Neue Stromspeicher - der Schlüssel zur Energiewende - wissenschaft.de
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Neue Stromspeicher - der Schlüssel zur Energiewende

Foto: dlr/Ernsting

2011 hat Deutschland den Atomausstieg beschlossen. Bis 2025 sollen 40 bis 45 Prozent der Energie aus Wind-, Wasser- oder Sonnenkraft gewonnen werden, bis 2035 dann 55 bis 60 Prozent. Damit die Energiewende gelingt, müssen jedoch nicht nur immer mehr nachhaltige Formen der Energiegewinnung eingeführt werden, sondern überschüssige Strom muss sich auch speichern lassen. An welchen Speichertechnologien Wissenschaftler aktuell forschen, lesen Sie im Dossier "Neue Stromspeicher".
Erster Test eines Hohlkugel-Pumpspeichers im Bodensee

Hohlkugeln als Stromspeicher

Sie könnten helfen, den schwankenden Windstrom zu speichern: Hohle, im Wasser versenkte Betonkugeln, dienen als Energiereservoir. Im Bodensee läuft seit gestern der erste Test des neuartigen Pumpspeicher-Systems.... mehr

Im Ruhrgebiet könnte eine Zeche zur Pumpspeicheranlage umgebaut werden

Grüner Strom aus dem Bergwerk

Alte Kohleschächte als Speicher für Ökostrom? Diese Idee ist umsetzbar, wie eine Machbarkeitsstudie auf der Zeche Prosper-Haniel in Bottrop ergeben hat. Nach 2018, wenn dort der Bergbau eingestellt wird, könnte das Bergwerk zu einem unterirdischen Pumpspeicherkraftwerk ... mehr

Technik+Digitales

Volle Förderung bei halber Leistung

Seit Bundesumweltministerin Barbara Hendricks im November 2015 den Klimavertrag in Paris unterschrieben hat, ist wenig passiert in der Energiepolitik. Um das beschlossene 1,5 Grad-Ziel zu erreichen, muss die Regierung die Energiewende vorantreiben. Ein erster Schritt: Die... mehr

Technik+Digitales

Lithiumionen-Akkus werden sicherer

Lithiumionen-Akkus sind die gängigen Stromspeicher in unzähligen Alltagsgeräten. Jetzt haben US-Forscher eine neue Methode entwickelt, um diese Batterien gegen Überhitzung und Explodieren zu schützen: Eine Kompositschicht aus Nanopartikeln und Polymer sorgt dafür, dass sich der Akku selbst... mehr

Technik+Digitales

Strom als Wasserstoff speichern

Wasserstoff wird in Zukunft eine entscheidende Rolle dabei spielen, überschüssigen Wind- und Sonnenstrom zu speichern. Stoffumwandler, sogenannte Elektrolyseure, mit Protonen-Austausch-Membranen eignen sich besonders gut, um aus Windstrom Wasserstoff zu gewinnen. In Mainz und Hamburg sind seit... mehr

Technik+Digitales

Wärme aus Gas pumpen

Deutschland steuert auf eine Energieversorgung zu, die dank Wind- und Solarkraft durch die hochwertige Energieform Elektrizität bestimmt ist. Doch die Erzeugung von Wärme, die immerhin rund 40 Prozent des Energieverbrauchs hierzulande ausmacht, ist nach wie vor geprägt... mehr

Technik+Digitales

Wackelstab statt Windrad?

Kennen Sie diese Fitness-Schwingstäbe, die man mit der Hand zum Rotieren bringt und mit denen der Körper angeblich Unmengen von Kalorien verbrennt? Falls ja, stellen Sie sich solch einen Wackelstab einmal mehrere Meter hoch vor, der zudem nicht durch Muskel-, sondern... mehr

Technik+Digitales

Mit Windgas zur Energiewende

Bis 2050 sollen nach Plänen der Bundesregierung 80 Prozent unseres Stroms aus erneuerbaren Quellen stammen – vor allem aus Wind- und Solarkraft. Das wird allerdings nur funktionieren, wenn die Deutschen in großem Stil Energie in Windgas zwischenspeichern, so das Ergebnis ... mehr

Pilze eigenen sich als Akku-Rohstoff

Umweltfreundliche Champignon-Akkus?

