Bildung + Gesellschaft

<p>Eine flächendeckende Infrastruktur für Wasserstofftankstellen würde Milliarden kosten, und Brennstoffzellen-Pkw sind teuer. Die Technik ist beim Pkw nicht wettbewerbsfähig.</p>
<p>Beim 19. Car Symposium im Februar 2019 hatten wir den Chemienobelpreisträger Akira Yoshino, ausgezeichnet für seine Arbeiten zur Lithiumionenzelle, und den damaligen Daimler-Chef Dieter Zetsche zu Gast. Es lag auf der Hand, dass ich Zetsche nach seinen Einschätzungen zur Brennstoffzelle und zum batterieelektrischen Auto fragen würde. Daimler hat lange Erfahrungen mit Fuel Cells. Bereits um das Jahr 2000 plante Mercedes Serienproduktion der A-Klasse mit Fuel Cells. Zetsche antwortete mit einer Anekdote: Einige Zeit zuvor saß er mit dem Tesla-Chef Elon Musk beim Frühstück und stellte genau diese Frage. „Dieter, ich weiß nicht was besser ist, aber ich weiß, dass die Ladeinfrastruktur für batterieelektrische Autos steht“, antwortete Musk. Mit einem Satz hatte Musk eine abschließende Antwort gegeben. Eine Antriebsform für Pkw, die mehr als eine Nische besetzen soll, braucht in Deutschland knapp 8000 Tankstellen. Eine Mio. Euro pro H<sub>2</sub>-Tankstelle ist eher eine konservative Kostenschätzung. Wer sollte für Deutschland bis zu acht Mrd. Euro in eine Infrastruktur stecken, die frühestens nach 15 Jahren Erträge erwirtschaftet? Und es braucht nicht nur Deutschland. Derzeit gibt es in EU-Europa knapp 140 000 Tankstellen. Flächendeckend wären gut 100 000 H<sub>2</sub>-Tankstellen, sprich 100 Mrd. Euro notwendig. Der Kapitalwert einer solchen Investition ist bei halbwegs vernünftigen Zinssätzen nicht positiv rechenbar.</p><p>Schauen wir uns die heutigen Pkw mit Brennstoffzellen an, etwa den Toyota Mirai: Das Auto ist etwas größer als ein VW Golf und kostet 78 600 Euro. Selbst wenn man den Preis halbieren könnte, ist ein VW Golf zu knapp 40 000 Euro unverkäuflich. Schauen wir uns die Energieeffizienz an: Wir gewinnen aus Sonne oder Wind elektrischen Strom, jagen den durch eine Elektrolyse, nehmen den Wasserstoff, machen mit der Fuel Cell wieder Strom und treiben dann Elektroautos an. Forschungsinstitute wie die niederländische TNO kommen auf einen Gesamtwirkungsgrad zwischen 22 und 25 %. Das hängt auch damit zusammen, dass die Brennstoffzelle nicht ohne Batterie auskommt, denn im Auto braucht man mehr als einen gleichmäßigen Strom. Grüner Wasserstoff und die Brennstoffzelle haben ihren Preis, und der ist bei Pkw nicht wettbewerbsfähig.</p><p>Das batterieelektrische Auto kommt nach TNO auf eine Energieeffizienz zwischen 70 und 75 %. Die wunden Punkte sind Ladezeit, Batteriekosten und -gewicht. Der Vorteil der Brennstoffzelle ist die schnelle Betankung. Die Kosten der Li-Ionenzellen werden in den nächsten zehn Jahren erheblich sinken. Einerseits wirken Skaleneffekte, denn es werden gewaltige Produktionskapazitäten installiert, andererseits Fortschritte bei Zellmaterialien und Produktionsverfahren. Weniger Kobalt und neue Prozesse wie Trockenbeschichtung der Elektroden, wie sie Tesla in Berlin umsetzen wird, senken Zellkosten. Und dann die größeren Zellen, sprich mehr Energiedichte. Neue Anodenmaterialien wie Siliciumkomposite, die höhere Energiedichten erlauben, machen die Zellen charmanter. Der große Charme kommt mit der Feststoffzelle, die Toyota gemeinsam mit Panasonic oder Quantumscape mit VW als Hauptgesellschafter um das Jahr 2025 in Serie haben wollen: Ladezeiten von zehn Minuten und Reichweiten bis 1000 km. Wissenschaftler des koreanischen Ulsan National Institute of Science and Technology haben jüngst wissen lassen, dass sie gemeinsam mit Samsung erfolgreich an keramischen Li-Luftzellen arbeiten.