Braunkohleausstieg vor Kernenergieausstieg

Wir haben in Deutschland trotz des „Atomausstieg“ noch einige Kernkraftwerke in Betrieb, die (Stand Mai 2019) zusammen 9’444 GW intallierte Leistung aufwiesen.

Anstatt den Ausstieg aus der extrem umwelt- und klimaschädlichen Braunkohle zu forcieren, sollen diese letzten Kernkraftwerke innerhalb der nächsten drei Jahre außer Betrieb genommen werden. Kernenergie ist auch nicht komplett $\mathrm{CO}_2$ -neutral, aber sie ist in dieser Hinsicht auf jeden Fall besser als Kohle, insbesondere als Braunkohle.

Sinnvoll wäre es, erst einmal den Braunkohleausstieg in den nächsten 3-4 Jahren zu forcieren und wenigstens die noch vorhandene, in Betrieb befindliche und verfügbare Kernkraftwerkskapazität noch mindestens bis nach dem Braunkohleausstieg zu betreiben, um nicht durch unnötige Engpässe den Braunkohleausstieg zu verzögern. Genau das passiert nämlich im Moment, wo man den Braunkohleausstieg bis 2038 hinauszögern will. So werden weiter Dreck und Treibhausgase produziert, Dörfer und Kulturlandschaft vernichtet und Flächen auf Jahrzehnte hinaus verwüstet. Deutschland generiert mehr $\mathrm{CO}_2$ pro Jahr als Frankreich und Italien zusammen. Es gibt daher leider keinen Anlass, sich selbst wegen Fortschrittlichkeit im Umweltschutz selbst auf die Schulter zu klopfen.

Über Sinn und Unsinn des Kernenergieausstiegs will ich mich hier nicht äußern, das habe ich bereits getan. Man kann durchaus Kernenergie und Kohlegegner gleichzeitig sein. Und fast jeder wird regenerative Energiequellen (Wasserkraft, Wind, Solarenergie) vor Kernenergie und Kohleenergie bevorzugen, wenn sie nur einigermaßen vernünftige Voraussetzungen erfüllen. Aber man sollte die Klimakrise ernst nehmen und die Priorität auf den Kohleausstieg, besonders den Braunkohleausstieg, legen.

Ich weiß, dass das Thema in Deutschland emotional sehr aufgeladen ist. Die Bekämpfung der Kernenergie war jahrzehntelang das bei weitem dominierende Thema in großen Teilen der deutschen Umweltbewegung. Man könnte meinen, dass es als eine Art „Honeypot“ gewirkt hat, um von anderen Umweltproblemen (z.B. Verkehr, Kohlekraftwerke) abzulenken. Gerade der Verkehrsbereich ist bei der Schweizerischen Umweltbewegung ein großes Thema, in Deutschland aber höchstens sehr am Rande. Beim Kernenergieausstieg bis 2022 einen Rückzieher zu machen, wäre sicher ein Prestigeverlust für die deutschen Kernenergiegegner. Aber man sollte auch als „Umweltbewegung“ vielleicht einmal die richtigen Prioritäten überdenken. Umweltschutz und dessen richtige Priorisierung sollte vor Prestige kommen.

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Klimaerwärmung

Obwohl die Klimaerwärmung heute weitgehend als Tatsache wahrgenommen wird, gibt es doch Skeptiker, die meinen, dass der menschengemachte Effekt vernachlässigbar sei, gar nicht existiere oder zumindest keinerlei negative Auswirkungen habe. Sogar der Präsident der Vereinigten Staaten, „Onkel Donald“, stößt in dieses Horn. Und natürlich großzügige Geldgeber, deren Geschäftsinteressen davon betroffen sind.

Interessanterweise trifft man oft europäische Klimaerwärmungsskeptiker, die diese ganze Idee mit der Klimaerwärmung für Ami-Kram halten. In den Vereinigten Staaten seien Leute wie Al Gore angeblich unheimlich mächtig und haben ein milliardenschweres Business aufgebaut, das Öl-, Auto-, Kohle- und Flugzeugindustrie völlig in den Schatten stellt. Und Trump und Bush sind dann in dieser Logik Reformer, die dort mit ihrer Klimaerwärmungsskeptis europäische Gedanken in den typisch-amerikanisch grünen Sumpf einbringen.

Man mag darüber sich seine eigene Meinung bilden, aber es ist Grund genug, auf diese Thematik einmal einzugehen. Zum richtigen Verständnis, die Klimaerwärmung ist nicht das einzige relevante Umweltthema, mit dem man sich befassen sollte, aber sicher ein wichtiges Thema.

Abgesehen davon, dass man in den frühen 70er Jahren dachte, es drohe eine neue Eiszeit, war das Thema ja schon lange präsent und wurde irgendwo in der Ferne wahrgenommen und gewann an Gewicht. Mich persönlich hat ein Vortrag von Atsumu Ōmura anlässlich des 150-jährigen Jubiläums der ETH Zürich letztlich vollends überzeugt. Der Vortragende war zweifelsfrei integer und wissenschaftlich auf einem hohen Niveau. In dem Vortrag hat er dargelegt, dass an der menschengemachten Klimaerwärmung kein Zweifel bestehen kann. Diese betrug 2005 im Durchschnitt auf der ganzen Erde 0.8 Grad und in der Schweiz sogar ungefähr 2. Es überrascht nicht, dass die Klimaerwärmung sich ungleichmäßig auf die Erde verteilt und vielleicht sogar vereinzelte Gebiete davon (noch) nicht betroffen sind.

