KIT Wissen.
Faszination Forschung.
Hallo und guten Tag.
Herzlich willkommen zu Radio KIT Wissen.
Mein Name ist Britta Hagemann.
Bei uns geht es heute um die Auswirkungen von Vulkanausbrüchen auf das
Klima.
Ein Forscherteam, darunter Dr. Andreas Zahn vom KIT, belegt anhand von
Messungen, dass Vulkanausbrüche einen kühlenden Effekt haben können.
Eine Forschergruppe um Dr. Niklaus Warenkamp befasst sich mit der
Entwicklung von humanoiden Robotern.
Geschaffen werden soll eine Art digitaler Heinzelmann für den Alltag.
Außerdem berichten wir über eine gerade fertiggestellte Pilotanlage
des Karlsruher Institut für Technologie.
Sie soll überschüssige Energie aus Sonne und Wind in Form von
Methangas speichern.
Musikalisch starten wir mit einem Song aus dem Film All That Jazz von
1979 on Broadway.
Von Juli 1783 bis Februar 1784 schleuderte der Laki-Vulkan auf Island
Lava und giftige Gase in große Höhen.
Die Folgen waren dramatisch, nicht nur auf Island.
Jahrelang gab es in ganz Europa kalte verregnete Sommer, das Getreide
verfaulte auf den Feldern, Hunger und Krankheiten breiteten sich aus.
Vielleicht wurde sogar die französische Revolution durch die
Klimafolgen des Vulkanausbruchs ausgelöst.
In der Wissenschaftszeitschrift Nature veröffentlichte jetzt ein
internationales Forscherteam Messungen dazu.
Sie belegen, dass Vulkanausbrüche tatsächlich einen kühlenden Effekt
haben.
Der Klimaforscher Dr. Andreas Zahn vom Institut für Meteorologie des
KIT ist einer der Autoren.
Mein Kollege Stefan Fuchs hat mit ihm gesprochen.
Herr Dr. Zahn, in den letzten 15 Jahren gab es einen geringeren
Anstieg der globalen Temperatur als die Modelle der Klimawissenschaft
das vorhergesagt haben, obwohl die Konzentration von CO2
kontinuierlich angestiegen ist.
Ein internationales Wissenschafterteam, dem Sie auch angehören, hat
nun im Fachjournal Nature Communications die These vertreten, dass
dies auf eine Häufung von Vulkanausbrüchen, insbesondere in den Jahren
zwischen 2008 und 2011, zurückzuführen sei.
Was hat Sie denn zu dieser Aussage bewegt?
Zum einen muss man das etwas relativieren.
Die Aussage war nicht von uns, dass allein die Vulkane diese geringe
Temperaturerwärmung hervorgeführt haben, aber dass es einen gewissen
Beitrag geliefert hat.
Wir hatten auch ausgerechnet, wie viel dieser Beitrag sein kann.
Und er ist im Vergleich zu der Klimaerwärmung oder dieser
Strahlungsheizung, die diese anthropogenen Spurengase verursachen,
relativ klein, nur im Zehn-Prozent-Effekt.
Aber es trägt auf jeden Fall dazu bei, um zu erklären, wie ist heute
und auch in der Vergangenheit der Einfluss von Vulkanen gewesen.
Und der wurde tatsächlich unterschätzt.
Wie hat man das jetzt festgestellt?
Wie kann man so etwas messen?
Das ist ja ein relativ komplexes Phänomen, mit dem Sie es da zu tun
haben.
Wir haben zwei verschiedene Techniken angewendet.
Zum einen einen LIDAR, das ist ein Lasersystem auf einem Satelliten.
Der misst seit ungefähr zehn Jahren.
Kalypso heißt dieser Satellit und der schickt Laserstrahlen in die
Atmosphäre und misst die Rückstrahlung dieses Laserlichtes zum
Satelliten und kann dann in verschiedenen Höhen die Aerosol- oder
Partikelkonzentration vermessen.
Und da konnte man den Vulkanwolken in verschiedenen Höhen sehr genau
messen.
Das ist ein neues System oder Auswertesystem, was da angewendet wurde.
Und seitdem kann man auch in den niedrigen Höhenschichten unterhalb
von 15, 16 Kilometern diese Aerosolwolke gut vermessen.
Das ist das eine.
Und die andere Technik, wir haben ein sogenanntes Observatorium.
Das ist ein großer umgebauter Container, der fast zwei Tonnen wiegt,
auf einem Passagierflugzeug von Lufthansa eingesetzt.
Und dieser Container ist gefüllt mit wissenschaftlichen Instrumenten,
unter anderem auch für Aerosolmessungen.
