Zukunftstechnologien

Gliederung

1. Einleitung
2. Technologien in Mecklenburg Vorpommern
   1. Förderung und Entwicklung
3. Zukunftstechnologien zur Lösung von nationalen und globalen Problemen
   1. Das Auto- Nutzung von regenerativen Energiequellen als Treibstoff

1.Einleitung 
Die Menschheit hat sich im Laufe der Evolution sehr verändert. Nicht nur unser Äußeres hat sich verändert, wie zum Beispiel unsere kaum noch vorhandene Körperbehaarung oder der aufrechte Gang, auch unser Lebenskomfort ist stetig gestiegen. Ebenfalls ist das Gehirn mit zunehmender Dauer gewachsen. Doch eines hatte der damalige Mensch mit dem heutigen gemeinsam. Ob Homo habilis, Homo errectus, Cro Magnon, Neandertaler, Homo sapiens sapiens oder wir, der homo sapiens hatten das Bestreben, sich durch technisches Handeln beziehungsweise Herstellung und Nutzung von technischen Geräten das Leben zu erleichtern. Das Wort Technik kommt aus dem Französischen (technique) und bedeutet übersetzt Kunstfertigkeit. Schon die Urmenschen bauten sich Äxte, zum Bäume fällen oder Jagdhilfsmittel, wie den Speer oder Pfeil und Bogen. Allerdings kann man diese Geräte noch nicht wirklich zu Technik zählen. Die erste Technikentwicklung war der etwa 3000 v. Chr. erfundene Pflug. Durch diesen war es dem Menschen möglich, erhöhte Erträge in der Landwirtschaft zu erzielen. Mit der Entwicklung des Pfluges wurde der Mensch sesshaft. Schätzungsweise 2000 v. Chr. wurde der Webstuhl erfunden, der den Menschen die Herstellung von qualitativer Kleidung und Teppichen ermöglichte. Eine weitere wichtige Errungenschaft, war um zirka 1000 v. Chr. die Töpferscheibe. Sie erleichtere das Leben sehr für die Menschen, da man nun Töpfe und Gefäße zum Transportieren sowie Aufbewahren besaß. Man könnte diese Liste noch weiter vervollständigen, allerdings würde dies den Rahmen dieser Arbeit sprengen. Daher wage ich jetzt einen Sprung in das 18. Jahrhundert. In diesem Zeitraum begann die Industrialisierung in England. Es fand ein fundamentaler Wandel in der Technikwelt statt. Es wurden viele Dinge entwickelt, wobei ich jetzt einmal die Wichtigsten nennen werde. 1854 wurde von Heinrich Goebel die erste brauchbare Glühlampe gebaut. Heutzutage wäre ein Leben ohne elektrisches Licht nicht mehr denkbar, da es in allen nächtlichen Situationen gebraucht wird. Im Jahre 1765 erfand James Watt die Dampfmaschine. Sie ermöglichte erstmals Wärme als Energiequelle zu nutzen. Ebenfalls eine wichtige Erfindung ist das Auto, welches heutzutage wohl nicht mehr wegzudenken ist. Die ersten fahrtüchtigen Vorläufer wurden im Jahre 1885 von Gottlieb Daimler und James Watt entwickelt. Das erste Serienmodell konstruierte1907 Henry Ford . Durch diese Entwicklungen öffneten sich für den Menschen einige Türen.

Heutzutage ist der Stand der Technik sehr fortgeschritten. Täglich kann man in den Zeitungen über neue Technologien lesen. Handys, Laptops und Navigationssysteme zeigen die Richtung der Technologieentwicklung an. Es werden immer mehr Zukunftstechnologien entwickelt, die dazu, beitragen nationale und globale Probleme zu lösen. Ein Beispiel wäre das oben genannte Auto, welches inzwischen mit allen erdenklichen Kraftstoffen angetrieben werden kann. Da man erheblich weniger Schadstoffemissionen zu verzeichnen hat, leistet man einen großen Beitrag zum Umweltschutz. Aber es werden dadurch auch Arbeitsplätze geschaffen. An den Tankstellen müssten neue Zapfsäulen installiert werden, zum Beispiel für Wasserstoff. Auch die Herstellung dieser Treibstoffe würde einige Arbeitsstellen schaffen. Diesem Thema werde ich mich noch im Hauptteil meiner Arbeit zuwenden.