Nun ist das Thema durch Fridays for Future und Greta Thunberg noch einmal präsenter geworden und das ist gut so. Wir sollten trotzdem nicht vergessen, dass es nicht das einzige Umweltthema ist, dem man Aufmerksamkeit schenken sollte. Manchmal konkurrenzieren sich Umweltthemen, z.B. wenn man meint, aus Umweltschutzgründen aus der Kernenergie aussteigen zu müssen und diese dann zu einem großen Teil durch Kohlekraftwerke ersetzt (so geschehen in der BRD)

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Nahverkehr in Istanbul

Istanbul ist eine Megastadt und die Primatstadt der Türkei.

Es ist immer interessant, wie mit der Herausforderung umgegangen wird, den Verkehr in so einer großen Stadt zu organisieren. Man kann sich als Vergleich einmal Bangkok, New York, Los Angeles, Moskau oder Peking vorstellen.

Es ist nie ganz einfach, verschiedene auf dem Papier gleich große Städte zu vergleichen. Für die Einwohnerzahlen findet man irgendwelche Zahlen. Etwa die nominelle Einwohnerzahl der politischen Gemeinde, die hier von keinerlei Interesse ist und die Einwohnerzahl der Metropolregion, die eher das ist, worum es hier geht, aber doch mit dem Problem behaftet ist, dass es nicht ganz einfach und schon gar nicht einheitlich ist, zu definieren, wo genau die Metropolregion aufhört. Es gibt sehr große Unterschiede in der Bedeutung der öffentlichen Verkehrsmittel in verschiedenen Ländern und sogar in verschiedenen Regionen desselben Landes. Die Wirtschaftsstrukturen, die Dichteverteilung von Bevölkerung, Arbeitgebern, Einkaufsmöglichkeiten und anderen Verkehrszielen und -quellen in den Metropolregionen ist sehr verschieden. Und ganz banal die Bevölkerungsdichte.

Und doch kann man sagen, dass bei Metropolregionen dieser Größenordnung der Versuch, alles mit MIV zu bewältigen, nirgendwo erfolgreich waren. Selbst in Ländern und Regionen, wo man eine starke Präferenz dafür hat, den Autoverkehr zu fördern und große Budgets für den Straßenbau alloziert, ertrinken Metropolregionen dieser Größenordnung praktisch immer im Stau. So viele Straßen kann man gar nicht bauen, um den dadurch induzierten Verkehrszuwachs aufzufangen, weil bei so vielen Einwohnern einfach mehr gefahren wird, wenn es mehr Straßen gibt und die Sättigung mit realistischen Mitteln praktisch unerreichbar ist. Und die Luftverschmutzung wird auch enorm, wenn so viele Menschen auf so engem Raum so viel mit Autos herumfahren. So sieht man, dass Metropolregionen jahrzehntelang versucht haben, ausschließlich auf Straßenbau und vielleicht ein paar Buslinien zu setzen. Die Busse stecken im selben Stau wie die Autos, nur müssen sie zusätzlich noch wegen der Haltestellen mindestens abschnittsweise auf noch langsamere Straßen wechseln. Aber Bangkok, Los Angeles und viele andere haben mit großem Aufwand begonnen, ein Metrosystem, S-Bahn-System oder Lightrail oder Tramsystem zu bauen. Die Übergänge gerade zwischen S-Bahn und U-Bahn (Metro) sind fließend und teilweise einfach administrative Definitionen. Ich glaube nicht, dass Lightrail und Straßenbahn alleine der richtige Weg für diese Größe sind und man braucht schon Metro oder S-Bahnen mit dichter Taktfolge und mehreren Linien.

Aber was hat nun Istanbul zur Verfügung? Die Stadt ist geteilt in einen asiatischen und einen europäischen Teil mit dem Bosporus dazwischen. Der ist etwas mehr als einen Kilometer breit und wird von den größten Schiffen, die es gibt, befahren. Außerdem ist das Gebiet erdbebengefährdet. Man kann also Tunnel und Brücken bauen und hat es auch getan, aber das ist nicht ganz einfach. New York hat für die Querung des East River mehr als ein Dutzend Brücken und Tunnel, die von Metro und sonstigem Bahnverkehr genutzt werden. Istanbul hat mit Marmaray gerade einen zweigleisigen Bahntunnel für Nah- und Fernverkehr. Der Fernverkehr wurde noch nicht aufgenommen und so ist der Tunnel heute ausschließlich Teil einer S-Bahn-Linie. Aber die Stationen direkt vor und nach der Bosporusquerung haben so lange Bahnsteige, dass sie sich auch für Fernzüge eignen würden. Weiterhin gibt es eine Bosporusbrücke am Schwarzen Meer, die auch zwei Gleise enthält. So kann man mit einem Teil des Fernverkehrs und mit Güterzügen die Stadt in Zukunft einmal umfahren.

