SIEMENS

Ulisses Candido da Silva junior lässt den Blick schweifen, über das grüne Meer um ihn herum. Wie Wellen steigen die Hügel im Norden des brasilianischen Bundesstaates Paraná an und fallen sanft ab, so weit das Auge reicht. Candido da Silva leitet die Zuckerfabrik Santa Inácio, eine von fünf Produktionsstätten der Gruppe Alto Alegre. Er wischt sich den Schweiß von der Stirn. „Die Ernte hat begonnen, bald werden schwere Lastwagen tonnenweise Zuckerrohr liefern“, sagt er. Sein Werk wird daraus Rohzucker und Alkohol herstellen, mit dem inzwischen fast alle brasilianischen Autos angetrieben werden. Mehr als die Hälfte der brasilianischen Zuckerrohr-Produktion wird zu Ethanol umgewandelt, der sich dann an den Zapfsäulen des Landes tanken lässt.

Alto Alegre ist im Familienbesitz, wie viele der Zuckerfabriken Brasiliens. Doch derzeit ändern sich die Dinge schnell, internationale Energieunternehmen kaufen sich in den Markt ein, bauen größere und effizientere Produktionsstätten mit viel Automatisierung und moderner Technik. Candido da Silva zeigt auf die andere Seite des Flusses Paranapanema, der die Bundesstaaten Paraná und São Paulo trennt: Ein paar Kilometer entfernt sind dort die Umrisse einer weiteren Zuckerfabrik zu erkennen. „Dieses Werk wurde vor kurzem von einem norwegischen Unternehmen gekauft. Wenn wir nicht wachsen, passiert uns das auch“, sagt der Werksleiter von Santa Inácio.

Die Frage, ob Treibstoff aus eigens angebauten Energiepflanzen wirklich nachhaltig ist, wird mitunter heiß diskutiert. Fest steht jedenfalls: Nirgends auf der Welt wird derzeit so effizient Biosprit produziert wie in Brasilien – wegen der starken Sonneneinstrahlung und effizienter Produktionsmethoden. Zucker allein wird allerdings den wachsenden brasilianischen Energiehunger nicht befriedigen können. Zum Vergleich: Ein US-Amerikaner verbraucht heute mehr als sechsmal so viel Energie wie ein Brasilianer.v

Sechs Stunden Blackout. Doch Brasilien wird aufholen, denn der Wohlstand und die Ansprüche der wachsenden Mittelschicht – der inzwischen die Hälfte der Bevölkerung zugerechnet wird – steigen stetig; für Schwellenländer gilt die Faustregel, dass der Energiebedarf jährlich um rund einen Prozentpunkt stärker zunimmt als das Wirtschaftswachstum. Die brasilianische Wirtschaft wuchs 2010 um rund 7,5 Prozent, der Stromverbrauch um knapp acht. Das Stromnetz ist schon jetzt überlastet, und Ausfälle wegen mangelnder Erzeugungskapazität sind keine Seltenheit.

2009 legte ein schwerer Blackout sechs Stunden lang São Paulo lahm, den volkswirtschaftlichen Schaden schätzt Gilberto Schaefer von Siemens Energy in Brasilien auf 2,5 Milliarden US-Dollar. Ein Jahr später gingen an Orten in über acht Bundesstaaten im Nordosten des Landes die Lichter aus. Doch auch beim Kampf gegen die Blackouts können die 333 Zuckerfabriken in São Paulo und Paraná helfen. Indem sie künftig, wie schon heute Santa Inácio, neben Zucker und Alkohol auch Strom produzieren.

Die Idee ist ein Musterbeispiel für effiziente Ressourcennutzung. Dies beginnt bereits bei der Zuckerproduktion. In mehreren Schritten wird das Zuckerrohr zerschnitten, geschreddert und zerdrückt; die ausgepressten Hüllen, die Bagasse, waren traditionell Abfall und wurden auf den Werkshöfen unter freiem Himmel verbrannt. Doch diese Zeiten sind vorbei. „Wir können es uns nicht länger erlauben, die Zuckerrohrhüllen einfach zu vergeuden“, sagt Candido da Silva und zeigt auf eine haushohe Halde mit Bagasse. „Wir verfeuern diese Abfälle inzwischen kontrolliert und gewinnen dabei mithilfe von zwei 35-Megawatt-Dampfturbinen Strom, den wir ins Netz einspeisen können. Wir bekommen rund 170 Reais pro Megawattstunde.“ Das entspricht 80 Euro, ein gutes Geschäft.