Wir können da verschiedene Komponenten messen, Schwefelverbindungen,
Aerosolverteilung etc.
und haben da festgestellt, dass in diesen letzten Jahren mehr Aerosole
in der Atmosphäre, das heißt in 10, 12, 13 Kilometern, dort wo
Passagierflugzeuge fliegen, vorhanden waren.
Das scheint ja eine besonders interessante Zone zu sein, mit der Sie
es da zu tun haben, also diese sogenannte Tropopausenregion.
Ja, die Tropopausenregion ist quasi die Grenzschicht zwischen der
Troposphäre, das ist die Schicht, in der das Wetter stattfindet, wo
man Wolken hat, viel Wasserdampf und der darüber liegenden
Stratosphäre.
Stratosphäre heißt stratifiziert, also wie eine riesige
Inversionsschicht liegt diese Stratosphäre über der Troposphäre und
genau diese Grenzschicht ist die Tropopause.
Das Wichtige ist, dass zum großen Teil in dieser Tropopausenregion der
Treibhauseffekt gemacht wird, das heißt nicht nur der natürliche
Treibhauseffekt, man muss wissen, dass ohne der Atmosphäre es ungefähr
33 Grad kälter wäre, das ist der sogenannte natürliche
Treibhauseffekt, der wird zum großen Teil über Wasserdampf, über
Wolken, aber auch über CO2, Methan gemacht und darauf gibt es nochmal
einen anthropogenen, einen menschengemachten Treibhauseffekt und beide
werden zum großen Teil in dieser Tropopausenschicht generiert.
Und wir oder Passagierflugzeuge fliegen gerade in dieser so wichtigen
Region und haben dort festgestellt, dass die letzten 5 bis 10 Jahre
mehr Aerosole da waren als typisch.
Es werden ja Aerosole auch durch normale Luftverschmutzung, sag ich
mal, dort hinaufgebracht.
Wie kann man unterscheiden, was gehört zum Vulkan, was gehört
möglicherweise zu einer Fahne von Metropolen?
Man nimmt normalerweise sogenannte Tracer, das sind Nachweisstoffe,
die von einem Vulkan emittiert werden und das ist zum großen Teil
Schwefel.
Schwefelverbindungen werden vom Vulkan emittiert als Gas und werden
dann in der Atmosphäre, also Stunden, Tage, Wochen später, konvertiert
in Aerosolpartikel.
Das, was man sieht normalerweise bei Vulkanen, also Staub etc., das
fällt relativ schnell wieder runter, das lebt nicht sehr lange, das
wird ausgewaschen durch Wolken, durch Niederschlag, aber dieser
Schwefel ist ja gasförmig, der bleibt in der Atmosphäre und wird dann
langsam umgewandelt in Aerosolpartikel und kann dort in 10, 12, 14
Kilometer relativ lang überleben.
Wie funktioniert dann dieser Kühlungseffekt dieser Schwefelpartikel?
Werden die zu Nukleen für Wolken oder wie funktioniert das?
Also einmal gibt es einen direkten Reflektionseffekt und den
quantifizieren wir auch.
Einfach wie Sie sagten vorhin, Geoengineering, das heißt man bringt
Aerosolpartikel ein und schattet damit quasi die Atmosphäre etwas ab.
So funktionieren diese Aerosolpartikel.
Zum Zweiten haben auch die Aerosolpartikel, ein Einfluss ist richtig,
auf Wolken.
Das heißt als Nukleationspartikel für Wolken und wir konnten in einer
anderen Veröffentlichung tatsächlich nachweisen, dass es einen
gewissen Effekt auf die Aerosol-Wolken-Bildung hatte in den letzten 5
bis 10 Jahren.
Jetzt gibt es da so einen Begriff, der geistert durch die
wissenschaftliche Diskussion mit der sogenannten globalen Verdunklung.
Damit hat es aber jetzt nichts direkt zu tun.
Die Südhalbkugel ist ja sehr sauber und die Nordhalbkugel ist relativ
dreckig.
Und einfach durch Aerosolpartikel, durch Staub, insbesondere in
Metropolen auch, man hat sehr viel Staub und durch diesen Staub hat
man auch viel Dunst.
Und es ist einfach Wasserdampf, der sich auf diesen Staubpartikeln
niederschlägt und dann zum Beispiel in Mexiko oder in Peking einfach
zu diesen Wolken führt.
Aber das ist nur in der Grenzschicht.
Das heißt, es ist nicht so ausgeprägt in der freien Atmosphäre dort,
wo wir messen.
Das heißt, es gehört nicht zu diesen dunkler werdenden Atmosphären.
Jetzt sagen Sie ganz explizit, das ist nur vorübergehend.
Was bringt Sie zu dieser optimistischen Einschätzung?
