Eine Welt, in der Akkus nicht mehr aufgeladen oder ausgetauscht werden müssen – das ist kein bloßer Wunschtraum, sondern bereits konkreter Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Ericsson und das MIT Research Laboratory of Electronics (RLE) forschen gemeinsam am Aufbau einer neuen Netzstruktur, die völlig neue Anwendungen im 5G- und 6G-Netz möglich machen könnte. Ein Schwerpunkt der Forschung widmet sich den Mobilfunknetzen, die eine Vielzahl an Sensoren und andere kleine Geräte um uns herum verbinden. Ericsson und MIT beschrieben in ihrer Forschung, wie diese Geräte Energie aus Funksignalen und anderen Quellen gewinnen können und durch modernste Netze gesteuert werden.

Aktuell wird die Anwendbarkeit kleinerer Geräte in den kommerziellen 4G- und 5G-Netzen, etwa beim massiven Einsatz von Zehntausenden von Geräten in der Zählerfernauslesung, durch den Austausch oder das Aufladen benötigter Akkus bestimmt. Zudem ist die Batterielebensdauer von den jeweiligen Sende- und Empfangszyklen abhängig und verringert sich erheblich, wenn ein NarrowBand Internet of Things bzw. LTE für Maschinen (NB-IoT/LTE-M) Gerät konstant Daten sendet oder empfängt.

Die Ära der Null-Energie-Geräte – eine neue Chance im 6G-Netz der Zukunft

In der Ära der Null-Energie-Geräte könnten diese Herausforderung gelöst werden. Denn diese Anwendungen gewinnen die erforderliche Energie aus der Umgebung – aus Vibrationen, Licht, Temperaturunterschieden und sogar aus den Hochfrequenzwellen selbst und sind damit unabhängig vom Batteriebetrieb.

Das ist ein Modell, das beispielsweise bei der Nachverfolgung von Paketen in einem Lagerhaus Anwendung finden könnte. Kostengünstige, energiefreie Geräte, die möglicherweise unmittelbar auf die Kartons ausgedruckt sind, werden so überwacht und liefern sogar Informationen, beispielsweise über die Temperatur oder Luftfeuchtigkeit innerhalb des Kartons. Möglichkeiten, die ein passiver Strichcode nicht bieten kann. Miniaturisierte, kostengünstige und energiesparende Null-Energie-Geräte könnten auch grundsätzlich in der Umweltüberwachung zum Einsatz kommen, um Faktoren wie Umweltverschmutzung, das Wetter oder sogar auch das Auftreten von Krankheiten zu überwachen.

Die neue Endgeräte-Generation bringt auch Potenzial für die Einzelhandelsbranche mit. Beim Betrachten und Berühren einer bestimmten Ware durch den Kunden könnten eingebettete Null-Energie-Geräte das Interesse registrieren und über das Ladennetz auf Bildschirmen weitere Optionen für ähnliche Waren oder Accessoires anbieten.

Herausforderungen: Von der Energiegewinnung bis zu neuen Sicherheitssystemen

Bevor die Vision der Null-Energie-Geräte Wirklichkeit wird, gilt es noch unterschiedlichste Forschungsfragen zu lösen – von der Energiegewinnung über die Kommunikation bis hin zum Gesamtsystemdesign für eine sehr große Anzahl von Geräten. Ericsson und das MIT bringen ihr kombiniertes Fachwissen im Bereich der Kommunikationssysteme und des Energy Harvesting ein, um diese Herausforderungen zu bewältigen.

Null-Energie-Geräte verbrauchen zwar auch Energie, aber ihre Energieversorgung ist durch bestimmte Voraussetzungen extrem begrenzt. So ist die Energie, die aus Miniaturquellen, einschließlich thermischer, vibratorischer und photovoltaischer Quellen, gewonnen werden kann, in der Regel sehr gering. Daher müssen Null-Energie-Geräte Energie speichern. Zudem benötigen die elektronischen Schaltkreise in einem Null-Energie-Gerät eine Mindesteingangsspannung. Diese ist in der Regel um viele Größenordnungen höher als die Spannung am Ausgang der Antenne. Diese Eingangsspannung effizient in Werte umzuwandeln, mit denen die Elektronik betrieben werden kann, stellt eine weitere Herausforderung dar.

Aus der begrenzten Energieversorgung der Null-Energie-Geräte ergibt sich eine Obergrenze für die zu übertragende Datenmenge. In vielen Fällen bemisst sie sich, auch in Abhängigkeit von der Entfernung und den Funkbedingungen, lediglich auf ein paar Bytes.

