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Durchbruch gesucht

Wenn ein angesehener, aber älterer Wissenschaftler behauptet, dass etwas möglich ist, hat er mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit recht. Wenn er behauptet, dass etwas unmöglich ist, hat er höchstwahrscheinlich unrecht. Dieses Zitat stammt von dem Wissenschaftler und Autor Arthur C. Clarke, der sich zeit­lebens mit der Zukunft beschäftigt hat – vor allem aber auch mit den Schnitzern, die Wissenschaftler bei deren Vorhersagen unterlaufen sind. Clarke beobachtete vor allem, dass es häufig die pessimistischen Prognosen sind, die sich als falsch herausstellen. Und wie andere Forscher weist er darauf hin, dass quasi immer zur rech-ten Zeit ein Innovationsquantensprung die fatale Zuspitzung von Weltproblemen verhindert hat.

Die globalen Herausforderungen kreisen im Wesentlichen um die Themenkomplexe Ressourcen, Umwelt und Gesundheit. Dabei handelt es sich teilweise um Probleme von existenzieller Bedeutung, wie die Versorgung mit Energie und Rohstoffen, zum Teil um Ziele, die wir für wünschenswert halten, wie ein längeres, gesünderes Leben. Auf all diesen Feldern gab es Fortschritte, aber Durchbrüche bleiben aus. Hier liegt ein Betätigungsfeld gerade für die Tüftler des Mittelstands, die für innovative Detailtechnologien von besonderer Bedeutung sind.

Doch wie geht man vor, wenn alle bisherigen Lösungsansätze nicht zum Ziel geführt haben? „Wer einen Innovationssprung sucht, darf nicht im aktuellen Denkrahmen stecken bleiben“, gibt der Wissenschaftsphilosoph John Casti zu bedenken. „Die Lösung findet sich meist erst, wenn man völlig neue, erweiterte Denkmodelle heranzieht. Innovative Technologie setzt innovatives Denken voraus.“

Neue Muster wagen

Was das in der Praxis bedeuten könnte, lässt sich an einem Umweltproblem demonstrieren, für dessen Lösung Innovationen verzweifelt gesucht werden: die Beseitigung des Atommülls. Die Diskussion zwischen Kernkraftbefürwortern und -gegnern findet in dem gewohnten Denkraster statt: Der nukleare Abfall wird Jahrtausende oder gar Jahrmil­lionen lang strahlen. Also werden alle Bemühungen darauf aus­gerichtet, eine auf unendliche Zeit berechnete „Endlagerung“ sicherzustellen. Zu welchen Lösungen kommt man aber, wenn man den ausgetretenen Denkpfad verlässt?

Noch relativ konventionell klingt der bereits aus den 1970er- Jahren stammende Vorschlag, den Atommüll im All zu entsorgen. In der Praxis wird kaum ­jemand diesem Unterfangen ­zustimmen: Die weltweit rund 300 000 Tonnen hoch radioaktiver Abfall in zahllosen Raketenflügen ins All zu transportieren, ohne dass es zu fatalen Unglücken kommt, ist undenkbar, zumindest auf absehbare Zeit.

Was aber, wenn man sich vom Denkrahmen der „Lagerung“ verabschiedet? Teilweise verbrennen wir auch normalen Müll und gewinnen daraus Energie. Wäre das auch mit Atommüll möglich, mit einem kernphysikalischen statt einem chemischen Prozess? Genau diese Frage hat man sich seit Jahren an der Universität von Texas in Austin gestellt und ein Konzept entwickelt, das nun in konkrete Technologie umgesetzt werden könnte.

Die Physiker entwarfen einen Kernspaltungs-/Kernfusions-Hybridreaktor, der radioaktiven Müll zerstört und dabei Energie gewinnt. „Wir haben einen Weg gefunden, den Fusionsprozess dazu zu nutzen, mit relativ geringem finanziellem Aufwand den nuklearen Abfall aus Kernkraftwerken zu zerstören“, erklärt Mike Kotschenreuther, Leiter des Forschungsteams. Die Basis des Verfahrens bildet eine Technologie, die es ermöglicht, in einer kompakten Fusionskammer eine große Zahl von schnellen Neu­tronen zu erzeugen, die auf eine umgebende Schicht aus hoch ­radioaktivem Abfall aus Kernkraftwerken treffen. Dort werden Zerfallsprozesse eingeleitet und aufrechterhalten, durch die die schweren Kerne zerlegt und in harmlose Endprodukte umgewandelt werden – wobei auch noch Energie frei wird.

