Innovative Projekte - zum Wohle der Menschheit

Treibstoff aus Abfall
In der Sondermüllverbrennungsanlage in Wien-Simmering forschen Wissenschafter des Grazer KI-Kompetenzzentrums BEST an einer Methode, mit der aus Abfall CO2-neutrale Treibstoffe gewonnen werden können (Bild oben). Weiters an Bord sind Wien Energie, Wiener Linien, Heinzel Papier, die Österreichischen Bundesforste sowie die TU Wien und die Lulea University of Technology. Die Anlage, von der SMS Group errichtet, stellt aus Reststoffen wie Kunststoff oder Klärschlamm Synthesegas her. Dieses Gas besteht aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff und wurde bisher aus Holz erzeugt. Als Nebenprodukt fällt Koks an, der in einem zweiten Schritt verbrannt wird und dabei die erforderliche Wärme für den ersten Teil des Prozesses liefert. Aus dem Synthesegas kann Diesel, Kerosin, Methan, Wasserstoff oder Alkohol produziert werden. »In der Größenordnung gibt es weltweit noch keine derartige Anlage«, erklärt BEST-Projektleiter Markus Luisser. Ein zusätzlicher Nebeneffekt des Projekts Waste2Value ist die Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm, so Luisser: »Phosphor ist ein unverzichtbares Element für Pflanzendünger. Die weltweiten Lagerstätten werden aber in einigen Jahrzehnten erschöpft sein.«

Vielseitiger Wasserstoff



Bild: An Großmotoren wird der Einsatz von Wasserstoff für die Industrie erprobt.

Containerschiffe verursachen rund drei Prozent des globalen CO2-Ausstoßes. Laut OECD wird sich das über die Weltmeere transportierte Frachtvolumen bis 2050 verdreifachen. Die Elektrifizierung der riesigen Frachter scheint jedoch unmöglich, ebenso das Aufladen von Batterien auf hoher See. Das Großmotoren-Forschungszentrum LEC in Graz forscht seit zwei Jahren im Rahmen des mit neun Millionen Euro dotierten Projekts HyMethShip an einer Lösung: Dabei wird durch Methanolreformierung Wasserstoff hergestellt und in einem konventionellen Schiffsmotor nahezu ohne CO2-Emissionen verbrannt. Das innovative Konzept findet ob der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Wasserstoff bereits international Beachtung. Gemeinsam mit dem Energieversorger Verbund läuft bis 2022 in Mellach bei Graz das Pilotprojekt Hy2Power, der Motorenhersteller Innio und die TU Graz sind weitere Partner. Das frühere Kohlekraftwerk wird somit zum Innovationszentrum für Wasserstoff, freut sich Verbund-Forschungsdirektor Wolfgang Pell: »Im Kraftwerk der Zukunft werden wasserstoffbasierte Anwendungen in industriellen Leistungsgrößen im Megawattbereich betrieben werden können.«

KI entschlüsselt DNA
Antimikrobielle Resistenzen sind zunehmend ein Problem für die wirksame Behandlung von Infektionskrankheiten. Das Wiener Startup Ares Genetics entwickelte einen KI-basierten molekularen Test, der aufgrund von DNA-Sequenzierungsdaten antimikrobielle Resistenzmarker identifiziert. Das patentierte Verfahren liefert sehr rasch Informationen über entdeckte Keime und Antibiotikaresistenzen und unterstützt MedizinerInnen bei der Wahl wirksamer Therapien für PatientInnen mit schweren Infektionen. Die Erfahrung mit der Entschlüsselung von genetischen Daten wurde auch im Zuge der Corona-Pandemie genützt: Gemeinsam mit dem chinesischen Konzern BGI Group brachten die Wiener ForscherInnen bereits im Februar 2020 einen molekularen Covid-Schnelltest auf den europäischen Markt.

Meilenstein in der Flugsicherung
Bereits sieben Länder weltweit setzen auf die integrierte Remote-Tower-Lösung von Frequentis. Das digitale System umfasst hochauflösende Panoramakameras und Kameras mit Schwenk-, Neige- und Zoomfunktionen, die auf visuellen und Infrarotsensoren sowie auf automatischer Objekterkennung basieren. Durch diese Technologie wird die Sicherheit im An- und Abflugbereich erhöht und die Arbeitsbelastung der FluglotsInnen merklich reduziert. Die Flughafenbetreiber profitieren zudem von der höheren Effizienz im Flugverkehrsmanagement. Das in Wien ansässige Unternehmen steuert indessen den nächsten Meilenstein in der Flugsicherung an: Mit einem neuen Sprachkommunikationssystem soll künftig der operationelle Betrieb aller Lotsen-Arbeitsplätze über eines der zwei Datencenter laufen. Die neu ausgestattete Kontrollzentrale der Austro Control geht noch heuer in Betrieb, Ende 2024 folgen das Virtual Center und der Tower Schwechat. Das Gesamtprojekt inklusive der Lotsen-Arbeitsplätze in den Bundesländern soll bis Ende 2025 abgeschlossen sein.

