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Die vorliegende Studie untersucht die Frage, wie groß der Wasserstoffspeicherbedarf Deutschlands im Jahr 2045 unter realistischen systemischen Annahmen sein muss. Anlass ist die im Weißbuch des BMWK genannte Größenordnung von rund 76 − 80 TWh saisonaler Wasserstoffspeicherung, die in der öffentlichen Diskussion häufig als Orientierungswert verwendet wird. Die zentrale Fragestellung lautet, ob diese Größenordnung aus systemanalytischer Sicht ausreichend ist, wenn im Jahr 2045 ein Wasserstoffsystem mit erheblichem Importanteil betrieben werden soll.
Für den Bedarf eines solches Wasserstoffsystems werden folgende Zahlen genannt: Der Nationale Wasserstoffrat taxiert den Bedarf auf 955 ± 335 TWℎ⁄a. Die Wasserstoffimportstrategie des Bundeswirtschaftsministeriums geht von einem Wasserstoffimportbedarf von 360 bis 500 TWℎ/a aus. Aus Daten des von der Bundesnetzagentur genehmigten Netzentwicklungsplans lassen sich Eigenerzeugungswerte von 124 bis 148 TWℎ/a ableiten.
Methodisch wird der künftige Wasserstoffspeicherbedarf aus der heutigen Erdgasversorgung als empirischer Referenz abgeleitet. Die Analyse aktueller Zeitreihen zeigt, dass der Erdgasimport nach Deutschland über das Jahr hinweg vergleichsweise konstant erfolgt, während der Verbrauch stark saisonal schwankt. Die saisonale Flexibilität wird daher primär durch Speicher bereitgestellt, nicht durch saisonal modulierte Importe. Zudem weist das Importaufkommen eine signifikante zeitliche Trägheit auf, die durch Autokorrelationsanalysen quantifiziert werden kann. Diese strukturellen Eigenschaften werden als Analogie für ein zukünftiges Wasserstoffsystem herangezogen, insbesondere unter der Annahme eines überwiegend kontinuierlichen Zuflusses aus in- und ausländischer Elektrolyse. Hierin unterscheidet sich die Wasserstoffverfügbarkeit erheblich von der Erdgasverfügbarkeit, die auf sehr große natürlich vorhanden Reservoirs zurückgreifen kann.
Auf dieser Grundlage werden zwei Speicheraufgaben getrennt betrachtet:
1. Reservespeicher zur Absicherung gegen Importstörungen oder Nachladeverzögerungen bei konstantem Zufluss,
2. Saisonalspeicher zum Ausgleich eines winterlich erhöhten Verbrauchs bei weitgehend gleichbleibender Einspeisung.
Die Berechnung des Reservespeichers erfolgt auf Basis historischer Schwankungsbreiten des Nettoaufkommens und definierter Sicherheitszeiträume. Der Saisonalspeicher wird über eine modellierte Verbrauchsmodulation bestimmt, die sich am heutigen jahreszeitlichen Verlauf des Erdgasverbrauchs orientiert. Beide Speicheraufgaben können im Extremfall gleichzeitig auftreten und werden daher additiv betrachtet.
Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass der erforderliche Gesamtspeicherbedarf signifikant über den im Weißbuch genannten 76 − 80 TWh liegt. Je nach Szenario ergibt sich eine Bandbreite von etwa 175 bis 315 TWh, mit einem mittleren Wert von rund 230 TWh. Eine grobe Plausibilitätsabschätzung auf Basis prozentualer Übertragung heutiger Erdgas-Speicherrelationen bestätigt diese Größenordnung. Die Diskrepanz zur Weißbuchzahl resultiert primär daraus, dass dort nur die saisonale Stromkomponente berücksichtigt wird, während mit Blick auf den künftig erforderlichen Wasserstoffimport Reservefunktionen und sektorübergreifende Nachfrageeffekte nicht vollständig einbezogen sind.
Im weiteren Verlauf wird untersucht, ob ein derartiger Speicherhochlauf infrastrukturell realistisch ist. Die historische Entwicklung der deutschen Erdgasspeicher folgt näherungsweise einer logistischen Sigmoid-Funktion mit einer charakteristischen Hochlaufphase und abnehmender Zuwachsrate gegen Ende des Ausbaus. Überträgt man diese Dynamik auf den notwendigen Wasserstoffspeicherausbau, ergeben sich – selbst bei stark beschleunigter Baugeschwindigkeit – erhebliche zeitliche Anforderungen. Je nach Zielgröße werden Ausbauzeiträume erforderlich, die deutlich über das Jahr 2045 hinausreichen, sofern keine außergewöhnliche Beschleunigung erfolgt.
