkennen. Insbesondere werden alle Texte in den Bildern gelesen. Erstaunlich wie oft ein Ortsschild, eine Beschriftung an einem Gebäude oder einem T-Shirt richtig erkannt wird. Ein Beispiel: 

Das durchgestrichene Wort Schönenbach wird erkannt.

Man kann aber nicht nur nach Texten in Bildern suchen, sondern auch nach Inhalten. Das ist insbesondere bei Menschen wie mich, die nicht an jedes Bild zehn Tags vergeben, sehr nützlich. Sucht man etwa nach dem Thema Wasserfall, bekommt man eine gute Auswahl aller Wasserfallbilder, die man geschossen hat:

Das Suchergebnis "Wasserfall" bei meinen Bildern.

Sofort bekommt man kleine und große, vereiste und romantische Wasserfälle. Genaugenommen hat er zwei "Fehler" gemacht, die künstlichen Eissäulen, die ich im Rahmen meines Gletscherprojekts erzeugt habe, hätte ich nicht Wasserfall genannt. Aber ganz falsch ist das auch nicht.

Bildbearbeitung

Eine Besonderheit ist der Versuch, Bilder automatisch zu verbessern oder mit besonderen Eigenschaften zu versehen. Dabei werden die ursprünglichen Bilder beibehalten, aber man kann eben die Veränderung als neues Bild sehen. Hier einige Beispiele:

Panorama

Früher war es immer sehr mühsam, aus mehreren Bildern ein Panorama herzustellen. Auf meiner Website Panoramawelten habe ich vor vielen Jahren dazu einige Ideen ins Netz gestellt.

Heute geht das automatisch, sobald zwei oder mehrere Bilder vermutlich zusammenpassen:

Automatisches Panorama aus mehreren Bildern zusammengefügt.

Störende Elemente entfernen

Ein sehr erstaunlicher Effekt ist das entfernen von Personen, wenn man eine interessante Stelle aufnehmen will, bei der viel Publikum ist. Dann werden, falls mehrere Aufnahmen vorhanden, sind die Personen herausgerechnet. 

Wasserfall ohne Touristen

Auf diesem Wasserfall wurden die Touristen, die oben auf der Brücke standen herausgerechnet.

Bewegung

Hat man von einer Szene mehrere Bilder aufgezeichnet, so schlägt Google vor, daraus einen Minifilm zu erstellen. Das sieht dann so aus:

Ein kleine Animation aus mehreren Bildern.

Schneefall

Eine nette Idee ist, bei Schneebildern Schneeflocken hinzuzufügen. Allerdings wird das so häufig gemacht, dass es meiner Ansicht nach schon nervt, leider kann man dieses Feature nicht separat abschalten.

Kaum findet Google Schnee auf dem Bild, schon schneit es.

Es gibt noch einige weitere Features, wie glitzern, alle lächeln automatisch, längeren Film erstellen und ich gehe davon aus, dass einige weitere dazu kommen werden. Ich denke das ist erste der Anfang einer spannenden Entwicklung.

Fazit

Innerhalb von drei Tagen konnte ich 27.000 Bilder bei Google sichern, das finde ich allein schon einen sehr guten Service. Die Tatsache, dass die Bilder durchsuchbar werden, hat eine große Zukunft und ich will das mit meinen Bildmaterial unterstützen. Nur wenn ausreichend Bilder vorliegen, können Algorithmen der künstlichen Intelligenz verbessert werden. 

Somit hat Google eine wichtige Innovation in das Netz gestellt und ich freue mich, wenn ich beruhigt schlafen kann, da ich weis, Bilder gehen mir nicht mehr verloren.

Sicher auch interessant:

• Papierbelege digitalisieren
• Bitte lächeln

Website von Google zum Thema Fotos hochladen.

Byte pro Quadratmeter

Wie viel Daten gibt es?

Auf der Welt gibt es eine Speicherkapazität von 3000 Exabyte [1].

Das ist eine Zahl, die kann sich kein Mensch vorstellen. Daher ein Versuch das in die Zone der Vorstellungskraft zu schieben. 

Die feste Erdoberfläche hat eine Größe von 150 Millionen Quadratkilometer, das kann man auch als 150 Mkm² schreiben. Oder mit der schönen Einheit Tera (T) ausgedrückt erhält man eine Erdoberfläche von 150Tm². Das bedeutet, fünf aktuelle Festplatte, mit je 4TByte oder, in Bit Ausgedrückt, 32TBit, haben mehr Speicherkapazität in Bits als die Erdoberfläche Quadratmeter hat!