Die Bahnanbindungen zum Marmaray-Tunnel befinden sich im Umbau, was auch die Bahnstrecken in der Nähe der Innenstadt betrifft. So verkehrt dort nur eine kurze S-Bahn-Linie, die irgendwann einmal sehr lang sein soll und der Küste nordwestlich und Südöstlich der Bosporusmündung ins Maramarameer folgen soll. Es gibt logischerweise zwei getrennte Metronetze mit insgesamt sieben Linien. Zusammen mit der S-Bahn als achter Linie ist das für die Größe der Stadt zu wenig und es gibt auch dicht besiedelten Kernbereich größere Gebiete, die relativ weit weg von S-Bahn und Metro sind. Das soll sich ändern, da beide Systeme zur Zeit erweitert werden. Durch den Umzug des Flughafens geht die Schienenanbindung des alten Flughafens verloren und der neue Flughafen soll erst etwa gegen Ende 2019 eine Anbindung an den Schienennahverkehr bekommen, dann aber zwei Jahre später auch an den Fernverkehr über die Brücke am Schwarzen Meer. Bis zu einem für die Stadtgröße ausreichenden Metrosystem wird es aber noch viele Jahre dauern. Von weiteren Bahn- oder Metrotunneln, um etwa die Metrosystem auf beiden Seiten des Bosporus zu verbinden oder für Nah und Fernverkehr zumindest je zwei Gleise zu haben, liest man wenig, aber es wird davon geredet, noch einen weiteren Tunnel mit Straße und zwei Gleisen für die Metro zu bauen. Man wird sicher viel dafür tun, die vorhandene Infrastruktur gut auszunutzen. Zur Querung des Bosporus spielen auch immer noch Fähren eine große Rolle.

Es gibt in der Stadt auch ein Tramsystem. Auf jeden Fall ist das Nahverkehrssystem sehr vielfältig und interessant, aber für die Größe der Stadt eben noch völlig unterdimensioniert. Es bleibt zu hoffen, dass es dort in den nächsten Jahren schnellere Fortschritte geben wird.

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Partialbruchzerlegung

Mal etwas über Mathematik, was man sehr leicht verstehen kann, aber was nur wenige kennen:

Die Partialbruchzerlegung. Einige von uns haben sie sicher schon für Polynome kennengelernt aber sie funktioniert auch für rationale Zahlen.

Wenn man gekürzte Brüche addiert, z.B. Drittel und Viertel, bei denen die Nenner (paarweise) teilerfremd sind, bekommt man als Ergebnis gekürzte Brüche, bei denen die Nenner das Produkt der Nenner der Summanden sind. Das muss so sein, denn wenn man zu einem (gekürzten) Bruch $q=\frac{r}{s}$ andere Brüche addiert, deren Nenner keine gemeinsamen Teiler mit $s$ haben, dann muss man diese mit $s$ erweitern, um sie auf den „Hauptnenner“ zu bringen. Und $q$ muss man mit einem Faktor $t$ erweitern, der keine gemeinsamen Teiler mit $s$ hat. Alle Zähler außer $r\cdot t$ sind also durch $s$ teilbar, aber $r\cdot t$ hat keine gemeinsamen Teiler mit $s$ . Damit hat diese Summe der Zähler auch keinen gemeinsamen Teiler mit $s$ und man kann nicht gegen Faktoren von $s$ kürzen. Das gilt entsprechend für die ursprünglichen Nenner aller anderen Summanden und so bleibt das Produkt der Nenner als Nenner der Summe bestehen.

Wenn man also Drittel und Viertel addiert, bekommt man Zwölftel, wenn man Viertel und Fünftel addiert, Zwanzigstel u.s.w. Das sind ja auch „Erfahrungswerte“. Das lässt sich aber auch umkehren. Man kann z.B. Zwölftel als Summe (oder Differenz) von Vierteln und Dritteln darstellen. Das sei zur Motivation gesagt. Nun lässt sich das allgemein formulieren:

Wenn wir also eine rational Zahl $\frac{r}{s}$ haben, können wir sie als Summe von Brüchen darstellen, deren Nenner Primzahlpotenzen sind, zuzüglich einem ganzzahligen Anteil. Die Zähler sind alle kleiner als die betreffende Primzahl. Wenn also $\frac{r}{s}$ schon „gekürzt“ ist, also $\gcd(r,s)=1$ und $s>0$ , dann können wir für $s$ die folgende Primfaktorzerlegung annehmen $s=\prod_{k=1}^n p_k^{m_k}=p_1^{m_1}\cdot p_2^{m_2} \cdots p_n^{m_n}$ mit Primzahlen $p_1, p_2,\ldots, p_n$ und Multiplizitäten $m_1, m_2,...,m_n$ . Dann gibt es eine ganze Zahl $N$ und ganze Zahlen $s_{i,j}$ mit

$\bigwedge_{i=1}^n \bigwedge_{j=1}^{m_n} 0\le s_{i,j} < p_i$

und

$\frac{r}{s} = N + \sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^{m_n} \frac{s_{i,j}}{p_i^j}$

Wie kann man diese Partialbruchzerlegung finden? Damit hat man den Beweis auch gleich gratis mit dabei.