Vor diesem Hintergrund wird die Frage nach der Rolle des Marktes diskutiert. Wasserstoffspeicher besitzen Eigenschaften strategischer Infrastruktur: hohe Kapitalbindung, lange Amortisationszeiträume, regulatorische Unsicherheit und systemische Relevanz. Unter Bedingungen hoher Marktrisiken und fehlender Investitionssicherheit ist im Gegensatz zur aktuellen Auffassung des Bundeswirtschaftsministeriums nicht davon auszugehen, dass „der Markt“ allein in kurzer Zeit Speicher im dreistelligen Terawattstundenbereich aus eigenem Antrieb errichtet. Dies gilt umso mehr, wenn der Wasserstoffbedarf wesentlich importabhängig ist und damit zusätzliche geopolitische Unsicherheiten bestehen.
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Speicherfrage nicht eine lediglich technische Detailfrage der Energiewende ist, sondern eine zentrale Systemfrage. Soll Wasserstoff im Jahr 2045 eine tragende Rolle im Energiesystem spielen, muss der erforderliche Speicherbedarf realistisch dimensioniert und der infrastrukturelle Hochlauf frühzeitig und strategisch geplant werden. Eine alleinige Orientierung an optimistischen Importannahmen oder an reduzierten Saisonwerten unterschätzt die strukturellen Anforderungen eines resilienten Wasserstoffsystems erheblich. Ohne massives Eingreifen sowohl des eigenen als auch ausländischer Staaten kann mit der avisierten Wasserstoffversorgung nicht gerechnet werden.
The slow progress of digital transformation in public organizations has been a source of concern, not least due to a lack of digital government competences (DGCs). We approach the persisting issue by drawing on resource-based theory and human capital. We conceptualize DGCs as knowledge, skills, abilities, and other characteristics (KSAOs), which compose digital government-related human capital resources. We further posit that a lack of such resources on the individual level negatively impacts transformation capabilities on the organizational level. To substantiate our claims, we perform a competence assessment based on job advertisements. We analyzed 2,869 job ads from local governments in Germany, Australia, and New Zealand using a job-mining approach that combines large language models and topic modeling. Our findings reveal that DGCs are notably scarce in these job ads, which helps explain the slow progress of digital government pursuit. Our study contributes to research by providing a novel theoretical foundation for the literature stream on DGCs, framing them as KSAOs as the foundation for human capital resources. We also share our job-mining pipeline for replication and adaptation by other researchers. Finally, we propose four action points to address the challenges from a hiring perspective.
Orthoses are widely used to support or modulate neuromuscular and skeletal function; however, their clinical effectiveness is often limited by discomfort, poor adaptability, and suboptimal human–device interaction. Biomimetics has emerged as a structured design paradigm capable of enhancing orthotic performance by systematically translating biological principles into engineering solutions. This scoping review examined biomimetic strategies in the development of orthoses. A structured search was conducted across PubMed, IEEE Xplore, Web of Science, and Scopus (2000–2025). Of 453 identified records, 14 met the inclusion criteria. Biomimetic orthosis research emerged predominantly after 2012, with increased activity after 2021. Human-based biological models, particularly muscle–tendon systems, predominated. Most studies relied on functional abstraction and were implemented using cable-driven or electromechanical actuation. None of the included studies explicitly referenced established biomimetics standards (e.g., ISO 18458), and descriptions of biological analysis, abstraction, and transfer were frequently incomplete. Experimental validation was generally limited to prototype-level testing, small sample sizes, and short-term evaluations, with no longitudinal or multicenter studies identified. These findings reveal a structural imbalance between conceptual biomimetic inspiration and structured methodological implementation. Based on this analysis, a structured biomimetic workflow is proposed to enhance traceability, reporting clarity, and clinical translation in the development of orthosis.
This study examines how manufacturer-specific additive formulations used to obtain nominally identical black PLA filaments influence the thermal, mechanical, and tribological performance of FDM-printed parts. Five commercial filaments were analyzed under identical processing conditions using thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), tensile testing, pin-on-disc measurements, and stereomicroscopy. The filaments exhibited substantial compositional variability, with total additive contents ranging from 2.08 wt.% to 27.82 wt.%. One filament (M5) contained a significant fraction of inorganic fillers, confirmed by SEM/EDX as Ca-, Na- and Mg-based oxides and silicates, identifying it as a PLA-based composite despite being marketed as standard PLA. These differences strongly affected thermal behavior (Tg, Tcc, Tm) and translated directly into the performance of the printed parts. Ultimate tensile strength varied by 88.91% across all filaments (19.38–36.61 MPa), but only by 13% among the four conventional PLA filaments (M1–M4). Tribological performance differed markedly: mean coefficients of friction ranged from 0.246 (M3) to 0.368 (M2), a spread of approximately 50%, with wear-track morphologies reflecting the frictional response. Overall, the results show that PLA filaments cannot be treated as interchangeable materials. Greater transparency and standardized reporting of filament composition are needed to ensure reproducibility and support informed material selection in FDM applications.
The Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) is the mandato-ry framework for the EU member states to develop clear target paths to reduce their building related greenhouse gas emissions: By 16 % until 2030 and by 26 % until 2033 (1990 = 100 %). Finally, in 2050 all build-ings should be zero-emission buildings (§3, 2b).
Focusing on residential buildings in Germany, this paper shows the pos-sible paths to reach the goals with respect to the revitalisation rates and the improvements of energy efficiency per revitalisation measure to reach zero-emissions of CO2 and greenhouse gases until 2045 (individual German target).
For all existing residential buildings in Germany, the potential develop-ments of renovation progress and building energy demands are exam-ined.
This is done by a self-written Python program which considers different revitalisation rates as well as revitalization depth. Best-case (5 % revitali-sation rate) and worst-case (0.7 % revitalisation rate) scenarios show the gap between demands and potential paths of energy consumption. Target orientated paths show the needed effort to reach the targets for 2045.
Finally, the question of sourcing renewable energy for the heating of Germany’s buildings is addressed as the energy transition is running in parallel. Building renovation is consequently accompanied by a transi-tion to green electrical energy sources.
The research aim is to show the constrains for the path to zero-emission build-ings using the example of residential buildings and show the im-pact of potential improvement measures on the future energy demand.
The General Data Protection Regulation (GDPR) has been in force since May 2018. Organizations and individuals must comply with this legislation if they collect or process the personal information of residents of the European Union. Prior research has focused on the examination of the privacy policies of the most frequently visited websites or mobile applications with the highest number of installations. The present study assesses the privacy policies of a less explored field: medium-sized town administrations. For this purpose, we analyzed and evaluated 644 privacy policies collected in Austria, Germany, and Ireland, focusing on their coverage of different data practice categories and GDPR-related dictionary phrases. We employed semi-automated data collection methods, deep learning and NLP techniques, and manual labor to perform this analysis. Our findings provide insight into the privacy policy landscape of medium-sized town administrations, where Austria and Germany exhibit a highe r average coverage of GDPR data practice categories than Ireland.
Four decades of security and privacy research: evolution of topics, impact, and the community
(2026)
As digital technologies become increasingly embedded in societal infrastructure, IT security and privacy (S&P) have become critical for protecting sensitive information and preserving trust. These domains have evolved from foundational security measures to address complex challenges introduced by artificial intelligence, regulatory frameworks, and decentralized technologies. This paper presents a longitudinal analysis of the evolution of IT S&P research from 1980 to 2023, analyzing over 13k papers from the most relevant venues. Employing the frameworks of established theories from social sciences, i.e. Latour’s actor–network theory, and Bourdieu’s forms of capital, along with Leydesdorff’s key dimensions in scientometrics, we discuss the evolution of research topics and highlight research priorities in the past and today. We apply modern natural language processing techniques to build a taxonomy of research topics within the S&P community. Using this taxonomy, we analyze the community’s thematic development, tracing its growth from 5 topics in the 1980s to 100 distinct research topics, reflecting the field’s expanding scope and complexity. Analyzing 0.5M authors, we demonstrate strong collaboration networks in the IT S&P community. We also demonstrate that the proportion of female authors in this community has remained relatively constant over the decades, despite an increase in their research activity in recent years. Finally, we assess factors impacting paper citations, author networks, and the linguistic evolution of the community. This study enhances the understanding of the S&P research community, providing valuable insights into future directions. The data underlying this article, including the analysis code and data processing pipeline, are available in the repository at: https://pulse-of-cybersecurity.com/, which also provides an interactive webpage for exploring our results.
