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Das ehemalige Gebäude des Oberstufenzentrums für Holztechnik in Berlin Adlershof ist heute Spin-off-Zone der Humboldt-Universität. Hier wagen junge Unternehmensgründer, Absolventen und Wissenschaftler der Universität, erste Schritte in die Selbstständigkeit. Zu ihnen gehören die Chemiker Marek Checinski und Alexander Kulesza. Um ihre Geschäftsidee umzusetzen, für die sie mehrere Preise gewannen, unter anderem vom Businessplan-Wettbewerb Science- 4-Life, reichten ihnen ein kleines Büro und leistungsstarke Rechner: Sie simulieren für Kunden aus der chemischen Industrie katalytische Reaktionen und Funktionschemikalien quantenmechanisch.


<h2>Alternativen zum Experiment</h2>
Die Idee zu seinem Unternehmen Creative Quantum hatte Marek Checinski lange vor dem Diplom. Er studierte an der Humboldt-Universität und saß im Jahr 2007 in Joachim Sauers Vorlesung in theoretischer Chemie. Das Thema war Dichtefunktionaltheorie, DFT, und Sauer brachte ein Beispiel über Vanadiumoxid-Katalysatoren. Checinski war sicher, dass sich bald die Industrie für DFT interessieren würde. Die galt in der industriellen Anwendung zwar noch als exotisch. Trotzdem ließ ihn die Idee, aus der Berechnung von Katalysatoren eine Dienstleistung zu machen, nicht mehr los.
“Man kann eine tolle Idee für einen Katalysator haben”, sagt Checinski, “aber daran scheitern, dass das Experiment schief geht und man nicht weiß, warum.” Mit DFT überprüft er den Katalysator auf molekularer Ebene, stellt fest, welche Effekte, welche physikalischen Eigenschaften, welche Zwischenstufen und welche Reaktionsschritte eine Rolle spielen, bestimmt geschwindigkeitsbestimmende Schritte. “Deshalb war mir klar, das ist es.”


<h2>In der S-Bahn</h2>
Theoretische Chemie ist abstrakt und bleibt den meisten Chemiestudenten eher fremd. Checinski schätzt, dass von allen, die sich im Studium mit DFT beschäftigen, maximal zehn Prozent später damit arbeiten können und noch weniger in der Lage sind, entsprechende Computerprogramme zu schreiben und Optimierungsalgorithmen zu entwickeln. Einer der wenigen ist sein Kommilitone Alexander Kulesza. “Mir war sofort klar, dass ich das Unternehmen mit Alex machen muss.” Checinski brauchte schließlich keine fünf Minuten, um Kulesza von seiner Geschäftsidee zu überzeugen. “Wir trafen uns zufällig in der S-Bahn. Ich habe vielleicht zwei drei Sätze gesagt, und Alex war gleich begeistert.”
Ihr Unternehmen gründeten Checinski und Kulesza im April des Jahres 2010, aber bereits im November 2008 begannen sie zu programmieren. Zu der Zeit arbeiteten sie gerade an ihren Dissertationen: Kulesza an der Humboldt-Universität in der theoretischen Chemie, “weil ich Quantenchemie von der Pike auf lernen wollte”, Checinski am Leibniz-Institut für Katalyse (Likat) in Rostock. Die Unternehmensgründung hatten beide bereits fest im Blick, als sie sich für ihre Promotionsthemen entschieden.


