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Freitag, 01 Juli 2022 12:00

Brief aus England

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Brief aus England Bild: gpointstudio - stock.adobe.com

Der Krieg geht weiter – und doch hat sich so viel verändert

Der schreckliche Krieg in der Ukraine geht weiter, und wie in den meisten früheren Kriegen gibt es Tod, Zerstörung und auch Massaker, wie das Blutbad in Butcha zeigte. Doch manches Kriegsverbrechen lässt sich mit CCTVKameras (Closed Circuit Television) aufklären, die es wie in den meisten europäischen Ländern auch auf vielen ukrainischen Straßen gibt. Auf einer dieser Kameras wurden Bilder von russischen Soldaten aufgenommen, die einen unschuldigen 68-jährigen Ladenbesitzer erschossen. Die russischen Soldaten bemerkten daraufhin das Vorhandensein der CCTV-Kamera und zerstörten sie. Doch die Bilder, die sie aufgenommen hatte, waren viele Kilometer entfernt gespeichert. Kurz gesagt, dank der modernen Technologie gibt es in der modernen Kriegsführung weniger Geheimnisse, und es ist schwieriger, die Gräueltaten zu verbergen, die wir in der Ukraine gesehen haben.

Wie wird es nun weitergehen? Es gibt zwei Hauptfragen, die sich wohl die meisten Leser stellen werden. Frage 1: Wie wird es enden? Frage 2: Wie sollte es enden?

Frage 1 – Wie wird der Krieg enden? Wir können nur raten, und selbst unsere besten Vermutungen könnten von den Ereignissen überholt werden. Meine eigene Vermutung – und ich bin kein Militärexperte – ist, dass Putin jetzt zwei Ziele verfolgt. Kurzfristig möchte er die Region Donbas – Donezk und Luhansk – sichern und annektieren. Längerfristig möchte er, so glaube ich, einen Landkorridor entlang der gesamten Südküste, vorbei an der Krim bis nach Moldawien und der kleinen kommunistischen Enklave Transnistrien bauen.

Sollte dies gelingen, würde die Ukraine zu einem Binnenstaat werden, ohne Zugang zum Meer und ohne echte Möglichkeiten, ihre riesigen Weizenernten und andere landwirtschaftliche Erzeugnisse zu exportieren. Die Wirtschaft des Landes würde dadurch langsam ruiniert, und die Ukraine müsste sich vielleicht schon in einem Jahr geschlagen geben. Russland würde dann auch die Kontrolle über das Schwarze Meer erlangen. Vielleicht ist das also der Plan von Wladimir Putin. Aber ... die meisten Experten glauben, dass die Zeit auf der Seite der Ukraine steht. Vor allem die USA liefern weiterhin neue, moderne Waffen an die Ukraine, und auch die ehemaligen Ostblockländer – Polen, die Tschechische Republik u. a. – haben sich großzügig gezeigt, ebenso wie Australien. Die westeuropäischen Länder und die EU haben weit weniger Grund, stolz zu sein. Dagegen ist Russlands Waffenarsenal inzwischen weitgehend auf ältere Fahrzeuge reduziert, und auch an Arbeitskräften mangelt es dem Land, das jetzt sogar Söldner in Syrien rekrutiert.

Frage 2 – Wie soll der Krieg enden? Hier scheint es große Meinungsverschiedenheiten zwischen den führenden Politikern der Welt zu geben. Präsident Biden und viele andere westliche Staats- und Regierungschefs sind der Meinung, dass der Krieg mit einer klaren und demütigenden Niederlage für Russland – und insbesondere für Präsident Putin – enden muss. Dann wird er vielleicht irgendwie abgesetzt werden, nicht zuletzt, weil die Russen dann von den enormen Kosten dieses Krieges – in Form von Menschenleben und finanziellen Mitteln – erfahren. Aber Frankreichs Präsident Macron und einige andere haben eine ganz andere Meinung. Macron ist der festen Überzeugung, dass der Westen, wenn die Ukraine diesen Krieg gewinnt, Putin einen „gesichtswahrenden“ Abgang ermöglichen sollte. Ich glaube nicht, dass Emmanuel Macron seine Ansicht im Detail erklärt hat und ich persönlich glaube, dass es ein schrecklicher Fehler wäre. Vielleicht wäre Macron froh, wenn Russland einen kleinen, aber realen Gebietsgewinn machen würde – wie 2014 auf der Krim. Mit anderen Worten, eine „kleine Belohnung“ für den Beginn dieses schrecklichen Krieges. Andere führende Politiker haben davor gewarnt, dass Wladimir Putin eine „sehr dünne Haut“ hat und schnell beleidigt ist – und dass er, wenn er in die Enge getrieben wird, versucht sein könnte, eine Atomwaffe einzusetzen.

