Brief aus England

In Wirklichkeit wurde damit eine riesige Subvention der US-Regierung – fast 400 Milliarden Dollar – für „grüne Investitionen“ geschaffen. Die Bedingungen dieses Programms sind so attraktiv, dass eine Reihe europäischer Unternehmen, einschließlich derjenigen aus Deutschland, beschlossen haben, ihre geplanten Neuinvestitionen in den USA statt in Europa zu tätigen. Unter diesen Unternehmen waren auch einige, die ihre Pläne änderten und in die USA zogen, anstatt hier in der EU Elektroautos herzustellen. In allen Ländern halten Politiker und Wirtschaftswissenschaftler Ausschau nach „unlauterem Wettbewerb“, und viele haben keinen Zweifel daran, dass der IRA ein Spielfeld schafft, das nicht mehr „gleich“ ist. Brüssel denkt nun über alternative Subventionsregelungen nach. In dieser Hinsicht hat sich „Uncle Sam“ nicht gerade als Freund erwiesen.

So viel zu den USA auf der internationalen Bühne. Ich werde hier nichts über die wachsende Feindseligkeit zwischen den USA und China sagen. Aber innerhalb der USA selbst gibt es viele, die mit der politischen Situation zutiefst unzufrieden sind, obwohl die Wirtschaft einigermaßen gesund ist. Im November nächsten Jahres werden die Amerikaner den nächsten Präsidenten wählen. Joe Biden hat bereits angekündigt, dass er sich zur Wiederwahl stellen wird. Er wäre dann 82 Jahre alt – der mit Abstand älteste Präsident in der Geschichte der USA, und viele haben sich gefragt, ob dies sinnvoll ist. Biden hat in den letzten Jahren Anzeichen von „Geistesabwesenheit“ gezeigt. Derzeit scheint niemand in der Demokratischen Partei bereit zu sein, Joe Biden herauszufordern. Bei den Republikanern gibt es mehrere Anwärter. Donald Trump wäre 78 Jahre alt, wenn er gewählt würde, also jünger als Biden, aber immer noch in einem Alter, in dem die meisten Menschen längst im Ruhestand sind. Während ich dies schreibe, ist es möglich, dass Trump mit schweren strafrechtlichen Vorwürfen konfrontiert wird und – theoretisch – sogar ins Gefängnis gehen könnte. Donald Trump hat nie akzeptiert, dass er bei der letzten Wahl eine Niederlage erlitten hat. Er behauptet weiterhin, dass ihm der Sieg „gestohlen“ wurde - doch er hat keinerlei Beweise für diese Behauptung. Tragischerweise glauben etwa 20 Millionen republikanische Wähler dies ebenfalls und sind daher der Meinung, dass die letzte Wahl ungerecht war. Diese Verbitterung hält an und schadet der Gesundheit der amerikanischen Demokratie. In den rund 80 Jahren der politischen Geschichte der USA war die republikanische Partei immer etwas „isolationistisch“. Mit anderen Worten, sie war nicht bereit, als „Weltpolizist“ aufzutreten oder sich in die Weltpolitik einzumischen. Ein starker Kandidat für die Nominierung der Republikaner ist Ron de Santis, der Gouverneur von Florida. De Santis sorgte kürzlich für Schlagzeilen, als er den Krieg in der Ukraine als „territorialen Streit“ und nicht als Krieg bezeichnete und erklärte, die USA sollten sich nicht einmischen. Für uns in Europa ist das eine ernste Warnung. Nicht zuletzt sind die USA nun durch die Frage der Abtreibung hin- und hergerissen. Im Jahr 1973 hat der Oberste Gerichtshof der USA in dem berühmten Fall „Roe vs. Wade“ das Gesetz festgelegt, das im Allgemeinen akzeptiert wurde. Doch im vergangenen Jahr haben republikanische Richter dieses Gesetz gekippt, und die gesamte Frage der Abtreibung wurde an jeden der 50 Bundesstaaten zurückverwiesen. Aktivisten in Texas versuchen, ihre extremen Ansichten in den gesamten USA durchzusetzen. Die ganze Frage ist – da werden die meisten zustimmen – eine heikle und sensible Angelegenheit. Ich glaube, dass wir hier in Europa im Allgemeinen eine vernünftige Lösung gefunden haben. Aber in den USA ist sie wieder zu einer erbittert umstrittenen Frage geworden. Uncle Sam ist ein Freund und Verbündeter. Aber manchmal auch ein schwieriger Nachbar.