Wir wissen ja nicht, wie die seismischen Aktivitäten der nächsten 10
Jahre aussehen.
Es könnte ja sein, dass genauso viele Vulkane in dieser kritischen
Region aktiv werden.
Das ist zwar richtig, aber wie Sie sagten, Vulkane brechen immer nur
sporadisch aus und daran.
Und es kommt tatsächlich darauf an, wo die ausbrechen.
Das heißt, in den Tropen ist der Effekt sehr viel größer.
Deswegen, weil die Gase sehr viel höher in die Atmosphäre kommen,
teilweise bis 30, 40 Kilometer Höhe und dort sehr, sehr lange bleiben
können, bis zu 10 Jahren.
Dort, wo wir gemessen haben, außerhalb der Tropen, da ist die
Aufenthaltszeit nicht so groß.
Das heißt, eher im Bereich von 3, 4, 5 Monaten.
Und das konnten wir auch mit diesem Laserinstrument auf dem Satelliten
sehen, wie diese Wolke langsam in der Atmosphäre nach unten gewandert
ist, in die Troposphäre.
Und sobald dieses Aerosol in der Troposphäre ist, wird es einfach
relativ schnell ausgewaschen.
Warum sind diese Vulkane im Bereich des Äquators besonders kritisch?
Ich kann mich erinnern, da gab es hier in Island einen Vulkan, der den
ganzen Flugverkehr durcheinandergebracht hat.
Warum spielen die nicht so eine Rolle?
Also in den Tropen ist die sogenannte intertropische Konvergenzzone.
Das ist warm, es gibt sehr, sehr starke Gewitter und sehr, sehr hohe
Wolken.
Und in dieser innertropischen Konvergenzzone hat man eine allgemeine
Aufwärtsbewegung, die Luftmassen dann in größere Höhen transportiert.
Und dort durch diese große oder starke Strahlung in den Tropen hat man
auch quasi eine permanente Aufwärtsbewegung durch wärmewerdende Luft.
Und die wird dann in die Stratosphäre transportiert.
Und diesen Aufwärtstransport hat man denn außerhalb der Tropen nicht.
Vulkaneruptionen, vor allem wenn sie in den Tropen geschehen, haben
einen kühlenden Effekt auf das Weltklima.
Nach der Musik folgt der zweite Teil des Gesprächs mit dem
Klimaforscher Dr. Andreas Zahn.
Dann wird es um die klimapolitische Bedeutung dieser
Forschungsergebnisse gehen.
Der KIT-Klimaforscher Dr. Andreas Zahn gehört zu einem internationalen
Wissenschaftlerteam, das die Auswirkungen von Vulkaneruptionen auf das
Weltklima untersucht hat.
Ihr Fazit?
Die durch Eruptionen in die Tropopause gelangten Partikel haben
tatsächlich einen, wenn auch kleinen, kühlenden Effekt.
Im zweiten Teil des Gesprächs mit Dr. Zahn stellt mein Kollege Stefan
Fuchs die Frage, ob Vulkane die Klimakatastrophe verlangsamen können.
Kann man jetzt das irgendwie beziffern, wie viel, Sie sagen 10
Prozent, dazu beigetragen, dass die globale Temperatur nicht den
Modellen entsprechend angestiegen ist?
Sind dann irgendwelche 0,0 Celsius oder wie kann man das dann sagen?
Tatsächlich ist es sehr, sehr wenig.
Also der Klimaeffekt, den wir berechnet haben, liegt tatsächlich in
dem Bereich zwischen 5 und 10 Prozent.
Das ist also sehr wenig.
Also diese vermutete, berechnete Temperaturerhöhung war durch diesen
Effekt nur 5 bis 10 Prozent kleiner.
Wie Sie eingangs sagten, hat man festgestellt, dass in den letzten 10
bis 15 Jahren es weniger oder weniger Schnellwärme geworden ist.
Da gab es eine ganze Reihe von Veröffentlichungen, die haben zum einen
gezeigt, dass das gar nicht so richtig ist.
Zum einen, weil sich die Arktis sehr viel schneller aufwärmt als die
Bereiche in den Tropen.
Und in der Arktis gibt es aber wenige Messstationen und die wurden
nicht entsprechend gut berücksichtigt.
Das heißt, wenn man diese sehr starke Temperaturerhöhungen in der
Arktis berücksichtigt, ist dieser Effekt schon ein bisschen kleiner.
Das heißt, dann sieht man ein bisschen stärkere Aufheizung.
Und zum Zweiten konnte man feststellen, dass insbesondere der Ozean
einen großen Beitrag geliefert hat.
Und zwar, dass sich der Indische Ozean stärker aufgeheizt hat als der
Pazifische Ozean.