Ein weiteres Beispiel für ein Problem von globaler Tragweite ist die Versorgung mit Rohstoffen. Die Vorhersagen für ein Ende der Ressourcen haben sich zwar regelmäßig als zu pessimistisch erwiesen, richtig ist jedoch, dass sich irgendwann alle bekannten Lagerstätten erschöpfen werden.

Ideen, diese Situation zu überstehen, sind gefragt und werden auch angeboten, von der Entwicklung neuer Materialien bis zu einer Recyclingquote von 100 %. Damit wird jedoch bestenfalls Zeit gewonnen. Radikale Innovation verlässt dagegen den Rahmen des Denkens in gewohnten Katego­rien. So wendet man sich ganz konkret einem Rohstoffreservoir zu, das in jeder Hinsicht unendlich ist: dem Weltraum.

Wasser aus dem All

Als erstes Unternehmen macht sich die US-Firma Plane­tary Resources daran, Techno­logien für einen Bergbau auf Aste­roiden zu entwickeln. Gefördert von der Finanzkraft reicher Weltraum­enthusiasten, sollen in wenigen Jahren die ersten Späher ins All geschossen werden, um geeignete Kleinplaneten zu finden – jeder von ihnen Lieferant von Billionen Tonnen von wertvollen Rohstoffen wie Eisen, Gold, Uran, Platin – aber auch von einem der wertvollsten Rohstoffe insgesamt: Wasser. Die amerikanische Forschungssonde Dawn fand 2011 erstaunlich große Mengen von Wasser auf dem Asteroiden Vesta, und sowohl der Jupitermond ­Europa als auch der Saturnmond Enceladus verfügen über ein Vielfaches der Wassermenge auf der Erde. Doch um diese Ressourcen zugänglich zu machen, bedarf es neuer Technologien, die teilweise schon in Reichweite liegen, zum Teil aber noch in den Sternen ­stehen. Dazu gehören Raumschiffantriebe und weltraumtaugliche Schürf- und Transportsysteme für große Mengen Schüttgut.

Vielleicht müssen wir aber den Blick gar nicht nach oben richten, um unerforschte Rohstoffquellen zu suchen: Sowohl der Meeresboden als auch die tieferen Schichten der Erdkruste sind noch weitgehend unerschlossen. Alle als ausbeutbar definierten Rohstoffmengen beziehen sich auf den dünnen Teil der Kruste, der derzeit zugänglich ist – in der Regel wenige 100 Meter bis einige Kilometer. Die Erdkruste ist aber im Schnitt 35 Kilometer dick. Das bedeutet: Innovative Tiefbohrungstechnologien würden die be­kannten Vorkommen an Rohstoffen aller Art vervielfachen.

Auch für die Energieversorgung zeichnen sich Alternativen zum Zupflastern der Flächen mit Windrädern und Solaranlagen ab. So gibt es Pläne für die Gewinnung von Sonnenenergie mittels riesiger Solarsegel in der Erd­umlaufbahn, wobei die gesammelte Energie als Mikrowellenstrahlung bei jedem Wetter auf die Erde ­gestrahlt werden soll. Ein funk­tionierendes Modell für die Umwandlung von Sonnenlicht in ­Mikrowellen, deren Übertragung durch die Atmosphäre auf einen Empfänger und ihre Transformation in Strom konnte die ameri­kanische Firma Moon Society bereits vorlegen.

Kreative Medizin

In der Medizin sind innova­tive Ideen so gefragt wie nie. Verfrühte Ankündigungen des Sieges über Krebs durchziehen die Geschichte falscher wissenschaft­licher Prognosen. Nachdem Erfahrungen mit Smart Pills vorliegen, die für eine punktgenaue Freisetzung von Wirkstoffen sorgen, versprechen nun Verfahren aus der Nanotechnologie weitere Fortschritte. So wurde eine Methode entwickelt, mit der durch die genaue Platzierung von Teilchen im Nanogrößenbereich Tumorgewebe bekämpft werden kann. Wird ein elektromagne­tisches Wechselfeld angelegt, wird über die Teilchen Wärme erzeugt, die die wärmeempfindlichen Tumorzellen zerstört. Angesichts der Komplexität von Krebs halten viele Experten solche Methoden nur für Etappensiege und sehen noch breiten Raum für Kreativität.

Der kleine Ausflug an die Front der Lösungsansätze für globale Probleme macht eines deutlich: Nichts braucht die Menschheit notwendiger als kreative, innovative Ideen und unternehmerischen Mut, sie technologisch umzusetzen.

Dr. Hans-Dieter Radecke


Artikel vom: 2012-12-27 11:00:00
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