08.06.2018

A1-CEO Grausam: „5G vor allem ein Netz für die Industrie“

Ab 2019 will A1 das 5G-Netz für seine Kunden zugänglich machen. Damit soll das "Internet of Things" (IoT) in Österreich breitenwirksam eingeführt werden. Hinsichtlich der immensen Kosten für den Infrastrukturausbau wolle man auf jeden Fall mit dem Mitbewerb kooperieren.

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5G-Netz
(c) A1: Das 5G-Netz soll in Österreich bis 2025 flächendeckend zugänglich sein. Dafür setzt A1 auf die Kooperation mit dem Mitbewerb.

Das Mobilfunknetz der fünften Generation (5G-Netz) – das stellte A1-CEO Marcus Grausam anlässlich eines Medien-Events zur Demonstration der neuen Technologie klar – ziele weniger auf den Privatkunden ab, als auf die Wirtschaft: „5G wird vor allem ein Netz für die Industrie sein“. Die Revolution des „Gigabit-Netz“ folge der bisherigen Mobilfunklogik, insofern es „etwa alle zehn Jahre einen wirklichen Technologiesprung gibt“.

1990 war dies die Übermittlung von Textnachrichten mit 2G-Netzgeschwindigkeiten um die 200 kbit/s, ab 2000 die Bildübertragung via 3G-Standard mit 20 Mbit/s und beginnend mit 2010 habe sich die Video-Übertragung im 4G/LTE-Netz mit bis zu 300 Mbit/s etabliert. Die neue 5G-Technologie könnte Übertragungsraten von bis zu zehn Gigabit pro Sekunde ermöglichen, mit einer Verzögerung (Latenz) von unter vier Millisekunden.

+++ Glasfaserausbau: 5G “flächendeckend ab 2025” +++

5G-Netz überall, wo es Glasfasernetz gibt

Die mit dem 5G-Netz sinkende Latenzzeit ist unter anderem ausschlaggebend für einen besonders wichtigen Anwendungsfall des Internet of Things, nämlich die autonome Mobilität. Selbstfahrende Autos, die bekanntlich mit einer Vielzahl an Sensoren ausgestattet sind, können größtmögliche Sicherheit nur bei einer sehr raschen Informationsübermittlung gewährleisten. Jede zeitliche Verzögerung könnte sich auf einen allfälligen Bremsweg auswirken – und auf diese Weise Menschenleben gefährden.

Grundlage für das 5G-Netz bleibe zwar – und damit erklärt sich, dass der Privatkunde nicht Zielkunde Nummer 1 ist – das Glasfaserkabel. Auf dieses setzen aber neue Sende- und Empfangseinheiten auf, die so genannten „Small Cells“, derzeit etwa in der Größe eines WLAN-Modems. Grausam verspricht: „Überall dort, wo es Strom und einen Glasfasernetz-Zugang gibt, wird 5G möglich sein“. Die Mobilität der Zukunft soll also mit steigender Anzahl an in der Infrastruktur verankerten 5G-Zellen zunehmend autonomer werden. Weiters rücken laut Grausam Anwendungen wie „digitale Medizin und intelligente Fabriken in greifbare Nähe“, die neue Mobilfunkgeneration werde „zum Motor der gesamten Wirtschaft“.

Eigene Funk-Netzwerke für die Industrie

Im Gesundheitsbereich könnten Ideen wie Cloud-Robotik für betreutes Wohnen oder die Fernüberwachung von Patienten verwirklicht bzw. verbessert werden. Die Energiewirtschaft würde laut A1 und auf Basis der bereits bekannten Smart-Meter-Technologie Elektrizität zielführender produzieren und nachhaltiger verteilen können. Und die Industrie schließlich profitierte von der Möglichkeit, je nach Bedarf „eine eigene Netzwerkschicht“ aufzubauen.

Diesen Ansatz präzisiert Michael Ziermair vom A1 Service and Demand Management: Wenn automatisierte Produktionsprozesse laufend aktualisierte Daten benötigen, wäre es fatal, falls z.B. auf einer nahen Autobahn ein Stau entsteht. Im Falle, dass dies im Bereich derselben Funkzelle geschieht, die auch das betreffende Unternehmen nutzt, könnte allein die Tatsache, dass plötzlich viele AutofahrerInnen zu Hause oder im Büro anrufen und über ihre Verspätung informieren, dazu führen, dass die Produktion mangels Datenfluss steht. 5G beuge einem solchen Fiasko nicht nur mit einer deutlich größeren Bandbreite, sondern mit wirklich unabhängigen, vom Kunden erstellten und kontrollierbaren Mobilfunknetzen vor.