Und da nicht in der Deckschicht, sondern ein bisschen tiefer in den
unteren Höhenschichten.
Das heißt so ungefähr zwischen 100 Meter Tiefe und 300 Meter Tiefe.
Da wird zum großen Teil diese Wärme deponiert.
Das heißt, diese Durchschnittszahlen auf Globale sind möglicherweise
auch ein bisschen trügerisch?
Durchschnittszahlen sind immer trügerisch.
Man muss sich auch vorstellen, wenn man gesagt bekommt, dass es vor 20
.000 Jahren nur 4 oder 4,5 Grad kälter war als heute, dann würde man
denken, naja gut, gar nicht so viel.
Aber da war gerade der Höhepunkt der letzten Eiszeit und in Hamburg
war es 20 Grad kälter.
Das hängt zum großen Teil an den Ozeanströmungen und man muss sehr,
sehr genau unterscheiden, ob man diese globale Mitteltemperatur oder
gerade außerhalb der Tropen, in den mittleren Breiten, sind die
Temperaturvariationen sehr, sehr viel stärker als in den Tropen.
Weil die Sonneneinstrahlung hat sich natürlich in den letzten 20.000
Jahren wenig geändert.
Diese Überlegungen oder Erkenntnisse haben jetzt auch einen Aspekt des
Verständnisses der Klimageschichte sozusagen.
Da gibt es ja dieses berühmte Jahr 1815, 1816 vor allem und die
Auswirkungen.
Oder auch man sagt, die Französische Revolution wäre gar nicht
ausgebrochen, wenn da nicht ein Vulkan auch in Indonesien ausgebrochen
wäre.
Was kann man über diese geschichtlichen Aspekte jetzt sagen?
Tatsächlich gab es gerade letzte Woche einen sehr schönen Artikel,
auch in Nature, über die Vulkanausbrüche der letzten 2.500 Jahre.
Und zwar hat man diese Vulkanausbrüche, hat man nachweisen können, in
Eisbohrkernen, indem man, genauso wie wir, einfach dieses erhöhte
Schwefel sich angeschaut hat und dies verglichen hat mit den
Wachstumsraten in Baumringen.
Und man hat festgestellt, dass in den letzten 2.500 Jahren die 15
größten Klimaeinbrüche tatsächlich durch Vulkane hervorgerufen wurden.
Und einer ist dann 1815, das wurde gerade gefeiert, 1815 ist der
Tambora ausgebrochen und ein Jahr später, also die Zeit danach, war ja
das Jahr ohne Sommer.
Und so war das in den vergangenen 15 großen Vulkanausbrüchen ganz
genauso, die teilweise noch deutlich stärker waren wie der vor 200
Jahren.
Wir konnten ja zeigen, dass dieser Effekt nur in dem Bereich von
mehreren Monaten jeweils einen Einfluss hatte, aber diese großen,
wirklich sehr großen Vulkanausbrüche in den Tropen, die haben dann
einen Effekt von bis zu 10 Jahren und können dann zu sehr, sehr
starken Missernten, Völkerwanderungen etc.
führen.
Gut, was bedeutet das jetzt für die klimapolitischen Aspekte?
Die Klimaskeptiker, die ja in Kanada und den Vereinigten Staaten vor
allem sehr stark sind, sagen ja immer, das ist die natürliche
Variabilität.
Was Sie jetzt sagen, wäre so ein Aspekt der natürlichen Variabilität,
weil diese seismischen Aktivitäten ja an unsere Natur gehören?
Leider ist es so, diese schleichende Klimaveränderung ist einfach
sehr, sehr unspektakulär.
Das heißt, es ist eine ganz langsame Klimaerwärmung,
Temperaturerhöhung und solche Effekte, wie es zum Beispiel Vulkane
machen, sind ja einfach undenkbar.
Das heißt, das wird nicht passieren und insofern werden die
Klimaskeptiker natürlich genau solche Argumente wieder rausholen und
dann auch in Klimakonferenzen auch vorbringen.
Aber mittlerweile, es gibt so viele Beweise und man versteht die
Systemerde, auch die Kopplungen mit dem Ozean, mit der Sonne etc.
immer besser und besser.
Und kein seriöser Wissenschaftler wird noch bezweifeln, dass die
Klimaerwärmung fast vollständig durch den Menschen verursacht wurde.
Das war der KIT-Klimaforscher Dr. Andreas Zahn im Gespräch mit dem
Wissenschaftsjournalisten Stefan Fuchs.
Radio KIT auf der 104.8.
Stellen Sie sich vor, Ihr Wecker klingelt, Sie stehen auf und in Ihrer
Küche steht der Kaffee frisch gekocht, der Frühstückstisch ist
gedeckt.
