Brief aus England

Doch hinter diesen Statistiken ist nicht alles in Ordnung. Die Infrastruktur der USA – Straßen, Eisenbahnen und Brücken – ist größtenteils in einem schlechten Zustand und benötigt viele Milliarden Dollar für Reparaturen. Die medizinische Versorgung ist die beste der Welt, aber nur für diejenigen, die sie sich leisten können. Wir in Europa sind besorgt über illegale Einwanderer aus Afrika und anderen Ländern. Aber in den USA sind im Jahr 2021 ca. 2 Millionen Migranten einfach über die Grenze von Mexiko gelaufen oder durch einen seichten Fluss gewatet – eine riesige Zahl. Der frühere Präsident Trump begann mit dem Bau einer Mauer, aber nur ein kleiner Teil der Mauer wurde jemals fertiggestellt, und Präsident Biden bietet keine Lösung an.

Abb. 1: USA Wirtschaftswachstum, Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft

Aber der vielleicht größte Bruch in den USA ist ein politischer. Etwa ein Drittel aller amerikanischen Wähler (vor allem republikanische Wähler) glaubt, dass die letzte Wahl im Jahr 2020 gestohlen wurde und dass Präsident Trump – zu Recht – wiedergewählt werden sollte. Er selbst behauptet dies weiterhin. Es gibt nicht den Hauch eines Beweises, der diesen Glauben stützt. Unzählige Gerichtshöfe haben diese Behauptungen untersucht und nichts Falsches gefunden. In vielen US-Bundesstaaten planen die Republikaner, das Wahlrecht zu erschweren, was ärmere Menschen und schwarze Amerikaner von der Stimmabgabe abhalten und damit einen künftigen Sieg der Republikaner begünstigen wird. Präsident Biden wird bald 80 Jahre alt, und viele fragen sich, ob die Last des Präsidentenamtes für einen solchen Mann nicht zu schwer ist. Der Abzug der US-Streitkräfte aus Afghanistan war katastrophal. Einige haben sogar darüber spekuliert, dass es einen zweiten amerikanischen Bürgerkrieg geben könnte.

Es gibt viele weitere tief verwurzelte interne Konflikte. Im Jahr 1973 legte der Oberste Gerichtshof der USA schließlich die Regeln für die Abtreibung fest. Jetzt ist die ganze Frage wieder aktuell, da einige Bundesstaaten ein faktisches Verbot erlassen haben. Die Demokratische Partei selbst ist tief gespalten, mit Quasi-Sozialisten wie Senator Bernie Sanders und der Kongressabgeordneten Ocasio- Cortez auf der einen Seite und zentristischen Demokraten wie Biden selbst auf der anderen. Der Klimawandel hat die Amerikaner viel tiefer gespalten als die Europäer, und in Sachen Covid gibt es viel mehr Menschen als hier, die Impfungen ablehnen und sich weigern, eine Maske zu tragen. Es gibt noch so viel mehr, was man hinzufügen könnte, aber ich werde nur die verrückte Theorie von QAnon erwähnen (Leser können sie googeln), die viele Millionen amerikanische Gläubige hat. Es gibt sehr wenig, was wir hier in Europa tun können, um den USA zu helfen, und wir müssen uns damit abfinden, dass Ex-Präsident Trump (der bald 76 Jahre alt wird) im Jahr 2024 ins Washingtoner Weiße Haus zurückkehren könnte. Ora pro nobis?

Der grüne Weg birgt seine Gefahren

Abb. 2: Ein 220-Tonnen-Bergbau-Lkw braucht 130 Liter Diesel in der Stunde Die „grüne Lobby“ ist mächtig, und viele Politiker versuchen verzweifelt, ihre Unterstützung zu gewinnen. In Deutschland sind die Grünen stark gegen Kohle, aber auch gegen andere fossile Brennstoffe und auch gegen Kernkraft. Es ist einfach, gegen diese Technologien zu sein. Aber wenn es um Alternativen geht, sind die Grünen weniger spezifisch, Wind und Solar, ja, aber sie bieten selten konkrete Pläne an. All dies wird der Leser wissen. Als Verbraucher werden wir immer umweltbewusster: Jedes Jahr werden mehr Elektroautos verkauft, und wir heizen unsere Häuser und Büros mit Wärmepumpen statt mit Erdgas. Aber es ist an der Zeit, eine Frage zu stellen. Wenn die Nachfrage nach Strom steigt, wird dann genug Strom erzeugt werden, um diese wachsende Nachfrage zu decken? Wir befinden uns in einer seltsamen Situation, in der es keinen Zusammenhang zwischen der wachsenden Stromnachfrage einerseits und dem Wachstum der grünen Energiequellen andererseits zu geben scheint. Zumindest theoretisch könnten wir mehr kohlebefeuerte Kraftwerke einsetzen, um die wachsende Nachfrage nach Strom zu decken. Hinzu kommt, dass Deutschland, wie einige andere europäische Länder, etwa 40 % seiner Energie von Onkel Wladimir bezieht. Und wenn wir irgendetwas tun, was ihm missfällt, kann er uns einfach den Hahn abdrehen, oder wenigstens halb zudrehen. Seien wir ehrlich: Wir sind nicht in einer starken Position. Ich habe manchmal das Gefühl, dass die Grünen nicht bereit sind, diese Wahrheit zu akzeptieren. Wir erleben einige erstaunliche Entwicklungen in der Technologie, und ich werde im Folgenden über einige davon berichten. Aber die meisten dieser Fortschritte betreffen Geräte, die Strom verbrauchen, während es in Bezug auf die Stromerzeugung weniger zu berichten gibt.