Traditionally, repairing coated substrates requires completely removing damaged, wear-resistant layers before recoating. This process leads to high costs, extended downtime, and material waste. Flexible brazing tapes, which are composed of alloy powder and an organic binder, offer an alternative to full coating removal for targeted repairs. Despite this, the process of vacuum brazing these tapes may lead to the formation of defects, including pores caused by trapped gases or residual binder, which compromise coating durability and corrosion resistance. This study focuses on the utilization of laser remelting as a method for post-processing nickel- and iron-based mixed alloy brazing tapes, with the aim of improving the integrity of the coating. Surface quality was assessed via microscopy and microhardness testing by systematically varying laser power, scanning speed, and hatch distance. Among the parameters studied, the most suitable laser parameter combination was found to be 350 W laser power, 250 mm/s scanning speed, and a hatch distance of 0.02 mm. These parameters yielded crack- and pore-free coatings with a remelting depth of 160.3 ± 17.2 µm and a microhardness of 701 ± 23 HV1, which is an 85% increase over as-brazed samples. Wear testing revealed a reduced coefficient of friction, and electrochemical corrosion tests showed lower corrosion current density and enhanced repassivation behavior in remelted coatings. These improvements demonstrate that laser remelting significantly enhances the microstructure, hardness, wear resistance, and corrosion performance of brazed coatings, providing an effective method for localized repair while minimizing material consumption and processing duration.
Für Geschäftsführung und Management ist die Zusammenarbeit mit dem Betriebsrat häufig anspruchsvoll. Wer als Führungskraft souverän handeln und sichere Entscheidungen treffen will, braucht ein klares Verständnis des gesetzlichen Rahmens und der praktischen Spielregeln der Mitbestimmung.
Das Werk zeigt, wie langfristig eine vertrauensvolle und tragfähige Kooperation zwischen den Betriebsparteien gelingt. Anhand zahlreicher Praxisbeispiele erfährt der Leser sowohl aus Management- als auch juristischer Sicht, wie
• gesetzliche Anforderungen insbesondere auf Grundlage des BetrVG und der aktuellen Rechtsprechung rechtssicher erfüllt werden,
• typische Verhaltens- und Reaktionsmuster von Managern und Betriebsräten einzuordnen sind sowie Machtmissbrauch und Fehlentwicklungen frühzeitig entgegengewirkt werden kann,
• häufige Konfliktfelder und Anliegen verbindlich geklärt werden, etwa zu Fortbildungsansprüchen, Arbeitsbedingungen oder Vertragsfragen.
Die 2. Auflage greift aktuelle gesellschaftliche und wirtschaftliche Entwicklungen auf – von neuen Erwartungen der Generation Z über die Auswirkungen von KI bis hin zu hybriden Arbeitsmodellen in einer zunehmend krisengeprägten Arbeitswelt.
Photovoltaikmodule unterliegen im Betrieb verschiedenen Degradationsmechanismen, die zu Leistungsverlusten führen. Diese Studie[1] untersucht die tatsächliche Degradation ausgewählter Solarmodule der Photovoltaikanlage an der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen über einen Zeitraum von bis zu 23 Jahren[2]. Ziel ist es, die Langzeitstabilität verschiedener Modultechnologien unter realen Betriebsbedingungen zu evaluieren und Aussagen über die Qualität der Degradation zu treffen.
Die Untersuchung umfasst PV-Installationen mit kristallinen Modulen (mono- und polykristallin), Dünnschichtmodulen (amorphes und mikrokristallines Silizium) sowie innovativen Heterojunction-Modulen (Sanyo HIT). Nach Auswertung der Ertragsdaten und Performance Ratio wurden zehn Module aus den einzelnen Anlagen selektiert und im Solarlabor mittels Sonnensimulator unter Standard-Testbedingungen (STC) vermessen. Ergänzende Elektrolumineszenz- und Thermographie-Analysen ermöglichten die Identifikation von Mikrodefekten, Zellrissen und Hot-Spots.
Die Ergebnisse bezogen auf die Laborleistungsmessung zeigen Degradationsraten zwischen 0,16% und 0,65% pro Jahr, abhängig von der Modultechnologie. Polykristalline PeakonP-Module weisen durchschnittliche Verluste von 0,53% jährlich auf. Monokristalline Solon Black 230 Module zeigen geringere Degradation (0,37% p.a.), während rückseitenkontaktierte Solon Black 280 Module geringe Werte erreichen (0,16% p.a.). Heterojunction-Module (Sanyo HIT) zeigen eine Degradation von 0,64% p.a. Die Hauptdegradationsursachen sind lichtinduzierte Degradation (LID), potentialinduzierte Degradation (PID), Zellrisse und Delaminationen. Die meisten Module erfüllen oder übertreffen die Herstellergarantien von 90% nach 10 Jahren.
[1] Die in diesem Beitrag präsentierten Ergebnisse basieren auf der Bachelorarbeit von Daniel Westers, die im FB 2 (Lehreinheit Elektrotechnik) der Westfälischen Hochschule im Jahr 2021 im Solarlabor unter Betreuung von Prof. Dr. Andreas Schneider durchgeführt wurde.
[2] Alle zeitlichen Angaben in dieser Arbeit beziehen sich auf das Jahr der Bearbeitung der Bachelorarbeit.

