Das Wood Wide Web: Inspiriert es das Stromnetz der Zukunft?

Die Natur hat über Hunderte von Millionen Jahren überwältigende Lösungen entwickelt. Sie ist eine fantastische Quelle von Wissen und Wissen. Es ist notwendig, sich davon inspirieren zu lassen und seine Lehren in verschiedenen Maßstäben und in verschiedenen Sektoren zu übersetzen. Biomimikry und Bioinspiration können überraschende Lösungen bieten. Sie sind manchmal zutreffend, manchmal utopisch …

Die Natur ist eine immense Wissens- und Wissensquelle

Im Kontext des Klimanotstands haben die von der Natur entwickelten Lösungen zwei bemerkenswerte Eigenschaften.
Die Natur macht niemals Abfall! Die Blätter fallen ab und werden von Insekten, Mikroorganismen etc. abgebaut. Diese wiederum entwickeln sich, bevor sie den Bäumen als Nährstoffe dienen und so eine „Kreislaufwirtschaft“ schaffen.
Die Natur hat nachhaltige und belastbare Lösungen entwickelt. „Wir kämpfen gegen die Natur. Wenn wir es gewinnen, sind wir verloren! »(Hubert Reeves). Die Natur hat viel bessere Widerstandsfähigkeiten als unsere; es wird zweifellos einen Weg finden, mit oder ohne uns ein Gleichgewicht wiederherzustellen …

Bioinspiration und erneuerbare Energien

Windkraftanlagen profitieren natürlich von Studien zur Luftfahrt. In diesem letzten Jahrzehnt wurde eine breite Palette von Forschungen durchgeführt.
Buckelwale haben Anmut, Präzision und Flüssigkeit in ihren Bewegungen. Ihre Flossen haben gewölbte Kanten – Tuberkel genannt – die Turbulenzen minimieren. Angewendet auf Rotorblätter von Windkraftanlagen verbessern sie den Wirkungsgrad unter bestimmten Bedingungen um bis zu 20 %.

Ein anderes Beispiel kommt von Eulen. Tatsächlich veranlasste die Lärmbelästigung von Windturbinen einen Mathematikprofessor in Cambridge, sich für diese Vögel zu interessieren. Seine Untersuchung erlaubte ihm festzustellen, dass die Flügel – im Flug – flauschig werden und die Vorder- und Hinterkante unterschiedliche Eigenschaften haben. Diese Eigenschaften erklären den leisen Flug der Eulen. Der erste Materialprototyp ermöglichte eine Geräuschreduzierung von 10 dB, ohne die Effizienz der Windkraftanlage zu beeinträchtigen.
Dieser Ansatz kann dazu führen, dass die Leute glauben, dass es die Lösungen gibt und dass es „ausreicht“, die Punkte zu verbinden! Sicher… aber es ist nicht immer so einfach! Nicht wenige Lösungen passieren die Rampe der Industrialisierung oder des Return on Investment nicht.

Erneuerbare Energien: 1 Übergang – 2 Herausforderungen

Die Energiewende vollzieht sich in zwei Phasen. Die erste besteht darin, einen Teil des Bedarfs durch die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Quellen zu decken – also wetterabhängig. Die zweite besteht darin, diese Produktion zu konsumieren, wenn sie stattfindet; oder lernen, es zu speichern. Drei Ansätze ermöglichen die Steigerung der Autarkie: die Integration physischer Elemente (zum Beispiel Batterien), digitaler Elemente (zum Beispiel Blockchains zur Erleichterung der Transaktionen einer dezentralen Produktion) oder Verhaltensänderungen. Obwohl der Einsatz für ein privates und für ein Stromnetz gleich ist, werden die Lösungen mit zunehmender Zahl der Eingreifenden komplexer.
Edge Computing ist die Art und Weise, wie Big Data eine seiner Grenzen gelöst hat, nämlich die Netzwerküberlastung. Die Analogie zeigt einen interessanten Hinweis.

Eine vom „Edge Computing“ inspirierte Vision des zukünftigen Stromnetzes …

Die Entwicklung von Big Data wird durch die Grenzen der Datenübertragung vom Sammelpunkt in die Cloud (zum Beispiel zwischen einer Uhr oder einem angeschlossenen Temperatursensor und der Cloud) eingeschränkt. Die Integration dieser Einschränkung führte dazu, dass ein Teil der Daten lokal am Erfassungsort verarbeitet und nur die Ergebnisse übermittelt wurden. Dadurch wird die Belastung des Netzwerks begrenzt. Es ist der Übergang von einem zentralisierten Netzwerk zu einer Sammlung von teilweise autonomen und miteinander verbundenen Maschen.
Aber auch auf der Ebene komplexerer und/oder abstrakterer Systeme ist die Natur eine Wissensquelle. Die Konfrontation von Visionen des zukünftigen Stromnetzes mit den Vorbildern der Natur ist inspirierend.

… Aber auch das „Wood Wide Web“!

Studien zu Baumbeziehungen zeigen Strategien von unerwarteter Vielfalt und Komplexität.
Das von der Wissenschaftlerin Suzanne Simard beschriebene „Wood Wide Web“ zeigt, dass das Mykorrhiza-Netzwerk (die Verbindung von Wurzeln mit Pilzen) Bäume miteinander verbindet und den gesamten Wald in ein Ökosystem integriert. In letzterem werden verschiedenste Informationen ausgetauscht. Wenn Pflanzenfresser beispielsweise zu viel Akazienlaub verzehren, geben die Akazienblätter Ethylen ab. Diese Verbindung signalisiert die Gefahr für benachbarte Bäume, die ihre Blätter mit Tanninen anreichern, die sie bitter und giftig machen. In anderen Fällen ermöglichen Pflanzen, die flüchtige organische Stoffe freisetzen, ihr Mikroklima so zu regulieren, dass es feucht und kühl ist.

Transport und teilweise Lagerung erfolgt über das Mykorrhiza-Netzwerk. Es ermöglicht Bäumen, nicht nur das für die Photosynthese notwendige CO2, sondern auch Phosphor, Stickstoff, Wasser oder sogar Zucker zu übertragen.
Den Wald als komplexes System zu betrachten, das Verbraucher, Erzeuger und Erzeuger/Verbraucher verbindet, ist zweifellos eine Vision des Stromnetzes von morgen. Vor allem, wenn dieses Netzwerk dank eines dichten und komplexen Netzes eine Verbindung zwischen jeder statischen Einheit herstellt, die es ermöglicht, auszutauschen, zu speichern, zu kommunizieren und Alternativen zu finden, wenn ein Knoten verschwindet.

Utopie oder Realität? Sollten wir uns in einem entscheidenden Moment, in dem kreative und inspirierte Lösungen gefragt sind, nicht „mit einem staunenden Blick der Natur zuwenden“? (Peter Wohlleben, Das geheime Leben der Bäume)