Elektrisch werden

Australien ist ein Paradoxon. Das Land ist der zweitgrößte Kohleexporteur der Welt. Da diese Kohle jedoch in Übersee verbrannt wird (hauptsächlich in Indien), wird das Land nur als mäßiger CO₂-Emittent eingestuft. Die Bergbauindustrie des Landes arbeitet jedoch hart daran, die Emissionen zu reduzieren. Bergbau-Lkw (Abb. 2) gehören mit einem Gewicht von 220 Tonnen und einem Kraftstoffverbrauch von über 130 Litern Diesel pro Stunde zu den größten Radfahrzeugen der Welt.

Abb. 3: Eisenerzzüge von mehr als 2 km Länge werden batteriebetrieben sein Der internationale Bergbauriese Anglo American rüstet in Zusammenarbeit mit mehreren Partnern eines dieser Ungetüme mit Wasserstofftechnologie nach. Das Fahrzeug ist das erste seiner Art und wird in der Platinmine Mogalakwena in Limpopo, Südafrika, erprobt. Der Lkw, der Anfang dieses Jahres auf den Markt kommen soll, wird ein Hybridfahrzeug sein, bei dem eine Wasserstoff-Brennstoffzelle etwa die Hälfte des Stroms liefert und ein Batteriepaket die andere Hälfte. Anstelle eines Dieseltanks, der den Motor antreibt, wird eine Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle den Strom für den Antrieb der Räder liefern. Nach Angaben des Unternehmens können so die Diesel-Emissionen vor Ort um bis zu 80 % reduziert werden. Durch die Einführung dieser Technologie in seiner weltweiten Lkw-Flotte, vor allem in Australien und Afrika, wird Anglo American nach eigenen Angaben „das Äquivalent von einer halben Million Dieselautos von der Straße nehmen“.

Ein weiterer internationaler Bergbauriese, Rio Tinto, hat vier batteriebetriebene Züge für den Transport seiner Eisenerzwaggons in Australien bestellt, um seine Kohlenstoff­emissionen zu senken. Der anglo-australische Bergbaukonzern kündigte an, die Lokomotiven ab 2024 in der Pilbara-Region zu testen, um seine betrieblichen Emissionen bis 2030 zu halbieren. Rio Tinto betreibt derzeit 220 Diesellokomotiven auf einem 1500 km langen Schienennetz in der Pilbara, wo sie das Eisenerz des Unternehmens über Entfernungen von bis zu 450 km von den Minen zum Hafen transportieren. Die riesigen Eisenerzzüge sind in der Regel 2,4 km lang und benötigen drei Diesellokomotiven, um die Fracht zu befördern (Abb. 3).

Rio hat bei der amerikanischen Wabtec Corporation vier batterieelektrische Lokomotiven bestellt, die ab 2023 produziert werden sollen. Sie sollen an neuen Ladestationen in den Häfen und Minen aufgeladen werden und „in der Lage sein, während der Fahrt zusätzliche Energie durch ein regeneratives Bremssystem zu erzeugen, das dem Zug Energie entzieht und sie zum Aufladen der Bordbatterien verwendet“. Rio Tinto ist einer der größten Bergbaukonzerne der Welt und verzeichnete in der ersten Hälfte des vergangenen Jahres einen Nettogewinn von 12,3 Milliarden Dollar. Den größten Teil seiner Gewinne erzielt das Unternehmen mit dem Abbau von Eisenerz in der australischen Pilbara-Region, das dann größtenteils nach China verschifft wird, wo es in einem sehr emissionsintensiven Verfahren unter Verwendung von Kokskohle zur Stahlherstellung verwendet wird.

