Fuelling the Energy Transition

Dr. Gianluca Ambrosetti hält einen EPFL-Doktortitel in Nanotechnologie. 2016 hat er das ETH Spin-off Synhelion mitbegründet, welches Technologien für die CO₂-neutrale Produktion solarer Treibstoffe entwickelt. Für ihn sind die analytischen Fähigkeiten und das grundlegende Verständnis von Energie, die er durch sein Physikstudium erworben hat, unschätzbare Werkzeuge für die Entwicklung erneuerbarer Technologien. Weiterhin betont er die wichtige Rolle des Unternehmertums bei der Bewältigung der Energiewende.

Wie bist du zum ersten Mal mit den Konzepten der Nachhaltigkeit und der globalen Erwärmung in Berührung gekommen?  

Über diese habe ich bereits in der Grundschule gelernt, auch wenn die Themen damals noch viel umstrittener waren. Man diskutierte über globale Erwärmung, globale Abkühlung und alle möglichen Theorien. Es gab viele unklare Behauptungen und emotionsgeleitete Debatten. Aber auch wenn es eher ein Randthema war, waren wir alle damit konfrontiert. Da dachte ich mir: Es gibt bereits eindeutige Hinweise auf ein bevorstehendes Problem und es ist unsere Pflicht, dieses zu verstehen und Lösungen zu erarbeiten – mit oder ohne Verzicht.  

Während meiner Masterarbeit im Jahr 2002 las ich einen Autokatalog, der eine Analyse der Wasserstoffmobilität und insbesondere einen Vergleich der verschiedenen Arten des Autoantriebs enthielt –  Wasserstoff, konventionellen Motoren und Strom. Das war für mich eine Art Offenbarung. Ich mochte diese Art der Betrachtung: Die Untersuchung der gesamten Produktkette, Lebenszyklusanalysen etc. Das hat mich wirklich fasziniert.   

Damals steckte die Debatte über die globale Erwärmung noch in den Kinderschuhen und war oft von Emotionen geprägt. Nicht wegen der globalen Erwärmung an sich, sondern wegen der Art und Weise, wie versucht wurde, die Probleme anzugehen. Die meisten Studien beruhten auf sehr einfachen Überschlagsrechnungen. Aber irgendwie war dies die große Inspiration für mich, mich eingehender mit dem Thema zu beschäftigen. Das tat ich schließlich zwei Jahre später mit einer Studie über Wasserstoffmobilität. Damit hatte ich den Grundstein für meine Arbeit in diesem Bereich gelegt.   

Es liegt eine gewisse Schönheit darin, nachhaltig zu sein, eine Kreislaufwirtschaft zu haben, anstatt endliche Ressourcen zu verbrauchen

Warum hast du dich für ein Physikstudium entschieden?   

Ich hatte schon immer das Gefühl, dass ich viele Dinge nicht ganz verstehe. Ich wollte tiefer gehen, was zu einem Entwicklungsprozess wurde, der mich die grundlegendsten Fragen stellen liess. Ich persönlich glaube, dass die Physik unser bestes Werkzeug ist, um die Realität zu beschreiben. Die Physik gibt die tiefgründigsten Antworten, die die Wissenschaft zu bieten hat.  An die meisten Formeln und Berechnungen erinnere ich mich zwar nicht mehr, aber die Schönheit der Physik und das Gefühl, in eine grundlegende Tiefe vorgedrungen zu sein, wird mich nie verlassen. Es leitet mich auch jetzt noch. Von unvoreingenommenen Annahmen anzufangen und mittels wissenschaftlicher Rigorosität in die Tiefe zu gehen bleibt für mich eine notwendige Voraussetzung. 

Wie haben sich deine Motivation und dein Bestreben während des Studiums entwickelt? Oder hattest du ein Ziel, das sich nie geändert hat?   

Zugegebenerweise habe ich mir immer vorgestellt, dass ich irgendwie dort ankommen würde, wo ich heute bin. Ich habe immer daran gedacht, in die Industrie zu gehen, da ich alle Formen von Technik mochte. Als ich mein Studium begann, interessierte ich mich mehr für die grundlegenden Fragen, was mich zur theoretischen Physik brachte – meine Masterarbeit handelte vom Ladungsverlust Schwarzer Löcher, also im Bereich der Quantenfeldtheorie in gekrümmter Raumzeit. Aber ich habe mich auch für andere Dinge interessiert, zum Beispiel für die Materialwissenschaften. Nanotechnologie faszinierte mich schon länger, ich habe dann meine Doktorarbeit in diesem Bereich geschrieben. Trotzdem sah ich auf dem Gebiet letztendlich keinen Weg für mich.  

Hat Nachhaltigkeit bei deiner Berufswahl eine Rolle gespielt, oder warst du an einem Punkt, an dem du dachtest: Das ist es, was mich interessiert, aber ich möchte auch, dass es etwas mit Nachhaltigkeit zu tun hat. Oder war es einfach dein natürliches Interesse, das dich geleitet hat?  

