Was läuft eigentlich gut?

Effizientes Batterierecycling

Ob und ab welcher Laufleistung Elektroautos nun wirklich umweltfreundlicher sind als Verbrenner, hängt auch davon ab, wie gut das jeweilige Auto am Ende der Nutzungszeit recycelt werden kann. Bei Elektroautos war das Wiederverwerten der Batterie lange Zeit alles andere als ökologisch, die Batterien wurden pyrometallurgisch verarbeitet (was deutlich besser klingt als „verbrannt“) und die interessanten Metalle aus der Asche extrahiert. Der CO2-Fußabdruck dieser Verfahren lastete schwer auf Elektroautos.

Auf Basis von Forschung an der TU Braunschweig wurde von der Duesenfeld GmbH in Wendeburg ein Verfahren entwickelt und etabliert, dass Batterien fast vollständig (~96%) mechanisch recycelt. Dazu werden die Batterien zerkleinert, getrocknet und dann geschickt mechanisch aufgetrennt. Die so erzeugten Fraktionen sind so sortenrein, dass sie direkt stofflich wiederverwertet werden können. Das Verfahren ist daher nicht nur billiger als pyrometallurgische Verfahren, sondern auch deutlich umweltfreundlicher (https://www.duesenfeld.com/umweltbilanz.html). Das prämierte Verfahren lizenziert Duesenfeld an Automobilhersteller, Zellhersteller und Recyclingunternehmen weltweit. Umweltschutz, der billiger ist, mit Braunschweiger Technik. Ein Fest für Lokalpatrioten.

Quantenrechner mit 1000 Qubits

Viele Optimierungsprobleme haben die sehr unangenehme Eigenschaft, dass die zu ihrer Lösung notwendige Zeit sehr stark (exponentiell) von der Zahl der Parameter abhängt, die das Problem beschreiben. Ein typisches Problem ist, N Pakete mit unterschiedlichen Abmessungen möglichst dicht zu stapeln oder aus der Sequenz von Aminosäuren die Strukturformel des Proteins abzuleiten (was die Arzneiforschung deutlich erleichtern würde). Für große N überfordert diese exakte Lösung dieses Problems jeden bekannten Rechner.

Quantenrechner bieten hier – im Moment noch eher theoretisch – eine Lösung, denn anders als bei klassischen Rechnern führt ein Quantenrechner viele Rechnungen gleichzeitig durch. Allerdings steigt auch die Komplexität von Quantenrechnen mit zunehmender Anzahl Recheneinheiten (Qubits). Da Quantenrecner darauf beruhen, dass alle Qubits miteinander einen gemeinsamen quantenmechanischen Zustand bilden, führt schon die Störung eines Qubits zu einem Fehler. Mehr Qubits, mehr Fehlermöglichkeiten. IBM ist es gelungen, 1000 Qubits aus Supraleitern auf einem Chip zum Funktionieren zu bringen.

Einem Team aus Darmstadt gelang das Kunststück mit ultrakalten Atomen, die mit starken Lichtfeldern („optische Pinzette“) in am Platz gehalten werden. Durch die neue Technik erscheinen auch zehnmal mehr Qubits in wenigen Jahren erreichbar (https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-11-2-222&id=546378).

Rückkehr der Blauwale

Blauwale sind sehr groß (sie können bis zu 200t schwer werden) und enthalten große Mengen an Blubber, einer Fettschicht direkt unter der Haut, aus der hochwertiges Öl gewonnen werden kann. Blauwale wurden daher lange Zeit gejagt. Die Zahl der Blauwale sank von über 200.000 Tieren auf nur ein Hundertstel.

Nachdem konkurrenzfähige Ölprodukte aus Erdöl hergestellt werden konnten, die Jagd auch wegen der stark gesunkenen Population wirtschaftlich weitgehend irrelevant geworden war und 1972 auf Basis des „International Convention on the Regulation of Whaling“ verboten wurde, haben sich die Bestände langsam wieder erholt. Die Zahl der Blauwale wird momentan auf 20.000 Tiere geschätzt. Das ist zwar nur ein Zehntel der ursprünglichen Zahl, aber auch eine Verzehnfachung gegenüber dem Tiefststand. Erstmals seit über 50 Jahren wurden nun in den Gewässern um die Seychellen wieder Wale beobachtet.

Das sind nicht nur gute Nachrichten für die Wale und die Seychellen, sondern auch für das „Seychelles Debt for Climate swap“-Programm, in dessen Rahmen die Seychellen große Schutzgebiete im Tausch gegen einen Schuldenerlass ausgewiesen haben.

Seltenerdlagerstätte außerhalb China

Seltene Erden stecken in vielen Hochtechnologieprodukten wie Bildschirmen, Glasfasern, Lasern oder Magneten für Elektromotoren und Generatoren. Der Weltmarkt wird von China dominiert, das versucht, die Exporte zu beschränken, um der eigenen Industrie einen Vorteil zu verschaffen. Seit 2020 hat sich beispielsweise der Preis für Neodym (für Magnete) vervierfacht.

Gemäß der Regel „Das beste Mittel gegen hohe Preise sind hohe Preise.“ hat das zu verstärkter Suche nach neuen Lagerstätten geführt. In den Wyoming wurde nun eine so große Lagerstätte entdeckt, dass die USA zu einem bedeutenden Prozenten aufsteigen und die Preise fallen dürften (https://oilprice.com/Metals/Commodities/Wyoming-Rare-Earth-Discovery-Could-Shake-Up-Global-Markets.html).  

Dieser Artikel erschien zuerst in der Stadtglanz Print-Ausgabe 30 / Frühling 2024.