Und auch um das Einräumen der Spülmaschine und das Saubermachen
hinterher müssen Sie sich nicht mehr kümmern.
Das soll schon bald keine Science Fiction mehr sein.
Eine Forschergruppe am KIT um Dr. Niklaus Fahrenkamp befasst sich mit
der Entwicklung von humanoiden Robotern, digitale Einzelmänner im
Alltag sozusagen.
Kira Marie Hettberg hat mit ihm gesprochen.
WMKfunk, Radio KIT präsentiert Beiträge des Studiengangs Wissenschaft,
Medien, Kommunikation.
Was steckt eigentlich hinter dem Begriff der humanoiden, also
menschenähnlichen Roboter?
Ja, das sind Roboter, die der menschlichen Gestalt nachempfunden sind
und wir sind natürlich daran interessiert, Roboter zu bauen, die dem
Menschen zur Hand gehen können, das heißt auch im Haushalt vielleicht
Aufgaben übernehmen können und dazu brauchen sie humanoide Gestalt.
Als eine besonders schwierige Herausforderung für einen humanoiden
Roboter im Haushalt, stelle ich mir die ständig verändernden
häuslichen Umgebungen vor.
Es steht plötzlich eine Getränkepackung im Weg, wenn der Roboter die
Spülmaschine ausräumt oder eine andere Person gibt einen Befehl.
Wie gelegen Roboter wie er mal die Anpassung an die ständig ändernden
Umgebungen?
Wir versuchen natürlich dem Roboter möglichst adaptiv zu machen, dass
er sich an neue Gegebenheiten anpassen kann.
So muss er zum Beispiel in der Lage sein, neue Objekte zu lernen, sich
an verschiedene Personen anzupassen.
Hier werden dann Lernverfahren eingesetzt.
Ja, natürlich ist es ein sehr komplexes System, das heißt wir müssen
hier verschiedenste Eigenschaften unter einen Hut bringen.
Zum einen haben wir natürlich sehr viele Sensorungenauigkeiten, wir
haben Rauschen, aber auch unbekannte Szenen, neue Objekte und neue
Aufgaben, die der Roboter von bekannten Szenen und Situationen
ableiten muss.
Und hier sehe ich eigentlich die Schwierigkeit, dass wir versuchen,
nicht alles so vorzuprogrammieren und einzustellen vorab, sondern dass
wir während der Ausführung von bekannten Wissen adaptieren können und
uns so neuen Situationen stellen können.
Ein Mensch zeichnet unter anderem ja auch seine Lernfähigkeit aus.
Um einem Roboter menschenähnlich gestalten zu können, ist es also
wichtig, ihm das Erlernen von verschiedenen Fähigkeiten beizubringen.
Erklären Sie unseren Hörern doch einmal kurz, wie lernt ein Roboter
etwas?
Das ist natürlich eine komplexe Sache.
Wir als Menschen haben natürlich sehr viel Hintergrundwissen.
Wenn jetzt ein Roboter zum Beispiel eine neue Getränkepackung
einlernt, lernt er nur einen kleinen Teil dessen, was ein Mensch
lernt.
Zum Beispiel die visuellen Merkmale, um diese Getränkepackung dann
wieder zu erkennen.
Wenn jetzt ein Roboter so eine komplexe Aktion wie etwas aus dem
Kühlschrank holen lernen soll, muss man ihm mit sehr viel
Hintergrundwissen ausstatten.
Er muss wissen, wie öffnet man normalerweise eine Tür.
Und dann muss er in der Lage sein, dieses Wissen dann anzupassen an
Neugegebenheiten.
Und da gibt es eigentlich noch viel zu tun.
Die Roboter sind dazu noch nicht in der Lage, aber wir arbeiten
natürlich daran.
Als Alltagshelfer ist es ja auch Aufgabe eines Roboters, Dinge zu
ergreifen.
Doch je nach Beschaffenheit eines Gegenstandes muss man ja entweder
fester oder vorsichtiger zupacken.
Beschreiben Sie doch mal, wie man einem Roboter dann beibringt, dass
er einen Löffel beispielsweise anders halten muss als eine Birne.
Hier kommt es natürlich darauf an, dass der Roboter mit möglichst
vielen und sehr guten Sensoren ausgestattet ist.
Die menschliche Hand hat natürlich ein ganz tolles Sensorsystem, was
wir aktuell noch nicht technisch nachbilden können.
Aber auch hier die ARMA-Roboter sind beispielsweise mit einer
künstlichen Haut ausgestattet, so dass wir in der Lage sind, die
taktilen und haptischen Eigenschaften von Objekten zu ermitteln.
Und dies wird dann benutzt, um möglichst genau zu greifen.
Wir geben dem Roboter eigentlich ein taktiles Profil vor.