Raumfahrt wird immer billiger

Abb. 1: Der additive 3D-Metalldrucker StargateDie Kosten für den Start von Satelliten oder anderen Missionen ins All sinken stetig. Ein großer Durchbruch gelang vor einigen Jahren mit der erfolgreichen Entwicklung von wiederverwendbaren Raketen, bei denen die untere erste Stufe mit dem Fallschirm zur Erde zurückkehren und dann ein zweites oder vielleicht sogar drittes Mal verwendet werden kann. Vor einigen Wochen wurde ein weiterer Meilenstein in der Raumfahrttechnik erreicht. Sieben Jahre nachdem er Relativity Space in einem kleinen gemieteten Büro in Seattle mitbegründet hatte, konnte der 32jährige Tim Ellis mitansehen, wie seine Terran 1 – die erste 3D-gedruckte Rakete der Welt – ihren Jungfernflug von Cape Canaveral in Florida absolvierte. Aus Sicht der Raumfahrt war der Testflug ein „erfolgreicher Fehlschlag“, da Terran 1 die Umlaufbahn nicht erreichte. Sie hob jedoch einwandfrei von der Startrampe ab und überstand sicher Max Q, den gefährlichsten und turbulentesten Punkt des Aufstiegs, an dem die dynamischen Kräfte am größten sind und die strukturelle Integrität auf eine harte Probe gestellt wird. Als die Haupttriebwerke ausfielen und sich die erste Stufe der Rakete abtrennte und abfiel, waren die Mitarbeiter hocherfreut, bis zu ihrer Enttäuschung die zweite Stufe ausfiel und die Rakete zur Erde zurückfiel.

Die Herren Ellis und Noone wollten den Herstellungsprozess vereinfachen und beschleunigen, indem sie 3D-Drucktechniken, künstliche Intelligenz und autonome Roboter zum Bau ihrer Fahrzeuge kombinierten. Ihre Raketen werden am Computer entworfen und von den weltgrößten 3DMetalldruckern – bekannt als Stargate und vom Unternehmen patentiert – gefertigt, die eine Metalllegierung nach der anderen aufschichten, um Raketen in 60 Tagen zu bauen. Das Unternehmen wird inzwischen auf 4 Milliarden US-Dollar geschätzt und hat fast 1000 Mitarbeiter. Abbildung 1 zeigt die neueste Version des patentierten Stargate-Druckers – Version 4.

Dank dieser neuen Technologie kann eine komplette Rakete in 60 Tagen gedruckt werden. Natürlich ist Terran 1 im Vergleich zu anderen neueren Raketendesigns relativ klein (siehe Abb. 2). Terran 1 ist 33 m hoch, hat einen Durchmesser von 2,3 m und wiegt 9.300 kg (ohne Treibstoff). Sie ist auch das größte 3D-gedruckte Objekt der Welt. Terran 1 ist zu 85 % 3D-gedruckt, und das Unternehmen plant, zukünftige Versionen zu 95 % zu drucken. Die neun Aeon-Triebwerke von Terran 1 sind ebenfalls gedruckt und werden – wie viele andere Weltraumraketen – mit flüssigem Sauerstoff und verflüssigtem Erdgas angetrieben. Nächstes Jahr plant das Unternehmen den Start seines neuen Modells Terran R, das eine Nutzlast von 20.000 kg in eine niedrige Erdumlaufbahn bringen kann und auch in der Lage ist, den Mond und den Mars zu erreichen.

Abb. 2: Terran 1 (Rechts) ist im Vergleich zu anderen Raketen recht klein. Sie besteht nur aus 1000 Teilen (herkömmlich > 100.000)

Fazit: Dies könnte nicht nur eine Revolution in der Raketenherstellung sein, sondern auch hervorragende neue Anwendungen im 3D-Metalldruck eröffnen.