</p><p>Die Brennstoffzelle hat möglicherweise Potenzial, aber nicht in Pkw. Bei schweren Nutzfahrzeugen braucht es nicht 5000, sondern vielleicht 100 H<sub>2</sub>-Tankstellen. Bei einem 40-Tonner oder einem Bus spielen 15 000 Euro zusätzlich für den Fuel-Cell-Antrieb keine Rolle.</p><h2>Der Autor</h2><p>Ferdinand Dudenhöffer ist Ökonom und leitete bis Februar 2020 den Lehrstuhl für Automobilwirtschaft und das CAR-Institut an der Uni Duisburg-Essen. Seit Anfang 2020 ist er Direktor des jetzt privatwirtschaftlichen Instituts CAR-Center Automotive Research in Duisburg. <a href="mailto:ferdi.dudenhoeffer@car-future.com">ferdi.dudenhoeffer@car-future.com</a></p><div><img src="https://media.graphcms.com/D3TzXOh2T0mTwUw8VGMe">

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Pro und Contra ‐ Contra Wasserstoffauto

Eine flächendeckende Infrastruktur für Wasserstofftankstellen würde Milliarden kosten, und Brennstoffzellen-Pkw sind teuer. Die Technik ist beim Pkw nicht wettbewerbsfähig. Beim 19. Car Symposium im Februar 2019 hatten wir den Chemienobelpreisträger Akira Yoshino, ausgezeichnet für seine Arbeiten...

<p>Vom Anfänger bis zur Masterstudentin: Wie Studieren in der Coronapandemie funktioniert und wie es den Studierenden damit geht.</p>
<p>Das Onlinesemester ging im Herbst in die zweite Runde. Keine Vorlesungen im Hörsaal, eingeschränkter Betrieb im Labor, Prüfungen via Zoom – für Studierende bringt die Coronapandemie besondere Härten mit sich. Mitten im Lockdown erzählen Chemiestudent:innen, was das für sie im Studienalltag bedeutet.</p><h2>Im Pyjama studieren</h2><p>In der Mensa essen, in der Bibliothek schmökern oder auf Studentenpartys feiern – ein Semester lang führte Cornelia Rom das normale Unileben einer Chemiestudentin in Graz. Doch auch die letzte gemeinsame Kaffeepause mit Kommiliton:innen ist für die 20jährige Steirerin schon über ein Jahr her. In der ersten Woche ihres zweiten Hochschulsemesters wurden die Universitäten geschlossen, Laborpraktika auf Eis gelegt und die Onlinelehre eingeführt. Rom begleiteten zunächst Sorgen: „Werde ich die Prüfungen, die ich mir vorgenommen habe zu schreiben, überhaupt schreiben können? Wird sich alles, was ich vorhabe, ausgehen?“</p><p>Heute, fast ein Jahr später, sind die Abläufe im Online-Semester für die Studentin Routine. Das späte Aufstehen und die Flexibilität gefallen ihr: „Ich fände es toll, wenn Vorlesungen unabhängig von Corona in Zukunft immer auch online abrufbar wären.“ Im Sommersemester seien die Professor:innen beim Hochladen der Vorlesungen verlässlich gewesen, berichtet sie. „Jetzt im Winter finde ich es dafür organisatorisch weitaus schwieriger“ – nicht alle Veranstaltungen waren von Anfang an online abrufbar. Denn die Universität plante für den Herbst teilweise wieder Präsenzlehre. Dem stand Cornelia Rom von Anfang an zwiegespalten gegenüber: „Das hat es für mich und meine Kommiliton:innen ehrlich gesagt nur komplizierter gemacht. Es hat bei uns allen zu Verwirrung geführt.