Ebenfalls als Zukunftstechnologien würde ich die regenerativen Energiequellen nennen. Zum einen sind sie Alternativen zu den fossilen Energieträgern, wie Braunkohle, Erdgas, Erdöl und Steinkohle, da diese bei dem jetzigen Energieverbrauch in etwa 185 Jahren zu Ende gehen werden. Dagegen steigt der Energieverbrauch, auf Grund der wachsenden Weltbevölkerung. Demzufolge werden diese Energiequellen aller Vorrausicht nach schon früher ausfallen. 1999 lag der Anteil der regenerativen Energiequellen bei 5,9%. Dies verteilte sich auf Windkraft 20%, Wasserkraft 70%, Biomasse 8% und Solarenergie ungefähr 2%. Allerdings steigt der Anteil dieser Energiequellen stetig. Dies kann man insbesondere an der Errichtung vieler Windkraftwerke in Mecklenburg Vorpommern beobachten.

Die Bundesrepublik Deutschland strebt bis 2010 eine Verdoppelung dieses Anteils an. Solche Maßnahmen beschleunigen die Abschaltung der Atomkraftwerke, aber tragen auch zu einer längeren Haltbarkeit der fossilen Energiequellen bei.

2. Technologien in Mecklenburg Vorpommern

2.1. Förderung und Entwicklung
"In Mecklenburg Vorpommern passiert alles 100 Jahre später!" Dieses Sprichwort, welches ungefähr im Mittelalter in den Mund genommen wurde, trifft heutzutage schon lange nicht mehr zu. Seit dem 3. Oktober 1989, sprich dem Tag der Wiedervereinigung, setzte in Mecklenburg Vorpommern die Technologieförderung ein. Im Jahre 2001 darf sich unser Land nicht nur das Land der Seen und Wälder nennen, sondern auch das Land mit der weltweit besten Telekommunikations-Infrastruktur. Viele Firmen wurden gegründet und haben sich angesiedelt, welche mit dem 10.Jahrestag der Deutschen Einheit, wohl auch ihr 10 jähriges Bestehen feiern konnten. Die Jubiläumsfeiern der Firmen waren nicht nur hierzulande, sondern in ganz Ostdeutschland auf Grund des Strukturwandels möglich. Es gibt im ganzen Bundesland Technologiezentren, wie die Technologiezentren Warnemünde, Bio Technikum Greifswald, das Stralsunder Innovations- und Gründerzentrum oder das Design Zentrum Mecklenburg Vorpommern in Schwerin, um nur einige von vielen zu nennen.

Die ersten Technologiezentren wurden 1990 in Warnemünde, Rostock und Schwerin aufgebaut. Gegenwärtig gibt es schon 10 dieser Zentren und für weitere sind schon Konzepte entworfen worden. 250 Millionen DM wurden bisher im Rahmen der Technologie- und Innovationsförderung für die Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur investiert. Diese Gelder wurden aus den Kassen des Wirtschaftsministeriums Mecklenburg Vorpommerns bezahlt. Damit förderte und fördert man die Ansiedlung und Gründung von technologieorientierten Unternehmen. Durch diese Einführung neuer Technologien, drang man in neue Märkte ein und es entstanden zukunftsorientierte Arbeitsplätze. 576 Firmen haben sich im Laufe der letzten Jahre in den Zentren angesiedelt. Von diesen haben 225 inzwischen die Zentren verlassen und eigene Investitionen gewagt. Oft haben sie diese in Technologieparks getätigt. Dieser rasende Aufbau, eröffnet gerade unreifen Betrieben neue Möglichkeiten zur Sicherung und Erschließung von Märkten. Allerdings bringt die wachsende Investition auch Probleme mit sich. Die kostenspielige Markteinführung ist für viele Firmen ein finanzieller Kraftakt. Etwa 4 % der Firmen, welche diese Märkte angriffen, scheiterten mit diesem Vorhaben. Seit 1990 unterstützte man nahezu 1500 Produktentwicklungen und Personaltransfers. Dies lies sich das Wirtschaftsministerium erneut 150 Millionen DM kosten. Das Hauptaugenmerk lag bei der Informations-, Kommunikations- sowie der Biotechnologie. Vorraussetzung für das Land Mecklenburg Vorpommern, die neuen Technologien für Wirtschaftswachstum und Beschäftigung zu nutzen, ist die Kooperation zwischen Politik und Wirtschaft. Um diese Zusammenarbeit zu stärken, gründete man 1994 die Innovationsagentur des Landes Mecklenburg Vorpommern. Sie wurde gemeinschaftlich von der Landesregierung, der Vereinigung der Unternehmensverbände, den Industrie- und Handelskammern, den Hochschulen und Technologietransfereinrichtungen ins Leben gerufen. In dieser Agentur arbeiten Wissenschaftler in sieben Facharbeitskreisen an neuen Entwicklungen und Projekten.