Desinfektion durch UV-C-Licht
Die UV-C-Licht-Technologie kommt seit zehn Jahren bei der Entkeimung von Krankenhäusern zum Einsatz. 99,99 % aller Keime und Bakterien können damit abgetötet werden. Diese wissenschaftliche Erkenntnis machte sich die Albatros Holding zunutze und entwickelte ein mobiles Desinfektionsgerät für Büros, Seminarräume, Hotelzimmer, Sportanlagen oder Ordinationsräume. Der easydisi One ist »Made in Austria« und kann Räume bis zu 80 m² innerhalb von 15 Minuten entkeimen. Der Betrieb ist völlig chemikalienfrei und ohne Geschmacks- oder Geruchsbelästigung. Das Gerät wird positioniert, ein Timer aktiviert und der Raum für diese Dauer verlassen. »Innerhalb kürzester Zeit werden Keime und Bakterien beseitigt, sowohl in der Luft als auch auf jeglichen Oberflächen«, bestätigt Erich Kronberger, COO der Albatros Holding. »Unser mobiles Gerät ist unsere Antwort auf Corona und alle anderen Viren.«

Vernetzte Fahrzeuge



Bild: Fahrzeugtest in Simulation und Realität.

Um Herstellern die Erprobung neuer Antriebs- und Steuersysteme zu ermöglichen, bietet AVL List eine Testumgebung an, die reale und virtuelle Szenarien kombiniert. Die Plattform IODP verbindet die einzelnen Fahrzeugkomponenten in der Simulation mit der Realität. Simuliert werden etwa unterschiedliche Batteriemodelle, Umgebungstemperaturen oder Verkehrssituationen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse geben Aufschluss, wie beispielsweise autonomes Fahren effizienter und sicherer werden kann. Das System ist nicht exklusiv auf AVL-Lösungen beschränkt, sondern steht allen Kunden offen. »Die Verwendung von Daten von bereits im Betrieb befindlichen Fahrzeugen wird einer der Eckpfeiler moderner Fahrzeugentwicklung werden«, sagt Wolfgang Puntigam, Global Business Unit Manager bei AVL. Wie die gesamte Automobilbranche steht damit AVL List selbst vor einem Wandel – vom Spezialisten für Verbrennungsmotoren und Antriebssysteme zum softwareorientierten Unternehmen.

Dauerbeleuchtung adé
Nachts werden auf den Straßen tausende Kilometer unabhängig vom Verkehrsaufkommen beleuchtet. Das Grazer Unternehmen lixtec entwickelte Sensoren, die dynamisch und punktgenau dort für Licht sorgen, wo es benötigt wird. Mit einer einfachen Plug & Play-Lösung können Straßenleuchten nachgerüstet werden. Die bedarfsabhängige Beleuchtung spart bis zu 85 % Energie und verringert die Lichtverschmutzung, ohne das Sicherheitsgefühl zu beeinträchtigen. Durch kürzere Leuchtzeiten verlängert sich zudem die Lebensdauer der Leuchtmittel und Vorschaltgeräte.

Management by VR



Bild: Dreidimensionale Mindmap

Wenn Technologien wie Virtuelle Realität und herkömmliche Anforderungen und Aufgaben aufeinandertreffen, ergeben sich außergewöhnliche Lösungen. Wolfgang Pölz und Konrad Gill von VIARsys haben mit der VR-Anwendung »mindVRexcellence« den Umgang mit Managementsystemen revolutioniert. Mit Mindmaps zu arbeiten, hat sich längst etabliert. Als zweidimensionale Gebilde haben sie jedoch ihre Grenzen bald erreicht. Mittels Virtual Reality ist es möglich, sich in der Mindmap zu bewegen, in Meetingräumen auf KollegInnen zu treffen und gemeinsam Dokumente und Informationen zu bearbeiten. VR ist weit mehr als eine lustige Form des Spielens und kommt bereits im Gesundheitswesen, in Schulungen oder in der Architektur zum Einsatz. Durch die Verknüpfung mit dem EFQM-Modell werden beispielsweise strategische Unternehmensziele und Maßnahmen in eine dreidimensionale Mindmap versetzt und dadurch leichter nachvollziehbar. Die Lösung trägt somit unmittelbar zu einem nachhaltigen Unternehmenserfolg bei.