Wie fest soll er zugreifen?
Welche Finger soll er benutzen?
Und wie soll er sich an das Objekt adaptieren?
ARMA- beziehungsweise generell humanoide Roboter handeln also völlig
autonom.
Sie fällen selbstständige Entscheidungen und sind lernfähig.
Sie stehen zudem im direkten und auch ungeschützten Kontakt zu den
Menschen.
Wie ist dann gewährleistet, dass ein Roboter wie ARMA nicht auch AMOK
läuft?
Ja, das ist natürlich eine beliebte Frage.
Das kennt man aus den Science-Fiction-Filmen.
Wie kann man sowas verhindern?
Zunächst ist es erstmal so, dass natürlich der Roboter nur genau das
macht, was man ihm einprogrammiert.
Es ist noch nicht so weit, dass der Roboter komplett selbstständig
neue Aufgaben sich erschließt und komplett neue Aufgaben oder Aktionen
sich selber plant.
Also da ist noch sehr viel Handarbeit und Programmierarbeit nötig, um
den Roboter jetzt wirklich zu adaptieren.
Das heißt, dass er jetzt wirklich sich selbstständig in einem Haushalt
zu schaffen macht, da sind wir doch noch ein bisschen von entfernt.
Also wie wir gerade gehört haben, dauert es noch etwas länger, bis
diese Alltagshelfer marktreif sind.
Und es wird halt noch einige Jahre vergehen.
Können Sie unseren Hörern trotzdem schon mal eine Prognose geben, wann
ein Orthonormalverbraucher Roboter wie ARMA 3 zu erschwinglichen
Preisen ergattern kann?
Ja, das ist natürlich jetzt auch nicht so leicht abzuschätzen.
Aber was man sich vorstellen kann, ist, dass so in den nächsten zehn
Jahren einfache Systeme auf den Markt kommen, die jetzt vielleicht
noch nicht so komplex sind wie der ARMA, also zum Beispiel zwei Arme
haben oder auch Beine haben.
Sondern das sind einfachere Systeme, die vielleicht nur einen Greifer
haben und vielleicht in einer sehr bekannten, sehr begrenzten
Umgebung, die Menschen dann schon mal zur Hand gehen können,
vielleicht die Geschirrspülmaschine einräumen.
Wenn man dann weiter schaut, da ist natürlich die Abschätzung sehr
schwierig.
Jetzt in 20, 30 Jahren kann man sich aber auch schon vorstellen, mit
der heutigen Entwicklung und was wir sehen, was an neuer Hardware und
auch dann an Software auf den Markt kommt, kann man sich vorstellen,
dass in 20, 30 Jahren vielleicht dann solche Roboter mal auf dem Markt
sind.
Zum Abschluss möchte ich Sie einmal bitten, hierzu kurz Stellung zu
nehmen.
Roboter sind leistungsstark, sie vergessen nichts und ebenso ermüden
sie nicht.
Sie kosten nichts außer den Anschaffungskosten und gelegentlichen
Reparaturen.
Welche Auswirkungen wird das auf den Arbeitsmarkt haben?
Ja, natürlich kann es sein, dass einfache Tätigkeiten durch Roboter
ersetzt werden, genauso wie es in der Produktion ja auch schon der
Fall ist.
Das sind aber meistens Tätigkeiten, die Leute nicht so gerne machen.
Also vielleicht abspülen, vielleicht putzen, vielleicht auch einkaufen
gehen später einmal.
Das heißt, es werden neue Arbeitsplätze geschaffen, so zum Beispiel in
der Roboterforschung, in der Entwicklung, in der Programmierung, im
Design.
Und dann verdrängen diese neuen Arbeitsplätze die alten, vielleicht
auch nicht so erwünschten Arbeitstätigkeiten.
Das war Kira Marie Hettberg im Gespräch mit dem Robotiker Dr. Niklaus
Fahrenkamp.
Ein Experteninterview aus der Reihe WMKfunkt von Studierenden des KIT
-Studiengangs Wissenschaftskommunikation.
Radio KIT mit dem Neuesten aus Wissenschaft und Technik.
Wir senden jeden Donnerstag von 17 bis 18 Uhr auf der 104.8.
Während der Sendezeiten sind wir auch im Livestream auf radio.kit.edu
zu hören.
Dort gibt es außerdem Hinweise zu den Beiträgen und viele weitere
Informationen zu Radio KIT selber.
Die Wiederholung der aktuellen Sendung läuft jeden Freitag zwischen 10
und 11 Uhr.
Wenn Sie mit uns in Kontakt treten möchten, dann besuchen Sie uns auf
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Dort einfach Radio KIT in die Suchleiste eingeben und schon öffnet
sich unsere Seite.
