27.10.09 | Die jüngste Ausgabe des Forschungsmagazins "Pictures of the Future" beschäftigt sich mit den Themen Zukunft der Energienetze, Modernisierung von Infrastrukturen und virtuelle Realitäten. Im ersten Schwerpunkt beschreibt das Magazin die Thematik der Smart Grids, also intelligenter Stromnetze. Die Herausforderungen hier sind etwa die schwankende Einspeisung regenerativer Energien aus Offshore-Windparks oder künftig auch aus riesigen Solarthermieanlagen in Nordafrika, wie es die Desertec-Initiative plant. "Pictures of the Future" erläutert, wie solche großen Strommengen schon heute verlustarm über weite Entfernungen transportiert werden können. Ebenso im Blickpunkt: intelligente Lösungen, die Stromproduktion und Stromverteilung im Gleichgewicht halten. Im zweiten Schwerpunkt berichtet die Zeitschrift, wie mit ausgeklügelten Programmen und einfachen Maßnahmen komplexe Infrastrukturen modernisiert und die Effizienz und Betriebsdauer älterer Anlagen erheblich erhöht werden können, statt teure Neuinvestitionen zu leisten. Das gilt für Kraftwerke, Industrieanlagen, Verkehrs- oder Wassernetze gleichermaßen. Im dritten Schwerpunkt berichtet das Magazin über wirtschaftliche Anwendungen in der virtuellen Welt – etwa von automatisierten, virtuellen Produktionslinien, voll funktionsfähigen 3D-Kopien realer Gebäude oder Avataren für chirurgische Trainingsprogramme. Interviews mit Fachleuten wie dem Energie-Experten Hans Müller-Steinhagen, Dan Arvizu vom US-Energieministerium und dem Pionier der virtuellen Realität, Jaron Lanier, ergänzen das Heft ebenso wie ein Gespräch mit Manuel Alberto Diaz, dem Bürgermeister von Miami, über die Notwendigkeit moderner Infrastrukturen. Das Heft kann kostenlos im Internet bestellt werden.

Smart Grid: Stromnetze werden intelligenter

In Zukunft wird Strom als Energieträger immer bedeutender. Schon heute können die Netze die Strommengen kaum bewältigen. Dazu wird der Energiemix immer umweltfreundlicher und zunehmend dezentral erzeugt – das stellt die Infrastruktur vor weitere Herausforderungen, denn der Ökostrom aus Sonne und Wind drückt unregelmäßig in die Netze und bringt sie aus dem Gleichgewicht. Neben dem Ausbau von Stromautobahnen könnte die Lösung das Smart Grid sein: Bei so einem intelligenten Netz wird das Energiesystem mit Informations- und Kommunikationstechnologie ausgerüstet. Damit wäre es transparent und steuerbar. Bislang können viele Energieversorger den aktuellen Stromverbrauch und den Zustand des Netzes nur schätzen. Neben intelligenten Stromzählern und virtuellen Kraftwerken, bei denen mehrere Kleinerzeuger zu einem virtuellen Verbund zusammengeschlossen werden, könnte auch das Elektroauto eine wichtige Rolle für die Stabilisierung der Netze spielen: Als rollende Speicher könnten sie etwa überschüssigen Windstrom zwischenspeichern und bei Bedarf wieder an das Netz abgeben.

Modernisierung von Infrastrukturen spart Geld

Viele Ballungszentren auf der Welt leiden heute unter maroden oder ineffizienten Infrastrukturen – doch die Städte wachsen immer weiter und damit der Bedarf an Kraftwerken, Industrieanlagen, Verkehrs- und Wassernetzen. Bis 2030, schätzt Morgan Stanley, müssen weltweit 41 Billionen US-Dollar in die Modernisierung von Infrastruktursystemen investiert werden. Doch aufgrund der Wirtschaftskrise sind die Haushalte der meisten Stadtverwaltungen knapp bemessen – die Mittel fließen spärlich und können den Bedarf nicht decken. Dabei erhöhen moderne Infrastrukturen nicht nur die Lebensqualität einer Stadt, sondern sparen auch Geld, wie unter anderem Miamis Bürgermeister Manuel Alberto Diaz im Interview mit Pictures of the Future erklärt. Das Magazin erläutert, wie mit ausgeklügelten Programmen und einfachen Maßnahmen komplexe Infrastrukturen modernisiert und die Effizienz und Betriebsdauer älterer Anlagen erheblich erhöht werden kann, statt teure Neuinvestitionen zu machen.

Virtuelle Realitäten

Virtuelle und reale Welt verschmelzen miteinander. "Pictures of the Future" berichtet, wie sich in der 3D-Welt Second Life ganz reale Wartungsarbeiten durchführen lassen oder wie mit Hilfe von Personenstromsimulationen die Sicherheit in Stadien oder anderen öffentlichen Plätzen verbessert werden kann. Die virtuelle Welt eröffnet zudem völlig neue Ansätze in der Materialforschung. So können Siemens-Wissenschaftler an Computermodellen detailliert untersuchen, wie sich Werkstoffe verhalten – ohne das neue Material aufwändig im Labor herstellen zu müssen.