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Fortschritt "Made in Spain"

Spanische Forschung und Technologie für das 21. Jahrhundert

Von Reinhard Spiegelhauer

Das Turmkraftwerk 'Gemasolar' bei Fuentes de Andalucia
Das Turmkraftwerk 'Gemasolar' bei Fuentes de Andalucia (Deutschlandradio - Ralf Krauter)

Besonders leichte Züge, speicherbare Solarenergie oder innovative Forschung zur Bekämpfung von Aids - auf diesen Feldern sind Spaniens Forscher ganz weit vorne. Staatliche Sparmaßnahmen könnten jedoch manch vielversprechendes Projekt gefährden.

"Wir sind hier in der Fabrik 'Las Matas 2', wo die Waggons und Lokomotiven von Talgo gebaut werden."

Eine riesige, lichte Halle ist es, in der wir stehen. Linker Hand sind lange Reihen von Waggonrädern hintereinander aufgereiht, sie sollen per Infrarot und Ultraschall auf Verschleiß untersucht werden. Durch die andere Hallenhälfte ziehen sich vier in den Boden eingelassene Gleise. Mehrere Wagenkästen stehen dort, es wird geflext und gehämmert. Die Wagen werden gerade modernisiert, erklärt Enrique Riesco, Verkaufsdirektor bei Talgo:

"Talgo ist ein sehr innovatives Unternehmen, das immer Lösungen sucht für die Bedürfnisse des Marktes. Schon in seinen Anfängen, 1942, hat der Ingenieur Goicoechea ein Design entwickelt, das ungewöhnlich und einzigartig ist, aber auf dem Markt für Schienenfahrzeuge große Vorteile bietet."

Bis heute basieren alle Züge von Talgo letztlich auf diesem Design - auch wenn es natürlich stets weiter entwickelt und verfeinert wird. Das Konzept und sein Erfinder stecken auch im Namen des Unternehmens, Talgo. Das Akronym steht für Tren Articulado Ligero Goicoechea Oriol, zu Deutsch: Leichter Gliederzug Goicoechea Oriol - wobei Alejandro Goicoechea der Tüftler und José Luis Oriol der Finanzier der ersten Prototypen waren. Die entscheidende Besonderheit ist, dass die Wagen nicht auf zwei normalen Drehgestellen mit insgesamt vier Achsen ruhen. Stattdessen gibt es jeweils nur eine einzige Achse unterhalb des Übergangs, auf die sich zwei Wagen gleichzeitig abstützen. Das Prinzip bietet eine Menge Vorteile - der grundlegende: Weil keine schweren Drehgestelle und viel weniger Räder verbaut werden, ist ein Talgo-Zug wesentlich leichter als ein Zug mit herkömmlichen Waggons. Aber nicht nur das - der Vorteil für die Reisenden ist zusätzlicher Komfort:

"Eine Eigenschaft der Wagen ist, dass sie kürzer sind, als konventionelle Waggons, weil sie nur eine gemeinsame Achse haben. Heute, wo die Leute ständig mit dem Handy telefonieren, ist es zum Beispiel angenehmer, wenn weniger Fahrgäste in einem Wagen sitzen. Und weil die Räder auch noch einzeln aufgehängt sind, haben wir einen ganz durchgehenden, tief liegenden Wagenboden. In ganz Europa liegen die Bahnsteige für Hochgeschwindigkeitszüge 760 Millimeter über den Gleisen - und auf genau der Höhe liegt der Boden des Talgo-Zuges."

Das bedeutet: Beim Ein- und Aussteigen muss man über keine Stufe steigen, kann den Koffer problemlos in den Wagen ziehen. Das war eines der entscheidenden Verkaufsargumente von Talgo in Saudi Arabien. Ein spanisches Konsortium soll dort eine 450 Kilometer lange Hochgeschwindigkeitstrasse zwischen Medina und Mekka bauen, bis zu 160.000 Mekka-Pilger sollen sie täglich nutzen. Talgo liefert die 35 Züge dafür - und hat sich in der Ausschreibung gegen die Hersteller des französischen TGV und des deutschen ICE durchgesetzt, sagt Verkaufsdirektor Enrique Riesco stolz:

"Es gab spezielle Anforderungen, zum Beispiel, dass die Züge 450 Passagiere samt ungewöhnlich großen Koffern befördern können müssen. Es geht ja um Pilger, die nach Medina oder Mekka wollen und verglichen mit europäischen Verhältnissen viel größere Koffer und Kleiderbündel mithaben - wir haben das Design dahingehend überarbeitet. Und natürlich muss man bedenken, dass viele Pilger ältere Leute sind. Und da ist es bei einem Talgo eben viel leichter, ein- und auszusteigen, als bei einem normalen Zug."