Es geht weiter mit einem Song von Jim Crook und Don McGlean, Time in a
Bottle.
Musik Bis 2015 soll die Hälfte des Energiebedarfs in Deutschland durch
erneuerbare Energien abgedeckt werden.
Schon in sechs Jahren soll das letzte Atomkraftwerk vom Netz gehen.
Das große Problem bei Sonnen- oder Windenergie?
Die Sonne scheint leider nicht immer dann, der Wind weht leider nicht
immer dann, wenn die Energie gebraucht wird.
Das KIT hat jetzt eine Pilotanlage fertiggestellt, die es möglich
machen soll, die überschüssige Energie aus Sonne oder Wind in Form von
Methangas zu speichern.
Wie die Umwandlung von Ökostrom in Methangas funktioniert, erklären
Projektleiter Dr. Siegfried Bajor und Diplomchemiker Dominik
Schollenberger im Gespräch mit Joe Lucas-Hoffmann.
Radio KIT präsentiert Beiträge des Studiengangs Wissenschaft, Medien,
Kommunikation.
Das Ziel des Verfahrens ist es, ein Erdgas-Substitut herzustellen.
Wir gehen davon von einer Biomasse aus, die in einem vorgelagerten
Prozessschritt vergast wird und somit entsteht ein Synthesegas.
Das ist ein CO, H2-reiches Gas.
Diese Komponenten geben wir in unsere Anlage und haben darin ein neues
Reaktorkonzept, wo wir eine sehr effiziente Wärmeabfuhr haben, wo wir
den Prozess mehr oder weniger intensivieren und erreichen so ein
einspeisefähiges Erdgas-Substitut, das man dem Erdgasnetz dann zugeben
kann.
Es gilt ja auch als Speichermöglichkeit für regenerative Energien.
Da gibt es ja schon viele andere Konzepte, zum Beispiel
Pumpspeicheranlagen.
Die Kapazität von diesen Pumpspeicherkraftwerken in Deutschland ist so
gering, dass man die erwartenden Schwankungen bei der
Elektrizitätserzeugung durch regenerative wie Photovoltaik oder
Windstrom nicht auffangen kann.
Die Speicherkapazität im Erdgasnetz, also die Umwandlung von
überschüssiger elektrischer Energie in Wasserstoff oder in Methan, so
wie wir das betreiben, bietet das Potenzial, alles was man erwartet in
Zukunft als Überschussstrom locker abzufangen.
Der Weg, den wir eben beschreiten, ist der über die chemischen
Energieträger, die eben ganz einfach die höchste Speicherdichte haben.
Das ist halt Methan in unserem Fall, weil es dafür halt eine ganz
tolle Infrastruktur gibt in Deutschland.
Es gibt überall ein Gasnetz, quasi überall in jedem Haus, an jedem
Bauernhof finden sie einen Gasanschluss heutzutage und können ins
Gasnetz rein.
Wo könnte man denn die Anlage später dann überall einsetzen?
Die Anlage als solche braucht eigentlich keine besonderen
Standortfaktoren.
Man muss eine Kohlenstoffquelle in der Nähe haben.
Das heißt in dem Fall, wie wir jetzt das Konzept hier verwirklicht
haben im Pilotmaßstab, ist es eben eine Biomassevergasung, aus der
eben CO2 und CO rauskommen, die man dann mit dem Wasserstoff eben
umwandeln kann zum Methan.
Denkbar ist es aber natürlich auch, zum Beispiel an einer Biogasanlage
auf dem Bauernhof CO2 zu nehmen und dieses umzuwandeln zum Methan und
in das Gasnetz einzuspeisen.
Wie effizient ist denn die Anlage bisher?
Das, was wir so realisieren können, liegt in der Gegend von 60%.
60% landen wirklich hinterher in unserem Zielprodukt, im Methan.
Die anderen 40% fallen im Wesentlichen als Abwärme an, die man
natürlich auch nutzen kann.
Das ist also nicht wirklich ein Verlust.
Man kann die natürlich nehmen, um dann zum Beispiel die
vorgeschalteten Prozesse wie diese Biomassevergasung oder ein
Biogasprozess oder sonst was zu optimieren und dort diese Wärme
einzukoppeln als Energiequelle und damit wieder was Fossiles oder auch
was Regeneratives zu ersetzen.
Das ist jetzt ja regenerativer Strom, der verwendet wird, um ein Gas
herzustellen, das dann sozusagen bei der Verbrennung wieder CO2
erzeugt.
Und jetzt ist da die Frage, ob das nicht paradox ist, sozusagen CO2
-neutralen Strom so zu speichern, dass im Endeffekt dann wieder CO2
entsteht.