“ Doch auch, wenn Cornelia Rom für sich einige Vorteile aus der aktuellen Onlinelehre ziehen kann, ist sie „froh, dass ich wenigstens ein Semester normal studieren konnte.“</p><h2>Ende des Auslandsaufenthalts</h2><p>Liane Perktold musste Mitte März ihren Erasmusaufenthalt nach fast sieben Monaten in Frankreich aufgrund der anrollenden Pandemie einige Monate verfrüht abbrechen. Den Semesterbeginn zu Hause in Innsbruck Anfang März konnte sie dank des Onlineunterrichts aber bereits von Frankreich aus mitverfolgen. „Anfangs war es eine Umstellung, aber im Endeffekt konnte ich dann im Sommersemester sogar ein paar mehr ECTS-Punkte machen, weil ich von Anfang an online dabei sein konnte und somit nichts verpasst habe“, berichtet die Chemiestudentin. Durch die zusätzlichen ECTS-Punkte hat sie sogar ein Leistungsstipendium einwerben können. Und: „Wäre nicht alles online gewesen, hätte ich manche Vorlesungen aus Zeitgründen erst ein Jahr später machen können.“</p><p>Für die 22-Jährige hat das Onlinesemester also Vorteile. „Ich kann gleich etwas wiederholen und bin nicht den Rest der Vorlesung verwirrt, weil ich zum Beispiel das essenzielle Detail verpasst habe.“ Außerdem hat die Österreicherin nun mehr Zeit für ihre Hobbys wie Yoga oder das Sprachenlernen. Der einzige Wermutstropfen für Perktold ist der fehlende Kontakt zu ihren Kommiliton:innen. Dabei fehlt ihr vor allem das „gemeinsame Leiden“, wie sie erzählt. „Es kann total unterstützend sein, wenn andere nach der Vorlesung genauso überwältigt sind wie man selbst. Dann kann man auch gemeinsam über den Lernstoff grübeln und sich austauschen.“</p><p>Die Jungchemiker in Innsbruck haben sich dafür eine Lösung einfallen lassen. Beim regelmäßigen (nun virtuellen) Stammtisch spielen die Studierenden gemeinsam Onlinespiele oder beantworten sich gegenseitig Fragen im „Lernraum“.</p><h2>Bildungsqualität nimmt ab</h2><p>Ein Berliner Student, der seinen Namen nicht in den <i>Nachrichten aus der Chemie</i> lesen möchte, ist im vergangenen Jahr nur schleppend mit dem Studium vorangekommen. Im Frühjahr hätte der 23-Jährige mit seiner Bachelorarbeit beginnen sollen, was durch die abrupte Schließung der Labore schlichtweg unmöglich war. „Die Fristen wurden zwar verlängert, aber das alleine ist nicht die Lösung für alles“, kritisiert er. Laborpraktika sind manchmal rein online abgehalten worden, häufiger aber komplett ausgefallen: „Ich hatte zum Glück nur Onlinepraktika in Fachbereichen, die ich nun im weiterführenden Studium nicht brauche. Sonst würde ich sicherlich Defizite bemerken. Mir würden die praktischen Basics fehlen, denn die kann man online nicht lernen.“</p><p>Auch Klausuren wurden nur sporadisch nachgeholt, oft gab es keinen Nachholtermin. Der Prüfungsmodus zur Klausurenphase am Ende des Wintersemesters ist zudem unklar: „Bisher wurden nur ungenaue Zeiträume für mündliche Prüfungen kommuniziert.“ Zwischenzeitlich hatte der Chemiestudent zwar das Gefühl, dass an seiner Hochschule bessere Konzepte ausgearbeitet wurden, aber gerade im Lockdown am Jahresende ist die Verunsicherung wieder groß: „Ich vermisse Präsenzveranstaltungen wirklich sehr. Die Onlinestunden sind nicht dasselbe.