Ein weiterer Beitrag zur Förderung neuer Technologien ist das Technologie- Beratungsinstitut, welches im Auftrag des Wirtschaftsministerium Mecklenburg- Vorpommern als Projektträger fungiert. Der Aufgabenbereich liegt unter anderem in der Technologie- und Innovationsförderung. Hierbei konzentriert man sich besonders auf die Entwicklung und Einführung neuer Technologien, Verbesserung der Personalstruktur, Technologische Beratung und Informationsvermittlung sowie Anmeldung von Schutzrechten. Die Förderung dient der Durchführung von Vorhaben der anwendungsorientierten und angewandten Forschung und Entwicklung mit dem Ziel, der Erarbeitung neuer technischer Lösungen und deren Umsetzung in international wettbewerbsfähige Produkte, Verfahren und Leistungen. Ein weiteres Ziel ist die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen durch die qualitative Verbesserung der Personalstruktur. Gefördert werden alle Unternehmen und Firmen aus der gewerblichen Wirtschaft, welche eine Zweigstelle in Mecklenburg Vorpommern haben. Das Ziel des TBI GmbH (Technologie-Beratungsinstitut) ist die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit unseres Bundeslandes .Mit diesen Projekten und Förderungen, kann es gelingen, den wirtschaftlichen Aufholprozess des Landes Mecklenburg-Vorpommern zu realisieren. . Auch wenn der Abstand zu führenden Technologieländern immer größer wird, sollte es doch gelingen, Anschluss an Westdeutschland zu finden.

3. Zukunftstechnologien zur Lösung von nationalen und globalen Problemen

3.1. Das Auto- Nutzung von regenerativen Energiequellen als Treibstoff
Der Mensch lebt heutzutage in einem Zeitalter, in dem Mobilität alles für ihn bedeuten kann. Ob die Fahrt zur Arbeit als Pendler oder zum Einkaufen als Bewohner eines abgelegenen Dorfes, ohne Auto wäre dies oft nicht möglich. Allerdings sollte das Autofahren auch nicht übertrieben werden, da die hohen Benzinpreise, welche zur Zeit den Weltmarkt beherrschen, ein finanzieller Kraftakt für viele Firmen und Privatpersonen ist. Auch für die Umwelt ist es sehr strapaziös, da die Autos eine relativ hohe Schadstoffemission haben. Es gibt für diese Probleme aber auch Auswege. Zum einen könnte man auf alternative Verkehrsmittel umsteigen. Ebenfalls wäre es möglich, sich ein Auto zu kaufen, welches mit Luft, Wasserstoff, Windkraft oder Solarkraft angetrieben wird.

Erneuerbare Energien sind im heutigen Zeitalter immer mehr auf dem Vormarsch. Selbst an der Börse werden Sonne, Wind und Wasser hoch gehandelt. Aber auch Hausbesitzer, Mieter und nicht zuletzt Autofahrer sind bei den steigenden Energiepreisen nachdenklich geworden und sehen sich nach Alternativen um. Immer öfter wird die Brennstoffzelle als Lösung des Problems genannt. Das Prinzip ist schon ziemlich alt. Im Jahre 1839 erfand der Physiker William R. Grove ein Verfahren, welches im 20. Jahrhundert für die Raumfahrt genutzt wurde. Es entstand die Brennstoffzelle. Das Prinzip ist relativ einfach: Es handelt sich bei der Energiegewinnung durch die Brennstoffzelle um umgekehrte Elektrolyse. Das Wasser wird nicht mit Hilfe von elektrischem Strom in seine chemischen Bestandteile (Sauerstoff und Wasserstoff) zerlegt (siehe Elektrolyse). Es wird Gleichstrom produziert und somit Wasserdampf gewonnen. In der Brennstoffzelle wird eine chemische Reaktion von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O) hervorgerufen. Durch eine dünne, durchlässige Wand beziehungsweise Membran verbinden sich beide Stoffe zu Wasser (H2O). hierbei wird Energie freigesetzt, welche sich in Form von Elektrizität offenbart. Die Brennstoffzellen setzen also die chemische Energie eines Oxidationsprozesses, der so genannten "kalten Verbrennung", direkt in elektrische Energie um. Als Rückstand bleibt nur Wasserstoff.

