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Im Jahr 1972 prognostizierte der sog. „Club of Rome“, dass innerhalb weniger Jahre die Ölreserven (und viele anderen strategischen Materialien) zur Neige gehen würden. Zum Glück für uns lagen sie sehr, sehr falsch, und heute, über 50 Jahre später, hat die Welt immer noch genug – zumindest für das nächste Jahrzehnt oder so. Es gab und gibt so viele Schätzungen zum „Peak Oil“. Abbildung 1 zeigt ein Beispiel. Wie präzise diese Prognose ist – wer weiß?
In den letzten Jahren hat der Begriff „Peak Oil“ jedoch eine neue Bedeutung bekommen. Die Definition hat sich nicht geändert, aber die Frage ist jetzt – Wann wird die weltweite Nachfrage nach Öl sinken, wenn die Welt „grün“ wird? Nach dem früheren Szenario würde eine zunehmende Verknappung des Öls den Preis in die Höhe treiben. Nach dem neueren Szenario wäre das Gegenteil der Fall: Wenn die Nachfrage nach Öl sinken sollte, würde auch der Preis sinken. Für die meisten europäischen Länder, einschl. Deutschland, wäre dies kein ernsthaftes Problem, im Gegenteil vielleicht sogar das Gegenteil. Aber für die Öl- und Erdgasproduzenten, vor allem im Nahen Osten (aber auch Russland), und für die Kohleexporteure, in erster Linie Indonesien, gefolgt von Australien, wäre es fast eine Katastrophe. Wann also könnte „Peak Oil“ eintreten? Es gibt viele Schätzungen, einige bereits für das Jahr 2028, andere für Mitte der 2030er Jahre.
Der Begriff „Peak Oil“ bezieht sich in der Regel auf die weltweite Ölproduktion. Es gibt jedoch auch Statistiken, die sich auf einzelne ölproduzierende Länder beziehen. Und eine alarmierende Anzahl dieser Länder hat den „Peak Oil“ bereits überschritten. Großbritannien zum Beispiel ist eines dieser Länder, eine vollständige Auflistung ist auf Wikipedia zu finden. Daraus geht hervor, dass eigentlich jedes Land der Welt den Peak Oil erreicht hat, mit Ausnahme von Irak (Peak im Jahr 2036), Kuwait (Peak im Jahr 2033) und Saudi-Arabien (Peak im Jahr 2027).
Fazit: Wann immer der Punkt erreicht ist – „Peak Oil“ wird die Weltwirtschaft – und die Politik – für immer verändern.
Mehr hierzu unter: www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/bp-peak-oil-demand-and-long-run-oil-prices.pdf
Wie entwickelt sich die KI?
Wenn eines sicher ist, dann, dass KI (Künstliges Intelligenz) im Jahr 2024 wichtiger sein wird und wir davon mehr in den Nachrichten hören werden als im letzten Jahr, und das sowohl im Guten als auch im Schlechten. In den USA führt die New York Times einen Prozess gegen OpenAI, die Betreiber von ChatGPT, dem KI-Softwareprogramm, und auch gegen Microsoft. Nur zur Erinnerung: ChatGPT und ähnliche Programme haben Milliarden von Seiten aus Büchern, Zeitschriften, Zeitungen und akademischen Zeitschriften (darunter wohl auch das öffentlich verfügbare Angebot der Galvanotechnik) gespeichert. Durch den Zugriff auf diese Daten können diese KI-Programme „neues“ Material erstellen. Die Autoren bitten den Gerichtshof, darüber zu befinden, ob ChatGPT ihr Urheberrecht „gestohlen“ hat. Ich bin kein Jurist, glaube aber, dass sie ihren Fall verlieren werden. Warum? Lange vor dem Zeitalter des Computers haben Künstler und Schriftsteller und andere die Werke der Altvorderen studiert – und sich von ihnen beeinflussen lassen. Ich glaube, dass ChatGPT und ähnliche Computerprogramme dies einfach automatisiert haben. Das Gesetz definiert derzeit in den meisten Ländern Urheberrechtsdiebstahl als die Wiedergabe von mehr als einer bestimmten Anzahl von Wörtern – normalerweise ca. 140 Wörter. ChatGPT und andere Systeme machen sich in der Regel nicht schuldig. Der Text, den sie erstellen, ist in gewissem Sinne wirklich „neu“, auch wenn man manchmal den Einfluss von bereits veröffentlichtem Material erkennen kann. Auf dieser Grundlage könnte die Klage meines Erachtens scheitern. In ein paar Monaten werden wir erfahren, wie der Gerichtshof entscheidet. Aber andererseits hat die New York Times gezeigt, dass OpenAI Daten produzieren kann, die nie zuvor veröffentlicht wurden – außer in der New York Times. In Deutschland verfolgt der Axel Springer Verlag einen anderen Ansatz und versucht, Lizenzvereinbarungen mit OpenAI zu treffen.