Flächendeckende Einführung bis 2025

Die Vervollständigung des nun erstmals öffentlich präsentierten 5G-Technologiestandards wird für 2019 erwartet, worauf auch die Markteinführung erfolge. Flächendeckend soll 5G bis 2025 zugänglich sein. Das „riesige Investement“ für den Ausbau der benötigten Infrastruktur wolle man in Kooperation mit den heimischen Mitbewerbern stemmen. Diesen Wunsch erkenne man auch ebendort.

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Strom aus Wind und Sonne braucht Speicher. Für sie entwickelt das Projekt Phoenics neue Batteriezellen. Konzeptbild, mit KI erstellt. | (c) Virtual Vehicle
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Wind und Sonne liefern Strom, wann sie wollen, nicht wann ihn jemand braucht. Diese Lücke schließen Batteriespeicher. Sie werden damit zur Schlüsseltechnologie der Energiewende. Genau hier setzt Phoenics an: Ein steirisches Konsortium entwickelt die nächste Generation von Lithium-Ionen-Zellen für stationäre Speicher.

Koordiniert wird das Projekt von der Virtual Vehicle Research GmbH in Graz. Partner sind Varta Innovation, die Materials Center Leoben Forschung GmbH (MCL) und AVL List. Phoenics läuft 36 Monate und kostet 2,9 Millionen Euro. Knapp zwei Millionen davon kommen von der FFG, aus der Ausschreibung „Energieforschung 2024″.

Ein Material, zwei Ziele

Im Zentrum steht ein Kathodenmaterial: Lithium-Mangan-Eisenphosphat, kurz LMFP. Es ist eine Weiterentwicklung des etablierten Lithium-Eisenphosphats (LFP). LFP-Zellen gelten als sicher und robust, und sie kommen ohne kritische Rohstoffe wie Kobalt oder Nickel aus. LMFP soll zusätzlich bis zu 20 Prozent mehr spezifische Energiedichte liefern. Auf gleichem Bauraum ließe sich damit mehr Energie speichern.

Diesen Materialvorteil will das Konsortium in die fertige Zelle bringen. Die Zielmarken: 20 Prozent mehr Energiedichte, 40 Prozent längere Lebensdauer.

Was noch offen ist

Bis dahin bleiben Fragen. Wie verhält sich das Material über die Lebensdauer, wie altert es, und lässt es sich industriell verarbeiten und skalieren?

Das Konsortium kombiniert deshalb Experiment und Simulation. Die Partner untersuchen das Kathodenmaterial über den gesamten Lebenszyklus, mit Materialcharakterisierung, hochauflösender Bildgebung und KI-gestützter Auswertung. Parallel entstehen physikbasierte und datengetriebene Modelle. Sie bilden das Verhalten der Zelle von der Mikrostruktur bis zum kompletten Speichermodul ab und sollen Entwicklungszyklen verkürzen.

„Die Mikrostruktur von Elektrodenmaterialien beeinflusst maßgeblich Leistung, Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Batteriezellen“, sagt Roland Brunner, Gruppenleiter am MCL.

Ein eigener Schwerpunkt gilt der Sicherheit. Spezielle Testverfahren sollen zeigen, ob LMFP-Zellen den Anforderungen an Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit genügen. AVL bringt dafür seine Erfahrung in der elektrochemischen Modellierung ein. Verbinde man physikalische Modelle mit Methoden des maschinellen Lernens, ließen sich kritische Betriebszustände und Sicherheitsaspekte frühzeitig vorhersagen, sagt Roland Wanker, Geschäftsbereichsleiter Advanced Simulation Technologies bei AVL.

Aufbauen statt neu anfangen

Phoenics setzt die Zusammenarbeit aus dem Vorgängerprojekt OpMoSi fort. „Unsere Stärke liegt darin, modernste Simulations- und Analysemethoden mit industrieller Entwicklungskompetenz zu verbinden“, sagt Projektleiter Philip Kargl von Virtual Vehicle.

Varta Innovation steuert die Fertigungsseite bei, von der Materialentwicklung über die Elektrodenfertigung bis zur Zellintegration. Großes Potenzial sehen die Partner vorerst bei stationären Speichern. Langfristig könnten die Ergebnisse auch der Elektromobilität nützen.

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