Dabei gilt das Gliederzug-System sogar als sicherer als Züge aus normal aneinander gekuppelten Wagen, besonders falls ein Zug beispielsweise wegen einer schadhaften Schiene entgleisen sollte: Die Waggons fallen nicht so leicht um. Und auch in Sachen Tempo ist Talgo ganz vorne mit dabei: Angetrieben werden die Talgo-Hochgeschwindigkeitszüge von zwei Triebköpfen vorne und hinten. Auf spanischen Hochgeschwindigkeitsstrecken fahren sie derzeit mit 300 Stundenkilometern - ausgelegt sind sie für Tempo 350, und dementsprechend heißen sie intern "Modell 350".

Um auch in Kurven möglichst schnell fahren zu können, nutzen die Züge die sogenannte Neigetechnik: die Wagen legen sich gewissermaßen in die Kurve, um höhere Geschwindigkeiten zu ermöglichen. Talgo ist auf diesem Gebiet ein Pionier und einer der wenigen Hersteller, deren Neigetechnik sich in der Praxis tatsächlich seit vielen Jahren bewährt hat:

"Im Verlauf der Jahre haben wir uns klar gemacht, dass pendelnde Züge schneller fahren können als normale Züge. Wir haben die Federung des Zuges nach oben verlegt, über den Schwerpunkt - das Ergebnis ist in Kombination mit einer Luftfederung, dass die Züge bei gleich bleibendem Komfort für die Passagiere schneller durch Kurven fahren können. Dabei ist die Technik extrem zuverlässig, während so genannte aktive Neigezüge zum Beispiel auf elektrische Systeme angewiesen sind - das kann mit Problemen bei der Zuverlässigkeit verbunden sein."

Wegen technischer Probleme musste beispielsweise die Deutsche Bahn bei vielen ihrer Triebwagen die aktive Neigetechnik abschalten - die Züge konnten deshalb oft den Fahrplan nicht mehr einhalten. Bei der spanischen Staatsbahn dagegen sind Züge mit der "Talgo pendular" Technik seit mehr als dreißig Jahren praktisch störungsfrei im Einsatz.

Bei Talgo ruht man sich natürlich nicht auf den Lorbeeren aus - die Tüftler im Unternehmen planen schon die nächste Innovation:

"Die Abnehmer achten sehr auf das Verhältnis Kosten pro Sitzplatz, das heißt, sie möchten möglichst viele Passagiere pro Zug transportieren. Dafür gibt es heute das Angebot zweistöckiger Züge - aber die haben ein enormes Gewicht. Wenn er voll besetzt ist, ist das ok - aber wenn nur wenige Fahrgäste darin sitzen, fährt man vor allem eine Menge Stahl unnötig in der Gegend herum. Wir haben vor, bei praktisch gleichem Gewicht die Kapazität um 25 Prozent zu erhöhen - das ist ideale Energieeffizienz."

Was sich zunächst geheimnisvoll anhört, ist zumindest auf dem Papier ganz simpel: statt je zwei Sitzen rechts und links des Ganges will Talgo auf der einen Seite drei und auf der anderen Seite zwei Sitze unterbringen, wie in manchen Flugzeugen. Die eigentliche Herausforderung dabei ist natürlich, den Wagen-Innenraum so geschickt zu nutzen, dass der Komfort möglichst nahe am gewohnten bleibt.

Die aktuellen Hochgeschwindigkeitszüge kommen bei den spanischen Fahrgästen gut an: die Fahrt von Madrid nach Barcelona dauert ohne Halt nur zweieinhalb Stunden, und die Fluggesellschaften haben die Hälfte ihrer früheren Kunden an die Bahn abgeben müssen.

Vom Bahnhof Sants in Barcelona aus kommt man in einer knappen halben Stunde in die Trabantenstadt Badalona. Etwas oberhalb auf einem kleinen Gebirgsrücken liegt die Universitätsklinik. Und in einem der Gebäude ist auch das IRSICAIXA Aids-Forschungsinstitut untergebracht.

"Was Du hier siehst, ist ein normaler Arbeitsbereich, mit Bürobereichen, Computern und so weiter. Der Rest des Instituts ist der Laborbereich, dort haben wir ein Klasse drei Hochsicherheitslabor."

"Dort können wir nicht hinein, aber es gibt ein Kontrollfenster um hineinzusehen. Es ist wohl das größte Labor dieser Art in Europa."

300 Quadratmeter groß ist das Labor, hat zwölf separate Arbeitsbereiche und im Inneren herrscht ein leichter Unterdruck - damit eventuell frei werdende Viren in jedem Fall im Inneren bleiben. Professor Javier Martinez-Picado leitet eine Arbeitsgruppe, die untersucht, wie das HI-Virus, das Aids verursacht, menschliche Zellen befällt und sich von Zelle zu Zelle verbreitet.