Bessere Batterien

Abb. 3: Das Realme GT3 erreicht beim Laden bisher unerreichte GeschwindigkeitenDie jüngste Entwicklung bei den Akkus für Handys, die vor kurzem angekündigt wurde, ist ein Telefon, das in neuneinhalb Minuten vollständig aufgeladen ist. Das hat ein Rennen ausgelöst, das darauf abzielt, die Angst vor dem Akku zu beseitigen. Das Realme GT3 (Abb. 3) soll die schnellste Ladetechnologie der Welt zu haben und kann in vier Minuten von Null auf 50 % und in 80 Sekunden auf 20 % aufladen. Eine 30-Sekunden-Ladung reicht für ein zweistündiges Gespräch, drei Stunden Musikgenuss oder 40 Minuten Videostreaming. Realme befindet sich nun im Kampf mit der Marke Redmi, die eine Technologie vorgestellt hat, mit der ein Telefon in fünf Minuten vollständig aufgeladen werden kann, wenn auch nicht in einem Produkt für den Massenmarkt. Das Redmi Note 12 Discovery Telefon kann in neun Minuten vollständig aufgeladen werden, hat aber eine geringere Akkukapazität. Im Vergleich dazu benötigen sowohl das High-End-iPhone 14 Pro als auch das Samsung Galaxy s23 30 Minuten, um eine 50%ige Ladung zu erreichen, und haben kleinere Akkus als das GT3, das Hunderte von Euros billiger ist. Beide Marken gehören chinesischen Unternehmen, BBK bzw. Xiaomi. Diese Innovationen wurden kürzlich auf dem Mobile World Congress in Barcelona vorgestellt. Da moderne Handys immer mehr Funktionen bieten, ist ihr Energiebedarf gestiegen, was ihre Batterien stärker belastet. Derzeit sind die beschriebenen Geräte noch nicht auf dem Markt, aber sie sind wegweisend für die Zukunft.

Batterieingenieure, die mit Handys arbeiten, lernen von ihren großen Brüdern aus dem Bereich der Elektrofahrzeuge. So verfügt das neue OnePlus 11-Konzepttelefon über ein Flüssigkeitskühlsystem. Eine blaue Flüssigkeit wird um die Rückseite des Handys geleitet, um die Temperatur um 2,1 °C zu senken, damit Gamer eine bessere Leistung erhalten und die Ladegeschwindigkeit ohne einen lauten Lüfter erhöht wird. Leider wird der Ladevorgang dadurch nur um bis zu 45 Sekunden beschleunigt, und das Konzept“ wird wohl nie ein echtes Produkt werden.

Eine glückliche Ehe?

Überall in den Industrieländern gibt es Tausende von Rechenzentren, in denen Hunderte, manchmal Tausende von Servern in einem einzigen Gebäude betrieben werden. Sie gehören heute zu den größten Energieverbrauchern überhaupt – der geschätzte Energieverbrauch von Rechenzentren lag im Jahr 2022 bei ca. 200 TWh (Terawattstunden). Die Beschaffung solch riesiger Energiemengen ist an sich schon ein Problem. Aber fast die gesamte Energie geht als Abwärme verloren, und die Kühlung dieser Rechenzentren ist ein weiteres großes Problem. Aus diesem Grund befinden sich viele Rechenzentren in kühleren Teilen der Welt, in Höhlen oder sogar in versiegelten Einheiten unter dem Meer. Im Allgemeinen gilt „Big is beautiful“, aber eine interessante Entwicklung im englischen Devon hat einen anderen Ansatz gewählt. Das Unternehmen Deep Green (www.deepgreen.energy) hat einen kleinen Server in der Nähe eines öffentlichen Schwimmbads aufgestellt, und die von ihm abgegebene Wärme wird zur Beheizung des Wassers genutzt. Ein Wärmetauscher erwärmt dann das Wasser des Schwimmbads. Das Konzept ist im Allgemeinen nicht neu – Tausende von Wohnungen in Dänemark und Schweden werden mit der Abwärme von Rechenzentren beheizt, obwohl mir nicht klar ist, was im Sommer passiert. Es gibt viele Tausende von Industriebetrieben, die Abwärme nutzen. Könnten sie mit Rechenzentren kombiniert werden?