Natürlich frage ich mich, ob KI irgendwelche negativen Auswirkungen auf die Galvanotechnik und andere Zeitschriften und Bücher des Leuze-Verlags hat. Da der Verlag in einem so eng umrissenen Bereich tätig ist, glaube ich es aber eher nicht. Wenn dagegen jemand wissen will, wie man z. B. Titan auf Kupfer galvanisiert, ist die KI voraussichtlich in der Lage bei einer solchen Anfrage zu helfen. Allerdings können wir diese Information auch durch andere Recherchen erhalten. Was die Unternehmen, einschließlich der Galvaniken, betrifft, ist es aber klar, dass KI eine Rolle spielen wird – zunächst sicherlich in der Verwaltung bei der Bearbeitung von Telefonanrufen oder anderer Bürotätigkeiten.
KI beschäftigt sich nicht nur mit Texten, sondern auch mit Bildern, sowohl mit Standbildern als auch mit Videos und Filmen. Ein neues Programm namens „Nightshade“ schützt die Arbeit von Künstlern, indem es den Pixeln, aus denen das digitale Bild zusammengesetzt ist, unsichtbare Zeichen hinzufügt. Wenn ein KI-Programm das Bild nutzen will, wird es in ein bedeutungsloses Chaos zerfallen. Nightshade ist damit ein Werkzeug, um sich gegen KI-Firmen zu wehren, die die Arbeit von Künstlern nutzen, um ihre Programme ohne die Erlaubnis des Urhebers trainieren. Diese „vergifteten“ Trainingsdaten könnte bildgenerierenden KI-Modellen schaden und sie davon abhalten, erneut Zugriff auf diese Bilder zu nehmen. DALL-E, Midjourney, Stable Diffusion und wie sie alle heißen könnten unbrauchbar werden, wenn aus Hunden Katzen werden und aus Autos Kühe, u.s.w. Die Zeitschrift MIT Technology Review hat eine exklusive Vorschau auf das Programm Nightshade veröffentlicht, das bei der Computersicherheitskonferenz Usenix zur Begutachtung eingereicht wurde.
Mehr hierzu unter: https://arxiv.org/abs/2310.13828
KI-Ferngläser
Swarovski hat das erste KI-Fernglas der Welt auf den Markt gebracht. Das AX Visio (Abbildung 2) ist speziell für Vogelbeobachter entwickelt und verfügt über ein KI-Datenbank mit 9000 Bildern verschiedener Vögel. So können die Benutzer sofort erkennen, was sie sehen. Das Gerät bietet eine 10-fache 
Abb. 2: Das neue Fernglas KI AX Visio von Swarovski Vergrößerung mit einer Objektivlinse von 32 mm Durchmesser und eine 13-Megapixel-Kamera. Es nutzt den Merlin KI Chatbot, der mit der weltweit größten Datenbank für Vögel – eBird – verbunden ist. Leider ist das neue Gerät nicht billig, es kostet ca. 4.800 US-Dollar. Es gibt Pläne, ähnliche Geräte für die Identifizierung von Flugzeugen auf den Markt zu bringen. Natürlich kann die gleiche Technologie auch in Mikroskopen verwendet werden, und es ist leicht vorstellbar, dass sie eines Tages auch in die Metallographie und bei Leiterplattenanwendungen verwendet wird.