Ortung von Vermissten
Bei Rettungseinsätzen werden verunglückte Personen mit Wärmebildkameras vom Helikopter aus gesucht. In dicht bewaldeten Gebieten ist die Differenz von Körperwärme und Umgebungstemperatur zu gering – entweder verdeckt die Vegetation den Untergrund zu stark oder die sonnenbestrahlten Bäume haben eine ähnliche Temperatur wie die vermisste Person. Ein neues Verfahren der Linzer Kepler-Universität kombiniert aus mehreren Einzelbildern, die von einer auf einer Drohne montierten Wärmebildkamera geliefert werden, ein Integralbild. Ein Deep-Learning-Verfahren erkennt darin auch von Vegetation verdeckte Personen. »Das Integralbild entspricht einem Bild, das man mit einer Linse von mehreren hundert Metern Durchmesser aufgenommen hat«, erklärt Projektleiter Oliver Bimber. »Indem wir diese Linse auf den Waldboden fokussieren, wird alles über dem Boden, also die Bäume, unscharf und die vermisste Person wird erkennbar.« Die Prototypen erreichen eine Erkennungsrate von 87 bis 95 %. Die Technik eignet sich nicht nur für zivile Rettungseinsätze, sondern auch für Überwachungsaufgaben der Polizei oder des Militärs, für autonome Fahrzeuge sowie Wildbeobachtungen.

Alternative Zugantriebe



Die Deutsche Bahn und Siemens Mobility testen den Einsatz eines neuen Zuges mit Wasserstoffantrieb, der eine Reichweite von bis zu 600 Kilometern besitzt. Geplant ist ein einjähriger Probebetrieb im Raum Tübingen, bei dem auch eine spezielle Tankstelle mit besonders schneller Betankung erprobt wird. Auf den rund 120.000 Kilometern Bahnbetrieb können 330 Tonnen CO2 eingespart werden. Im Rahmen des Projekts rüstet die DB ein Instandhaltungswerk für die Wartung des Wasserstoffzugs um. Bereits erfolgreich getestet wurde ein Batteriezug, der ab Dezember 2023 in Baden-Württemberg Dieseltriebzüge im Regionalverkehr ersetzen soll. Der speziell für das österreichische Streckennetz adaptierte Batteriezug Desiro ML erhielt unter dem Namen »Cityjet eco« der ÖBB als erster Elektro-Hybrid-Zug Europas die uneingeschränkte behördliche Zulassung.

Brücke zwischen Mikro- und Nanowelt
Prozessoren und Mikrochips werden immer kleiner. Um die Bauteile dennoch auf Leiterplatten platzieren zu können, braucht es neue Verbindungstechnologien. AT & S entwickelte als eines weniger Unternehmen weltweit feingliedrige Adapter aus Silizium. Diese IC-Substrate verbinden die Infrastruktur von Chips im Nanobereich mit jener von Leiterplatten im Mikrobereich. Zur Veranschaulichung: Die Rechenknoten bei Chips sind 7 Nanometer große, jene der Leiterplatten 30 bis 70 Mikrometer – was in etwa der Dicke eines Menschenhaars entspricht. Die neuen Signalleitungen sind noch feiner: ein Zehntel einer Haaresbreite. Der Silizium-Adapter verfügt nicht nur über die nötige Stabilität, durch die innovative Lösung können auch Stromverluste signifikant reduziert werden.

Digitale Fabrik



Bild: Effiziente und transparente Prozesse durch digitale Projektdokumentation.

Der Pumpenhersteller KSB baut im projektbezogenen Maschinenbau Pumpen als Sonderanfertigungen. Solche Großprojekte zu managen und dabei sicherzustellen, dass jeder Beteiligte über einen einheitlichen Informationsstand verfügt und Fristen eingehalten werden, ist sehr zeitintensiv. Daher war KSB im Rahmen der Umsetzung des Projektes »Digitale Fabrik« auf der Suche nach einer digitalen Lieferantendokumentation für ein Pilotprojekt im Werk Pegnitz. Mit der Lösung »Fabasoft Approve«, entwickelt von der Softwareschmiede Fabasoft, steht nun eine zentrale, cloudbasierte Plattform für das Koordinieren, Verwalten und Prüfen von technischen Dokumentationen zur Verfügung. »Aufwendige Prüf- und Genehmigungsverfahren können jetzt prozesssicher und nachvollziehbar abgewickelt werden, damit ersparen wir uns rund 4.500 Arbeitsstunden pro Jahr«, bestätigt Christian Strobl, Operativer Einkauf Pumpen & Systeme bei KSB. In der nächsten Phase ist die Erweiterung auf die Werke Frankenthal und Halle geplant mit dem Ziel, die Anwendung weltweit einzuführen.