Wege zur Zukunft

Projekte für
eine bessere
Welt

Zukunft passiert nicht einfach. Sie wird zu großen Teilen so sein, wie Menschen sie erdacht, geplant und gestaltet haben. Das gilt gerade auch für die Zukunft wesent­licher Bereiche: Mobilität, Ernährung und Energie­versorgung.

Die ersten Schritte in eine lebens­werte, bessere Welt führen in Test­umgebungen, Technologie­zentren, Simulatoren und an Trainings­orte. Hier wird geforscht, Neues gewagt und erlernt. Hier werden Dinge erprobt, die zukünftig die Menschen bewegen, den Klima­wandel aufhalten, satt machen und uns alle mit grüner Energie versorgen sollen. Gehen Sie mit uns auf den Weg zu vier dieser Orte und ihren zukunfts­weisenden Projekten.

Von Null auf 900.
Von 24 auf 1000.

Eine fast luft­leere Röhre, in deren Vakuum sich Kapseln mit sehr großen Ge­schwin­dig­keiten bewegen: In so einem Hyper­loop könnte man etwa zwischen zwei Städten so schnell rasen und reisen, wie sonst nur im Flug­zeug. Ingenieu­rinnen und Ingenieure der Technischen Universität München stellen sich das nicht nur vor. Sie wollen die Vision des Hyper­loop als nach­haltiges Mobilitäts­angebot Wirklich­keit werden lassen. Nach den Plänen der Forschungs­gruppe sollen in nicht zu ferner Zukunft Transport- und Passagier­kapseln mit 900 Kilometern pro Stunde Personen und Güter ans Ziel bringen. Die Fahrten im Hyper­loop können beispiels­weise inner­deutsche Kurz­strecken­flüge ersetzen. Betrieben werden sie rein elektrisch und, mit Ökostrom, klimaneutral.

Die Gegenwart des Hyper­loop ist 24 Meter kurz. In dieser Versuchs­röhre untersucht und testet das Team der TU München den Antrieb, die Schwebe­technik und das Verhalten der Trans­port­kapsel – „Pod“ genannt – im Vakuum. Am 10. Juli 2023 fand dann die erste Fahrt mit dem Pod statt. Mit Erfolg: Die Test­strecke wurde in ein Vakuum versetzt, die Passagier­kapsel, besetzt mit Ingenieuren, setzte sich fast schwerelos in Bewegung. Schon bald sollen die Aus­fahrten im Hyper­loop ein paar Sekunden länger dauern: in einer dann 1.000 Meter langen Röhre.

Die Forschungs­gruppe kann nun zeigen, wie künftige Hyper­loop-Systeme aussehen könnten. Der Wechsel vom Modell­maßstab auf reale Ab­messungen und insbe­sondere Europas erster Passagier­test unter Vakuum­bedingungen sind ein wichtiger Meilen­stein, um die Technik bald zu skalieren und längere Test­segmente zu realisieren. Das Team rechnet nicht nur die Antriebs­technik durch, sondern kalkuliert auch die Kosten für einen Regel­betrieb etwa zwischen zwei Ballungs­räumen in Deutschland. Die über­raschende Erkennt­nis: Der Bau des Hyper­loop wäre nicht teurer als der einer neuen ICE-Strecke.

Mahlzeiten
aus Molekülen.

Pfirsich-Knoblauch-Eis oder Vegan-Vanilla-Frapucchino: Solche exo­tischen Genüsse sind nicht gemeint, wenn von „New Food“ die Rede ist. Viel­mehr geht es hier­bei um völlig neuartige Lebens­mittel, protein­reich und nahr­haft, um zukünftig mehr Menschen mit weniger Ressourcen ernähren zu können. New Food basiert auf pflanz­licher, Pilz- und Algen­basis, oder gewonnen aus Fermentation. Auch mit Zell­kulturen wird bei New Food ex­pe­rimentiert sowie mit Zutaten aus Insekten.

Vorangetrieben wird das Konzept weltweit von der Ernährungs­industrie. Die sogenannte zelluläre Land­wirt­schaft soll schon im Jahr 2030 ein Markt­volumen von mehr als 500 Milliarden Dollar erreichen. Ob sich jedoch für das einzelne Unter­nehmen eine Investition in diese Art der Zukunft lohnt, ist ungewiss. Das Investitions­risiko minimieren und gleichzeitig die Erfolgs­chancen innovativer Lebens­mittel maximieren: Dafür hat die GEA Group, einer der führenden System- und Technologie­anbieter für die Ernährungs­industrie, einen zentralen Hub eröffnet. Das „New Food Application and Technology Center of Excellence” (ATC) will New-Food-Innovationen fördern.