Der Betrieb im Duty-Cycle-Verfahren stellt eine energiesparende Lösung dar, bringt aber auch eine schwankende Verfügbarkeit der Geräte für die Kommunikation mit sich. Die strengen Vorgaben für den Stromverbrauch sowie die schwankende Verfügbarkeit von Null-Energie-Geräten stellt die Mobilfunktechnologie vor neue Aufgaben jenseits herkömmlicher Übertragungsschemata.

Auch die Handhabung der Mobilität muss neu überdacht werden. Der derzeitige Ansatz, bei dem die Geräte fortwährend nach Kandidatenzellen suchen und die Messungen an das Netz melden, das schließlich entscheidet, ob ein Handover durchgeführt wird oder nicht, ist für die derzeitigen zellularen Systeme geeignet. Die sehr kleine Energiequelle in einem Null-Energie-Gerät wird dies aber schnell erschöpfen. Erforderlich sind neue und wesentlich energieeffizientere Methoden. In anderen Szenarien, z. B. in einem Lager, in dem die Kisten (und Geräte) hauptsächlich stillstehen, ist die Handhabung der Mobilität weniger problematisch.

Auch Fragen der Sicherheit stehen im Fokus der Forschung: Die Sicherheit in modernen Mobilfunknetzen wird durch Authentifizierung und Verschlüsselung gewährleistet. Der Energiebedarf für die Verschlüsselung ist jedoch nicht mit der Ernteleistung im mW-Bereich zu bewältigen. Neue, energieeffizientere Sicherheitsmechanismen werden benötigt.

Ericsson und MIT arbeiten gemeinsam daran, die vielfältigen Herausforderungen im Bereich der Null-Energie-Geräte zu lösen, ihre Entwicklung voranzutreiben und zu zeigen, wie sie in die Mobilfunknetze der Zukunft integriert werden können – und damit für maßgebliche Veränderungen in der Industrie sorgen könnten.

Über Ericsson

Ericsson ist Weltmarktführer auf dem Gebiet der Kommunikationstechnologie und -dienstleistungen mit Firmenzentrale in Stockholm, Schweden. Kerngeschäft ist das Ausrüsten von Mobilfunknetzen. Das Portfolio des Unternehmens umfasst die Geschäftsbereiche Networks, Digital Services, Managed Services und Emerging Business. Die Innovationsinvestitionen von Ericsson haben den Nutzen des Mobilfunks für Milliarden Menschen weltweit nutzbar gemacht. Das Unternehmen hilft seinen Kunden dabei, die Digitalisierung voranzutreiben, die Effizienz zu steigern und neue Einnahmequellen zu erschließen.

Das 1876 gegründete Unternehmen beschäftigt weltweit rund 101.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und arbeitet mit Kunden in 180 Ländern zusammen. 2020 erwirtschaftete Ericsson einen Nettoumsatz von 232,4 Milliarden SEK. Ericsson ist an der NASDAQ in Stockholm und New York gelistet.

Aktuell hält Ericsson 146 kommerzielle Vereinbarungen und Verträge mit Mobilfunknetzbetreibern weltweit. Darüber hinaus ist Ericsson an einem Großteil aller kommerziell eingeführten 5G-Livenetze beteiligt. Zu den 97 durch Ericsson unterstützten 5G-Livenetzen weltweit zählen unter anderem auch Netze in Deutschland und der Schweiz. www.ericsson.com/5G

In Deutschland beschäftigt Ericsson rund 2.700 Mitarbeiter an 12 Standorten – darunter rund 1.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Bereich Forschung und Entwicklung (F&E). Der Hauptsitz ist Düsseldorf.

Die FOM Hochschule und die Siemens AG arbeiten bereits seit 2001 bei der Ausbildung von künftigen Fach- und Führungskräften erfolgreich zusammen. Im Laufe der Jahre haben sich die Bedürfnisse und Anforderungen der Siemens AG an das Studium weiterentwickelt, deshalb hat auch die FOM auf diese Entwicklungen reagiert und das Studium auf die Bedürfnisse des Kooperationspartners hin aktualisiert und angepasst.

Die Regelstudienzeit beträgt nach wie vor sieben Semester. Neu ab diesem Wintersemester ist nun das sogenannte hybride Modell, d.h., dass das Studium an drei Orten stattfindet. Das erste und siebte Fachsemester werden an der FOM in Essen absolviert. Für die Vorlesungen des zweiten, vierten und sechsten Semesters geht es zum FOM Hochschulzentrum nach Berlin und während des dritten und fünften Semesters wird digital studiert.