Man kann zuerst einmal das $N$ ermitteln und zwar so dass $\frac{r}{s}=N+\frac{r'}{s}$ ist und $0 \le \frac{r'}{s} < 1$ . Das gilt für negative und positive Ausgangsbrüche. Für jede Primzahlpotenz $p_k^{m_k}$ , die im Nenner steckt, lassen sich gemäß dem chinesischen Restesatz Zahlen $e_k$ finden so dass

$e_k \equiv 1 \mod p_k^{m_k}$

and

$\bigwedge_{i \ne k} e_k \equiv 0 \mod p_i^{m_i}$

gilt. Diese lassen sich mit dem erweiterten Euklidalgorithmus ermitteln. Setzen wir

$S_k = \frac{s}{p_k^{m_k}},$

dann gilt

$\gcd(p_k^{m_k}, S_k)=1$

und das lässt sich darstellen als

$1= \gcd(p_k^{m_k}, S_k)=u_k \cdot p_k^{m_k} + v_k \cdot S_k.$

Die Wahl von $e_k = v_k \cdot S_k$ erfüllt genau die obigen Kongrueznbedingungen. Das lässt sich für alle $k=1\ldots n$ so ermitteln.
Nun gilt nach dem chinesichen Restesatz für die Summe der $e_i$

$\sum_{i=1}^m e_i \equiv 1 \mod s$

oder

$\sum_{i=1}^m e_i = 1 + w\cdot s$

für ein ganzzahliges $w$ .
Nun kann man das anwenden:

$\frac{r'}{s} = \frac{1}{s}(\sum_{i=1}^n e_i - w\cdot s) r' = -r'w + \sum_{i=1}^n \frac{\frac{e_k\cdot r'}{S_k}}{p_k^{m_k}} = -r'w + \sum_{i=1}^n \frac{r'v_k}{p_k^{m_k}}$

Der Rest ist trivial, weil man $r'v_k$ in der Form

$r'v_k = \sum_{j=0}^m a_j p_k^j$

mit $0 \le a_j < p_k$ darstellen kann.

Wie so oft funktioniert genau dieselbe Überlegung auch 1:1 für Polynome über beliebigen Körpern, wo die Partialbruchzerlegung allgemein etwas bekannter und wohl auch nützlicher ist. Man kann sie zum Beispiel in der Integralrechnung oft gebrauchen, um bestimmte Klassen von Funktionen integrieren zu können.

Rationale Funktionen

$f(x) = \frac{\sum_{j=0}^n a_j x^j}{\sum_{j=0}^m b_j x^j}$

lassen sich, wenn man über den komplexen Zahlen arbeitet, in die Form

$f(x) = \sum_{j=0}^l c_j x^j + \sum_{i=1}^p\sum_{j=0}^q \frac{d_{i,j}}{(x-e_j)^i}$

bringen.
Oder wenn man bei den rellen Zahlen bleiben will in die Form

$f(x) = \sum_{j=0}^l c_j x^j + \sum_{i=1}^p\sum_{j=0}^q \frac{f_{i,j}(x)}{g_j(x)^i}$

mit Polynomen g_j(x), die entweder linear oder quadratisch ohne reelle Nullstellen sind und mit höchstens linearen Polynomen im Zähler, bringen. Wenn man nur das Polynom faktorisieren könnte, was wiederum schwierig sein kann.

Wer mag, kann die Integralrechnug auch auf rationale Funktionen über endliche Körper erweitern, allerdings dürfen dann keine Exponenten vorkommen, die sich durch die Charakterestik des endlichen Körpers teilen lassen, weil dann das $\itn x^n = \frac{x^{n-1}}{n} + C$ eine Division durch null beinhalten würde. Man sollte sich natürlich in den Zerfällungskörper des Polynoms im Nenner begeben, um in Linearfaktoren faktorisieren zu können.

Ganze Zahlen kann man immer faktorisieren, wenn man nur genug Zeit und Rechenleistung hat, das heißt, dass sich die obige Partialbruchzerlegung immer berechnen lässt.

Mehrwertsteuer Rückerstattung: versteckte Förderung von Auto und Flugzeug

Wer in der Nähe einer Zollgrenze wohnt, kennt das Thema. Man kann auf der anderen Seite der Grenze einkaufen und bekommt die Mehrwertsteuer zurück, wenn man sich die Ausfuhr an der Grenze bestätigen lässt. Das sind z.B. in Deutschland 19%. Man muss im Land, wo man wohnt, die Mehrwertsteuer zahlen, aber nur oberhalb einer gewissen Freigrenze.

Nun muss man an der Grenze Zollbeamte finden.

Das funktioniert am besten auf der Straße. Man wählt einen Grenzübergang, der 24 Stunden offen hat oder zumindest jetzt gerade offen ist. Eine Unart ist, dass oft der einzige Übergang, der 24 Stunden offen hat, eine Straße mit Fahrradverbot ist. Mit dem Auto geht es am besten.

Auch im internationalen Flughafen findet man immer jemanden vom Zoll, man muss nur suchen, weil der normale Weg vom Flughafeneingang zum Gate da nicht so direkt vorbeiführt wie bei den Taxfree-Einkaufsparadiesen, die auch mehrwertsteuerfrei, aber dafür mit den Preisen so zulangen, dass es sich wegen der Preise nicht wirklich lohnt. Und bei der Ausreise hat man meist noch etwas Zeit übrig. Zum Einkaufen oder eben zum Besuch beim Zoll.

Mit dem Fahrrad kann man Pech haben, dass die Grenzübergänge, wo Zollbeamte anzutreffen wären, gerade zu sind. Und man trifft nun an den Übergängen mit Fahrradverbot genau mit 100% Wahrscheinlichkeit Polizei oder Zoll, die einem Stress machen. Man kann aber auch Glück haben, dass es einen Übergang ohne zu große Umwege gibt, wo Zoll anwesend ist und wo man auch kein Fahrradverbot hat.