QR-Code

Inzwischen ist es ja üblich geworden, Information mit QR-Code zu speichern. Dabei wird ein Blatt mit schwarz/weis eingefärbt. Das könnte man auch mit der Erdoberfläche machen. Wieviel Daten kann man damit speichern?

QR-Code

Wenn jedes Kästchen (Bit) des QR-Code eine Fläche von 1mm² hat, so kann man auf einem Quadratmeter 1MBit Speichern, auf der gesamten Erdoberfläche kann man dann 150EBit speichern. Das ist deutlich weniger als die weltweite Speicherkapazität. Man muss schon 320Bit pro Quadratmillimeter speichern um die weltweiten Daten auf die Erdoberfläche zu drucken, das geht mit einem guten Drucker, aber die Kästchen haben weniger als 0,1mm Kantenlänge!

Extrem dichte Speicher

Die Speicherung derart großer Datenmengen gelingt nur, da wir heute über Festplatten verfügen, die auf unvorstellbar kleiner Fläche die Daten speichern. 

Ich hoffe damit ist klar, dass die Datenmenge auf der Erde eher unvorstellbar beleibt.

Quellen:

[1] Heise, Marktforscher: Weltweiter Speicherplatz verdreifacht sich bis 2017

Mit CO2 die Weltwirtschaft messen

Analyse der Weltwirtschaft

Kann man an einer Luft-Messstation auf Hawaii die Weltwirtschaft messen? 

Vielen ist die berühmte Keeling Kurve der CO2 Konzentration in der Atmosphäre bekannt. Seit 1958 wir praktisch ununterbrochen in Hawaii auf dem Mauna Loa die CO2 Konzentration der Erde gemessen.

Original Daten der CO2 Messung, Quelle[1] 

Diese Kurve zeigt zum einem eine nachhaltige Zuname der CO2 Konzentration, aber auch die jahreszeitlichen Schwankungen, die auf den unterschiedlichen Vegetationszyklus auf der Nord und Südhalbkugel beruhen.

Glättung und Näherung

Nimmt man die Daten und glättet über 12 Monate, so bekommt man ein sehr stetiges Wachstum der CO2 Konzentration über mehr als 50 Jahre!

Über 12 Monate gemittelte CO2 Konzentration (Eigene Datenanalyse)

Der Physiker sieht in dieser Kurve sofort das exponentielle Wachstum des CO2 Gehalts. Legt man eine Näherungskurve (blau) mit der Formel K(t)=K+K(0)*exp((t-t0)/T) an, so erhält man für die Faktoren interessante Werte: Die ursprüngliche CO2 Konzentration K liegt bei 254ppm, das ist ein Wert der im Rahmen der natürlichen Schwankungen der letzten 100.000 Jahre liegt und einer normalen Warmzeit entspricht.

Weiterhin findet man, dass der Wachstumsfaktor K(0) den Wert 60ppm hat und der entscheidende Wert, die Geschwindigkeit der Zunahme, T=58a  ist. Das bedeutet, der zivilisatorische Anteil verdoppelt sich alle 40 Jahre.

Abweichungen sind spannend

Zieht man von den Messwerten den längerfristigen Trend ab, so erhält man eine sehr merkwürdige Kurve:

Abweichungen der CO2 Konzentrationen zeigen Wirtschaftsentwicklungen (eigene Analyse)

In den sechziger-Jahren ist die Konzentration entgegen des langfristigen Trends zurückgegangen. Dies könnte an der Substitution von Kohle durch Öl liegen. Öl hat bei gleicher Energie einen geringeren CO2 Wert. 

Nach der Ölkrise 1973 und besonders 1980 steigt der CO2 Wert überproportional stark an, möglicherweise genau der umgekehrte Effekt, Kohle wird vermehrt eingesetzt. 

Mit dem Zusammenbruch des Ostblocks 1989 werden viele unwirtschaftliche Kohlekraftwerke geschlossen, und der CO2 Ausstoß wächst unterdurchschnittlich.

In den letzten 20 Jahren kann man Wirtschaftszyklen erahnen, um 2000 und 2008 sinkt der Wert bereits vor der Krise etwas ab. Allerdings bleibt unklar, warum es scheinbar eine Überlagerung von einen etwa vier Jahre dauernden Zyklus gibt. Möglich wären Meeresströmungen, die in diesem Zeitraum schwingen.