Wasserstoff – Im Hintergrund

Abb. 4: Wasserstoffpumpe für Pkw und Lkw bei Autobahntankstellen Ich habe hier und auch schon früher über wasserstoffbetriebene Pkw, Lkw, Eisenbahnzüge und Flugzeuge geschrieben. Meistens werden diese mit Brennstoffzellen betrieben, aber wir haben gesehen, dass auch Brennstoffmotoren mit Wasserstoff betrieben werden können. Aber hinter all diesen Anwendungen steht die gemeinsame Technologie der Speicherung von Wasserstoff (als komprimiertes Gas oder verflüssigt) und die dazugehörigen Rohrleitungen. Metallurgen wissen seit langem um die Versprödung von Metallen durch Wasserstoff, und dank seiner kleineren Moleküle kann Wasserstoff leichter durch kleine Poren entweichen. Inzwischen haben sich Industriezweige entwickelt, die sich auf die Speicherung und Handhabung von Wasserstoff spezialisiert haben, was es den Entwicklern von Endprodukten erleichtert, neue Produkte zu schaffen. Ein solches Unternehmen ist Haskel (www.haskel.com) mit Sitz in Sunderland, Großbritannien. Es stellt eine breite Palette von Wasserstoffspeicher und -handhabungsgeräten her und bietet auch Testeinrichtungen für solche Artikel an. Vor kurzem hat das Unternehmen einen Vertrag mit dem Flugzeughersteller ZeroAvia (www.zeroavia.com) unterzeichnet, der als Unterauftragnehmer für die Entwicklung von wasserstoffbetriebenen Flugzeugen fungiert. Darüber hinaus beliefert Haskel nun auch Wasserstofftankstellen an Autobahnen (Abb. 4), und es gibt eine wachsende Zahl ähnlicher Unternehmen, die alle die Entwicklung von Wasserstofftechnologien erleichtern.

Großer Wasserstoffliefervertrag

Der Baumaschinenhersteller JCB hat einen milliardenschweren Vertrag über den Import und die Lieferung von aus erneuerbaren Energien hergestelltem Wasserstoff unterzeichnet. Das Unternehmen kündigte eine Vereinbarung mit dem australischen Unternehmen Fortescue Future Industries (FFI) an, die es ihm ermöglicht, ab Anfang nächsten Jahres im Vereinigten Königreich „grünes“ Gas über eine Spezialabteilung, Ryze Hydrogen (www.ryzehydrogen.com), zu verkaufen. Die Website berichtet über die jüngsten Entwicklungen bei der Nutzung von Wasserstoff als Energiequelle.

Wasserstoff treibt bereits in vielen Ländern – auch im Vereinigten Königreich – Busse an und könnte Lkw, Züge und andere Fahrzeuge mit hohem Energieverbrauch, einschließlich Flugzeuge, antreiben. Bereiche, die derzeit als schwer dekarbonisierbar gelten. Der grüne Wasserstoff von FFI wird aus 100 % erneuerbaren Quellen hergestellt.

Der Vorstandsvorsitzende von JCB, Anthony Bamford, dessen Unternehmen Wrightbus den weltweit ersten Wasserstoff-Doppeldeckerbus gebaut hat, bezeichnete die Vereinbarung als einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu einer umweltfreundlicheren Energieversorgung für gewerbliche Kunden.

Der Vorsitzende von FFI, Andrew Forrest, sagte, die Vereinbarung werde dem Vereinigten Königreich helfen, seine Netto- Null-Ziele zu erreichen, insbesondere in schwer zu elektrifizierenden Sektoren. Die Verringerung der Treibhausgasemissionen, die mit dem Ersatz fossiler Brennstoffe durch nur 2 Mio. Tonnen grünen Wasserstoffs einhergeht, entspricht der Stilllegung von über 8 Mio. Autos – fast ein Viertel des gesamten britischen Fuhrparks.

Going Green – zu Hause

Werden wir unsere Häuser und Büros mit Wasserstoff heizen, der über das Gasnetz geliefert wird, oder mit Strom, der mit Wärmepumpen betrieben wird? Ich bin noch nie auf eine Diskussion darüber gestoßen. Wärmepumpen gibt es schon seit vielen Jahren, aber bis vor kurzem hatten sie das Problem, dass sie die Warmwassertemperatur nicht ohne weiteres über ca. 50 °C anheben konnten. Aus diesem Grund kann bei der Installation in bestehenden Gebäuden (sogen. Retrofit) eine zusätzliche Isolierung oder ein größerer Heizkörper erforderlich sein. Ein neuartiges Wärmepumpensystem, das Warmwasser mit der gleichen Temperatur wie Gasheizkessel liefern kann, könnte den Haushalten den Umstieg auf eine kohlenstoffarme Heizung erleichtern und billiger machen. Vattenfall, der staatliche schwedische Energiekonzern, fördert diese Technologie (Abb. 5).