Es war beides. Ich denke, die Energiewende zu meistern ist eine große und schöne Herausforderung. Auch wenn man nicht an die globale Erwärmung glaubt, liegt eine gewisse Schönheit darin, nachhaltig zu sein; eine Kreislaufwirtschaft zu haben, anstatt endliche Ressourcen zu verbrauchen. Mir gefällt dieser Aspekt der Schönheit, aufgrund dem ich mich auch so zur Physik hingezogen fühle. Es mag etwas verwöhnt klingen, aber meines Erachtens kann der ästhetische Aspekt auch eine treibende Wirkung haben. Es ist aber auch unbestreitbar, etwas wegen der Schönheit zu tut, die es hat.   

Ich finde, dass dieses Argument bei den Klimaaktivisten wirklich zu kurz kommt. Es gibt viel mehr Argumente für eine nachhaltige Entwicklung, als nur den Klimawandel aufzuhalten. Eine geringere Umweltverschmutzung würde auch die Lebensqualität insgesamt verbessern, lokal zu produzieren wäre besser für die lokale Wirtschaft und so weiter. Dies wird wirklich nicht genug betont.  

Ja, das am häufigsten vorgebrachte Argument, nämlich dass uns der Untergang bevorsteht, ist nie eine konstruktive Botschaft. Viele Menschen, die sich für das Klima einsetzen, verfangen sich in der Dynamik dieser extremen und bequemen Positionen. Es gibt jedoch auch viele kluge Leute, die viel mehr tun – von der Modellierung der globalen Erwärmung bis zur Suche nach Lösungen. Und es gibt Leute, die Geld in diese Sache stecken. Wir sprechen hier von Billionen, die in die Energiewende investiert werden. Es gibt viele Möglichkeiten für Unternehmen wie Synhelion.   

Wie ist die Idee für die Technologie von Synhelion entstanden?

Ich war bereits in der Solarbranche tätig und hatte die Gelegenheit, die Forschung von Prof. Aldo Steinfeld über erneuerbare Energieträger wie Solartreibstoffe kennenzulernen. Ich war der Ansicht, dass diese Art der Energiespeicherung mit flüssigen Brennstoffen völlig vernachlässigt wurde. Die Verwendung von Solartreibstoffen ist aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften, die z.B. für die Luftfahrt sehr nützlich sind, unvermeidlich. Jahrelang wurde die Elektrifizierung als der Weg der Zukunft gepriesen, vielleicht sogar Wasserstoff, während der Verbrennungsmotor als das reine Übel dargestellt wurde. Die Sache ist die, dass der Verbrennungsmotor nur ein thermodynamisches Gerät ist. Dieser ist nur dann problematisch, wenn fossile Brennstoffe verbrannt werden. Ich sah darin ein verborgenes Juwel, eine versteckte Chance.   

Wie seid ihr von dieser Idee zur Gründung eines Unternehmens gekommen?   

Die Idee, ein Unternehmen zu gründen, stand von Anfang an im Raum. Die Gründung von Synhelion war eine unternehmerische Anstrengung, um diese Technologie auf den Markt zu bringen. Wir suchten zunächst einen Industriepartner, den wir in einem italienischen Öl- und Gasunternehmen gefunden haben.   

Ganz allgemein braucht man die Präzision, die logischen Denkfähigkeiten und die analytische Stärke eines Physikers, um zu verstehen, wie man etwas bewirken kann.

Welche Fähigkeiten aus deinem Physikstudium haben sich als besonders nützlich erwiesen, und warum?  

Hier gibt es zwei Dimensionen. Die eine ist, dass die Komponenten, die wir entwickeln, auf physikalischen Prinzipien beruhen. Der Solar-Receiver macht sich ironischerweise den Treibhauseffekt zunutze. Die zugrundeliegenden Effekte sind Absorption, welche mittels Quantenmechanik beschrieben wird, und Strahlungswärmeübertragung, die durch Thermodynamik beschrieben wird. Natürlich handelt es sich dabei um Physik, die ich in meinem Studium gelernt habe.   

Im Allgemeinen ist es wichtig zu wissen, was physikalisch ist und was nicht. Es gibt Unternehmer, die einem Dinge vorschlagen, die gegen den ersten Hauptsatz der Thermodynamik verstoßen. Einige Dinge, die für Physiker*Innen offensichtlich sind, wie z.B. dass die Sonnenenergie mit einer bestimmten Leistung pro Quadratmeter eintrifft und wir diese nutzen müssen, sind für andere nicht so klar. Es werden Leute anklopfen und verlangen, dass man den gleichen Ertrag mit einem Zehntel der Fläche und einem 50 % höheren Wirkungsgrad machen soll – ein Physiker weiß sofort, dass das nicht funktioniert. Energieerhaltung und Energieumwandlung sind enorm tiefgründige physikalische Prinzipien – sie sind unschätzbare Ratgeber. Man muss sie im Labyrinth des Ungewissen immer im Blick behalten. 