Die Suche nach neuen Batteriematerialien
GNoME ist ein KI-System zur Identifizierung neuer Materialien für bessere Batterien. Es wurde von Google's Deep Mind entwickelt und hat die Kristallstruktur von über 2 Millionen neuen anorganischen Materialien vorhergesagt. Von diesen sind 380.000 unter normalen Bedingungen stabil und 52.000 sind sogenannte „geschichtete Strukturen“, die die Elektronik verändern könnten und potenziell supraleitend sind. Das gleiche KI-System hat 528 potenzielle Li-Fe-Verbindungen identifiziert, die sich zur Verbesserung der Batterieleistung eignen. Der neue Ansatz beschleunigt die Suche nach neuen Materialien enorm, unabhängig davon, ob sie bereits existieren oder nicht.
Mehr hierzu in: Nature 624 (2023), pp. 80-85
Aber......
KI kann wunderbare Dinge, und tut sie auch schon, z. B. in der medizinischen Röntgenbildinterpretation. Aber sie kann auch zur Täuschung und für kriminelle Handlungen eingesetzt werden. Zum Beispiel kann sie eine menschliche Stimme imitieren, so dass wir denken, wir sprechen mit einem Freund, obwohl dies nicht der Fall ist. Und nicht zuletzt verbraucht KI riesige Mengen an Energie. Im Vereinigten Königreich wird geschätzt, dass Rechenzentren (einschl. KI) bis 2030 6 % der Stromerzeugung verbrauchen werden, heute ist es 1 %. Also – ein gemischter Segen!
Ein neues weltrekord- verdächtiges Kreuzfahrtschiff
Vor einigen Wochen fand die Jungfernfahrt eines neuen Kreuzfahrtschiffes statt – der „Icon of the Seas“. Es ist das größte jemals gebaute Passagierschiff (Abbildung 3). Mit einer Länge von 365 Metern und einem Gewicht von 260.000 Tonnen ist das Schiff fünfmal größer als die unglückselige „Titanic“. Das Schiff hat 20 Decks und bietet Platz für maximal 7.600 Passagiere. Es gehört der Royal Caribbean Group und wurde in einer Werft in Turku, Finnland, gebaut. Es verfügt über sieben Swimmingpools und sechs Wasserrutschen. Der Bau des Schiffes, das über 40 Restaurants, Bars und Lounges verfügt, hat fast 2 Mrd. US-Dollar gekostet. Doch Umweltschützer warnen davor, dass von dem mit Flüssigerdgas (LNG) betriebenen Schiff schädliches Methan in die Atmosphäre entweicht. Experten schätzen, dass die Verwendung von LNG als Schiffskraftstoff über 120 % mehr Treibhausgasemissionen verursacht als Schiffsgasöl. Laut Royal Caribbean ist die Icon of the Seas 24 % energieeffizienter als die Internationale Seeschifffahrtsorganisation für moderne Schiffe fordert. Das Unternehmen plant die Vorstellung eines emissionsfreien Schiffs bis 2035.
Abb. 3: Das größte Passagierschiff der Welt „Icon of the Seas“
Ende Januar dieses Jahres veröffentlichte der ICCT (International Council on Clean Transportation) einen Bericht* über die Methanemissionen in der Schifffahrt, der das Ausmaß dieses sehr klimaschädlichen Gases aufzeigt, das weitaus mehr Schaden anrichtet als mit Schweröl, das in der Schifffahrt als besonders umweltschädlich gilt. Werden die Regierungen eine Entscheidung treffen über den Einsatz von LNG als Treibstoff für die Schifffahrt? Ich möchte eine persönliche Anmerkung hinzufügen. Nach der Universität diente ich als Offiziersanwärter auf einem Frachtschiff auf der Strecke zwischen Westafrika und Hamburg. Das Leben an Bord eines solchen Schiffes hat etwas fast „Magisches“. Aber bei einem riesigen Schiff wie der „Icon“ ist man sich kaum bewusst, dass man auf See ist. Seit Hunderten von Jahren finden die Menschen etwas „Besonderes“ an Seereisen. Aber ich fürchte, auf einem Monsterschiff wie der „Icon“ ist das nicht mehr der Fall. Das neue Schiff hat kaum noch offene Decks, wo man die Seeluft spüren kann.