Die Anfangsinvestition für Anlagen zur Stromerzeugung ließ sich durch die Einnahmen aus dem Stromverkauf binnen zwei Jahren wieder hereinholen. Der Großteil der nötigen technischen Ausstattung, darunter Umspannstation und Frequenzkonverter, wie auch die Prozessautomatisierung in der Zucker- und Alkohol-Produktion, wurden von Siemens geliefert. Das Unternehmen entwickelte eigens für die Anwendung in Zuckerfabriken eine Dampfturbine – in Brasilien nun weithin im Einsatz – und brachte sie mit einem Kostenvorteil von rund 30 Prozent auf den Markt (Pictures of the Future, Frühjahr 2009 „Sonne im Tank“).

Zuckerkraftwerke für São Paulo. Am nächsten Clou tüfteln Siemens-Ingenieure gerade: der Vernetzung der kleinen Zucker-Biomassekraftwerke zu Clustern, auch virtuelle Kraftwerke genannt. „Wenn wir weitere Zuckerfabriken im Bundesstaat São Paulo zu Stromproduzenten machen und ans Netz anschließen, dann ließen sich zusätzlich 4,5 Gigawatt bereitstellen“, erklärt Schaefer. Der Gesamtverbrauch von São Paulo beträgt rund 30 Gigawatt. Die Zusammenfassung mehrerer Kraftwerke zu Clustern hat Vorteile. Die meisten der Zuckerfabriken produzieren nämlich nur jeweils rund 30 Megawatt, die Investitionen, die beim Anschluss ans Netz entstehen, wären für sie alleine zu hoch.

Verbindet man jedoch benachbarte Produktionsanlagen durch „Mini-Grids“, fallen die Kosten für den Anschluss der einzelnen Anlage geringer aus. „Wenn wir zudem flexible, kleine Gaskraftwerke und kleine Wasserkraftwerke ins Netz einbeziehen, würde das die zusätzliche Kapazität auf fast neun Gigawatt erhöhen – und das nahe dem Verbrauchszentrum, der Megacity São Paulo“, ergänzt Schaefer. Ein fataler Blackout wegen Überlastung wie 2009 wäre damit so gut wie ausgeschlossen.

Nicht weit von Schaefers Büro im Nordwesten São Paulos arbeitet Carlos Tiburcio bei Siemens Energy an einer weiteren Idee, wie sich die Stromnetze in Brasilien und anderen Schwellenländern stabilisieren lassen. „Natürlich kann man das Stromnetz einfach erweitern. Aber das braucht seine Zeit und ist sehr teuer“, sagt Tiburcio.

Seine kostensparende Alternative sind „mechanically switched capacitors“ (MSC), vereinfacht gesprochen ein Schrank voller Kondensatoren, die, sobald sie auf mechanische Weise zu- oder abgeschaltet werden, blitzschnell Energie aufnehmen oder abgeben können – Strompuffer also. Diese können schnell Schwankungen ausgleichen, bevor sie die Netzstabilität gefährden. Die ersten MSCs von Siemens gingen 2011 nahe Curitiba im Süden Brasiliens in Betrieb.

MSCs sind ein gutes Beispiel für die sogenannten SMART-Produkte. Die Abkürzung steht für „simple“, „maintenance friendly“, „affordable”, „reliable” und „timely to market”. Produkte, die einfach zu bedienen, wartungsfreundlich, robust und kostengünstig sind – also perfekt auf die Bedürfnisse bestimmter Marktsegmente im Einstiegslevel abgestimmt. Diese werden zunehmend in Schwellenländern entwickelt. Im Falle der MSCs kommen in Brasilien besonders kostengünstige Kondensatoren zum Einsatz, die auch lokal produziert werden.