„Die Einsatzmöglichkeiten nach dem berufsbegleitenden Studium, welches im hybriden Modell mit Präsenz- und Online-Lernphasen stattfindet, sind sehr vielseitig. Absolventinnen und Absolventen werden passgenau ausgebildet und können z.B. in der betrieblichen Steuerung und Kontrolle, in der Organisations- und Prozessentwicklung und in allen betriebswirtschaftlichen Fachbereichen entlang des Produktlebenszyklus arbeiten“, so Holger Bentler (Foto), Ausbildungsleiter Region West bei der Siemens Professional Education.

Teilnehmerinnen und Teilnehmer erlangen im dualen bilingualen Bachelor-Studium „International Management“ an der FOM Hochschule sowohl internationales Management-Know-how als auch betriebswirtschaftliche Kenntnisse. Auf dem Lehrplan stehen u.a. nicht nur Human Resources, International Finance und Controlling, sondern es werden auch interkulturelle Fachkompetenz und berufsrelevante IT-Kompetenz vermittelt. Entsprechend den Anforderungen der Zukunft lernen Siemens-Trainees nicht nur die digitale Transformation mitzugestalten, sondern auch den Umgang mit Daten und Prozessen, um wirtschaftlichen Nutzen aus der Digitalisierung zu ziehen.

„Die Kombination aus klassischer Präsenz im Hörsaal, in Verbindung mit der virtuellen Präsenz per Webinar und den maßgeschneiderten Praxisphasen durch die Siemens AG ist ein mehr als gelungenes Gesamtpaket. Ferner haben die Studierenden die Gelegenheit, sowohl an den FOM Hochschulzentren in Essen als auch in Berlin zu studieren. Wir freuen uns, dass wir unsere langjährige Kooperation mit Siemens durch diese Zusammenstellung auf ein neues Level bringen können“, sagt Prof. Dr. Dr. habil. Clemens Jäger, Dekan und Studienleitung Kooperation Siemens / FOM Hochschule.

Über die FOM Hochschule

Mit über 57.000 Studierenden ist die FOM, Deutschlands Hochschule für Berufstätige, eine der größten Hochschulen Europas. Sie bietet Berufstätigen und Auszubildenden in 35 Städten Deutschlands und in Wien die Möglichkeit, berufsbegleitend praxisorientierte Bachelor- und Master-Studiengänge aus den Bereichen Wirtschaftswissenschaften, Gesundheit & Soziales, IT-Management sowie Ingenieurwesen in Präsenzform zu absolvieren. Ab dem Wintersemester 2021 bietet sie jetzt zusätzlich ein digitales Live-Studium an, das neue Standards in der Hochschullehre setzt, indem Vorlesungen live und online aus multifunktionalen Studios übertragen werden. Die FOM ist eine Initiative der gemeinnützigen Stiftung BildungsCentrum der Wirtschaft mit Sitz in Essen. Die Studienabschlüsse sind staatlich und international anerkannt. Die Hochschule ist vom Wissenschaftsrat akkreditiert und hat von der FIBAA Anfang 2012 erstmals das Gütesiegel der Systemakkreditierung verliehen bekommen – als erste private Hochschule Deutschlands. Zudem ist die staatliche Anerkennung der FOM im Juli 2020 für weitere zehn Jahre vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen verlängert worden. Weitere Informationen: www.fom.de und www.fom-digital.de.

Über die Siemens AG / Siemens Professional Education

Die Siemens Professional Education ist innerhalb und außerhalb des Siemens Konzerns auf dem Gebiet der Ausbildung und beruflichen Fortbildung tätig und verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung, Vermarktung und Durchführung von Lernkonzepten zugeschnitten auf die Bedürfnisse von nationalen und internationalen Unternehmen. Weltweit absolvieren rund 6.800 junge Frauen und Männer eine Ausbildung oder ein duales Studium bei Siemens, davon fast 5.000 in Deutschland. Damit ist der Industriekonzern einer der größten und innovativsten privaten Ausbildungsbetriebe weltweit. Angeboten wird ein breites Spektrum kaufmännischer und vor allem technischer Berufe, die immer wieder an die Anforderungen der modernen Berufswelt angepasst werden. Seit dem Einstelljahr 2017 integriert Siemens relevante Themenfelder der Digitalisierung wie z. B. Data-Analytics, Softwareentwicklung oder Datensicherheit in die betrieblichen Ausbildungspläne aller Ausbildungs- und dualen Studiengänge. Weitere Informationen dazu im Internet unter: www.siemens.de/ausbildung.