Automatisierte Schifffahrt

Abb. 4: Die MV Yara Birkeland könnte bald schon autonom ohne jegliche Besatzung durch die Weltmeere fahrenDie MV Yara Birkeland (Abb. 4) fährt ruhig durch den Frierfjord in Südnorwegen wie ein gewöhnliches Schiff. Bis Ende des Jahres wird die Zahl der Besatzung an Bord jedoch von fünf auf zwei reduziert werden. Wenn alles gut geht, wird in zwei weiteren Jahren die Brücke des Schiffes entfernt und es wird überhaupt keine Besatzung mehr an Bord sein. Bis dahin steht Kapitän Svend Ødegård am Steuer des 80 Meter langen Schiffes. „Wir machen große Schritte in Richtung Autonomie“, sagt er. „Es gibt eine Menge installierter Technik an Bord, die es auf anderen Schiffen nicht gibt“. Letztendlich wird die Yara Birkeland mit Hilfe von Sensoren wie Radar und Kameras navigieren, die Daten an eine künstliche Intelligenz weiterleiten, die Hindernisse auf dem Wasser erkennt und klassifiziert. „Mit Kameras an der Seite, am Bug und am Heck des Schiffes erhält das Schiff quasi ein Bewusstsein für die Situation, in dem es sich befindet“, erklärt der Kapitän. „Es kann entscheiden, ob wir den Kurs ändern müssen, weil etwas im Weg ist.“ Die Aufgabe des Kapitäns wird sich auf das Festland verlagern, in ein mehr als 80 Kilometer entferntes Betriebszentrum, wo möglicherweise mehrere Schiffe gleichzeitig überwacht werden können. Falls erforderlich, kann der Mensch eingreifen, indem er Befehle zur Änderung von Geschwindigkeit und Kurs sendet.

Die Yara Birkeland kann bis zu 100 Container transportieren und ist im Besitz des Düngemittelriesen Yara. In den letzten Monaten ist das Schiff zweimal wöchentlich von der riesigen Anlage des Unternehmens in der Nähe von Porsgrunn zum Hafen von Brevik gefahren und hat auf der 13 km langen Strecke Daten gesammelt. Dieses kühne Experiment hat enorme Auswirkungen. Autonome Schiffe eröffnen Möglichkeiten für neue Konstruktionen. Ohne Besatzung kann mehr Kapazität für Waren zur Verfügung gestellt werden, da Wohnräume, Kombüse, Heizung, Klimaanlage und andere Systeme nicht benötigt werden. Ohne eine menschliche Besatzung an Bord gibt es ebenfalls große Kosteneinsparungen. Langfristiges Ziel ist es, ein kleines Team an Land zu haben, das von einem Kontrollraum aus eine Reihe von automatisierten Schiffen steuert.

„Schiffe, die auf kurzen, regelmäßigen und festen Routen verkehren, bieten die besten Möglichkeiten, autonome Schiffstechnologien einzuführen“, sagt Sinikka Hartonen, Generalsekretärin der One Sea Association, einem Zusammenschluss von Schifffahrtsunternehmen und Experten, die sich mit Autonomie beschäftigen.

Automatisierte Schifffahrt – ein wachsender Trend

Das Experiment von Yara Birkeland ist nur das jüngste seiner Art. Im Januar 2022 gab der japanische Schiffbauer Mitsubishi Heavy Industries (MHI) den Abschluss der nach eigenen Angaben weltweit ersten Vorführung vollständig autonomer Navigation mit einer großen Autofähre bekannt. Der Test fand vor der Küste von Shinmoji in Kitakyushu City/Japan statt und diente der Unterstützung von Meguri 2040, einem von der Nippon Foundation unterstützten Projekt zur Förderung der Entwicklung vollständig autonomer Schiffe.