<h2>Vom Projektpartner zum Kunden</h2>
Checinski arbeitete am Likat experimentell und eher anwendungsnah. Die ersten Kunden seines Unternehmens waren Projektpartner der Arbeitsgruppe, in der er promovierte. Sie kamen mit ihren Experimenten nicht weiter, und Kulesza und Checinski boten ihnen an, die Systeme quantenmechanisch zu berechnen. Der Auftraggeber konnte die Rechnungen dann experimentell bestätigen. Der Erfolg sprach sich herum, und die beiden Firmengründer bekamen weitere Aufträge. “Inzwischen melden sich immer mehr mittelständische Unternehmen und wollen herausfinden, was wir können”, berichtet Checinski.
Checinski und Kulesza sind davon überzeugt, Lösungen für Zukunftsprobleme bieten zu können. Bei der Katalyse in der Industrie gehe es häufig um Rohstoff- und Energieeffizienz “Das sind Megatrends”, meint Marek Checinski und nennt als Beispiel nachwachsende Rohstoffe: Ein Kunde wollte Monomere für Polyester aus Sonnenblumenöl gewinnen. Dazu gibt es Eintopfreaktionen, einen Katalysator, aber die schnellen Prozesse, die dabei ablaufen, waren bisher nicht bekannt. Kulesza und Checinski rechneten drei Monate, vollzogen in der Zeit den Reaktionsmechanismus nach, isolierten den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt und sagten die aktiven Spezies voraus. Diese ließen sich hinterher auch spektroskopisch nachweisen. Damit hatte der Auftraggeber die Daten in der Hand, um seinen Prozess zu optimieren. “Wir entwickeln Software”, sagt Checinski, “die ganze Bibliotheken für ein virtuelles High-Throughput-Screening verwendet. So können wir alle möglichen Fragen bei der Katalyse untersuchen, heterogen wie homogen.”


<h2>Eine externe Theorieabteilung</h2>
Große Chemiekonzerne haben oft ihre eigenen Modelling- und Quantenchemie-Abteilungen. Kleinere Unternehmen hingegen können sich eine eigene Theorieabteilung gar nicht leisten. Das Risiko, einen Quantenchemiker fest einzustellen und dabei nicht abschätzen zu können, ob sich das wirtschaftlich lohnt, gehen sie nicht ein.
Zudem reicht es nach Einschätzung von Checinski und Kulesza nicht aus, einfach nur die einschlägige Software mit Daten zu füttern. Alexander Kulesza meint dazu: “Entscheidend ist, dass derjenige, der vor dem Rechner sitzt, das entsprechende Know-How besitzt, sonst kann man unglaublich viel Unbrauchbares produzieren.” 


<h2>Investitionen und ein Stipendium</h2>
Mit ein Grund dafür, dass Kulesza und Checinski ihr Dienstleistungsunternehmen überhaupt gründen konnten, war, dass die Rechner schneller und gleichzeitig billiger geworden sind. Zehn Jahre früher, und die Gründer hätten Millionen in Großrechner investieren müssen. Heute genügen die Investitionsmittel aus dem Exist-Gründerstipendium des Bundeswirtschaftsministeriums, um Computer mit ausreichender Rechnerleistung für den Start anzuschaffen.
Das Exist-Gründerstipendium unterstützt Studenten, Hochschulabsolventen und Wissenschaftler mit Geld für Personal und mit Sachmitteln dabei, mit dem Wissen aus der Hochschule Unternehmen zu gründen. Eine der Voraussetzungen für das Stipendium ist, dass auch die Hochschule die Gründer unterstützt. Hier kommt die Humboldt-Innovation ins Spiel, eine Technologie- und Wissenstransfergesellschaft und 100-prozentige Tochter der Universität. “In der Anfangsphase sind wir einfach hingegangen”, sagt Alexander Kulesza, haben unsere Idee präsentiert.” Checinski und Kulesza erhielten so schließlich Unterstützung beim Erstellen ihres Businessplans, bei den Formalitäten der Gründung, bei der Suche nach Fördermitteln.
Beide meinen, sie hätten ihr Unternehmen auch ohne Hilfe gegründet. “Ermutigung brauchten wir beide nicht” sagt Alexander Ku le sza. “Wir wussten, dass wir unsere Firmengründung durchziehen.” 