"Unser Ziel ist es, Erkenntnisse zu gewinnen und mit der Entwicklung von Therapien oder einer Impfung voranzukommen, die Menschen mit dieser Infektion helfen - oder auch mit anderen Krankheiten. Denn ein interessanter Punkt unserer jüngsten Entdeckung ist, dass mit Sicherheit auch andere Viren diese Moleküle tragen.""

Über "diese Moleküle" hat die Arbeitsgruppe von Professor Martinez-Picado vor Kurzem einen Artikel in einem Fachmagazin veröffentlicht. Die Forscher hoffen, damit einen neuen Ansatz im Kampf gegen die Aids-Krankheit gefunden zu haben. Es geht um bestimmte fettartige Bestandteile des Virus, die - wie die Arbeitsgruppe herausgefunden hat - wichtig sind, damit das HI-Virus in Zellen eindringen kann. Nuria Izquierdo-Useros hat viele Stunden in ihrem unbequemen zweilagigen Schutzanzug im Labor gestanden und Virenkulturen untersucht:

"Wir haben mit menschlichen Zellen aus Blutspenden gearbeitet. Bestimmte Zellen werden dabei normalerweise verworfen, und die verwenden wir für unsere Laboruntersuchungen. Wir geben Viren und andere Moleküle dazu - im konkreten Fall haben wir so genannte Liposomen benutzt, und mit unterschiedlichen Molekülen bestückt, bis wir die Ganglioside identifiziert hatten."

Liposomen und Ganglioside - was für Normalmenschen nach böhmischen Dörfern klingt, ist für Nuria Izquierdo-Useros hoch spannend. Und nicht nur aus wissenschaftlichem Interesse, sondern natürlich auch, weil die Forscher in Badalona mit ihrer Arbeit Menschen helfen wollen. Die neue Entdeckung könnte zu Medikamenten mit einem bisher ungenutzten Wirkprinzip führen, das auch dann greift, wenn bisher vorhandene Arzneimittel versagen. Die Entdeckung der Wissenschaftler könnte also nicht nur für den Kampf gegen Aids, sondern auch gegen andere Erkrankungen einen Fortschritt bringen.

Bis neue Medikamente auf den Markt kommen könnten, wird es aber mindestens 10 bis 15 Jahre dauern - der Teufel liegt im Detail, in klinischen Studien und Zulassungsverfahren.

Das IRSICAIXA Aids-Forschungsinstitut ist eine gemeinnützige Stiftung - derzeit beherbergt es sieben Forschergruppen. Einzelne Projekte werden von außen gefördert - die jüngste Studie zum Beispiel mit Mitteln aus dem nationalen Forschungs- und Innovationsplan, den Auslandsaufenthalt spanischer Wissenschaftler in Deutschland hat das Bildungsministerium gefördert. Im Zuge der Sparmaßnahmen hat die neue Regierung allerdings gerade die Haushaltsmittel für Forschung, Entwicklung und Innovation drastisch gekürzt - das sei strategisch kurzsichtig klagt die Wissenschaftsgemeinde. Javier Martinez-Picado macht sich aber wenig Hoffnungen auf eine Korrektur:

"Ich denke, die wenigsten Leute nehmen Forschung von sich aus als etwas Wichtiges wahr. Wenn man das Thema auf den Tisch bringt, stimmen alle zu, dass sie wichtig ist, und kein Politiker würde widersprechen, denn das wäre politisch unkorrekt. Aber so ganz spontan ist es bestimmt nichts, was die Wahlentscheidung der Menschen beeinflusst. Sehr, sehr wenige Leute stellen da die Frage‚ wie steht es in diesem Land eigentlich um die Forschung?"

Dabei sind High-Tech wie bei Talgo und medizinische Forschung wie im Aids-Institut Beispiele dafür, womit ein modern ausgerichtetes Spanien in einer Post-Immobilienblasen-Welt erfolgreich sein könnte. Genauso wie die Gemasolar-Anlage, mitten im einsamen Hinterland Andalusiens. Denn dieses Kraftwerk ist nicht einfach "noch ein Solarkraftwerk" - seine Technologie ist revolutionär, der Anblick spektakulär: rund um einen 140 Meter hohen Betonturm stehen auf einer kreisförmigen Fläche mit rund eineinhalb Kilometern Durchmesser mehr als zweieinhalbtausend Reflektoren. Heliostaten heißen diese riesigen Spiegel, jeder einzelne ist gut zehn Mal zehn Meter groß. Die Reflektoren müssen ständig entsprechend dem Lauf der Sonne nachgeführt werden, damit das Licht immer effektiv auf die Spitze des Betonturms gebündelt wird. Tatsächlich messen die Heliostaten aber nicht etwa per Sensoren selbst, wo die Sonne steht, sagt der Leiter der Anlage, Santiago Arias:

"Wir schauen nicht, wo die Sonne steht - es ist viel besser, zu wissen, wo die Sonne sich zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet, als es mit potenziell fehleranfälligen Sensoren zu messen. In diesem kleinen Steuerkasten da läuft ein Programm, das den exakten, mathematisch berechneten Sonnenstand zu jedem Moment kennt. Auf Grundlage der Astrophysik. Und so muss der Heliostat die Sonne nicht suchen. Die Sonne ist da, wo sie sein soll."