Ukrainekrieg – Wirtschaftsaspekte

Wir müssen uns vor Augen halten, dass das russische BNP kleiner ist als das italienische und nur einen Bruchteil des deutschen BNP ausmacht. Der Krieg ist enorm teuer und die Kosten der von den USA und Europa verhängten Sanktionen schaden der russischen Wirtschaft erheblich. Theoretisch ist der Westen wirtschaftlich so viel stärker als Russland, dass er die russische Wirtschaft in rund einem Jahr in die Knie zwingen könnte. Aber in der Praxis? Viele westliche Unternehmen beklagen sich über den Verlust ihrer Umsätze in Russland. Für sie ist der Verlust russischer Umsätze beschämenderweise wichtiger als die Bestrafung der russischen Aggression. Einige westliche Unternehmen finden neue Märkte im Nahen oder Fernen Osten, aber viele deutsche Firmen werden durch den Verlust von Geschäften in Russland wirtschaftlich geschädigt. In ganz Europa werden daher Stimmen laut, die sich für „Frieden in der Ukraine“ aussprechen. Damit meinen sie implizit einen Sieg für Putin, auch wenn es nur ein bescheidener Sieg ist. Die russische Bevölkerung sieht die Kosten des Krieges bereits in ihren Supermärkten, aber eine andere, viel weniger offensichtliche Auswirkung ist der Strom von Russen, die meisten hochgebildet, die ihr Land verlassen und zunächst an Orte wie die Türkei und dann vielleicht nach Europa auswandern. Die genaue Zahl ist nicht bekannt, aber die Schätzungen liegen zwischen 100.000 und 1 Million Personen. Das Coronavirus hat weltweit alle Volkswirtschaften schwer geschädigt, und jetzt kommt auch noch der Krieg in der Ukraine dazu. In Teilen Ostafrikas und in Sri Lanka, um nur zwei Länder zu nennen, herrscht bereits jetzt ernste Nahrungsmittelknappheit, und der fehlende ukrainische Weizen wird die weltweite Nahrungsmittelknappheit noch verstärken. Der starke Anstieg der Energiepreise, insbesondere für Öl und Gas, hat allen Volkswirtschaften der Welt geschadet, besonders aber bestimmten Sektoren. Die Herstellung von Düngemitteln ist energieintensiv, was sich in hohen Preisen für Düngemittel widerspiegelt. Überall auf der Welt verwenden die Landwirte weniger (oder gar keinen) Dünger, und infolgedessen werden ihre Ernten kleiner ausfallen – was wiederum zu höheren Lebensmittelpreisen führt. Die meisten Experten schweigen, wenn man sie fragt, wie lange es dauern wird, bis die Öl- und Gaspreise wieder ihr früheres Niveau erreichen. Anschließend versuche ich, die Galvanotechnik-Leser über technische und wissenschaftliche Entwicklungen aus aller Welt zu informieren. Aber in Russland finde ich nichts – außer neuen Waffen.