Für Bahnfahrer sieht es ganz schlecht aus. Früher kam der Zoll im Zug vorbei. Das ist vorbei. Oder kommt nur noch sehr selten vor, man kann damit nicht rechnen. Man kann in Basel Badischer Bahnhof aussteigen, dort den Zoll finden und dann einfach mit dem nächsten Zug weiterfahren. Früher ging das auch in Schaffhausen, aber das ist vorbei. Der Zoll im Baseler Bahnhof hat aber nur sehr reduzierte Öffnungszeiten.

Es geht hier durchaus um größere Summen. Wenn ein Einkauf von 300 EUR fast 60 EUR Mehrwertsteuer enthält, dann ist das schon ein gewichtiger Faktor bei der Verkehrsmittelwahl. Und die Bahn ist da total im Nachteil, weil man als Bahnreisender fast keine Chance hat, das zu bekommen. Als Radfahrer manchmal. Und als Flug- oder Autoreisender immer.

Ich denke, hier sollte man sich dafür einsetzen, dass entweder Autobahnen jeweils an der letzten Abfahrt vor der Grenze zu normalen Straßen werden, die alle benutzen dürfen oder dass eine parallele Straße ohne Fahrradverbot eine mindestens so lange geöffnete Zollstellen hat wie die Fahrradverbotsstraße. Und dass auch Bahnreisende diese Möglichkeit wieder bekommen, nicht nur in Basel Bad Mo-Fr von 9:00 bis 18:00.

Fehmarnbeltquerung neu denken

Da die Fehmarnbeltquerung in Frage gestellt wird, ist es Zeit, diese neu überdenken.

Es gibt zwei Komponenten dieses Projekts. Einen Straßentunnel, der Fahrradverbot aufweisen soll, und eine Eisenbahntunnel. So einen Straßentunnel nur für Motorfahrzeuge zu bauen ist in Zeiten von Fridays for Future ein Anachronismus oder zumindest fragwürdig. Für den Straßenverkehr ist die heutige Fährverbindung eine adäquate Lösung, die gut funktioniert und die man so beibehalten sollte.

Dagegen ist es durchaus sinnvoll, einen reinen Bahntunnel zu bauen. Mit langen Bahntunneln hat man inzwischen jahrzehntelange Erfahrungen, auch mit solchen, die größeren Meeresteile unterqueren, z.B. der Ärmelkanaltunnel oder der Seikantunnel. Er bietet auch für den ausgebrochenen Querschnitt eine sehr hohe Kapazität, was so ein Tunnelprojekt als reinen Bahntunnel effizienter macht. Zwei große Probleme entfallen bei einem Bahntunnel oder fallen zumindest sehr viel geringer aus. Bahnen fahren auf solchen Strecken elektrisch und man braucht Dieselloks wenn überhaupt nur bei Störungen. Das erleichtert die Lüftung. Außerdem ist das Unfallrisiko bei der Bahn sehr viel kleiner, zumal so eine Tunnelstrecke für Fußgänger nicht gut zugänglich ist und dort auch kaum „Personenunfälle“ (bei der Bahn sind das meist Suizide) zu erwarten sind.

Ein reiner Bahntunnel und ein Ausbau oder Neubau der Strecken von Hamburg bis Kopenhagen für 160 bis 200 km/h, mit mehrheitlich 200 km/h, könnte eine Fahrt von Hamburg nach Kopenhagen in 2 1/2 oder sogar in 2 Stunden ermöglichen. Auch nach Berlin könnte man in 3 1/2 bis 4 Stunden kommen, wenn man den Umweg über Hamburg vermeidet. Ein Betriebsprogramm wäre z.B. ein stündlicher Zug von Kopenhagen nach Lübeck. In Lübeck wird er geteilt und ein Teil fährt nach Hamburg und ein Teil abwechselnd jeweils jede zweite Stunde nach Hannover und Berlin. Dazu müsste man die Strecken von Lübeck nach Lüneburg und nach Schwerin (einschließlich Verbindungskurve an Bad Kleinen vorbei) elektrifizieren und entsprechend ausbauen und auch die Strecke von Hamburg nach Lübeck würde einen gewissen Ausbau gut vertragen, neben dem sowieso beschlossenen Ausbau und teilweisen Neubau zwischen Lübeck und Puttgarden. So könnte die Bahn im Verkehr zwischen Südschweden und dem Großraum Kopenhagen einerseits und Hannover, Berlin und Hamburg andererseits einen Zeitvorteil vor allen anderen Verkehrsmitteln erzielen. Der Güterverkehr auf der Schiene könnte den Umweg von 160 Kilometern über Flensburg und die Querung des großen Belts sparen und an Wettbewerbsfähigkeit gewinnen. Außerdem gewinnt der Güterverkehr mit Skandinavien an Zuverlässigkeit, weil die Route über Flensburg mit der Durchquerung von Hamburg, mit der Brücke über den Nord-Ostsee-Kanal und mit der Querung des großen Belts drei Achillesversen aufweist, so dass eine zweite leistungsfähige Route für den Schienengüterverkehr wichtig ist. Auch Nachtzüge, die wir bald wieder zwischen Schweden, Dänemark und Deutschland sehen werden, werden enorm davon profitieren, diese 160 km Umweg nicht fahren zu müssen.

Das sollte man machen: Fehmarnbelttunnel ja, aber unbedingt als reinen zweigleisigen Eisenbahntunnel. Das ist die richtige Lösung für die Vogelfluglinie.

Tunnel Rastatt: Plan zur Fertigstellung

Der Tunnel in Rastatt wird nun nach etwa zwei Jahren Unterbrechung wieder weitergebaut.