Abb. 3: Das größte Passagierschiff der Welt „Icon of the Seas“
Augen am Himmel
Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn gehören zu unserem Alltag. Sie dienen der Übermittlung von Informationen (Telefon, E-Mail, Daten), der Wettervorhersage, der Überwachung der Erdoberfläche in großem Maßstab (Tausende von Kilometern) und der Inspektion von Feldern durch Landwirte. Doch bis vor kurzem wurden alle Satelliten mit Raketen gestartet, was von Natur aus teuer ist – mehr als 100 Millionen US-Dollar pro Start. Nun wächst eine neue Generation von Satelliten heran, die vielleicht 20 anstatt hunderte von Kilometer hoch fliegen. Eigentlich sind es Flugzeuge. Der „Zephyr“ von Airbus hat die Flügelspannweite eines A380, wiegt aber nur ca. 75 kg und ist für eine Nutzlast von 5 kg an Ausrüstung ausgelegt. Das restliche Gewicht von 75 kg verteilt sich gleichmäßig auf die Flugzeugstruktur und die Batterien. Abbildung 4 zeigt einen Zephyr im Flug.
Einige sagen voraus, dass in zehn Jahren mehr als Tausend dieser Flugzeuge mit der Spannweite eines A380-Superjumbos hoch in der Stratosphäre am Rande des Weltraums fliegen. Der Zephyr kann als Pseudosatellit betrachtet werden. Pseudo-Satelliten können für zivile oder militärische Zwecke genutzt werden. Zudem kann ein Zephyr bis zu 100 landgestützte Antennenmasten ersetzen. Gegenwärtig wird der Preis des Flugzeugs mit 5 Millionen US-Dollar angegeben und ich bin sicher, dass dieser Preis noch sinken wird. Auch bin ich überzeugt, dass China bald ein ähnliches Produkt anbieten wird – und mit Sicherheit zu einem niedrigeren Preis.
Ein einzigartiges Merkmal von Zephyr oder ähnlichen Pseudo-Satelliten ist nicht nur der niedrigere Preis, sondern auch die Tatsache, dass sie im Gegensatz zu Raumfahrzeugen in der Umlaufbahn so lange über derselben Position verweilen können, wie es die Mission erfordert, denn das Flugzeug kann sich mit seinen Motoren und Propellern in einem Kreis oder einer Acht mit 3 km Durchmesser bewegen. Bislang betrug die längste Flugdauer eines Zephyr 64 Tage, aber es gibt keinen Grund, warum längere Flüge nicht möglich sein sollten. Das Unternehmen strebt an, bald einen Flug von 100 Tagen Dauer durchzuführen.
Für einen erfolgreichen Start benötigt Zephyr gute Sonneneinstrahlung, wolkenlosen Himmel und wenig Wind. Diese Bedingungen sind nur manchmal in Europa vorzufinden. Das Unternehmen hat daher beschlossen, dass Kenia seine erste Bodenstation sein soll. Da es sinnvoll ist, die Flugzeuge dort herzustellen, wo sie eingesetzt werden, anstatt sie Tausende von Kilometern zu transportieren, wurde mit der kenianischen Regierung eine Einigung erzielt. Die erste Produktionsstätte soll nun 50 bis 70 Flugzeuge pro Jahr herstellen. Andere werden an anderen Standorten in befreundeten Ländern oder nahe dem Äquator entstehen. Derzeit setzen die Armeen auch Drohnen zur Überwachung von Feindesland ein. Zephyrs werden schwerer zu entdecken und schwerer abzuschießen sein.
Zephyr-Produzent Airbus hat jedoch einen Konkurrenten. Das Unternehmen Prismatic Ltd (www.prismaticltd.co.uk), eine Tochtergesellschaft des britischen Luftfahrt- und Rüstungskonzerns BAE, hat seine „Phasa-35“ entwickelt und erfolgreich getestet. Es ist der Zephyr sehr ähnlich. Wie der Wettbewerb zwischen den beiden Unternehmen aussehen wird, werden wir bald herausfinden.