Das CO2, das bei der Nutzung des Methans freigesetzt wird, ist
natürlich Kohlenstoff, den die Pflanzen, die ich für den Prozess
eingesetzt habe, im Laufe ihres Lebens aus der Atmosphäre aufgenommen
haben.
Würde ich das Gas einfach nur reinigen und ins Gasnetz einspeisen,
würde dieses CO2 schon da abgeschieden werden und freigesetzt.
Dadurch, dass ich es nochmal umwandle zu weiterem Methan, nutze ich
das natürlich nochmal additiv.
Das ist also quasi, wenn Sie so wollen, eigentlich eine CO2-Senke in
den gewissen Grenzen.
Es ist natürlich nicht so, dass es wie bei einem CCS-Verfahren
irgendwohin verbracht wird und wirklich verschwindet, aber es wird
zumindest noch einmal genutzt.
Das ist der Vorteil davon.
Und beim Einsatz von Biomasse hat es natürlich den Charme, dass selbst
dann, wenn es letztendlich freigesetzt wird als CO2, dann ist es immer
noch klimaneutral, weil es ja ursprünglich aus der Biomasse kam.
Wie kam denn die Idee überhaupt?
War es ein Zufall oder war es schon direkt von Anfang an ein geplantes
Projekt, Energie zu speichern?
Zunächst ist es eigentlich nicht unter dem Gesichtspunkt der
Energiespeicherung entstanden.
Das hat eigentlich angefangen unter dem Aspekt der
Elektrizitätserzeugung mit Brennstoffzellensystemen.
Unter diesen Aspekten kamen wir auch zur Methanisierung.
Und der nächste Schritt war da natürlich so eine Art Übertragung des
Gelernten auf andere Prozesse.
Und man hat sich gesagt, naja, Methanisierung ist auch eine
Möglichkeit, um aus Biomasse, dem Synthesegas, das da rauskommt, eine
Komponente zu machen, die man ins Gasnetz einspeisen kann.
Und dann eben Methan, wie die Methanisierung schon einen Namen trägt.
Und in den letzten Jahren kam eben diese Problematik mit der
Energiespeicherung dazu.
Und gerade da hat man dann gesagt, ist das ein perfekter
Lösungsansatz.
Und so hat man natürlich diese Arbeiten fortgesetzt.
Wie lange hat der komplette Prozess oder die Entwicklung gedauert?
Das ist ganz klar nicht so wie bei Daniel Düsentrieb, der mal kurz
einen Geistesblitz hat und am nächsten Tag ist die Anlage fertig.
Also dieses Demo-SNG-Projekt hat angefangen 2011, als man im Prinzip
gesagt hat, wir sind jetzt im Labor so weit, dass man aus dem Labor
raus kann.
Das ist natürlich dann immer so die Frage, wen hat man da als Partner?
Gibt es dann eine Firma, die gleich sagt, das klingt wunderbar, wir
sind bereit hier Millionen reinzuschießen, um das Ding großzubauen?
Oder muss man den Weg gehen, so wie wir den jetzt im Prinzip gegangen
sind, dass man über so eine Einrichtung wie KICK im Prinzip einen
Zwischenschritt geht, also eine Anlage bauen kann, die in einem
Maßstab ist, der auch wirklich überzeugt.
Also das ist nichts, wo ein Investor davor steht und sagt, ja ist
schön, aber jetzt baut es mal größer.
Da kann man das Ding wirklich sehen, da sind viele Komponenten im
Prinzip schon eins zu eins zu einer großtechnischen Anlage realisiert.
Und der nächste Schritt, um sowas wirklich größer zu bauen, der ist
dann wirklich nur noch klein.
Das Risiko also für einen Investor auch sehr gering.
Wie viel Methan entsteht denn sozusagen in einem Tag, wenn man die
Anlage betreibt?
Zehn Kubikmeter pro Stunde ist so das, was wir im Prinzip schon
gemacht haben mit der.
Dann sind es also 200 Kubikmeter ungefähr pro Tag, sagen wir einfach
mal als griffige Größe.
Das war Joe Lukas Hoffmann im Gespräch mit Dr. Siegfried Bajor und
Diplomchemiker Dominik Schollenberger zu den Möglichkeiten einer
Speicherung von Ökostrom durch Umwandlung in Methangas.
Ein Experteninterview aus der Reihe WMKfunkt von Studierenden des KIT
-Studiengangs Wissenschaftskommunikation.
Das war Radio-KIT Wissen für heute, das Neueste aus Wissenschaft und
Technik.
Wir verabschieden uns für heute mit den Temptations Papa was a Rolling
Stone.
Ich bin Britta Hagemann, allen unseren Hörern einen schönen Abend und
bis zum nächsten Mal.