<h2>Standortfaktor Berlin</h2>
Checinski und Kulesza wollten nach ihrem Studium weiter forschen und eigene Ideen verfolgen. Ein vermeintlich sicherer Job in der chemischen Industrie war keine Alternative zum eigenen Unternehmen. Zudem wollten beide in Berlin bleiben. “Wir wollen einen Job haben, mit dem wir Arbeit und Familie vereinen können.”, sagt Checinski. Die Stadt ist mit ihren Universitäten und Forschungsinstituten zwar stark in der akademischen Forschung, Industrie gibt es so gut wie keine. Akademische Forschung aber war für beide nicht attraktiv: “Man konzentriert sich darauf, Paper zu schreiben,” sagt Alexander Kulesza, “und nach fünf Jahren kommt etwas dabei heraus oder auch nicht.” Im eigenen Unternehmens zu arbeiten, bedeute dagegen, sofort zu erfahren, was an der eigenen Arbeit gut ist und was schlecht.
Inzwischen gehören ein weiterer Quantenchemiker, ein Physiker sowie ein Kaufmann zum Creative-Quantum-Team, und aus dem Unternehmen ist eine GmbH geworden. Die Gründer planen, im Frühjahr die Spin-off-Zone zu verlassen und in ein Gründerzentrum direkt auf den Campus zu ziehen. Bis dahin werden Checinski und Kulesza auch ihre Doktorarbeiten abgeschlossen haben. Mindestens zwei weitere Mitarbeiter wollen sie im laufenden Jahr noch einstellen.
Mit Marek Checinski und Alexander Kulsza sprach Nachrichten-Redakteurin Frauke Zbikowski.

Artikel

“Ermutigung brauchten wir beide nicht”

Das ehemalige Gebäude des Oberstufenzentrums für Holztechnik in Berlin Adlershof ist heute Spin-off-Zone der Humboldt-Universität. Hier wagen junge Unternehmensgründer, Absolventen und Wissenschaftler der Universität, erste Schritte in die Selbstständigkeit. Zu ihnen gehören die Chemiker Marek Ch...

Prof.Prof.h.c.Dr.habil.

Es war ein vom schönsten Frühherbstwetter begünstigter Tag, an dem Wilhelm Ostwald (1853 — 1932) auf seinem Landsitz “Energie” in Großbothen zu seinem gewohnten Morgenspaziergang aufgebrochen war. Dieser dauerte diesmal, an seinem 60. Geburtstag, viel länger als üblich. Denn entlang des Spazierweges traf er immer wieder auf mit Versen beschriftete und mit symbolischen Zeichnungen gestaltete Tafeln, die Stationen seines Lebens darstellten. Die Verse stammten von seinem ältesten Sohn Wolfgang (1883 —1943) und die Bemalungen von der ältesten Tochter Margarete (1882—1960). Sie erinnerten nicht nur an die bleibenden Taten Ostwalds als Physikochemiker, Naturphilosophen, Soziologen, Farbenforscher und Nobelpreisträger für Chemie 1909, sondern drückten “tatsächlich die besten Gefühle und Gedanken” aus, die ihn “dabei beschäftigt und beglückt hatten”.1 Auf der letzten Tafel stand der Vers:
Noch immer baust Du Brücken als beschwerte nie
Des Alters Last den Rücken, der so viel schon trug
Und jede Brücke ist ein Denkmal Deinem Spruch:
“Vergeude keine Energie, verwerte sie!”2
An dieser Tafel verweilte Ostwald lange, war ihm doch der erste internationale Monistenkongress mit seinen 850 aktiven Teilnehmern und den mehr als dreitausend Zuhörern im Jahr 1911 in Hamburg noch in Erinnerung: Zunächst hatte die Mitgliederversammlung auf der fünften Hauptversammlung des Deutschen Monistenbundes Ostwald als dessen 1. Vorsitzender bestätigt, und er hatte dann den Kongress mit den Worten beendet: “Hiermit schließe ich den ersten internationalen Monistenkongress und eröffne das monistische Jahrhundert”.3 Der Monismus(von griechisch mónos: allein, einzig) ist eine Lehre, in der im Gegensatz zum Dualismus oder Pluralismus die Vielheit der Welt auf ein einziges Prinzip, sei es die Materie (Materialismus), das Göttliche (Idealismus), die Seele (Psychmonismus) oder der Wille (Voluntarismus), zurückgeführt wird.4