Eine dänische Erfolgsgeschichte
Das dänische Schmuckunternehmen Pandora – der größte Juwelier der Welt – ist auf dem Vormarsch. Der Umsatz im Jahr 2023 war um 8 % höher als im Jahr 2022. Aber der Verkauf mittels Chemical Vapor Deposition (CVD) hergestellter Diamanten stieg um enorme 83 %, und Pandora verkauft aus ethischen Gründen keine „natürlichen“ Diamanten mehr, da sie glauben, dass afrikanische Minenarbeiter ausgebeutet werden. Pandora meldete seine größten Umsatzzuwächse in den USA und in Deutschland, ist aber weniger erfolgreich in Australien und China. Pandora-CEO und Präsident Lacik stellte fest, dass das Wachstum der CVD-Diamanten ein Schlüsselfaktor für den Erfolg des Unternehmens sei. Er zählte vor, dass ein 1-Karat-Diamant, gefasst in 14-Karat-Gold, der bei einem typischen Juwelier zwischen 6000 und 8000 US-Dollar kosten würde bei Pandora nur ca. 2000 Britische Pfund kostet. Der billigste Diamantring bei Pandora kostet nur noch 250 Euro und viele berühmte Hollywood-Stars wie Pamela Anderson wurden bereits mit CVD-Diamantschmuck gesehen.
Die Flügel von morgen
„The Wings of Tomorrow“ (Die Flügel von morgen) ist der Titel eines langfristigen F&E-Programms bei Airbus, das mit neuen Flügelformen Treibstoff sparen will. Mit dem Programm werden zwei Ziele verfolgt. Erstens, die Entwicklung längerer, aber schmalerer Tragflächen. Die Berechnungen zeigen, dass für eine maximale Treibstoffeffizienz die Flügel eines A320 um 25 % länger sein müssten, also statt 36 45 Meter. Solche Tragflächen könnten die Treibstoffeffizienz im „hohen einstelligen Bereich“ steigern - vielleicht 7 %? Das zweite Ziel des Projekts ist es, Flügel zu entwickeln, die ihre Form während des Fluges verändern. Es gibt zahlreiche Studien über den Albatros, der genau das tut. Längere Flügel könnten eine höhere Treibstoffeffizienz bringen – aber die meisten Flughäfen der Welt wären nicht in der Lage, solche Flugzeuge in ihren Hangars unterzubringen. Deshalb gibt es ein weiteres F&E-Programm, um Flügel zu entwickeln, deren äußeren 5 Meter sich nach oben klappen lassen. Das dafür erforderliche motorisierte Scharnier wird in wenigen Wochen bei Airtec getestet werden. Ein neues Flügeldesign könnte natürlich all diese Innovationen enthalten – oder vielleicht auch nur eine davon. Aber innerhalb der nächsten ein oder zwei Jahre zwei Jahre muss Airbus die Konstruktion der nächsten Flugzeuggeneration abschließen. Es wird also ein Wettlauf mit der Zeit.
Abb. 5: Das Model Naomi Campbell trägt einen AI-Anstecker, der Informationen auf ihre Hand projizieren kann
Nach dem Handy?