Nach Angaben von MHI wurde bei dem Test das weltweit erste vollständig autonome Navigationssystem an Bord einer 222 Meter langen Fähre mit autonomem An- und Ablegen im Hafen, Dreh- und Umkehrbewegungen sowie Hochgeschwindigkeitsnavigation mit bis zu 26 Knoten demonstriert. Zu den weiteren neuen Technologien für den vollautonomen Betrieb gehören Sensoren zur Erkennung anderer Schiffe mit Hilfe von Infrarotkameras, ein Fernüberwachungssystem für die Motoren und ein ausgeklügeltes Cybersicherheitssystem. Im Juni 2022 meldete Avikus, eine Tochtergesellschaft von HD Hyundai, die erfolgreiche Fahrt des Flüssiggastankers Prism Courage von Freeport im US-Bundesstaat Texas zum südkoreanischen Boryeong LNG-Terminal durch den Panamakanal. Die 33-tägige Reise führte über rund 10.800 Seemeilen, wovon die Hälfte mit der HiNAS 2.0-Technologie von Avikus autonom navigiert wurde.

In Norwegen begannen im vergangenen September zwei batteriebetriebene autonome Lastkähne „Marit“ und „Therese“ ihre tägliche Fahrt durch den Oslofjord, um Lebensmittel für das Lebensmittelunternehmen Asko zu transportieren. Wie die Yara Birkeland werden sie anfangs eine kleine menschliche Besatzung haben, bevor sie nach etwa einem Jahr völlig autonom werden. DB Schenker ist ein weiteres Unternehmen, das im vergangenen Jahr angekündigt hat, gemeinsam mit Ekornes ASA ein autonomes, emissionsfreies Containerschiff für den Küstenverkehr in Norwegenzu bauen.

Kongsberg stellt bereits autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs) her, die hauptsächlich Aufgaben der Meeresbodenkartierung für Kunden aus den Bereichen Offshore-Energie, Meeresforschung und Verteidigung übernehmen. Ihre Website www.kongsberg.com ist sehr lesenswert. Kürzlich lieferte das Unternehmen ein 8 m langes unbemanntes Unterwasserfahrzeug (USV) aus, das mit Hilfe von akustischen Sonaren Fischbestände aufspürt und über KI, Kameras, Radar und GPS navigiert.

„Sie werden auch von Menschen beaufsichtigt, die eingreifen können. Aber sie sind völlig autonom“, sagt Bjørn Jalving, Senior Vice President of Technology bei Kongsberg, über die autonomen Schiffe. Kongsberg ist dabei, die Technologie für größere Schiffe weiterzuentwickeln. „Letztendlich denke ich, dass die Grenzen nicht technischer Natur sein werden, sondern dass es darum geht, die Sicherheit in Übereinstimmung mit den Vorschriften zu gewährleisten und den Betreibern ein gutes Geschäft zu ermöglichen“, so Jalving. Ein großer Anreiz für Reedereien sind natürlich die Kosten, die durch den Wegfall der Besatzung an Bord eingespart werden. Ein Team könnte potenziell mehrere Schiffe überwachen, sagt Jalving. Außerdem ist es für die Besatzung sicherer, an Land zu sein, als auf See.

Während die Technologie entwickelt wird, gibt es auch rechtliche Probleme. Im Laufe der Jahrhunderte hat sich das nationale und internationale Seerecht weiterentwickelt, aber immer unter der Annahme, dass alle seegängigen Schiffe eine menschliche Besatzung haben. Alle Schiffe müssen versichert werden, und auch die Versicherungsgesellschaften gehen von der Anwesenheit von Menschen an Bord aus. Es liegt auf der Hand, dass neben der Technologie auch neue Rechtssysteme erforderlich sein werden.

Fazit: Wir sehen die Entwicklung von autonomen Pkw, Lkw und Eisenbahnen. Experten gehen jedoch davon aus, dass autonome Schiffe die ersten sein werden, die ernsthaft kommerziell eingesetzt werden. Heute gibt es mehr als 50.000 seetüchtige Handelsschiffe mit über 2 Millionen Besatzungsmitgliedern. Welche Auswirkungen wird die Automatisierung für sie haben?