Forschungsbedarf

Bei den offenen Fragen besteht also Forschungsbedarf. Oder hat jemand zu dieser Problematik für mich eine gute Literaturstelle zur Hand? Ich würde mich freuen.

Mehr zum Thema

Gibt es einen Klimawandel?

Quellen:

[1] http://scrippsco2.ucsd.edu/program_history/keeling_curve_lessons.html

Lösung Sommerzeit Winterzeit

Wechsel Sommerzeit zu Winterzeit gelöst?

Alle Jahre wieder wird im Herbst überraschend von Sommerzeit auf Winterzeit umgestellt.

Dabei gibt es zwei Probleme, zum einem leben Menschen nach einem festen Tag Nacht Rhythmus, dessen Störung jedem mehr oder weniger große Probleme bereitet.

Das zweite Problem ist die Zeitumstellung, in welche Richtung muss man die Uhr drehen, wurde eine Uhr schon vom Partner verstellt, ist das eine Funkuhr, hat die Funkuhr im Funkloch überhaupt Empfang usw.

Die einfachst Lösung wäre, Sommerzeit wieder abschaffen, das wäre meine persönliche Empfehlung.

Alternative: Schaltminute

Will man aber den Vorteil, dass im Sommer die Sonne abends bei Sommerzeit scheinbar länger scheint, beibehalten, aber das Wechselproblem entschärfen, dann gibt es eine Alternative. In einer Welt, in der die Zeit von Funkuhren und Computer bestimmt ist, könnte man im Monat September und Oktober in jeder Nacht eine Minute entfernen, und in den Monaten März und April jeweils eine Minute hinzufügen!

Alle die noch alte Uhren haben, merken davon kaum etwas, da dort die Zeit öfter nachgestellt werden muss. 

Bei der Bahn würde es im Fahrplan auch kein Problem geben, denn eine Minute würde nie auffallen.

Auch andere Prozesse wie Babys wecken und füttern sowie Kühe melken wären problemlos ohne Bruch möglich.

Natürliche Zeitsverschiebung

Den Wenigsten ist vermutlich bewusst, dass die Sonne sogar eine natürliche Zeitverschiebung bis zu einer Minute am Tag hat. Mittags, Sonnenhöchststand, ist nämlich nicht immer um Zwölf, sondern verschiebt sich nach einer komplizierten Gleichung, der Zeitgleichung, über das ganze Jahr bis zu +/- 15 Minuten.

Die Zeitgleichung beschreibt die Abweichung der Sonnenzeit zur "Uhrenzeit". Bildquelle Wikipedia

Im 16. Jahrhundert hatte diese Phänomen die Uhrmacher, die bereits sehr genaue Pendeluhren gebaut haben, sehr verwirrt, und erst mit den Rechnungen von Newton und Leibniz verstand man damals das Problem [1].

Wie ein Wanderer

Die zukünftige Sommerzeitumschaltung würde unser Zeitempfinden nicht mehr belasten als eine Wanderung um etwa 20 Kilometer in westlicher Richtung oder bei der Winterzeitumstellung, wie eine Wanderumg um 20 Kilometer in östlicher Richtung pro Tag. 

Wir werden sehen, ob mit der weiteren Automatisierung der Zeitangabe durch zentrale Uhren, dieser Vorschlag von mir Realität wird. (Falls jemand anderes die Idee bereits hatte freue ich mich auf Hinweise!)

Quellen:

Thomas de Padova, Leibniz, Newton und die Erfindung der Zeit

Zum Thema Zeit:

• Soziale Zeit
• Zeiteinheiten

Innovationen in der Zukunft

Innovationen die in der Zukunft liegen

Es gibt Erfindungen (engl. invention) und es gibt Innovationen. Eine Erfindung wird zur Innovation, wenn sie sich am Markt durchsetzt. So wurde das Auto von Carl Benz 1885 erfunden, aber es hat eine Generation gedauert, bis daraus durch Henry Ford eine Innovation wurde. Erst Henry Ford hat so viele Autos gebaut und verkauft, dass unser Leben durch das Auto grundlegend verändert wurde.

Es gibt offensichtlich auch Erfindungen, die bis heute auf den Tag warten, wo sie unser Leben verändern. Häufig hört man von den Unterstützern, der Technik xyz gehört die Zukunft. Ich will das mal an einigen Beispielen betrachten, die immer wieder durch die Medien geistern.