Man hat wegen der Havarie im Tunnel wohl Angst, weiter zu bauen und deshalb lange gezögert. Jetzt gibt es immerhin einen Plan. Die von der Havarie nicht betroffene Weströhre wird wie geplant mit der Tunnelbohrmaschine gebaut. Sie soll bis 2020 im Rohbau fertig sein. Danach wird die Bestandsstrecke auf 700 Metern Länge verlegt, so dass sie oberhalb dieser fertigen Röhre verläuft. Dann wird der Rest der Oströhre in offener Bauweise erstellt. Am Schluss wird die Bestandsstrecke wieder an ihren alten Standort verlegt und die Gleise, Oberleitungen und Kabel werden eingebaut. Im Jahr 2024 wird der Tunnel fertig sein und dann ein ganzes Jahr getestet, bevor er 2025 offiziell in Betrieb genommen wird.

Ein paar Fragen bleiben:

Warum brauchte man zwei Jahre für die Spurensicherung der Havarie? Diese Verzögerung kostet auch viel
Warum kann man nach der Fertigstellung der Betonplatte nicht auch unter dieser bauen?
Warum kann man nicht die Weströhre schon 2021 in Betrieb nehmen und die Oströhre etwas später? Das würde den Engpass bei Rastatt schon teilweise entlasten
Warum ist die Restbauzeit nach der Havarie etwa gleich lang wie für das Projekt Rogfast, bei dem von 2018 bis 2026 ein 27 km langer Straßentunnel unter dem Meer gebaut wird?
Warum muss man so einen Tunnel über ein Jahr lang testen?

Ergänzung 2019-10-04: Gemäß Wikipedia ist die Inbetriebnahme nur einer Röhre nicht zulässig, weil die zweite Röhre als möglicher Fluchtweg zur Verfügung stehen muss. Trotzdem ist es bedauerlich, dass dieses Projekt sich jetzt so in die Länge zieht und nicht zügiger vorankommt, wo die Röhren doch eigentlich fast fertig sind.

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Zahlwörter und Mathematik

Wir haben in unseren Sprachen die Möglichkeit, ganze Zahlen mit über 30 Stellen mit Zahlwörtern zu bezeichnen, z.B. auf Deutsch bis zu 64 bis 66 Stellen mit Dezilliarden oder auf Englisch mit bis zu 34 bis 36 Stellen mit „decillion“. Unsere Zahlen sind meist eine Aneinanderung von Wörtern und man weiß als Sprachkundiger, wo die Aneinanderreihung für Multiplikation oder Addition steht. Z.B. bedeutet

„Hunderttausend“ $100 \cdot 1000 = 100'000$

und

„Hundertzehn“ $100 + 10 = 110$ .

Nehmen wir mal als Beispiel die Zahl

987’654’321

Auf Deutsch wäre das:

„Neunhundertsiebenundachtzig Millionen sechshundertvierundfünfzigtausenddreihunderteinundzwanzig“

oder

$(9 \cdot 100 + (7 + 8 \cdot 10)) \cdot 1'000'000 + (6 \cdot 100 + (4 + 5\cdot 10)) \cdot 1'000 + 3 \cdot 100 + (1 + 20)$

Auf Englisch:

„Nine hundred and eighty-seven million six hundred fifty-four thousand three hundred twenty-one“

$(9 \cdot 100 + 8 \cdot 10 +7) \cdot 1'000'000 + (6 \cdot 100 + 5\cdot 10 +4) \cdot 1'000 + 3 \cdot 100 + 20 + 1$

Bis auf die Anomalie, die Zehner nach den Einern zu bringen, fast gleich.

Oder auf Russisch

„Девятьсот восемьдесят семь миллионов шестьсот пятьдесят четыре тысячи триста двадцать один“

$(9 \cdot 100 + 8 \cdot 10 +7) \cdot 1'000'000 + (6 \cdot 100 + 5\cdot 10 +4) \cdot 1'000 + 3 \cdot 100 + 2\cdot 10 + 1$

Oder auf Esperanto:

„Naŭcent okdek sep milionoj sescent kvindek kvar mil tricent dudek unu“

$(9 \cdot 100 + 8 \cdot 10 +7) \cdot 1'000'000 + (6 \cdot 100 + 5\cdot 10 +4) \cdot 1'000 + 3 \cdot 100 + 2\cdot 10 + 1$

Schwedisch:

„Nio hundra åtta och sju miljoner sexhundra femtiofyra tusen tre hundra tjugoåtta“

$(9 \cdot 100 + 8 \cdot 10 +7) \cdot 1'000'000 + (6 \cdot 100 + 5\cdot 10 +4) \cdot 1'000 + 3 \cdot 100 + 20 + 1$

Spanisch:

„Novecientos ochenta y siete millones seiscientos cincuenta y cuatro mil trescientos veintiuno“

$(9 \cdot 100 + 8 \cdot 10 +7) \cdot 1'000'000 + (6 \cdot 100 + 5\cdot 10 +4) \cdot 1'000 + 3 \cdot 100 + 20 + 1$

Französisch:

„Neuf cent quatre vingt sept millions six cent cinquante-quatre mille trois cent vingt et un“

$(9 \cdot 100 + 4 \cdot 40 +7) \cdot 1'000'000 + (6 \cdot 100 + 5\cdot 10 +4) \cdot 1'000 + 3 \cdot 100 + 20 + 1$