KI in den Nachrichten

Unsere Nachrichtenmedien waren in den letzten Wochen voll mit Berichten über dem Chatbot GPT. Was sind die Auswirkungen – mittelfristig und langfristig? Die große Investmentbank Goldman Sachs hat kürzlich eine Vorhersage gemacht, dass etwa 300 Millionen Arbeitsplätze verloren gehen könnten. Der Bericht sagt voraus, dass bis zu 25 % der Arbeitsplätze in den USA und in Europa verschwinden könnten, räumt aber gleichzeitig ein, dass auch neue Arbeitsplätze geschaffen werden könnten. Langfristig wird geschätzt, dass die Weltwirtschaft dadurch um 7 % wachsen könnte. Der Bericht stellt fest, dass die Auswirkungen der KI in den verschiedenen Sektoren unterschiedlich sein werden – 46 % der Aufgaben in der Verwaltung und 44 % in den Rechtsberufen sowie 37 % im Ingenieurwesen könnten automatisiert werden, aber nur 6 % im Bauwesen und 4 % in der Wartung. Journalisten und in der Werbung tätige Personen könnten stark betroffen sein. Auch Taxifahrer und Lkw-Fahrer könnten ebenfalls verschwinden. Ich habe über den Seeverkehr geschrieben. Heute sehen wir eine wachsende Anzahl von Chatbots. Am bekanntesten ist ChatGPT. Microsoft hat Bing ChatGPT eingeführt. Für Unternehmen gibt es Jasper GPT, und dann gibt es YouChat GPT und Chatsonic GPT, produziert von Writesonic. Es gibt oder wird sicherlich noch viele weitere geben. Auch Grafiker und Musiker fürchten um ihre Zukunft. Es gibt viele Berichte über Chatbots, die erfolgreich Prüfungen ablegen, andere Berichte über Chatbots, die jemanden zum Selbstmord auffordern. Experten wie Professor Carl Benedikt Frey, Direktor der Oxford Martin School an der Universität Oxford, sind sich einig: Wir können einfach nicht wissen, wie die Zukunft aussehen wird. Und in unserer Branche? Zweifellos wird es im Front Office, wo Dokumente erstellt und bearbeitet werden, Veränderungen geben. Aber in den Betrieben selbst? Ich denke, wir und unsere Söhne und Töchter werden noch viele Jahrzehnte lang arbeiten.

Aerogele – das Wundermaterial der Isolierung

Aerogele haben Komponenten von Rovern isoliert, die zum Mars geschickt wurden, sie haben giftige Schadstoffe aus Wasser extrahiert, und einige spekulieren sogar, dass das US-Militär Aerogele in Atomsprengköpfe eingebaut hat. Aerogel wird oft als das wirksamste Isoliermaterial bezeichnet, das der Wissenschaft bekannt ist. Obwohl Aerogel-Streifen oder -Paneele schon seit Jahrzehnten in Gebäuden verwendet werden, ist diese Art der Isolierung nach wie vor eine wenig genutzte und recht teure Option für diejenigen, die Wärmeverluste verringern wollen. In den späten 1920er- oder frühen 1930er-Jahren – niemand ist sich ganz sicher – entwickelten zwei Chemieingenieure in den USA eine Methode, um einer Kieselgelsubstanz die Flüssigkeit zu entziehen und damit eine ultraleichte, hochporöse Struktur zu gewinnen, die einer der Ingenieure, Steven Kistler, Aerogel taufte. Dabei handelt es sich um Schaumstoffe mit einer außerordentlich geringen Dichte, die mit mikroskopisch kleinen Poren gefüllt sind – einige Aerogels bestehen zu 99 % aus Luft. Aerogel wird auch als „gefrorener Rauch“ bezeichnet, und auf Bildern kann es wie ein ätherisches, halb gasförmiges, halb festes Stück Materie aussehen. Die komplizierte Struktur und das große Luftvolumen im Inneren machen Aerogel jedoch zu einem einzigartig guten Isolator. Der weltweit größte Hersteller ist Aspen Aerogels in den USA, dessen Produkt Silika-Aerogel mit einer Verstärkungsfaser in einem mattenartigen Verbundstoff kombiniert ist. Das Problem mit diesem hervorragenden Dämmstoff ist, dass er so teuer ist – er kostet ca. 55 Euro/m2 für eine 10 mm dicke Platte – und ist damit etwa fünf Mal teurer als eine 30 mm dicke Polystyrolplatte oder eine ähnliche Dämmung. Unternehmen auf der ganzen Welt versuchen nun, ein ähnliches Material zu entwickeln, das weniger kostet. Wenn sie Erfolg haben, wird es an Kunden nicht mangeln.