<h2>Philosoph und Freidenker</h2>
Ostwald war neben dem Biologen und Philosophen Ernst Haeckel (1834 — 1919) einer der bedeutendsten Vertreter des Monismus, den er im Jahr 1912 in seinem Buch “Der energetische Imperativ” als “die Einheitslehre der Wissenschaft”5 definierte. Dieser Einheitsgedanke sollte nach seiner Auffassung auch bei Staat und Familie sowie ökonomischer und künstlerischer Arbeit zum Leitmotiv werden. Damit ließe sich in dieser kurzen Formel, so meinte Ostwald 1912, auch seine “bisherige gesamte Arbeit am deutlichsten zusammenfassen”.Dabei musste er jedoch gestehen, dass diese zunächst halb spielerische Gedankenreihe “in Wirklichkeit 10 bis 15 Jahre zu ihrer Entwicklung gebraucht hat”. Erst dann postulierte er sie in Form des energetischen Imperativs als richtunggebende und entscheidende “Quelle in unausweichlichen natürlichen Gegebenheiten, in welche der Mensch hineingeboren ist, und kennzeichnet sein Verhältnis zur Umwelt und die Stufe der von ihm erreichten Kultur”.6


<h2>Gefahr der “Energiezerstreuung”</h2>
Ostwald sah insbesondere in der durch menschliches Handeln hervorgerufenen Energiezerstreuung (heute nennen wir sie in Begleitung von Wärme Entropie) eine große Gefahr: “Die praktische Anwendung des energetischen Imperativs und das Einheitspostulat aller Wissenschaft und aller menschlicher Betätigung kommen auf denselben Grundgedanken der Denk- und Lebensökonomie heraus, der seinerseits festgelegt wird durch das Fundamentalphänomen alles Geschehens in der Welt, durch das Dissipationsgesetz der Energie”.7
Folgerichtig kam Ostwald zu dem Schluss, dass eine ungeregelte Energiezerstreuung zur Energievergeudung führe. Er stellte daher dem Kantschen kategorischen Imperativ, nach dem die Maxime unseres Handelns Allgemeingültigkeit haben sollte, den energetischen gegenüber: “Vergeude keine Energie, verwerte sie.”8 In diesem Zusammenhang mahnte er zwar, dass die fossile Kohle als ein einmaliger Energieträger einer fortwährenden Erschöpfung ausgesetzt ist, deutete jedoch nur sporadisch die Möglichkeiten einer nachhaltigen Energiewirtschaft an. Bereits im Jahr 1909 stellte Ostwald in seinem Werk “Energetische Grundlagen der Kulturwissenschaft” klar: “Die dauerhafte Wirtschaft muss ausschließlich auf die regelmäßige Benutzung der jährlichen Strahlungsenergie gegründet werden.”9 Damit meinte Ostwald die Sonnenenergie — das einzige wirkliche Zusatzeinkommen, das die Erde regelmäßig bezieht. Er sah darin die unerschöpfliche Quelle freier Energie, aus der sich in Natur und Technik ein nachhaltiges Netz der Energieumwandlung entfaltet, damit die Erdbewohner “ein bequemes Dasein führen” können.
Ostwald richtete seinen Blick in eine (bessere, so hoffte er) Zukunft, ohne zu ahnen, welche dramatischen technischen, ökonomischen, politischen und kulturellen Umwälzungen die Menschheit durchleben würde. Die Entwicklung der Industriegesellschaften und das Streben nach Wohlstand waren nicht nur von der rücksichtslosen Plünderung der Energievorräte und Rohstoffressourcen begleitet, sondern hinterließen auch Umweltzerstörungen von ungeahntem Maß. Hier offenbarte sich “der Gegensatz zwischen einer unökologischen und damit verderblichen Ökonomie und einer ökologischen und damit natur- und gesellschaftsgerechten Ökonomie”.10Dieser Gegensatz spielte jedoch in den Gedankengängen Ostwalds nur eine untergeordnete Rolle, da das Phänomen der Globalisierung aus seiner Zeit heraus nicht voraussehbar war. Dennoch fügt sich der energetische Imperativ von Ostwald in das moderne Konzept der Nachhaltigkeit ein, wie es 80 Jahre später im Jahr 1992 durch die Agenda 21 auf der Konferenz der Vereinten Nationen in Rio de Janeiro zur Grundlage des lokalen wie globalen Handelns erklärt wurde. Im Artikel 1 der Rio-Deklaration heißt es: “Die Menschen stehen im Mittelpunkt der Bemühungen um eine nachhaltige Entwicklung. Sie haben das Recht auf ein gesundes und produktives Leben im Einklang mit der Natur.” Diese “Nachhaltige Entwicklung” (sustainable development) müsse “so verwirklicht werden, dass den Entwicklungs- und Umweltbedürfnissen der heutigen und kommenden Generationen entsprochen wird”.11