Ukrainekrieg – unangenehme Überraschungen

In jedem Krieg fallen einige der neuesten Waffen und die dazugehörige Technologie unweigerlich in die Hände der gegnerischen Armeen, und das war auch in der Ukraine der Fall. Aber natürlich gilt auch das Umgekehrte: Die Russen haben einige ukrainische Waffen aus westlicher Produktion erbeutet. Die Ukrainer haben dagegen viele russische Panzer und andere Waffen erbeutet, darunter Marschflugkörper wie die Kalibr, oder zumindest deren Wrackteile. Und hier kam die unangenehme Überraschung – viele der Bauteile in diesen Raketen, Halbleiter und andere elektronische Komponenten wurden in Deutschland, den USA und anderen westlichen Ländern hergestellt. So stellte sich z. B. heraus, dass der Einzylinder-Benzinmotor, der in einer russischen Drohne verwendet wurde, von einer deutschen Firma, 3W-Modellmotoren, hergestellt wurde. Sie verkaufte diese Motoren an ein Unternehmen in der Tschechischen Republik, die World Logistic Group, die eigentlich in russischem Besitz ist. In vielen Fällen, wie vielleicht auch hier, hatten die Hersteller keine Ahnung, dass ihre Produkte in Russland landen würden. Ein Problem besteht darin, dass viele Güter als „Dual-Use“-Güter (militärisch/zivil) eingestuft sind und Russland ein Netz von Zwischenhändlern in der ganzen Welt aufgebaut hat, um solche Güter zu kaufen und sie dann nach Russland weiterzuschicken. Die NATO baut nun langsam ein Verzeichnis der Gegenstände auf, die in erbeuteter russischer Ausrüstung entdeckt wurden. In einigen Fällen wurden die Seriennummern auf diesen Gegenständen absichtlich gelöscht, um ihre Herkunft zu verschleiern. Eine Erinnerung daran, wie rückständig und schwach die russische Elektronikindustrie ist und wie weit Russland in der Entwicklung moderner Technologien hinter dem Westen oder gar China zurückliegt. Ein Mann – Wladimir Putin – verursacht Hunger und Elend, weltweit.

Auf dem Weg zu einer besseren Welt

Abb. 2: Eine Reihe von Ventilatoren saugt Luft an,  um die CO2-Entfernungsanlage zu speisenAbb. 2: Eine Reihe von Ventilatoren saugt Luft an, um die CO2-Entfernungsanlage zu speisenEs gibt heute so viele aufregende technologische Entwicklungen, von denen einige zur Lösung großer globaler Probleme und andere zur Verbesserung unseres täglichen Lebens beitragen. Und wie ich bereits in der Vergangenheit festgestellt habe, sind mir keine derartigen Entwicklungen aus Russland bekannt.

In den Industrieländern liegt der Schwerpunkt auf der Verringerung der CO2-Emissionen durch die Entwicklung nachhaltiger „grüner“ Energiequellen, die fossile Brennstoffe ersetzen sollen. Einige Experten sind jedoch der Meinung, dass dies nicht ausreicht und dass wir tatsächlich Milliarden von Tonnen CO2 aus der Atmosphäre entfernen müssen – ein gewaltiges Ziel. Und wenn dies geschieht, was geschieht dann mit dem abgeschiedenen CO2? Einige schlagen vor, es einfach zu vergraben, vielleicht unter dem Meeresboden. Andere schlagen vor, dass es über Ameisensäure in einen Brennstoff umgewandelt werden könnte. Die Wirtschaftlichkeit solcher Verfahren ist jedoch fraglich.

Ein britisches Start-up-Unternehmen mit Sitz in einem Eisenbahnbogen im Osten Londons will mit Unterstützung von Elon Musk und Bill Gates eine Maschine bauen, die Kohlenstoff direkt aus der Luft entfernt. Mission Zero (www.missionzero.tech) geht davon aus, dass seine erste Pilotanlage im nächsten Jahr in Norfolk in Betrieb gehen wird. Ziel ist es, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu extrahieren und es zur Herstellung von Baumaterialien zu verwenden. Zur Entwicklung seiner Technologie hat das Unternehmen 5 Mio. US-Dollar von Breakthrough Energy Ventures erhalten, einem von Bill Gates und dem Bergbauunternehmen Anglo American geführten Fonds. Mission Zero, das vor fast zwei Jahren gegründet wurde, hat außerdem 1 Mio. US-Dollar von einer Stiftung erhalten, die von Elon Musk – mittlerweile der reichste Mann der Welt – gegründet wurde.