Die Kernfusion 

Mit der Erklärung der Energiefreisetzung in der Sonne durch Bethe und Weizäcker im Jahr 1938 war klar, dass man im Prinzip durch Kernfusion von Wasserstoffkernen extrem viel Energie gewinnen kann. In den 1950er-Jahren begann daher ein Wettlauf um den Bau des ersten Fusionsreaktors. Zunächst waren die Wissenschaftler sehr optimistisch und man sprach von zwei Jahren Entwicklungszeit. Als auch nach zehn Jahren kein Erfolg zu verbuchen war, legte man den Durchbruch in die Zukunft und sprach von 20 Jahren. Als ich Anfang der 1980er-Jahre am Institut für Plasmaphysik in Garching bei München gearbeitet hatte, lag der "geplante" Durchbruch bei der Kernfusion 30 Jahre in der Zukunft. Im Jahr 2013 wird von Frau Professor Sybille Günter, Direktorin des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik, darauf hingewiesen, dass im Jahr 2100 etwa 10% der Energieversorgung aus Kernfusion stammen werden.

Fusionsforschung in Garching bei München, bei der ich 1984 ein Praktikum gemacht habe. Bildquelle: Wikipedia

Offensichtlich ist es mit der Heute zur Verfügung stehen Technik nicht möglich, eine kontrollierte Kernfusion dauerhaft und gewinnbringend zu erzeugen. Es fehlen grundlegende Voraussetzungen, um mit der vor über 50 Jahren geborenen Idee eines Torus-Reaktors, ein Plasma lange genug einzuschließen, dabei mehrere Gigawatt durch die Wand zu transportieren und dabei die Wand nicht zu zerstören. 

Unabhängig von den technischen Details sehen wir eine Erfindung, die es nicht zur Innovation gebracht hat.

Das Wasserstoffzeitalter

Zufällig kann man mit den Atomen des Wasserstoffs eine weitere futuristische Welt denken. Zuerst aber nochmals eine Klarstellung, die möglicherweise zu großer Verwirrung in der Öffentlichkeit geführt hat. Wasser besteht aus H2O, also aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Aufgrund der sehr guten Verfügbarkeit von Wasser liegt es nahe, Wasser elektrolytisch zu zersetzen und den Wasserstoff zu speichern. Benötigt man die Energie wieder, kann man den Prozess umkehren, der Wasserstoff wird mit dem allgegenwärtigen Sauerstoff zusammengeführt und dabei in der Brennstoffzelle wieder Energie freigesetzt. 

Wasserstoff ist keine Energiequelle, sondern ein Energiespeicher

So schlicht die Idee ist, so schwer ist es den Prozess wirklich ökonomisch zu beherrschen. Zum einen verliert man bei der Elektrolyse Energie, eine weiterer Verlust entsteht in der Brennstoffzelle. Damit verliert man bei heutiger Technik etwa 50% der Energie. 

Das zweite Problem ist, dass man Wasserstoff sehr schlecht aufbewahren kann. Unter hohem Druck ist er nicht nur gefährlich, sondern er neigt auch durch Metall zu diffundieren. Stark abgekühlt, auf -252°C wird er flüssig, allerdings gibt es keine Isolation, die den flüssigen Wasserstoff über viele Tage verlustfrei flüssig hält. Der Wasserstoff verdampft und muss dann "nutzlos" verbrannt werden.

Obwohl beide Probleme, Wirkungsgrad und Aufbewahrung, für Sonderfälle wie Weltraumfahrt, keine Rolle spielen, sind diese Probleme Showstopper in der Praxis, die es verhindern, dass Wasserstoff in ernsthafte Konkurrenz zu anderen Energiespeichern steht.

Ähnlich wie bei der Kernfusion sind enorme Mittel in die Erforschung von Wasserstofftechnik geflossen, einen Durchbruch gab es nicht und das Wasserstoffzeitalter liegt weiter in der Zukunft.

Das Elektroauto

Der dritte Geist trägt den Namen Elektroauto. Auch das Elektroauto wurde bereits 1888 von Andreas Flocken erfunden. Und um 1900 war die Zahl der Elektroautos sogar größer als die der Benzinautos. 

"Der Feind des Guten ist das Bessere"

Das Benzinauto ist durch die Integration einer Batterie für den Motorstart genauso bequem zu starten als ein Elektroauto. Mit der Revolution des Ölzeitalters, dem Auffinden scheinbar unerschöpflicher Ölquellen in den USA und an anderen Orten, war der Preis für Benzin sehr rasch gesunken, sodass das Elektroauto seither ein absolutes Nischendasein fristet.