Die Anlage bietet modernste Bio­reaktoren und Technologien für die Präzisions­fermentation im Pilot­maßstab. Kunden können das ATC nutzen, um hier ihre eigenen Innovationen weiter­zu­entwickeln und die Produktion in größeren Mengen zu testen. Gerade die Hoch­skalierung auf einen industriellen Maßstab, vom Molekül zur Mahl­zeit, ist meist der Knack­punkt im New-Food-Segment. Oft gelingt es nicht, erfolgreiche Kleinst­mengen aus dem Labor in großen Chargen zu reproduzieren. Das ATC schließt die Lücke zwischen Test­landschaft und Industrie, ohne dass Kunden sofort in Groß­anlagen investieren müssen.

Die Entwicklungs­teams der Nahrungs­mittel­produzenten lernen im ATC ihre New-Food-Zellen in allen Prozess­stufen kennen. So können die Fermenter- und Bio­reaktor­systeme mit nahezu jedem Zell­typ ein­gerichtet werden. Zell­bedingungen werden überwacht, die Reprodu­zier­barkeit wird bewertet, Effizienz­verluste oder -gewinne lassen sich prognos­tizieren.

Die Nahrungs­mittel, die in dieser futuristischen „Test­küche“ entwickelt und erstmals produziert werden, sollen dazu bei­tragen, die Massen­tierhaltung zu beenden, den Hunger in der Welt zu be­siegen und sich auch auf unseren Tellern wiederfinden.

Mit kontinuierlichem Training
zur vertrauens­würdigen KI.

Systeme Künstlicher Intelligenz sind ein globaler Trend. In sämtlichen Lebens­bereichen – vom Smartphone, über Industrie- und Büro-Anwendungen, bis hin zum medi­zinischen Fort­schritt werden KI-Lösungen unsere Zukunft bestimmen. Umso wichtiger, dass sie bestimmten Qualitäts­normen entsprechen, verlässlich arbeiten – also vertrauens­würdig sind. Schließlich werden sich nur solche Künstliche Intelligenzen am Markt durchsetzen, denen man vertrauen kann. Die Vorstellung, dass eine KI irgendwann die Kontrolle über die Menschen übernimmt, sollte höchstens in dystopischen Filmen Wirklichkeit werden.

Um die Qualität von KI-Systemen zu fördern und nachweisbar zu machen, haben das Land Hessen und der VDE Ende 2022 den bundes­weit ersten „AI Quality & Testing Hub“ eingerichtet. Hier können Unter­nehmen vor allem aus dem Gesund­heits-, Finanz- und Mobilitäts­sektor Qualitäts­eigen­schaften selbst entwickelter KI-Systeme nachweisen und verbessern. Im November 2023 wurde der Hub in ein Konsortium berufen, das ein frei­williges KI-Güte­siegel entwickeln wird. Im Rahmen der vom Bundes­ministerium für Digitales und Verkehr gestarteten „Mission KI“.

Die Expertinnen und Experten im AI Quality & Testing Hub beraten und unterstützen die Unter­nehmen bei Anwendungs­entwicklung, Tests, Datenverwaltung und Qualitäts­sicherung. Wesentliches Element ist das kontinuierliche Lernen und die fachliche Weiter­entwicklung von Mit­arbeiterinnen und Mit­arbeitern der Unternehmens­kunden. So wie eine KI mit wiederholtem Training immer besser wird, erhalten auch die KI-Teams selbst kontinuierliche Schulungs- und Trainings­programme. Die Inhalte umfassen Grund­lagen der KI-Qualität, die techno­logischen Umgebungen und die aktuellen recht­lichen Rahmen­bedingungen. Im Hub kann man sich zudem beraten lassen, ob unternehmens­eigene KI-Systeme und Prozesse allen not­wendigen Sicherheits- und Compliance-Standards entsprechen. Wer diesen Weg kontinuierlich beschreitet, schafft Vertrauen in die eigenen KI-Entwicklungen. Und sichert sich damit einen Vorsprung für die Zukunft.