Abb. 5: Die neue Hochtemperatur-Wärmepumpe von Vattenfall

Das Unternehmen führt das System in den nächsten Monaten in den Niederlanden ein und sagt, dass es dann auch in anderen europäischen Ländern auf den Markt kommen könnte. Die neue Technologie ermöglicht einen „direkten Austausch“ des vor- handenen Gaskessels gegen die Wärmepumpe, ohne dass weitere Änderungen erforderlich sind, mit der Ausnahme, dass das neue System die Installation eines großen Warmwasserspeichers im Haus erfordert, der mit der Wärmepumpe zusammenarbeitet. Dieser ist größer und schwerer als Warmwassertanks, die bei anderen Wärmepumpensystemen oder Gaskesseln verwendet werden, obwohl Vattenfall sagt, dass die meisten Häuser auf dem Land und in Vorstädten genug Platz haben sollten, um diesen größeren Tank unterzubringen. Vattenfall gibt an, dass der Preis seines Systems „mit den derzeitigen Nieder- und Mitteltemperatur-Wärmepumpen vergleichbar sein wird, jedoch ohne die zusätzlichen Kosten für eine nachträgliche Isolierung und/oder Fußbodenheizung“.

Im Gegensatz zu den meisten herkömmlichen Wärmepumpensystemen verwendet Vattenfalls Technologie Kohlendioxid als Kältemittel anstelle von Fluorkohlenwasserstoffen oder ähnlichen Gasen. Andere Systeme, die Koh- lendioxid verwenden, können mit den meisten bestehenden Zentralheizungssystemen nicht zusammenarbeiten, da das Wasser, das von den Heizkörpern in die Wärmepumpe zurückfließt, noch zu heiß ist, so dass die Wärmepumpe nicht richtig arbeiten kann, da sie kaltes Wasser zur Kühlung benötigt.

Die Vattenfall-Pumpe ist mit einem 230-Liter-Schichtpufferspeicher kombiniert. Dadurch kann das Wasser, das zur Wärmepumpe zurückfließt, gekühlt werden, und es wird so viel heißes Wasser gespeichert, dass ein Haus auch bei schlechter Isolierung schnell aufgeheizt werden kann. Der Tank ist etwa 1,5 m hoch, wiegt mehr als 300 kg und erfordert eine feste Bodenfläche von etwa 1,5 m x 1 m für die Installation.

Sehen, anfassen und jetzt: schmecken!

Abb. 6: Innenansicht der neuen Geschmacksmaschine Ein japanischer Professor hat eine „Verkostungsmaschine“ erfunden. Schon bald könnten Käufer das Angebot vor dem Kauf probieren, indem sie einen Fernseher mit einem abschleckbaren Bildschirm benutzen. Der Professor der Meiji-Universität in Tokio hat einen neuen Prototyp mit dem Namen Taste the TV (TTTV) vorgestellt, der mit zehn Aromabehältern ausgestattet ist, die den Geschmack verschiedener Lebensmittel und Getränke erzeugen. Die Aromen werden auf einer Rolle Einwegfolie auf den Bildschirm übertragen und können von den Zuschauern abgeleckt werden. „Das Ziel ist es, den Menschen die Erfahrung zu ermöglichen, in einem Restaurant am anderen Ende der Welt zu essen, auch wenn sie zu Hause bleiben“, sagte Homei Miyashita, Assistenzprofessor an der Meiji Universität, bei einer Vorführung gegenüber Reportern. Abbildung 6 zeigt das Innere des Geräts, das über 10 Kanister mit jeweils einem bestimmten Geschmack verfügt.

Der Professor kann sich vorstellen, dass TTTV unter anderem für die Ausbildung von Sommeliers, für Quizspiele und digitale Speisekarten in Restaurants eingesetzt werden könnte. Er ist in Gesprächen mit Unternehmen über die Verwendung der Technologie für Geräte, mit denen Aromen auf Toast und andere Lebensmittel gesprüht werden können.

Bei der Demonstration sagte Yuki Ho, 22, eine Studentin der Meiji Universität dem Bildschirm, dass sie süße Schokolade probieren wolle. Nach einigen Versuchen bestätigte die Maschine die Bestellung und sprühte das Aroma auf eine Folie. „Es ist eine Art Milchschokolade. Sie ist süß wie eine Schokoladensoße“, sagte die Maschine der Testperson.