Da dieser sekundäre Energieträger (Wasserstoff ist keine Energiequelle, sondern ein Energieträger beziehungsweise Energiespeicher) klimaneutral und schadstofffrei ist, könnte er mit einer der wichtigsten Alternativen in der Zukunft werden. Ein großer Vorteil der Brennstoffzelle wäre, dass sie einen sehr hohen Wirkungsgrad hat. Während bei einem Benzinmotor 25 % der eingesetzten Energien genutzt werden, sind es bei dem Wasserstoffantrieb 75 %. Marktführende Autokonzerne, wie Daimler Chrysler, BMW, VW, Ford, General Motors, Honda oder auch Toyota arbeiten an Konzepten, die vorsehen, dass das Auto Wasserstoff erst während der Fahrt herstellt. BMW will spätestens im Jahre 2005 eine 7er Limousine mit einem Wasserstoff verbrennenden Ottomotor anbieten. Daimler Chrysler, plant in den nächsten 3 Jahren, serienreife Autos der A-Klasse, sowie "Citaro"-Stadtbusse mit einem Wasserstoffantrieb auf den Markt zu bringen. Daimler Chrysler entwickelte auch das erste alltagstaugliche Brennstoffzellen-Fahrzeug, das NECAR 4 (New Electric CAR 4). Bereits im Frühjahr 1999 wurde es der Öffentlichkeit vorgestellt. Es hat eine große Reichweite, bis zu 450 Kilometer mit einer Tankfüllung und gute Fahrleistungen (schnell, sauber, leise). Als Grundlage diente die Mercedes A-Klasse. Erstmals fanden Brennstoffzelle, Tank und bis zu fünf Personen mit Gepäck, in einem Fahrzeug mit Wasserstoffantrieb Platz. Nur wenige Jahre vorher beanspruchte eine mobile Brennstoffzelle einen großen Transporter. Der NECAR 4 wird mit Flüssigwasserstoff angetrieben. Der Tank befindet sich im hinteren Teil des Fahrzeuges. Der Kraftstoff wird von einer Protonen leitenden Brennstoffzelle [...] verarbeitet. Eine Membran teilt den Wasserstoff in Protonen und Elektronen. Es entsteht Wasser in Verbindung mit Sauerstoff. Durch einen Elektronen- und Protonen- Überschuss/Mangel bilden sich ein Plus- sowie ein Minuspol heraus. Ein Elektromotor wird dazwischen geschaltet, welcher das Fahrzeug betreibt.

Die Brennstoffzellenaktivitäten sind heute längst nicht mehr technologiebetrieben oder durch den Umweltschutz beeinflusst, sondern sie stellen inzwischen einen echten Wettbewerbsfaktor dar, sagt Professor Dr. Ferdinand Panik, der Projektleiter der NECAR 4. Die Brennstoffzelle verbessert die Aussichten zur Sicherung von High-Tech-Arbeitsplätzen, welche unternehmerischen Erfolg nach sich ziehen würde. Brennstoffzellen Fahrzeuge könnten ebenfalls als mobile Kraftwerke tätig sein. In der Garage oder vor dem Haus könnten sie rund 75 Kilowatt Energie produzieren, wovon im Haushalt nur 3-10 Prozent genutzt werden. Die restlichen Kilowatt könnten ins Stromnetz eingespeist werden. Dies würde wiederum helfen, die Energiequellen wie Erdgas, Erdöl, Steinkohle und Braunkohle zu schonen. In längerer Hinsicht, wäre es bei einer Massenproduktion sogar möglich, diese Quellen zu ersetzen, nachdem sie aufgebraucht sind. Mit Hilfe von Wind- und Wasserkraft könnte es sogar gelingen, den Weltenergiebedarf zu decken. Ein zweiter positiver Aspekt ist, dass die Umwelt extrem geschont wird, da ein Wasserstofffahrzeug keine Schadstoffemissionen aufzuweisen hat. Somit wären selbst die Umweltschützer begeisterte Autofahrer.

Eine neuste Entwicklung, die allerdings noch nicht in Serie gegangen ist, ist ein Elektroauto, dessen Batterie sich mit dem Fahrtwind auflädt. Hierzu würde man auf dem Dach einen horizontalen Propeller installieren. Dieser dreht sich im Fahrtwind und treibt einen Generator an. Eine Besonderheit wäre das sich die Propellerblätter, sobald sie den windabgewandten Teil erreichen, flach legen und so den Windwiderstand senken. Bei dieser Konstruktion wäre, es an windigen Tagen möglich, an der roten Ampel oder sogar beim Parken umsonst zu tanken! Zugegeben gibt es bei diesem, in Kalifornien entwickelten Projekt, Probleme in der Umsetzung, da die Herstellung in Serie ziemlich kostspielig wäre.

Die Firma Motor Development International (MDI) hat ein Auto erfunden, welches mit Pressluft angetrieben wird. Bei diesem Fahrzeug saugt ein Kolben des Motors Luft an und verdichtet diese in einer Kugel. Zusätzlich wird Pressluft aus einem Tank in die Kugel geschossen. Es entsteht ein Überdruck, welcher in einen zweiten Zylinder entweicht. Dessen Kolben treibt das Auto an. Dieser Motor wiegt nur 35 Kilogramm und ist vollkommen abgasfrei. Das Luftauto soll die smoggeplagte Mexiko-City als Taxi entlasten. Der Wagen ist etwas größer als der Smart. 

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