“</p><h2>Einsam im Lebensmittellabor</h2><p>Einsam in einem Labor in Weihenstephan – so hatte sich Coline Czech den praktischen Teil ihrer Bachelorarbeit nicht vorgestellt. Auch dass einmal das gesamte Institut unter Quarantäne stehen würde, war für die 21-jährige Lebensmittelchemikerin vor einem Jahr noch unvorstellbar. Czech hätte ihre Bachelorarbeit eigentlich im April schreiben sollen. Die freien Laborplätze waren jedoch coronabedingt stark begrenzt. Sie konnte den praktischen Teil ihrer Arbeit daher erst im Wintersemester nachholen: „Ich bin sehr froh, dass es überhaupt möglich war.“</p><p>Neben der Bachelorarbeit hat die Studentin nun mit dem Masterstudium begonnen. Neue Mitstudenten hat sie bisher allerdings nicht kennengelernt. „Da ich für den Master an derselben Uni geblieben bin, kenne ich aber glücklicherweise die meisten aus meinem Jahrgang.“</p><p>Im Online-Studienalltag konnte sie unter ihren Kommiliton:innen zwei Extreme erkennen: „Die einen schaffen nun viel, die anderen machen gar nichts mehr.“ Das Studium sei zwar schon grundsätzlich mit viel Eigenverantwortung verbunden, aber in der jetzigen Situation kristallisiere sich umso mehr heraus, wer wirklich damit umgehen könne und wer nicht, sagt Czech.</p><h2>Laborpartner in Quarantäne</h2><p>„Mir geht das Onlinesemester inzwischen auf die Nerven“, klagt Florian Ruepp, der im 5. Fachsemester Chemie an der ETH Zürich studiert, „ich kann mich online einfach nicht so gut konzentrieren und lasse mich schneller ablenken.“ Die Pandemie hat die Schweiz zu Beginn des Sommersemesters erreicht: Im März, gerade vier Wochen nach Semesterbeginn, wurde die Lehre komplett auf Onlineunterricht umgestellt. „Die ETH hat meiner Meinung nach aber gut und vor allem schnell reagiert.“</p><p>Im Sommer schrieb der 21-Jährige sogar alle Klausuren in Präsenz. Laborpraktika hingegen waren im Frühjahr nur aus der Distanz möglich. Dabei erhielten die Praktikumsgruppen Messdaten, die sie zu Hause auswerteten. Die mündlichen Testate vor jedem Versuch liefen online. Wie Ruepp betont, fühle er sich früheren Jahrgängen gegenüber aber nicht benachteiligt. Denn schon kurze Zeit später konnten Praktika in Zweierteams und unter Hygienemaßnahmen wieder vor Ort stattfinden. „Es war nur blöd, dass mein Laborpartner während des Praktikums an zwei Terminen nicht kommen durfte, weil er in Quarantäne war. Dadurch musste ich den auf zwei Personen ausgelegten Versuch alleine durchführen.“</p><p>Seinen Job als Tutor konnte der Student beibehalten. Im Sommersemester hat das gut geklappt, jetzt im Winter macht Ruepp mit der fachlichen Betreuung der Erstsemester weniger gute Erfahrungen: „Es werden immer weniger Teilnehmer. Ich weiß ehrlich gesagt nicht, wie viele von denen überhaupt noch studieren.“</p><h2>Erstsemester mit Distanz</h2><p>Johannes Voigt hat im vergangenen Herbst sein Chemiestudium an der Universität Gießen begonnen und erlebt dabei, dass „alle recht offen sind, helfen und sich Mühe geben.“ Für ihn ist vor allem Routine wichtig. Besonders dankbar ist er für eine Präsenzübung, die bis Mitte Januar jede Woche in Kleingruppen stattgefunden hat.</p><p>Lena Fercic hingegen, Erstsemesterstudentin am Karlsruher Institut für Technologie, war seit der Einführungswoche Ende Oktober „keinen einzigen Tag mehr an der Uni.“ Dafür sei virtuell „alles recht gut organisiert.