Wasserstoff erleben,
Wissen vermitteln.

Das Wasserstoff-Kernnetz kommt: Ein wichtiger Bestand­teil auf dem Weg zu einem klima­neutralen Deutschland im Jahr 2045. Dafür wird in Zukunft durch das Rohr­leitungs­netz von OGE Wasser­stoff transportiert – und das will bestmöglich vorbereitet sein. OGE baut dafür derzeit ein europa­weit einzigartiges Schulungs­zentrum: Die Wasser­stoff-Trainings­strecke am Betriebs­standort in Werne. Die Modell­anlage im Maßstab 1:1 bildet mithilfe eines Closed Loop Prozesses technische Aspekte des sicheren und effizienten Fernleitungs­transports ab. Dabei baut OGE auf die jahrzehnte­langen Erfahrungen mit dem zu­ver­lässigen Transport von Erdgas durch das eigene Rohrleitungs­netz. Viele Prinzipien und Prozesse lassen sich auf das Wasser­stoff-Kern­netz übertragen und dort nutzen.

Auf der Trainings­strecke werden Fachkräfte und Auszu­bildende von OGE im praktischen Umgang mit Wasser­stoff geschult. Später sollen auch Fach­kräfte anderer Netz­betreiber vor Ort das notwendige Wasser­stoff-Wissen erhalten.

„Wir schulen hier Fachleute von OGE und später auch von anderen Netz­betreibern. Damit sie im praktischen Umgang mit Wasser­stoff an Sicherheit gewinnen und zu künftigen Profis für den Betrieb unsers Wasser­stoff-Fernleitungsnetz werden.“

Thorsten Lauzat, Leiter H2-Trainingsstrecke

Entlang des Closed Loop werden verschiedene Trainings­module angeboten:

  • Handhabung von Wasserstoff
  • Wartung und Instandhaltung
  • Maßnahmen im laufenden Betrieb
  • Einsatz mobiler Betriebsmittel
  • Zukünftige Technologien und Verfahren

Diese Praxis­schulungen werden ergänzt von Grundlagen­schulungen in Kooperation mit dem DVGW und dem Gas- und Wärme-Institut Essen e. V. (GWI), einem Forschungs- und Dienst­leistungs­institut des deutschen Gasfachs.

„Wir haben Kolleginnen und Kollegen aus der Technik gefragt, was sie wissen müssten und aus­probieren wollen, um das Wasser­stoff-Kernnetz betreiben zu können. Auf der Basis haben wir das Design der Trainings­strecke entwickelt.“

Raphael Heuser, Technische Projektleitung

Wer anderen wertvolles Know-how vermitteln will, muss sich zunächst selbst weiter­bilden – im Fall der Trainings­strecke live am Objekt: So wurden bereits die Planungs- und Bauphasen dazu genutzt, die Auslegung, Konzeptio­nierung und Reali­sierung von Anlagen und Leitungen für Wasser­stoff zu erlernen. Regelwerke, Normen, die verbauten Anlagen­komponenten: Vieles davon war auch für die Erdgas-Profis neu. So müssen die Verdichter und Apparate H2-tauglich sein. Auch verhalten sich Wasser­stoff-Moleküle aufgrund ihrer physika­lischen Eigen­schaften zum Teil deutlich anders als Methan-Moleküle (etwa hinsichtlich ihrer Dichte, dem Verhalten bei Ent­spannung, sowie ihrer Zünd­fähigkeit).

Wie das in der Praxis funktioniert und welche technischen und betrieb­lichen Maß­nahmen dafür gebraucht werden: Das wurde bereits in der Engineering-Phase evaluiert und wird in der Inbetrieb­nahme umgesetzt.

Dieses Wissen wird dann ab Eröffnung weiter­gegeben. Gleichzeitig werden Erfahrungen mit dem Betrieb der Wasser­stoff­anlage gesammelt, die in die Work­shops und Trainings einfließen. So entsteht ein „Closed Loop“ an Kompetenz­vermittlung in Sachen Wasserstoff.

Was beim Hyperloop, im New Food-Labor, dem KI-Zentrum und beim Wasser­stoff­transport passiert, kann übermorgen unser Leben mitprägen. Richtig vorbereitet, gründlich getestet und umfassend trainiert entsteht hier und anderswo eine Zukunft, der wir positiv entgegengehen können. von vorne ansehen