Ein Ehepaar, das viele Jahre bei Apple Handys entwickelte, hat sich mit einem Start-up selbstständig gemacht, um eigene neue Ideen zu entwickeln. Ihr Unternehmen heißt „Humane“, und ihr Produkt ist der „AI Pin“. Das neue Gerät lässt sich an der Kleidung befestigen und hat ein Telefon, ein Mikrofon, Lautsprecher – aber keinen Bildschirm (Abbildung 5). Stattdessen hat es einen Laser-Projektor, der Bilder auf die Hand projizieren kann. Humane hat seinen AI Pin in einem Video vorgestellt, das zeigt, wie ein Benutzer Anrufe tätigen, Textnachrichten senden, Musik abspielen, einkaufen und im Internet surfen kann – alles durch Sprachbefehle. Das kleine Gerät kann auch Echtzeit-Übersetzungen in die eigene Stimme liefern. Das Video zeigte, wie eine Person einen Mitarbeiter versteht, der nur Spanisch spricht, und dann auf Englisch antwortet, was dann übersetzt wird. Die Kamera des Geräts kann zudem dazu verwendet werden, Objekte zu interpretieren. Sie erkennt z. B. ein Buch, das in die Kamera gehalten wird, identifiziert es und kann es dann im Internet bestellen. Das Gerät kann auch zur Analyse von Lebensmittelinhalten für Diäten eingesetzt werden. Die Kamera und die Sensoren verfolgen und erfassen ihre Umgebung, aber sie haben ein sogenanntes „Vertrauenslicht“, das bei einer Aufnahme blinkt, um andere darauf aufmerksam zu machen. Die Preise für den AI Pin beginnen bei 699 US-Dollar in Kombination mit einem Abonnement für 24 US- Dollar pro Monat, das auch eine Telefonnummer und Cloud-Speicher für Fotos und Videos umfasst. Dem Gerät ist ein Batterie-Booster beigefügt, der eine „ganztägige Akkulaufzeit“ bietet. Die US-Bestellungen begannen im November vergangenen Jahres, aber es gibt noch keinen Termin für den internationalen Verkauf.
Aber liebe Leserinnen und Leser. Finden Sie das interessant? Ich selbst würde meine Informationen lieber von einem Bildschirm ablesen, nicht von meiner Hand.
Bessere Batterien ?
Weltweit sind viele F&E-Projekte im Gang, die meisten davon mit dem Ziel, bessere Lithium-Batterien zu entwickeln. Doch mancher glaubt, dass auch Natriumbatterien eine Rolle in unserer Zukunft spielen werden. Ein sehr kleines Unternehmen in Wales ist DGInnovate (www.dgiplc.com), das Natriumbatterien für E-Autos und andere Anwendungen baut. Eine Besonderheit ihrer Arbeit ist die Herstellung von Hartkohlenstoff-Anoden aus Bioabfall. Anders als Lithium-Ionen-Batterien, die die höchste Energiedichte aufweisen, benötigen diese Batterien keine knappen, teuren oder umstrittenen Materialien wie Cobalt, Nickel oder Graphit für ihre Herstellung. Die Hartkohlenstoff-Anodenmaterialien von DGInnovate können jedoch auch mit Lithium-Eisenphosphat (LFP)-Kathoden in einer Lithium-Ionen-Batterie verwendet werden, die dann aber graphit-, kobalt- und nickelfrei sind.
Da Natrium dichter ist als Lithium, haben Natrium-Ionen-Batterien traditionell eine geringere Energiespeicherkapazität als Lithium-Ionen-Batterien vergleichbarer Größe und Gewicht. Prototypen in aller Welt haben gezeigt, dass dies nicht der Fall ist. Schon heute können Natrium-Ionen mit LFP-Lithium-Ionen-Batterien mühelos mithalten, und LFP-Batterien sind heute weithin für Elektroautos mit Standardreichweite akzeptiert. Neue Fertigungstechniken erhöhen die Leistung von Batterien weiter, und DG Innovate ist zuversichtlich, dass die Natrium-Ionen-Technologie bald 200 Wh/kg und mehr liefern wird, so dass sie problemlos mit Lithium-Ionen konkurrieren kann. Es gibt auch eine rechtliche Frage. Ab Ende dieses Jahres müssen im Vereinigten Königreich/EU hergestellte Batteriepacks mindestens 50 %, bis 2030 sogar 70 %, Materialien aus dem Vereinigten Königreich bzw. der EU enthalten, um bei der Ausfuhr einen Zoll von 10 % zu vermeiden. Die Batteriematerialien von DGInnovate werden alle im Vereinigten Königreich beschafft und hergestellt, was diese Herkunftsvorschrift unterstützt und somit die neue Steuer vermeidet. Ich bin überzeugt, dass es eine Zukunft für Natriumbatterien geben wird.