<h2>Vordenker der Nachhaltigkeit</h2>
Für die Ausgestaltung der “Nachhaltigen Entwicklung” bilden der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, den Ostwald “das Gesetz des Geschehens” nannte, sowie die weltweite Energie- und Stoffdissipation eine naturgesetzliche Basis. Zur Verdeutlichung seiner Gedanken brachte Ostwald ein Beispiel: “Wenn ein gutes Automobil uns mit kleinem Benzinverbrauch die gleiche Strecke fährt, für die das schlechte die doppelte Benzinmenge verbraucht, so hat es ein doppelt so hohes Güteverhältnis und wir nennen es eben aus diesem Grunde besser als das andere.”12
Später wies er darauf hin, dass die “unverhoffte Erbschaft der fossilen Brennmaterialien” dazu verleite, “die Grundsätze einer dauerhaften [heute würden wir sagen: nachhaltigen] Wirtschaft vorläufig aus dem Auge zu verlieren und in den Tag hinein zu leben”.13
Trotz dieser Warnungen des Nobelpreisträgers interpretierten die Industriegesellschaften, unabhängig davon, ob in ihrer kapitalistisch-marktwirtschaftlichen oder sozialistisch-planwirtschaftlichen Variante, die Natur ausschließlich funktional auf die Erfüllung ihrer Bedürfnisse hin, ehe sie sich von der Lebenserfahrung aus den Gründerjahren des Industriezeitalters “Wo gehobelt wird, da fallen Späne” abwandten und zu der Lebensweisheit im beginnenden 21. Jahrhundert “Reststoffe sind Rohstoffe am falschen Platz” bekannten. Damit trat auch erstmals der Umweltschutz auf den Plan, zuerst geprägt von Entsorgungsverfahren, dem additiven oder nachsorgenden Umweltschutz, um später vom vorsorgenden, produktionsintegrierten Umweltschutz14 abgelöst zu werden. Letzterer strebt danach, schon bei der Produktion von Gütern die entstehenden Umweltbelastungen von Luft, Wasser und Boden auf ein Minimum zu reduzieren. Dieses auf der Ursachenbekämpfung von Umweltbelastungen basierende Konzept war Ende des 20. Jahrhunderts ein Paradigmenwechsel. Dennoch musste es gemäß der Rio-Deklaration durch das neue Leitmotiv, die Nachhaltigkeit in der Chemie, erweitert werden, das weniger ein wissenschaftliches Konzept, als vielmehr eine ethische Forderung darstellt.
Gewiss gibt es viele Mittel und Wege, die in die Nachhaltigkeit führen könnten. Die grüne oder nachhaltige Chemie, die sich speziell mit der Erschließung Abfall vermeidender, Material und Energie sparender, kostengünstiger industrieller Prozesse widmet, kann ihren Beitrag dazu leisten.15,16 Eine wichtige Säule der nachhaltigen Chemie- und Energiewirtschaft sind nachwachsende Rohstoffe und erneuerbare Energieträger als Teil des geschlossenen Kreislaufs der Biosphäre. Chemieprodukte aus nachwachsenden Rohstoffen haben per se einen Umweltvorteil gegenüber identischen Produkten auf der Basis fossiler Rohstoffe wie Erdöl, Erdgas oder Kohle. Insbesondere die pflanzliche Biomasse, die bei der Fotosynthese in Anwesenheit von Sonnenlicht und Chlorophyll aus Kohlendioxid und Wasser entsteht, ist eine nahezu unerschöpfliche natürliche Rohstoffquelle. Bereits vor 100 Jahren gelangte auch Wilhelm Ostwaldzu derAnsicht:“Die chemische Energie aus den Pflanzen ist nun das Energiekapital, aus welchem alles Leben auf Erden erhalten wird”.17
Wladimir Reschetilowski ist seit dem Jahr 1996 Professor für Technische Chemie an der TU Dresden. Der ehemalige 1. Vorsitzende der Wilhelm-Ostwald-Gesellschaft stellte in den Nachrichten aus der Chemie bereits “Ostwalds Spuren in Dresden” vor [Nachr. Chem. 2009, 57, 1197].