Ganz allgemein braucht man die Präzision, die logischen Denkfähigkeiten und die analytische Stärke eines Physikers, um zu verstehen, wie man etwas bewirken kann.  Hinzu kommen die Fähigkeit, komplexe Systeme zu analysieren, mehrere Wege zu erarbeiten und auch zu wissen, was physikalisch ist und was nicht. Selbst wenn man sie nicht direkt anwendet, sind die Fähigkeiten eines Physikers bzw. einer Physikerin ein sehr mächtiges Werkzeug.  

Welchen Rat würdest du Physikstudierenden geben, die Schwierigkeiten haben, ihre zukünftige Karriere mit ihren Werten zu vereinbaren?   

Um ehrlich zu sein, ist es sehr schwer in der Physik selbst zu arbeiten. Es gibt nur sehr wenige Stellen, an denen man sein tiefstes Wissen wirklich einsetzen kann. Außer in der Grundlagenforschung wird man es kaum einsetzen können, selbst wenn man sich mit Quantencomputern beschäftigt. Dort ist die Herausforderung im Moment eher ein technisches Problem. Wichtig ist dennoch dieses formale Denken und das ist eigentlich sehr allgemein. Man kann für ein Energieunternehmen arbeiten, das sich vielleicht nicht mit theoretischer Physik befasst, aber es werden deine Fähigkeiten gebraucht, um eine Energieanalyse durchzuführen, da der Begriff Energie im Denken von Physiker*innen tief verwurzelt ist. Im Energiesektor gibt es viele Möglichkeiten zu arbeiten und man würde sich freuen, dort Physikabsolvent*innen zu haben.   

Viele Lösungen wurden bereits entwickelt, aber die jeweilige Ausweitung auf die globale Ebene ist eine gewaltige Herausforderung

Wie können Physiker*innen deiner Meinung nach am besten zur Nachhaltigkeit beitragen?  

Der beste Beitrag besteht darin, sich an die Arbeit zu machen und Unternehmen zu gründen. Viele Lösungen wurden bereits entwickelt, aber die jeweilige Ausweitung auf die globale Ebene ist eine gewaltige Herausforderung. Es braucht kreative Ideen und Menschen dafür. Außerdem kann noch viel mehr getan werden als das, was bereits existiert. Es gibt so viele spannende Dinge zu erforschen, wie z.B. die Kernfusion. Einige Projekte werden am Ende nicht aufgehen, aber je mehr Menschen es versuchen, desto mehr werden erfolgreich sein.  

Andererseits ist es auch sehr wichtig, Veränderungen in der eigenen kleinen Realität vorzunehmen. Wenn jeder Einzelne anfängt, sich auf lokaler Ebene zu engagieren, bringt uns das schon einen großen Schritt weiter und kann auch für das Individuum sehr belohnend sein.

Es geht um den inneren Antrieb und darum, tatsächlich etwas zu tun

  

Was hat dir Zuversicht gegeben, dass du etwas bewirken kannst?  

Es kommt nicht darauf an, wie revolutionär eine Idee ist. Es geht um den inneren Antrieb und darum, tatsächlich etwas zu tun. Es gibt so wenige Menschen, die versuchen, selbst etwas aufzubauen. Es ist viel bequemer sich von jemand anderem sagen zu lassen, was man tun soll. Aber dieser unternehmerische Aspekt, etwas auf die Beine zu stellen, ist äusserst wichtig. Sobald man dies getan hat, werden weitere Leute folgen. Ich denke auch, dass es nunmal eine schöne Sache ist, etwas anzupackend. Man ist auch nicht allein dabei. Man kann ein Unternehmen mitbegründen und hat bald die ersten Kollegen. Investoren zu überzeugen ist vielleicht das Schwierigste, doch auch das ist machbar.   

Es ist nicht so wichtig, die bahnbrechende Idee zu haben. Manchmal haben wir Technologien verwendet, die bereits an der ETH entwickelt wurden, andere Male haben wir eigene Ideen entwickelt. Die Forschung ist da, es gibt viele Dinge, die an der ETH passieren. Man kann versuchen, eines davon aus dem Labor in die Welt zu bringen. Zum Beispiel: climeworks haben im gleichen Labor angefangen wie wir, und schau mal, wo sie jetzt sind. 

Natürlich wird man nicht immer erfolgreich sein. Aber viele versuchen es gar nicht erst, weil es riskant ist ein Unternehmen zu gründen. Zu der Zeit, als wir Synhelion gründeten, schien die Wahrscheinlichkeit, dass wir keinen Erfolg haben würden, immens hoch. Aber es ging uns auch um den Nervenkitzel; etwas anzufangen und zu sehen, wie es sich weiterentwicklet. Natürlich kann man auch Erfolg haben.  

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