Das grundlegende Problem ist nicht der Motor, auch nicht die Motorsteuerung, an der ich zufällig mit meiner ersten Diplomarbeit beteiligt war. Ich hatte innerhalb von Siemens Mitte der 1980er-Jahre an der Entwicklung eines MOS-GTO mitgewirkt, der für das Steuern eines Elektroautos gedacht war. Der MOS-GTO funktionierte, aber der Markt für Elektroautos kam auch nach weiteren zwanzig Jahren des Wartens nicht. 

Das Kernproblem des Elektroautos ist die Batterie! Solange es nicht gelingt, eine Batterie mit einer Kapazität von 100kWh, einem Gewicht von 300kg und einem Preis unter 10.000€ herzustellen, so lange wird es keinen Durchbruch für das Elektroauto geben.
Aber das könnte bald gelingen, wie im folgenden, ausgezeichneten Vortrag von Lars Thomsen klar wird:

Wenn Erfindungen stecken bleiben

Offensichtlich gibt es viele Erfindungen, deren Zeit noch nicht gekommen ist, oder deren Zeit vielleicht nie kommen wird. Das gedankliche Problem ist dabei immer ähnlich. Es wird aufgrund einer überschaubar komplexen Idee eine grundlegende Lösung für ein Problem vorgeschlagen:

• Kernfusion - Energieversorgung
• Wasserstoffzeitalter - Energiespeicher
• Elektroauto - Personentransport

Jede der Lösungen hat aber ein unüberwindbares Problem bei der Umsetzung. Dabei hilft es offensichtlich auch nicht einfach sehr viel Geld in die konkrete Forschung zu stecken. Grundlegende Probleme müssen durch "Basisinnovationen" gelöst werden, die oft ganz anders aussehen als zunächst gedacht.

Hier nochmals die Beispiele:

• Kernfusion - Solarzellen zapfen die Energie des Fusionsreaktors Sonne an!
• Wasserstoffzeitalter - vermutlich sind andere Speicher wie Lithium-Akkus besser
• Elektroauto - aus Strom erzeugtes Methan könnte Autos antreiben

Aus diesen Beobachtungen bleibt die Erkenntnis, dass es gerade für den Staat besser ist, viele Ressourcen in die Grundlagenforschung zu stecken, da dies oft Lösungen für andere Probleme, die offen sind, ergibt. Das Zwanghafte festhalten an einem Forschungsziel, Fusionsreaktor, kann zu enormen Kosten führen und zu einem "Lock in" Prozess, da man bereits so viel Geld ausgegeben hat traut sich keiner das Projekt mehr zu stoppen.

Eine Tragik menschlichen Handelns.

Zum Weiterlesen:

• Kernfusion mit ITER, eine Kritik
• Kalte Kernfusion erfolgreich?
• Weltweiter Trend zur Solarenergie
• Das Gewicht von Energiespeicher
• Superspeicher der Diesel

Warum Stromkonzerne keine Solarzellen bauen

Stromkonzerne liefern Strom

Wir kennen den Spruch: "Die Sonne schickt keine Rechnung"

Das müsste eigentlich in den Ohren der Stromkonzerne eine Alarmmeldung sein. Stromkonzerne liefern gegen Geld Strom. Bisher haben sie das dadurch erreicht, dass sie Kohle oder Kernenergie in großen Kraftwerken mit komplexer Technik eingesetzt haben, die sich kein Privatmensch leisten konnte. Doch da kommt eine disruptive Innovation, die Photovoltaik (PV), ins Spiel.

Photovoltaik als disruptive Innovation 

Nach der Theorie von Clayton M Christensen [1] gibt es disruptive Innovationen die von den bestehenden Marktführern nicht verstanden werden.
Disruptive Produkte haben dabei folgende Eigenschaften:

• einfacher
• billiger
• zuverlässiger
• benutzerfreundlicher

als etablierte Produkt.

Betrachtet man die PV, so hat sie genau diese Eigenschaften. Sie ist einfach, zum Betrieb einer PV-Anlage benötigt man keinen Ingenieur oder Meister, völlig anders bei den bisherigen Kraftwerken.

Eine PV-Anlage ist billiger, nicht pro kW, aber pro Anlage, das ist gemeint wenn Christensen von billiger spricht.