Bislang wurden jedoch weltweit weniger als 10.000 Tonnen dauerhaft entfernt – vielleicht ein Millionstel der jährlich benötigten Menge – und einige Experten bezweifeln, dass eine technologische Lösung machbar ist. In der Werkstatt von Mission Zero in Bethnal Green nimmt der Prototyp einer Maschine zur Kohlenstoffentfernung Gestalt an (Abb. 1). In größeren Anlagen saugen Ventilatoren die Luft an (Abb. 2), die sich über ein Lösungsmittel auf Wasserbasis bewegt. Das Kohlendioxid aus der Atmosphäre wird in der Flüssigkeit gelöst, die in eine durch eine Membran geteilte Kammer fließt. Der Kohlenstoff nimmt nun die Form von negativ geladenen Bikarbonat-Ionen an: Wenn ein elektrischer Strom angelegt wird, konzentrieren sich die Ionen auf einer Seite der Membran. Der abgeschiedene Kohlenstoff wird schließlich als reines CO2 heraussprudeln, das verkauft oder gelagert werden kann. In einem Versuch, der nächstes Jahr in der Nähe der Marktstadt Thetford in Norfolk beginnen soll, wird es mit Flugasche, einem Abfallprodukt, kombiniert, um Bauzuschlagstoffe herzustellen. Mission Zero geht davon aus, dass seine Methode nur etwa ein Drittel der Energie benötigt, die andere Start-up-Unternehmen zur Kohlenstoffabscheidung einsetzen, wie z. B. der Schweizer Konkurrent Climeworks (www.climeworks.com), der in Island die weltweit größte Anlage zur direkten Abscheidung von Luft betreibt. „Wenn wir das zum Laufen bringen, haben wir eine Technologie, die Megatonnen an CO2 binden kann“, sagte Nicholas Chadwick, der Geschäftsführer von Mission Zero. Abbildung 3 zeigt den Fortschritt der sog. DAC-Technologie (Direct Air Capture) bis heute. Die reine Statistik ist brutal, bedenkt man die jährliche Kohleproduktion von ca. 7,4 Mrd. Tonnen pro Jahr, die zu ca. 22 Milliarden Tonnen CO2 verbrannt wird. Die Verbrennung von Erdöl und Erdgas erzeugt ähnliche Mengen. ExxonMobil gibt an, bereits 120 Mio. Tonnen CO2 abgeschieden zu haben und glaubt, dass eine neue Technologie auf der Basis von MOF (Metal Organic Frameworks) das CCS (Carbon Capture & Storage) revolutionieren könnte.

Siehe: https://corporate.exxonmobil.com/Climate-solutions/Carbon-capture-and-storage#NewCCStechnology

Abb. 3: Wachstum bei der direkten Abscheidung von CO2 aus der LuftAbb. 3: Wachstum bei der direkten Abscheidung von CO2 aus der Luft

Das gesamte Konzept der CO2-Abscheidung, ob aus der Luft (wo es verdünnt und daher teurer zu extrahieren ist) oder aus Kraftanlagen, wo es konzentrierter ist, stellt ein gigantisches technisches Projekt dar. Und es macht wenig Sinn, wenn zugleich Länder wie Indien oder China Milliarden Tonnen CO2 aus ihren Kraftwerken ausstoßen. Die einzige Lösung – und das ist breit diskutiert worden – ist eine sogenannte „Carbon Border Tax“ auf Importe aus den Ländern, die weiterhin CO2 ausstoßen. Und ohne Zweifel würde eine solche Steuer auf erbitterten Widerstand stoßen. Es könnten stürmische Zeiten anbrechen!