Arabisch (wenn ich google translate glaube):

„تسع مئة وسبعة وثمانون مليون وستمائة وأربعة وخمسون ألف وثلاثمائة وواحد وعشرون“

$5\cdot 10 + 1000 +3\cdot 100 +1 + 2\cdot 10 + (9 \cdot 100 + 7 + 8\cdot 10) \cdot 1'000'000 + (6\cdot 100 + 4) * 1'000)$

Man sieht, es geht bei allen Sprachen ungefähr nach dem gleichen Muster. Esperanto ist am regelmäßigsten. Viele Sprachen haben für die Zahlen von 11 bis 20 oder einen Teil davon spezielle Zahlwörter, die Grenze verläuft z.B. bei Deutsch zwischen 12 und 13 oder bei Spanisch zwischen 15 und 16. Italienisch und Französich ähnlich, nur eventuell mit um 1 oder 2 gegenüber Spanisch verschobenen Grenzen. Schwedisch hat für 20 ein spezielles Wort, Russisch z.B. für 40 und 90. Französisch und einige andere Sprachen wechseln zwischen 60 und 100 in ein anderes System. Arabisch ist schon im Vergleich zu den hier aufgeführten Sprachen recht unregelmäßig oder regelmäßig mit einem größeren Satz von Regeln. Bei zweistelligen Zahlen haben die in die Zusammensetzung einfließenden Zahlwörter entgegengesetzte Genera, man hat also so etwas wie „Der Dreier und die Vierzigerin“ oder „Die Dreierin und der Vierziger“, je nach Genus des gezählten Wortes. Es geht noch schlimmer, Japanisch hat zumindest für die üblichen kleineren Zahlen gleich mehrere Sätze von Zahlwörtern, z.B. je nach dem ob das was man zählt lang und dünn oder rund ist.

Es lohnt sich aber, sich die Arithmetik in den Zahlwörtern bewusst anzuschauen. Russisch verhält sich erstaunlich regelmäßig, wenn man bewusst zwischen Multiplikation und Addition unterscheidet, z.B. wenn man aus Kardinalzahlen Ordinalzahlen bildet und beachten muss, welche der einfließenden Zahlwörter bzw. Zahlwortteile mutiert werden. Oder wenn man Zahlwörter einfach nur deklinieren will. Oder nur richtig schreiben will und wissen will, wo man überall das „weiche Zeichen“ („ь“) setzen muss und wo nicht.

Eine Merkwürdigkeit ist: Wir nennen unsere Ziffern „arabische Ziffern“, aber die arabischen Länder benutzen ganz andere Ziffern. Im Zuge der Globalisierung kommen von uns „arabische Ziffern“ genannte Ziffernzeichen dort auch vermehrt vor oder werden zumindest verstanden.

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Wie weiter mit den verwüsteten Braunkohleabbaugebieten

Durch Braunkohleabbau sind viele Gebiete verwüstet worden.

Am Ende wird ein Teil der Löcher gefüllt und in unbewohnte Landwirtschaftsfläche umgewandelt. Ein Teil soll zu tiefen Seen werden. Das Auffüllen der Seen dauert in der Regel Jahrzehnte, es ist also für die meisten heute lebenden Menschen ein Leben lang in einer Art Baustellenzustand und unsere Enkel könnten tatsächlich diese Seen einmal vorfinden.

Verkehrswege, die es vorher gab, werden nicht wieder hergestellt, mit Ausnahme von Autobahnen und Feldwegen zur Erschließung der Landwirtschaftsflächen. Die Gebiete bleiben unbewohnt.

Ein paar Fragen stellen sich nun aber.

Warum wird die Wiederherstellung der Verkehrswege zu einer Autoförderungsmaßnahme gemacht? Warum sollen Radfahrer den Braunkohlebergbau durch die Beseitigung von guten Verkehrswegen subventionieren?
Sinnvoll wäre es, hier Verkehrswege primär für moderne Verkehrsmittel zu bauen, also etwa im Verlauf von Straßen, die früher das Gebiet kreuzten Radschnellwege zu bauen, auf denen Radfahrer hindernisfrei und autofrei auf dem kürzesten Weg das Gelände durchqueren könnten, zumindest die Teile, die aufgefüllt werden. Radschnellwege zu bauen, ist sehr teuer, aber vor allem, weil Dämme, Einschnitte, Brücken, Tunnel u.s.w. viel kosten. Wenn man aber ein flaches Gelände ohne Wohngebiete hat, das nur von vereinzelten Feldwegen durchquert wird, braucht man viel weniger Kunstbauten und kann das Gelände kostengünstig erwerben.