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<li>
1 


W. Ostwald, 
<source>Lebenslinien — Eine Selbstbiographie. <publisher-loc>Stuttgart/Leipzig</publisher-loc>: <publisher-name>S.Hirzel Verlag</publisher-name>, 2003, S. 474.
</li>
<li>
2 

ebenda, S. 475.
</li>
<li>
3 

ebenda, S. 487.
</li>
<li>
4 


<source>Brockhaus Enzyklopädie, 19. Auflage, Bd. 15, <publisher-name>F. A. Brockhaus</publisher-name>, <publisher-loc>Mannheim</publisher-loc>, 1991, S. 56.
</li>
<li>
5 


W. Ostwald, 
<source>Der energetische Imperativ. <publisher-loc>Leipzig</publisher-loc>: <publisher-name>Akademische Verlagsgesellschaft mbH</publisher-name>, 1912, S. 14.
</li>
<li>
6 

siehe 1), S. 525.
</li>
<li>
7 

siehe 5), S. 15.
</li>
<li>
8 

ebenda, S. 85.
</li>
<li>
9 


W. Ostwald, 
<source>Energetische Grundlagen der Kulturwissenschaft. Philosophisch-Soziologische Bücherei. Band XVI. <publisher-loc>Leipzig</publisher-loc>: <publisher-name>Verlag von Dr. Werner Klinkhardt</publisher-name>, 1909.

</li>
<li>
10 


H. Scheer, 
<source>Der energethische Imperativ 100 Prozent jetzt: Wie der vollständige Wechsel zu erneuerbaren Energien zu realisieren ist. <publisher-loc>München</publisher-loc>: <publisher-name>Verlag Antje Kunstmann GmbH</publisher-name>, 2010, S. 204.

</li>
<li>
11 

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.): Konferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Entwicklung im Juni 1992 in Rio de Janeiro — Dokumente — Agenda 21. Bonn, o.J.
</li>
<li>
12 

 
W. Ostwald, 
<article-title>Der energetische Imperativ</article-title>, 
In: <source>Annalen der Naturphilosophie 
(1910), 
10, 
113–<lpage>117.</lpage>
</li>
<li>
13 

siehe 5), S. 81ff.
</li>
<li>
14 

Dechema — Deutsche Gesellschaft für Chemisches Apparatewesen, Chemische Technik und Biotechnologie (Hrsg.): Produktionsintegrierter Umweltschutz in der chemischen Industrie — Verpflichtung und Praxisbeispiele. Frankfurt am Main, 1990.
</li>
<li>
15 


P. T. Anastas, 
J. C. Warner, 
<source>Green Chemistry: Theory and Practice, <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Oxford University Press</publisher-name>, 1998.
</li>
<li>
16 


<person-group person-group-type="editor">Gesellschaft Deutscher Chemiker</person-group> (Hrsg.): <source>Green Chemistry — Nachhaltigkeit in der Chemie, <publisher-loc>Weinheim</publisher-loc>: <publisher-name>Wiley-VCH</publisher-name>, 2003.
</li>
<li>
17 

siehe 9), S. 43.
</li>
</ul>

Artikel

“Ermutigung brauchten wir beide nicht”

Alternativen zum Experiment

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