Entwicklungen bei EV

Abb. 4: Die Batterie wird automatisch unter dem Pkw,  der über einer Grube steht, entnommenAbb. 4: Die Batterie wird automatisch unter dem Pkw, der über einer Grube steht, entnommenDie EV (Electric Vehicles) von morgen werden sicherlich besser sein als die von heute. Und wie so oft, sind zwei (oder mehr) Technologien in der Entwicklung. So stellt sich die Frage, ob man die Batterien der Elektrofahrzeuge aufladen oder einfach austauschen sollte.

In der neuen Anlage des chinesischen Elektroautoherstellers Nio in Norwegen wird die Batterie einfach gegen eine neue ausgetauscht. Die Technologie ist in China bereits weit verbreitet, aber die neue Power Swap Station südlich von Oslo ist die erste in Europa. Das Unternehmen hofft, dass das Austauschen der gesamten Batterie Kunden anspricht, die sich Sorgen um die Reichweite von Elektroautos machen oder einfach nicht gerne in der Schlange stehen, um aufzuladen. Alles, was man tun muss, ist, einen Platz auf der Nio-App zu reservieren. An der Ladestation wird das Auto auf den dafür vorgesehenen Markierungen geparkt und die Batterie mit ein paar Handgriffen automatisch aus dem Fahrzeug entfernt und durch eine voll aufgeladene ersetzt In weniger als fünf Minuten ist der Austausch abgeschlossen und der Pkw bereit für seine Reise.

Nach Angaben der Nio-Mitarbeiter ist nicht nur der Vorgang schneller (5 Minuten statt ca. 30–40 Minuten), sondern die ausgetauschte Batterie ist quasi neu und auf dem neuesten technischen Stand, was bedeutet, dass die Besitzer ihre Autos länger behalten können.

Die neue Station in Oslo kann bis zu 240 Batterietauschvorgänge pro Tag bewältigen, und das Unternehmen plant die Einrichtung weiterer 20 Stationen in Norwegen. Das Unternehmen hat sich außerdem mit dem Energieriesen Shell zusammengetan, um solche Stationen in ganz Europa zu errichten, mit dem Ziel, bis 2025 1000 solcher Stationen zu installieren.

Ein neues Eigentumsmodell?

Nio verfolgt ein etwas anderes Geschäftsmodell, bei dem die Kunden das Auto kaufen und die Batterie leasen. Dieses Konzept hat nach eigenen Angaben mehrere Vorteile. So kauft der Kunde den teuersten Teil eines Elektroautos nicht – die Batterie. Das senkt den Kaufpreis um rund 9.700 US-Dollar.

Der Käufer muss dann den monatlichen Beitrag für die Batterie bezahlen, der je nach Größe der Batterie zwischen ca. 140 Euro und ca. 235 Euro liegt. Diese Kosten haben jedoch einen weiteren Vorteil. Der Autobesitzer verfügt immer über die neueste Batterietechnologie. Nio ist nur einer der chinesischen Neuankömmlinge in Norwegen. Andere Newcomer heißen Xpeng, Voyah und Hongqi, die vor dem Markteintritt in Europa nach Norwegen kommen.

Norwegen ist eines der führenden europäischen Länder bei der Einführung von Elektrofahrzeugen Auf den Straßen des Landes sind bereits 500.000 Elektrofahrzeuge unterwegs, und das Land strebt die Emissionsfreiheit aller Autos bis 2025 an. Nach Angaben des norwegischen Straßenverkehrsamtes waren 83 % aller von Januar bis März dieses Jahres verkauften Neuwagen vollelektrische Fahrzeuge, während nur 6 % Diesel- oder Benzinmotoren hatten.

Die Verkaufszahlen in Norwegen gehen noch in die Hunderte, aber Nio plant, dieses Jahr in Dänemark, Schweden, Deutschland und den Niederlanden Fuß zu fassen. Derzeit gibt das Unternehmen seine Batteriewechselstationen nicht an andere Autohersteller weiter, hat aber angedeutet, dass es offen für die Nutzung seiner Technologie durch andere Hersteller wäre. Das könnte dazu beitragen, das System weiter zu verbreiten, damit es sich in Europa wirklich durchsetzt. Also – Austausch oder Aufladen? Neue Batteriesysteme werden ein schnelleres Aufladen ermöglichen, wodurch sich die Zeitersparnis des Austausch-Modells verringert. Zugleich würde sich Herstellern von Elektrofahrzeugen ein neues Geschäftsmodell eröffnen, wenn sie den Pkw zum Kauf und die Batterie zur Miete anbieten.