Regelmäßig wird jeder der gut zweieinhalbtausend Riesenspiegel ein kleines bisschen verstellt, damit er das Sonnenlicht möglichst genau auf einen bestimmten Punkt des Betonturms in der Mitte der Anlage wirft:

"Du wirst bemerken, dass alle zwanzig Sekunden diese beiden Motoren die ganze große Spiegelfläche bewegen - hast Du es gehört, dieses Geräusch wie zirpende Zikaden? Nach zwanzig Sekunden hat sich die Sonne ein kleines Stück am Himmel weiter bewegt, und diese Einrichtung kontrolliert, dass der Heliostat in der richtigen, vorherbestimmten Position steht."

Im Kontrollraum wird der Status jedes einzelnen Spiegels mit einem kleinen roten Lichtpunkt auf einem Monitor angezeigt, erklärt Schichtführer Alvaro Garcia:

"Wir kontrollieren ständig alle Heliostaten - Entschuldigung…"

"Wir sehen da das gesamte Feld der 2650 Heliostaten."

"Das sind die, die sich gerade bewegen, denen das System gesagt hat: 'Hey, die Sonne hat sich weiter bewegt - und Du musst Dich neu einstellen, damit Du auf den gleichen Punkt zielst wir vor einer Minute!"

Die Hitze, die die akribisch ausgerichteten Sonnenstrahlen erzeugen, ist eine Vorstufe der Stromerzeugung: Gemasolar ist ein Thermosolar-Kraftwerk - das heißt, die Sonnenenergie wird nicht direkt in Strom umgewandelt wie bei der Photovoltaik, sondern in Hitze. Mit dieser Hitze wird Dampf erzeugt, der Turbinen und Generatoren antreibt, um Strom zu erzeugen. Das Einzigartige an der Anlage ist, dass durch den Rezeptor im Turm eine Salzlösung gepumpt wird, die die Wärmeenergie aufnehmen, und vor allem: speichern kann - in großen, gut isolierten Tanks:

"Wir sind hier jetzt im Herzstück dieser Kraftwerksanlage, wo das Salz gespeichert wird. Wenn Du willst, gehen wir mal hin und fassen den Tank an. Du merkst, dass er sich etwas warm anfühlt - aber die Energie, die der Tank verliert, liegt im Bereich von einigen Kilowatt - gespeichert haben wir darin Millionen von Kilowattstunden. Wenn der Tank erst einmal einen Füllstand von zwei, drei Metern hat, benötigt die Anlage kein Sonnenlicht mehr - sie kann Strom aus der in diesem Tank gespeicherten Energie erzeugen."

Fast 15.000 Liter fasst der Speichertank - genug, um 15 Stunden lang heiße Salzlösung durch die Wärmetauscher zu schicken, die Dampf für die Generatorturbinen erzeugen. Das Kraftwerk kann so rund um die Uhr, Tag und Nacht, für rund 10.000 Haushalte Strom aus Sonnenenergie liefern - muss es aber nicht, sagt Santiago Arias lächelnd:

"Das Elegante dieser Anlage im Vergleich mit den anderen Solarkraftwerken in der Welt ist, dass wir selbst entscheiden können, wann wir die gespeicherte Sonnenenergie in Strom für die Verbraucher umwandeln."

Die Anlage kann so zum Beispiel auch gezielt in Bedarfsspitzenzeiten Strom produzieren. Entworfen und gebaut hat das Kraftwerk der spanische Anlagenbauer Sener, er will die Technologie in den kommenden Jahren weiterentwickeln. In Spanien allerdings ist vorläufig kein Platz für weitere Anlagen, denn der Staat hat die Förderung für Solarenergie gedeckelt - und auch wenn Gemasolar hochmodern ist: Die Stromproduktion dort rechnet sich bisher nur dank Subventionen.

An der Betreibergesellschaft ist übrigens ein Energiekonzern aus Abu Dhabi beteiligt. Die Araber sind sehr interessiert an der neuen Technologie "Made in Spain", denn sie wollen gerüstet sein für die Zeit nach dem Öl.



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