Mitarbeiter von Corporate Technology in Deutschland halfen, die Kondensatoren für den Einsatz in MSCs zu optimieren: Bei gleicher Größe können sie nun mehr Energie aufnehmen. Die Prototypen wurden in Brasilien gebaut und getestet. Siemens Management Consulting, die Siemens-eigene Unternehmensberatung, half, einen Business- und einen Projektplan aufzusetzen. Und Tiburcio berichtet stolz: „Wir werden für diese Lösung das gesamte internationale Geschäft von Brasilien aus managen.“ Weitere mögliche Märkte für MSCs sind der Mittlere Osten und sogar Nordamerika. Eine erste Bestellung aus dem Ausland ist bereits eingegangen; die MSCs sind eine brasilianische Innovation, die sich erfolgreich dem Weltmarkt stellt.

Gefährliche Explosionen. Auch Schaefers Kollegen in Jundiaí, nördlich von São Paulo, arbeiten daran, die brasilianische Energieversorgung effizienter zu machen. Ihre Lösung verlängert die Lebensdauer von Transformatoren und reduziert Wartungskosten. „Energieversorger in Brasilien müssen viel Geld für neue Kraftwerke ausgeben. Wenn sie bei den Wartungskosten sparen und die Ausfälle von Transformatoren minimieren können, dann bleibt mehr übrig, um beispielsweise in erneuerbare Energien zu investieren“, erklärt David Scaquetti von Siemens Energy. „Transformatoren gehen selten kaputt, aber wenn etwas schief geht, dann richtig“, ergänzt der Ingenieur. Es könne nicht nur zu Netzausfällen kommen, sondern auch zu gefährlichen Explosionen.

Statt in festgelegten Wartungsintervallen die einzelnen Transformatoren manuell zu prüfen, können Siemens-Kunden ihre Transformatoren jetzt automatisch und rund um die Uhr überwachen lassen: Temperatur und Leistung sind nur zwei der Messwerte, die übers Internet zu einem Siemens-Server übertragen werden und deren Auswertung zweimal täglich, etwa per E-Mail, an den Kunden weitergeleitet wird. „Wir sind Online-Ärzte für Transformatoren“, sagt Scaquetti. „Wir können Kunden empfehlen, ihre Transformatoren, wenn sie gut in Schuss sind, länger im Einsatz zu lassen als geplant. Aber wir warnen auch: Wenn ihr jetzt nichts tut, wird es in den nächsten 30 Tagen Probleme geben.“ Bei über 120 Transformatoren kommt die kostengünstige Monitoring-Lösung inzwischen zum Einsatz. Dass sie ausgerechnet in Brasilien ersonnen wurde, sei kein Zufall, meint Scaquetti: Energieversorger müssten hier noch sparsamer wirtschaften als in den USA oder Europa und sie würden daher noch konsequenter alle Möglichkeiten nutzen, die sich bieten, Kosten zu reduzieren – natürlich ohne Abstriche bei der Sicherheit. Dass Sparsamkeit im Umgang mit Ressourcen ein Schlüssel für die wirtschaftliche Entwicklung des ganzen Landes sein muss, darin sind sich immer mehr Brasilianer einig. „Sustentabilidade“ – Nachhaltigkeit – ist beinah ein Modewort geworden, das immer mehr Politiker in den Mund nehmen (Pictures of the Future, Herbst 2010, „Party ohne Kater“). Doch gleichzeitig muss Brasilien seit neuen Ölfunden im Jahr 2007 mit einem verführerischen Überfluss umgehen: Allein das Tupi-Ölfeld vor der Küste Rio de Janeiros könnte bis zu acht Milliarden Barrel Öl enthalten. Der Schatz liegt tief vergraben, teils fünf Kilometer unterhalb des Meeresgrunds. Wer zu ihm vordringen will, muss sich durch mehrere Gesteinsschichten und durch eine korrosive Salzschicht bohren. Wiederum ein Fall für erfinderische Ingenieure. Rio de Janeiro entwickelt sich derzeit zu einem globalen Zentrum für die Forschung an Technologien zur Öl-Gewinnung in der Tiefsee mithilfe von Förderanlagen am Meeresgrund (siehe Artikel „Die Tiefsee lockt“). Siemens eröffnet 2012 ein eigenes Forschungszentrum, das sich auf dieses Gebiet spezialisiert: in Rio de Janeiro, in einem Technologiepark auf der Insel Ilha do Fundão. Prof. Segen Estefen hat hier bereits sein Büro. Er leitet COPPETEC, den privatwirtschaftlichen Arm der Hochschule Universidade Federal do Rio de Janeiro, der unter anderem Projekte zwischen der Universität und Privatunternehmen ermöglicht; die Hochschule gilt als treibende Kraft hinter dem Technologiepark. „Das Öl eröffnet uns einen Weg“, sagt Estefen. „Aber wir müssen auch die Abzweigungen nehmen. Konkret heißt das: Wir müssen jene Technologien, die mit der Öl-Förderung und Verarbeitung zu tun haben, weiterentwickeln, um daraus eigenständige Zukunftsindustrien aufzubauen – zum Beispiel auf den Feldern Materialtechnik, Smart- Grid-Technologien und Robotertechnik.“