Nicht nur Batterien

Abb. 5: Der neue Jewel E Bus vor der Equipmake FabrikAbb. 5: Der neue Jewel E Bus vor der Equipmake FabrikDie Batterie ist zwar das Herzstück eines E-Fahrzeugs, aber es gibt noch weitere wichtige Elemente, insbesondere den Wechselrichter, der den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom umwandelt. Equipmake, ein in Norfolk ansässiger Hersteller von Komponenten für den elektrischen Antriebsstrang, hat einen neuen Wechselrichter auf den Markt gebracht, der die Größe der Batterie eines Elektrofahrzeugs um 10 % verringern könnte.

Der neue HPI-800-Wechselrichter wurde unter Verwendung von Siliziumkarbid (SiC) entwickelt. Das bedeutet, dass er Strom mit bis zu 40 kHz schalten kann, was höhere Leistungen, geringere Leistungsverluste und eine verbesserte Gesamteffizienz für Elektrofahrzeuge ermöglicht. Bisher wurden in Elektrofahrzeugen Wechselrichter mit bipolaren Transistoren mit isolierter Steuerelektrode (IGBTs) verwendet, die den Strom mit bis zu 20 kHz schalten. Je schneller und effizienter der Wechselrichter ist, desto effizienter ist das Fahrzeug insgesamt und desto größer ist die Reichweite, die aus der Batterie herausgeholt werden kann.

SiC-Wechselrichter wie der HPI-800 sind außerdem kleiner und leichter als herkömmliche Wechselrichter, so dass Ingenieure und Konstrukteure von aerodynamischen und bauraumtechnischen Verbesserungen profitieren können – bei gleichzeitiger Reduzierung des Kühlungsbedarfs eines Fahrzeugs. Der HPI-800 ist 494 mm lang, 287 mm breit und 94 mm hoch. Er wiegt 12,7 kg und liefert je nach Motor eine maximale Dauerausgangsleistung von bis zu 400 KW.

Es wird prognostiziert, dass batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEV), die mit Siliziumkarbid-Wechselrichtern ausgestattet sind, bis 2024 die traditionellen IGBT-Einheiten überholen werden, und bis 2030 werden 95 % aller BEV Siliziumkarbid verwenden.

Die anfänglichen Kosten für SiC-Wechselrichter werden durch die Vorteile der zusätzlichen Leistung mehr als wettgemacht. Bei einer typischen Hochleistungs-EV-Sportlimousine können die damit verbundenen Effizienzgewinne die Größe der Batterie um mindestens 10 % oder etwa 40–50 kg verringern. Gleichzeitig wird die Effizienz- und Leistungssteigerung, die die Technologie einem Elektroauto verleihen kann, dessen Attraktivität für die Kunden erhöhen.

Equipmake (www.equipmake.co.uk) entwickelt auch einen neuen elektrischen Doppeldeckerbus in Zusammenarbeit mit Londons größtem Busbetreiber Go-Ahead. Er wird in den nächsten Monaten in der Hauptstadt getestet. Der Jewel E-Bus wird von Equipmakes emissionsfreiem Antriebsstrang (ZED) angetrieben, und die Karosserie wird vom spanischen Karosseriebauer Beulas hergestellt.

Der ZED wurde zunächst in Eindeckerbussen in Buenos Aires, Argentinien, erprobt. Er verleiht dem Jewel E eine elektrische Reichweite von bis zu 450 km – die längste aller elektrischen Doppeldeckerbusse der Welt. Das bedeutet, dass der Bus eine komplette 10- oder mehrstündige Schicht fahren kann, ohne umsteigen.

 

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 6
  • Jahr: 2022
  • Autoren: Dr. Anselm T. Kuhn

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