Miyashita und die 30 Studenten in seinem Labor haben auch andere geschmacksbezogene Technologien entwickelt, wie z. B. eine Gabel, die den Geschmack von Speisen verstärkt, die mit ihr gegessen werden. Der Erfinder sagte, er hoffe, dass solche Technologien die Verbindungen und Interaktionen zwischen den Menschen während der Pandemie stärken könnten. Das TTTV wurde bei den 61. ACC Tokyo Creativity Awards im vergangenen Monat in der Kategorie kreative Innovation mit Bronze ausgezeichnet.

Miyashita hat den Prototyp selbst gebaut und schätzt, dass er zu einem Preis von etwa 100 000 Yen (etwa 700 Euro) auf den Markt kommen könnte. Können wir das ernst nehmen? Ist es wirklich möglich, durch das Mischen des Inhalts von nur zehn Geschmacksbehältern die Hunderte oder Tausende von verschiedenen Geschmacksrichtungen unserer alltäglichen Speisen und Getränke nachzuahmen?

Zuhause

Abb. 7: Die Oxwash-Anlage Was machen wir zu Hause, und was geben wir in Auftrag, indem wir es in einem Geschäft kaufen oder eine Dienstleistung in Anspruch nehmen? Seit Hunderten von Jahren kaufen wir unser Brot beim Bäcker oder neuerdings auch im Supermarkt. Dann, vor etwa 20 Jahren, kam die Brotbackmaschine auf den Markt. Mein Eindruck ist, dass viele Hausfrauen diese nach anfänglicher Begeisterung wieder in den Schrank gestellt haben und zur Bäckerei zurückgekehrt sind. Eine ähnliche Geschichte betrifft unsere Wäsche. Früher hat jede Hausfrau ihre eigene Wäsche gewaschen. Dann, im späten 19. Jahrhundert, holten kommerzielle Wäschereien die Wäsche im Haus ab und brachten sie ein paar Tage später zurück. Dieses System wurde genutzt, aber nur von jenen Familien, die es sich leisten konnten. In den 1960er Jahren kam aus den USA der „Laundromat“, ein Geschäft mit münzbetriebenen Waschmaschinen zur Selbstbedienung. Aber ein Jahrzehnt später besaßen immer mehr Haushalte eine eigene Waschmaschine, und das ist auch heute noch der Fall. In Teilen Englands versuchen nun mutige Unternehmer, diese Entwicklung umzukehren. Die meisten Haushaltswaschmaschinen verbrauchen große Mengen an Energie und Wasser, in der Regel 10 Liter Wasser pro Kilogramm Wäsche. Die Oxwash-Technologie kann diesen Verbrauch reduzieren, indem sie dank ihrer Wasserfiltrations- und Rückgewinnungstechniken bis zu 32 Liter bei einer Standardwaschladung von 8 kg einspart. Darüber hinaus werden durch den weltweiten Gebrauch von Wäsche jedes Jahr enorme 14 000 Tonnen Mikrofasern in die Ozeane freigesetzt – das bedeutet, dass ein Drittel des gesamten im Meer gefundenen Plastiks Mikrofasern aus Kleidung sind. Wir wissen heute, dass solche Fasern von Fischen und anderen Meeresbewohnern aufgenommen werden und so schließlich auch in den Menschen gelangen könnnen. Die firmeneigene Mikrofaser-Filtertechnologie von Oxwash entfernt außerdem mehr als 95 % der Fasern, die sich beim ­Waschen lösen, und verhindert so, dass die Plastikverschmutzung in die Wasserläufe und das Trinkwasser gelangt. Mit ihrer Filtrationstechnologie verhindern die Oxwash-Maschinen, dass pro Kilogramm Wäsche mehr als 1 Million ­Mikrofasern aus Plastik in die Wassersysteme gelangen. ­Abbildung 7 zeigt die Anlage.

Abb. 8: Wäschetransport mit elektrisch betriebenen Fahrzeugen

Das Oxwash-Verfahren tötet auch Bakterien durch einen dreistufigen Zyklus (Ozondesinfektion, chemische Sterilisation und thermische Dekontamination) ab, der so fortschrittlich ist, dass er 99,99999 % der Infektionen reduziert – 100 Mal besser als der in den meisten Krankenhäusern geforderte Standard. Das Unternehmen gibt an, die CO₂-­Emissionen pro kg Wäsche um 45 % zu senken, und holt die Wäsche in den meisten Fällen mit elektrischen Lieferfahrzeugen ab und bringt sie zum Kunden zurück (Abb. 8).