Die Siemens AG (Berlin und München) ist ein führender internationaler Technologiekonzern, der seit mehr als 170 Jahren für technische Leistungsfähigkeit, Innovation, Qualität, Zuverlässigkeit und Internationalität steht. Das Unternehmen ist weltweit aktiv, und zwar schwerpunktmäßig auf den Gebieten intelligente Infrastruktur bei Gebäuden und dezentralen Energiesystemen sowie Automatisierung und Digitalisierung in der Prozess- und Fertigungsindustrie. Siemens verbindet die physische und digitale Welt — mit dem Anspruch, daraus einen Nutzen für Kunden und Gesellschaft zu erzielen. Durch Mobility, einem der führenden Anbieter intelligenter Mobilitätslösungen für den Schienen- und Straßenverkehr, gestaltet Siemens außerdem den Weltmarkt für den Personen- und Güterverkehr mit. Über die Mehrheitsbeteiligung an dem börsennotierten Unternehmen Siemens Healthineers gehört Siemens zudem zu den weltweit führenden Anbietern von Medizintechnik und digitalen Gesundheitsservices. Darüber hinaus hält Siemens eine Minderheitsbeteiligung an der seit dem 28. September 2020 börsengelisteten Siemens Energy, einem der weltweit führenden Unternehmen in der Energieübertragung und -erzeugung. Im Geschäftsjahr 2020, das am 30. September 2020 endete, erzielte der Siemens-Konzern einen Umsa

Rheinmetall treibt die Wasserstoffstrategie des Unternehmens weiter voran und ist jetzt auch Teil der vom Bund und vom Land Nordrhein-Westfalen finanziell unterstützten nationalen Wasserstoff- und Brennstoffzelleninitiative. Rheinmetall ist industrieller Partner des Forschungs- und Entwicklungskonsortiums des in Punkto Wasserstoff renommierten Zentrums für Brennstoffzellen Technik (ZBT) in Duisburg, das als eines von vier in Deutschland geförderten Innovations- und Technologiezentren für Wasserstofftechnologie (ITZ) ausgewählt wurde. Zum Auf- und Ausbau des ITZ, das sich hauptsächlich den Mobilitätsanwendungen in Verbindung mit der Wasserstofftechnologie widmen wird, sollen nach Duisburg und an die beteiligten Konsortialpartner in den kommenden Jahren bis zu 100 MioEUR Fördermittel des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur sowie der NRW-Landesregierung fließen.

Rheinmetall entwickelt und produziert seit über zwanzig Jahren Produkte für Brennstoffzellensysteme. Kurzfristig sieht das Unternehmen bei Komponenten für Brennstoffzellensysteme für sich ein Potenzial zwischen 150 MioEUR und 220 MioEUR. Allein in den vergangenen Monaten wurden davon Aufträge mit einem Laufzeitvolumen von rund 50 MioEUR gebucht. Die Erfahrung und Kompetenz auf diesem Gebiet wird Rheinmetall künftig einsetzen, um sich noch stärker als ein führendes Unternehmen im Bereich der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie zu positionieren.

Am Standort Neuss wird Rheinmetall dazu in den kommenden Jahren ein leistungsfähiges Technologie- und Industrialisierungszentrum für mobile wie auch für stationäre Anwendungen der Wasserstofftechnologie aufbauen. Neben der sicheren Erzeugung und Distribution von Wasserstoff sowie der Datensicherheit für die Wasserstoffinfrastruktur wird der Schwerpunkt auf dem Brennstoffzellensystem selbst liegen. In Neuss soll in synergetischer Ergänzung zum ITZ in Duisburg die eigene produktnahe Erforschung, Entwicklung und Industrialisierung von Wasserstofftechnologie vorangetrieben werden.

Das Rheinmetall-Technologiezentrum für Wasserstoff dient aber auch als Umgebung für kleinere und mittlere Unternehmen oder für Start-ups, in der diese ihre Produktideen mit Hilfe eines etablierten Technologiekonzerns schneller in den Markt bringen können. Als Konsortialpartner wird Rheinmetall im Wesentlichen die Expertise bei der Industrialisierung neuer Produkte und in der Unterstützung von jungen Unternehmen beim Marktzugang in das von Duisburg aus gesteuerte ITZ einbringen. Damit will der Düsseldorfer Technologiekonzern einen Beitrag leisten, um Deutschland und Nordrhein-Westfalen als führenden Standort für Wasserstofftechnologie in Europa zu etablieren.