Eine PV-Anlage ist außerordentlich zuverlässig, wenn die Wechselrichter nicht nach zehn Jahren einen Ausfall haben, hat man keinerlei Wartungsbedarf. 

Sie ist benutzerfreundlich, genau gesagt muss man nichts tun um sie zu betreiben, welch ein Unterschied zu all den anderen Kraftwerken.

Dieser Teil der Argumentation ist sehr zwingend und dürfte kaum Widerspruch auslösen

Ein schlechtes Produkt?

Aufgrund des hohen Strompreises und der unzuverlässigen Verfügbarkeit (Nacht!), hat eine PV-Anlage grundlegende Mängel, die den Einsatz zuerst nur in einigen kleinen Nischenmärkten zuließen. Daraus folgerten die etablierten Stromunternehmen, dass PV nicht für ihre strategische Firmenentwicklung relevant ist. Für die Stromunternehmen ist (war?) eine Photovoltaikzelle nur für einen Nischenmarkt geeignet. Etwa für Parkautomaten oder Taschenrechner mit vernachlässigbaren Umsatz. Zudem ist die Solarzelle nicht zuverlässig, da sie nur bei Sonnenschein Strom liefert.

Entwicklung aus der Nische

Viele vermeintliche Nischenprodukte mit disruptiven Eigenschaften haben aber eine höhere Entwicklungsgeschwindigkeit als die bestehenden Technologien. Als Beispiele nennt Christensen den MP3 Player gegenüber der CD-Player, den Personal Computer gegenüber der Mainframe, den Hydraulikbagger gegenüber den Seilbagger und viele weitere Beispiele.
Damit kann das disruptive Produkt immer mehr Märkte erobern, in unserem Fall PV: Zunächst nur für sehr kleine Nischen wie Netzunabhängige Systeme mit wenig Strombedarf, etwa Parkautomaten. Sinkt der Preis, wird PV für den Endkunden, der teuren Netzstrom bezieht, interessant, häufig als "Grid parity" bezeichnet.
Nach weiterem Preisverfall kann PV Diesel in Inselanlagen ersetzen.

Gridparity und Speicher+Gridparity in Japan, Quelle: Kiray

Inzwischen ist der Preis so weit gesunken, dass in sonnenreichen Gegenden, Kalifornien, der PV Strom günstiger ist als der Strom aus Gasturbinen, die "Production parity" ist damit erreicht.
Die letzte Stufe ist, dass PV inklusive der notwendigen Speicherung, günstiger als Strom aus einem Kohlekraftwerk ist, das ist noch nicht gelungen.
Hinweis: Ich habe bewusst alle Subventionen, EEG etc. nicht betrachtet.

Wo bleiben die Stromkonzerne?

Eigentlich sollten die Stromkonzerne, die Strom liefern schnell beginnen, den Kunden PV-Anlagen zu verkaufen oder zumindest zu vermieten. Aber keine spur davon, mir ist kein einziger Stromkonzern bekannt, der massiv in die Produktion von PV-Produktionsanlagen investiert hat. Obwohl ausreichend Mittel vorhanden waren und die Investition in eine PV Produktionslinie deutlich weniger kostet als ein Kernkraftwerk!

Hat allerdings die etablierte Industrie den rechtzeitigen Einstieg versäumt, dann wird es sehr schwierig. Die Gewinnmargen sinken wegen der Konkurrenz, hier PV-Anlagen, die neue Industrie hat schon sehr viel Erfahrung, die man kaum aufholen kann, das Management hat wieder einmal einen Megatrend verschlafen.

Chance Speicher

Es gibt noch eine letzte Chance, wie erwähnt ist PV-Strom plus Speicher gegenüber einem Kohlekraftwerk noch nicht wettbewerbsfähig. Damit könnten die Stromunternehmen in das Speichergeschäft einsteigen, etwa dem Lageenergiespeicher. Damit würden sie allerdings ihr eigenes Geschäftsmodell (Thermische Kraftwerke) kannibalisieren. Dies werden die Manager nicht wollen, somit bleibt nur: Ausscheiden aus dem Markt. 

Ich kann den Managern der Stromkonzerne nur wärmstens empfehlen, das Buch von C. Christensen zu lesen und intensiv nachzudenken! Hier der Link zu amazon.

Empfehlung:

• Innovationen, die die Welt verändern

Quellen:

[1] Clayton M. Christensen, The Innovators Dilemma: Warum etablierte Unternehmen den Wettbewerb um bahnbrechende Innovationen verlieren, ASIN: B0069YNVWU (e-book)