Das Interesse an Parzellen im Park war von Anfang an riesig. „Wir haben zehn Prozent der Insel für die Forschungszentren von Unternehmen ausgewiesen“, erklärt Maurício Guedes, Direktor des Technologieparks. „Alles in allem sind das 350.000 Quadratmeter – doch wir hatten schon in kürzester Zeit mehr Interessenten als Platz.“ Ein Teil des Geländes wird für ein Hochhaus reserviert, in dem kleine, innovative Unternehmen sich einmieten können. „Für ein ausreichend diverses Innovationsklima brauchen wir Räume für die kleinen und großen Projekte.“ Letzteren widmet sich Siemens. In Rio de Janeiro und in ganz Brasilien.

Siemens-Zentrum für F&E in Rio. Bis 2016 wird das Unternehmen im Land 600 Millionen US-Dollar investieren. 50 Millionen US-Dollar beträgt allein die Investition in das Siemens-Zentrum in Rio. Mindestens 800 Mitarbeiter werden dort arbeiten. Binnen drei Jahren sollen 150 von ihnen in Forschung und Entwicklung tätig sein. Manch einer aus der künftigen Mannschaft ist heute bei Chemtech beschäftigt, einer 100-prozentigen Tochter von Siemens. Chemtech wurde 2009 als das innovativste Unternehmen Brasiliens ausgezeichnet und ist seit vielen Jahren bei Projekten von Petrobras beteiligt (siehe Artikel “Wie ein Wettlauf zum Mond“).

Chemtech-CEO Daniel Moczydlower erklärt: „Wir haben viel Expertise in der Software-Entwicklung, bei der Planung von Raffinerien und bei der Ausrüstung von Offshore-Projekten, zum Beispiel in der Instrumentierung oder dem Monitoring von Ölplattformen.“ Sein Team wird künftig in einem internationalen Innovationsnetzwerk mit Siemens-Kollegen, etwa in Norwegen und Houston, zusammenarbeiten, um Subsea-Lösungen zu entwickeln (siehe Artikel „Die Tiefsee lockt“).

Die größte Herausforderung vor Ort in Rio dürfte allerdings sein, ausreichend geeignete Arbeitskräfte für die neuen Aufgaben zu finden. Die Gehälter junger Forscher und Ingenieure steigen stetig und betragen in der Privatwirtschaft schon jetzt das Fünffache der Einkommen von Doktoranden. Statt zu promovieren gehen daher viele direkt in Unternehmen. Giovanni Fiorentino, Chairman für Lateinamerika für die Beratungsfirma Bain, beschreibt den Kampf um Talente, der in Rio entbrannt ist, so: „Es ist eine große Herausforderung, denn alle suchen die gleiche Ressource.“ Und er meint damit weder Zucker noch Öl, sondern gut ausgebildete Fachkräfte – die vielleicht wertvollste Ressource Brasiliens.