Wasserstoff gilt als ein Schlüsselelement bei der Umstellung auf eine klimaneutrale Energieversorgung der Zukunft und im Rahmen der klimaneutralen Transformation der Industrie. Fachleute gehen daher von einem weltweit erheblichen Wachstumspotenzial für die Produktion, Lagerung, Verteilung und Anwendung von Wasserstoff aus. Eine Projektion auf Basis der Ziele des Pariser Klimaabkommens geht davon aus, dass sich das jährliche Marktvolumen von derzeit rund 5 MrdEUR auf über 100 MrdEUR bis im Jahr 2030 ausweiten könnte.

Rheinmetall hat von der Bundeswehr einen Rahmenvertrag bei dem Vorhaben „Bereitstellung der Unterbringung im Einsatz“ erhalten. Die Vereinbarung wurde im August 2021 mit dem Bundesamt für Infrastruktur, Umweltschutz und Dienstleistungen der Bundeswehr (BAIUDBw) geschlossen. Damit steht Rheinmetall den deutschen Streitkräften als ein verlässlicher Partner zur Verfügung, um künftig auch Einsatzinfrastruktur zu errichten, zu betreiben und gegebenenfalls zurückzubauen. Rheinmetall ist eine von drei Firmen, die von der Bundeswehr als strategische Partner für die Unterbringung im Einsatz ausgewählt worden sind. Der Vertrag beginnt mit der Unterzeichnung und hat eine Grundlaufzeit von vier Jahren mit einer dreimaligen Option einer einjährigen Verlängerung. Rheinmetall verpflichtet sich innerhalb dieser Zeit zur Erbringung der Dienstleistungen im Rahmen von Einzelabrufen.

Die jetzt erfolgte Auswahl als Partner zur Bereitstellung für die Unterbringung im Einsatz (UiE) erfolgt im Rahmen des Vorhabens „German Armed Forces Contractor Augmentation Program (G-CAP)“.

Dieses vom BAIUDBw initiierte Projekt soll die stationäre Unterbringung im Einsatz durch gewerbliche Dienstleister ermöglichen. Die Bundeswehr folgt mit diesem Programm dem weltweiten Trend, denn auch zahlreiche andere Streitkräfte und weitere Bedarfsträger lassen Dienstleister solche Leistungen erbringen. Experten gehen von einem weltweiten jährlichen Umsatzvolumen von rund 350 MrdEUR in diesem Marktsegment aus.

Auch vor diesem Hintergrund stellt sich Rheinmetall für dieses Vorhaben in einem internationalen Schlüsselmarkt neu auf. So hat das Düsseldorfer Unternehmen eine eigene Gesellschaft gegründet. Die Rheinmetall Project Solutions GmbH soll künftig Ressourcen und Fähigkeiten für den Bereich Einsatzunterstützung bündeln. Ziel ist es, die Kunden auch durch spezifische Dienstleistungen bei ihren Missionen langfristig zu unterstützen. Das neue Geschäftsfeld soll auch durch eine verstärkte Zusammenarbeit mit Rheinmetall Canada mit ihrem speziellen technologischen Knowhow international ausgebaut werden.

Erste Erfolge sind neben dem G-CAP-Rahmenvertrag auch der kürzlich ebenfalls durch die Rheinmetall Project Solutions GmbH gewonnene Dienstleistungsauftrag zur Rundumüberwachung eines Feldlagers mittels eines Überwachungsfesselballons (Aerostats).

Dr. Deniz Akitürk, Geschäftsführer der Rheinmetall Project Solutions GmbH: „Wir freuen uns über diesen Erfolg und sind stolz darauf, als Partner der Bundeswehr für Einsätze und Missionen im Bereich der Infrastrukturleistungen ausgewählt worden zu sein. Unseren Kunden können wir versichern, dass der Name Rheinmetall auch in diesem neuen Geschäftsfeld für höchste Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit und Flexibilität steht.“

G-CAP soll eine zusätzliche Möglichkeit an Einsatzinfrastruktur über die gewerbliche Wirtschaft schaffen, um die die eigenen Ressourcen der Bundeswehr zu schonen, damit sie für hohe Bedrohungslagen verfügbar sind. So gilt die Unterbringung im Einsatz grundsätzlich als militärische Kernfähigkeit und erstreckt sich von der Einrichtung eines Feldlagers bis hin zum Aufbau einer festen Einsatzinfrastruktur. Hierzu zählen beispielsweise Unterkünfte, Wasserversorgung, Stromerzeugung, Verpflegung, Abfallwirtschaft und Reinigungsleistungen.