Statt Seen anzulegen gäbe es auch die Möglichkeit, Pumpspeicherwerke zu bauen, die die Braunkohlelöcher als Speicher nutzen. Man könnte endlich einmal richtig viel Kapazität an Pumpspeicherwerken haben, was sonst nicht möglich ist. Aber sowohl für das Anlegen der Seen als auch für das Füllen der Pumpspeicher und im Fall von Pumpspeichern auch für das Abführen von überflüssigem Wasser wären Wasserleitungen mit großer Kapazität erforderlich. Im Fall der Braunkohlegebiete westlich von Köln und Düsseldorf wäre hier die Überlegung, einen Kanal zwischen Rhein und Maas zu bauen, der es mit entsprechenden Stichkanälen erlaubt, die erforderlichen Wassermengen von Maas und Rhein innerhalb kurzer Zeit heranzuführen und später für Binnenschiffe eine kürzere Verbindung nach Antwerpen zu haben. Die große Zeit der Binnenschifffahrt ist sicher vorbei und ob sich nun Kanalprojekte wie der Main-Donau-Kanal und der Elbe-Seitenkanal oder der Ausbau des Elbe-Lübeck-Kanals sinnvoll waren oder sind, ist zumindest sehr umstritten. Dieser Fall ist aber eine Ausnahme, weil der Rhein auch heute einen sehr regen Binnenschiffsverkehr aufweist und die Verbindung zum umschlagsmäßig zweitgrößten Hafen in Europa vermutlich eine gute Auslastung erzielen könnte. In diesem Szenario könnte man auch kleine Wasserkraftwerke bauen, die die Energie beim Füllen der Löcher nutzen. Da diese bis zu 400 Meter tief sind, wäre es eine erhebliche Energiemenge, allerdings natürlich nur für eine gewisse Zeit.

Dynamische Strompreise

Heute haben wir Stromtarife, bei denen man zu bestimmten fest vorgegebenen Zeiten verschiedene Preise zahlt. Und unsere Geräte kann man einschalten und ausschalten oder sie verbrauchen abhängig von ihrer Funktion mal mehr mal weniger, z.B. Kühlschrank oder Waschmaschine.

Nun könnte der Strompreis sich aber mit Angebot und Nachfrage von Minute zu Minute ändern. Man sollte sicher Ober- und Untergrenzen garantieren und es wäre absurd, bei 50 Hz Netzfrequenz auf Mikrosekunden genau zu handeln. Ich denke, Zeiteinheiten im Bereich von 10 Sekunden bis zu einer Minute wären handhabbar und sinnvoll. Nun können Elektrogeräte den aktuellen Strompreis berücksichtigen. Sie können bei hohem Strompreis in einen Sparmodus gehen oder überhaupt erst mit ihrer Verarbeitung beginnen, wenn der Strompreis tief genug ist. Kühlschränke, die immer wieder ihr Kühlaggregat einschalten, wenn die Temperatur zu hoch ist, könnten den Einschaltzeitpunkt aus einer Kombination von Strompreis und Temperatur bestimmen, immer so, dass die Höchsttemperatur nicht überschritten wird, aber trotzdem die Kosten unter dieser Nebenbedingung minimiert werden. Waschmaschinen könnten z.B. beim Waschprogramm eine zusätzliche Einstellung erlauben: „möglichst schnell waschen“ vs. „möglichst kostengünstig“, im zweiten Fall würden dann energieintensive Prozesse erst gestartet, wenn der Strom billig genug ist. Der größte Energieverbrauch der Waschmaschinen ist allerdings das Aufheizen, das absurderweise komplett elektrisch durchgeführt wird. Hier sollte man endlich Waschmaschinen mit Warmwasseranschluss verwenden, die elektrisch nur noch wenig heizen müssen. Das setzt voraus, dass Warmwasser von Solaranlage, Wärmepumpe, Geothermie, Fernheizung oder einem Gasboiler stammt. Auch Klimaanlagen und Wärmepumpen können ähnlich wie der Kühlschrank optimiert werden.

Das setzt voraus, dass die Information über den Strompreis den Geräten zur Verfügung steht. Nun kann man ein Ethernetkabel zu jedem modernen Elektrogerät legen, WiFi oder das Mobilnetz benutzen oder einfach im Stromkabel mit Hochfrequenzen neben dem Strom auch Daten übertragen. Diese Lösungen sind aber alle ein Gebastel, dass vielleicht für eine Übergangszeit gut sein kann. Die richtige Lösung ist, dass ein neuer Steckdosenstandard neben Energiekabeln auch ein Datenkabel enthält. Eventuell auch Niederspannungsleitungen, da es effizienter ist, großzügig ausgelegte, effiziente Trafos einmal im Haus zu installieren statt sie in jedem Gerät einzubauen. In der Übergangszeit hätten die Geräte noch den Trafo, würden ihn aber nur benutzen, wenn aus der Steckdose keine Niederspannung kommt. Mir ist bekannt, dass man verschiedenen Spannungen benötigt. Ob man nun die gängigen Spannungen alle anbietet oder einfach eine sinnvolle Niederspannung mit einer hohen Frequenz, die dann im Endgerät auf die exakte Spannung transformiert werden kann, können Elektrotechniker sicher besser als ich beantworten. Aber die portablen Transformatoren sind heute sicher primär auf Gewicht und nicht auf Wirkungsgrad optimiert.

Es ist sicher eine große Hürde, weil man nicht so einfach 400/230 Volt-Leitungen mit Daten und Niederspannungsleitungen in einem Rohr und in einer Steckdose kombinieren darf, aber das ließe sich ja lösen, wenn man entsprechende Standards für die Isolierung einführt. Auch dazu schreibe ich keine Details, da auch diese Frage von Elektrotechnikern sicher sinnvoll beantwortet werden könnte. Ein europaweit oder besser weltweit einheitlicher Steckdosenstandard wäre ohnehin ein großer Gewinn.

Natürlich kann so ein Datenkabel auch für die meisten Geräte, auch Computer, Telefone und Tablets, als Internetanschluss funktionieren, solange sie angeschlossen sind und keine speziell hohe Bandbreite brauchen.

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Steckdosen und Stromkabel der Zukunft