“ Auch Laura Wittmann studiert in Karlsruhe. Für sie war die Hemmschwelle, online Fragen zu stellen, zu Beginn groß: „Ich habe mich schlichtweg nicht getraut.“ Online, so denkt sie, ist die Überwindung größer. Im Gegensatz zu Fercic hat Wittmann nicht erst in der Einführungswoche Anschluss gefunden. Schon in Vorkursen vor dem offiziellen Semesterbeginn hat sie Kommiliton:innen kennengelernt. Inzwischen gebe es sogar allerhand Whatsapp-Gruppen zu privaten Interessen, zum Beispiel eine Kochtruppe, die regelmäßig Rezepte austauscht. Beide Studentinnen am KIT sind sich einig: „Unsere Professoren geben sich die größte Mühe, dass alles halbwegs läuft und wir etwas lernen.“</p><p>Nach dem Studienstart fühlt sich der 19-jährige Julian Rodefeld „in der aktuellen Lernsituation absolut wohl.“ Weder eine volle U-Bahn noch vergessene Materialien können den Wahlkölner im Moment in seinem Biochemiestudium aufhalten. Er gesteht: „Ich feiere es besonders, dass ich manche Vorlesungen in 1,5-facher Geschwindigkeit angucken kann. Das spart Zeit.“ In seinem Jahrgang sind nur etwa 40 Studierende, dadurch konnten sie sich am Anfang des Semesters im Freien kennenlernen. Wenngleich seine Kommiliton:innen die aktuelle Situation bedauern, so denke niemand: „Mein Studium ist wegen Corona im Eimer.“ Außerdem ist sich Rodefeld sicher: „Mein Jahrgang ist bestimmt in Zukunft in Sachen Selbstorganisation deutlich unabhängiger als frühere Jahrgänge.“</p><p>Anna Tratter studiert Chemie an der TU München und Kommunikationswissenschaft an der Uni München – von den Einschränkungen für Studierende in der Pandemie ist sie selbst betroffen. Das Onlinesemster nutzt sie für ihr Ziel, Wissenschaftjournalistin zu werden. Aber auch dabei geht vieles nur online.</p><figure><img src="https://media.graphcms.com/6AShgNdhTlWxjeAdwlwO"><figcaption><label>Abb. 1: </label>Biochemiestudent Julian Rodefeld; Ausgleich zum Sitzen am Schreibtisch findet er bei Spaziergängen rund um Köln. Foto: Julian Rodefeld</figcaption></figure>
<figure><img src="https://media.graphcms.com/T400nqYeTtaPMcG9pGa4"><figcaption><label>Abb. 2: </label>Der Weg zur Kaffeemaschine ist für Coline Czech daheim nun kürzer als in der Uni. Foto: Lukas Bichlmaier</figcaption></figure>
<p>gesehen: Lena Fercic studiert seit Herbst Chemie in Karlsruhe. Foto: Lena Fercic</p><figure><img src="https://media.graphcms.com/fIyHIFmjSJ2imFW9c46t"><figcaption><label>Abb. 3: </label>Hat Institut und Labor noch nicht oft von innen</figcaption></figure>
<figure><img src="https://media.graphcms.com/27qTNmIS1ayvVthLMYC2"><figcaption><label>Abb. 4: </label>Johannes Voigt, Erstsemesterstudent aus Gießen, betont: „Routine ist wichtig.“ Foto: Johannes Voigt</figcaption></figure>
<p>Foto: Florian Ruepp</p><figure><img src="https://media.graphcms.com/BgOgpKW2SGa2nBEhlRay"><figcaption><label>Abb. 5: </label>„Physikalische Chemie schläft nicht mal im Lockdown“, meint Florian Ruepp, der gerade seinen Laborbericht schreibt.</figcaption></figure>
<figure><img src="https://media.graphcms.com/wKNJMXaQTyZimDXMt3cR"><figcaption><label>Abb. 6: </label>Liane Perktold, Chemiestudentin in Innsbruck. Ihr fehlt im Onlinestudium vor allem das „gemeinsame Leiden“ und der Kontakt zu anderen. Foto: Adrian Kronenberg</figcaption></figure>


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