Sie schmecken nicht nur gut, sie haben auch buchstäblich spannendes Potenzial: Das poröse Material von Pilzen eignet sich einer Studie zufolge als Rohstoff zur Herstellung von Anoden in Akkus. Dies könnte ihre Herstellung umweltfreundlicher machen und sogar die... mehr

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Wissenschaftslexikon

Storch  〈m. 1u〉 1 〈Zool.〉 Angehöriger einer Familie der Stelzvögel mit kräftigem, langem, geradem Schnabel: Ciconiidae 2 〈früher〉 Märchengestalt für Kinder, bevor sie aufgeklärt waren: Vogel, der die kleinen Kinder bringt; ... mehr

In meiner Sommerpause schrieb mir ein lieber Kollege, dass ihm zu “Klicken bis die Kurve stimmt” noch HARKing (Hypothesizing After the Results are Known)[Kerr, 1998] einfiele. Den Begriff hatte ich zwar schon ab und an gehört, schließlich habe ich PostDoc-Zeit unter Statistikern verbracht, aber

  1. habe ich wenig darüber nachgedacht
  2. zeigte mir ein anderer Artikel, dass es zum Thema Reproduzierbarkeitskrise wesentlich schwerere Brocken gibt
  3. war die Erkenntnis aus 2 hinreichend um doch noch eine ständige Serie aufbauen zu können (wenngleich nicht sie nicht im selben Tempo immer weiter wachsen wird, bei bei den letzten Beiträgen)

HARKing also

HARKing ist eine Spielart der “post mortem-Statistik”, also des Munter-Daten-Sammels-und-dann-Überlegens. Guten ExperimentatorInnen und StatistikerInnen überkommt hierbei oft das Grausen: Wer sich vor der Datenerhebung Gedanken macht kann Überlegungen zur statistischen Power einfliessen lassen, ggf. Vorab-Experimente oder Vorab-Stichproben erheben, um die Natur der Daten kennenzulernen (z. B. zur Frage welcher Verteilung diese Daten gehorchen) und daraufhin die geeignete statistische Methode zu wählen. Vor allem aber gilt es bei diesem Vorgehen vorab eine (Null-)Hypothese zu formulieren, die man experimentell überprüfen möchte.

Vereinfacht gesagt ist das beim HARKing anders: Erst nach Augenschein der Daten wird die Hypothese formuliert oder gar zuvor formulierte Hypothese  zugunsten einer anderen über den Haufen geworfen.

Und? Warum sollte mich das (als gute(r) WissenschaftlerIn) stören?

Das xkcd-comic zu den green jelly beans ist inzwischen ziemlich bekannt.

Wer den Witz nicht versteht möge bei explainxkcd.com nachlesen.

Wer also, insbesondere mit ausreichend großer Toleranz beim Fehler 1. Art, nur häufig genug bzw. mit ausreichend kleinen Stichproben testet findet ziemlich sicher einen “publizierbaren” p-Wert. Diese Unterart des p-Hacking ist immerhin gut bekannt und stark verpönt.

HARKing, kann man gewissermaßen als Komplementärmethode des unsauberen wissenschaftlichen Arbeitens auffassen – doch so einfach ist die Sache nicht, es gibt nämlich verschiedene Unterarten:

  • das reine HARKing, wie von Kerr beschrieben. Hier wird die Hypothese erst nach Sichten der Daten aufgestellt und “statistisch untermauert”. Vielleicht muss man tatsächlich dazu schreiben, warum das wissenschaftlich unsauber ist: Wenn ich eine Hypothese erst nach Gewinnung der Daten aufstelle, werden die Daten wahrscheinlich meiner Hypothese “gehorchen”. Was wenn meine Daten aber einer zufälligen Schwankung unterliegen? Hätte ich nicht anders erheben / auswählen müssen? Ggf. mit mehr Datenpunkten? Unabhängig erhoben? Sehe ich also eher eine falsche Bestätigung meiner Annahmen?
  • THARKing[Hollenbeck und Wright, 2016]: Transparently hypothesizing after the results are known – das ist eine wissenschaftlich saubere Form des HARKing. Schließlich ist nichts dabei eine Hypothese durch die Daten widerlegt zu sehen und transparent eine neue oder angepasste Hypothese aufzustellen. Man darf dann auch statistisch “Herumspielen” und schauen was die Statistik zur neuen Hypothese sagt – wenn das transparent ist, also in die Veröffentlichung geschrieben wird. Ideal ist, wenn dann noch beschrieben wird, wie man die neue Hypothese falsifizieren kann oder gar selber den Anlauf durch die erneute Erhebung von Daten oder erneuter Auswahl genommen hat.
  • SHARKing[Hollenbeck und Wright, 2016]: Das Gegenteil von THARKing, also dem Verschweigen der ursprünglichen Hypothese (bzw. Unterdrücken derselben; das ‘S’ kommt von Supressing) und Präsentieren der neuen als a priori-Hypothese. Unschön aus denselben Gründen wie das reine HARKing, plus der Unlauterkeit gegen das Transparenzgebot bei wissenschaftlicher Arbeit verstoßen zu haben. Dieses kann auch als passives HARKing erfolgen. Damit sind wir wieder bei den Reviewern. Wenn Reviewer eine andere Sicht auf das Thema haben, können sie eine “bessere” Hypothese einfordern und so (S)HARKing veranlassen. Typischerweise wird dann die ursprüngliche Hypothese verschwiegen.
  • RHARKing[Rubin, 2017]: das erneute Aufstellen von Hypothesen basierend auf bestehenden Erkenntnissen und des Präsentierens als a priori-Hypothesen. Die Hypothesen sind gewissermaßen äquivalent zu a prioi-Hypothesen, weil ja so noch nicht getestet. Wenn man die eigene Daten- oder Literatursuche transparent macht und dann neue Daten erhebt ist das in Ordnung. Problematisch nur, wenn man auf alten Daten arbeitet und dann so tut als würde die “neue prioi-Hypothese” einwandfrei bestätigt, denn die wurden unter Umständen mit zweifelhafter Qualität erhoben oder vielleicht nur teilweise publiziert – besser man erhebt neu und macht ALLES transparent.

Also, nicht jede Form des HARKing ist problematisch – THARKing kann man als gute wissenschaftliche Arbeit auffassen. Doch leider scheint ordinäres HARKing häufig[Rubin, 2017] und gar so häufig, dass es als Hauptbeitrag zur Reproduzierbarkeitskrise gewertet wird[Bishop, 2019].

Damit das Thema nicht so abstrakt bleibt und weil ich gerade Dorothy Bishop zitiere, hier mal das relativ aktuelle Gespräch zwischen Sabine Hossenfelder und Dorothy Bishop – selbstverständlich nicht nur über HARKing:

Was hilft?

Die sogenannte Vorerfassung wissenschaftlicher Studien oder registrierte Berichte, insbesondere in der Psychologie und bei klinischen Studien praktiziert, das Erfassen von wissenschaftlichen Absichten, die Beschreibung der Hypothesen in statistischer Sprache und die Beschreibung der Datenerfassung inklusive aller Protokolle kann Abhilfe schaffen. Wird dieser Weg beschritten braucht es einen verdammt guten Grund vom Protokoll abzuweichen und den gilt es anzugeben. Unter Umstände bedeutet dies auch eine erneute Fragestellung an die (Ethik-)Kommissionen. Vor allem aber können Reviewer damit keine angepassten Fragestellungen fordern und somit selber ein intransparentes HARKing induzieren.

Daneben aber sollten alle Studierenden in den quantitativ arbeitenden Fächern explizit mit den Auswirkungen und Ursachen der Replikationskrise konfrontiert werden. Am besten mit ein paar unterhaltsamen Beispielen. So wie in vielen Studiengängen Kurse zum wissenschaftlichen Schreiben Pflicht sind, sollten auch Kurse zur guten wissenschaftlichen Praxis verpflichtend werden. Das ist mancherorts bereits der Fall. Aber noch gibt es dicke Bretter zu bohren.

Weitere Vorschläge …

… zur Serie werden gerne angekommen. Mein Kollege meinte auch, ich könnte analog zu HARKing ein Akronym prägen. Also ich weiß nicht recht. Abgesehen davon, dass ich keinerlei unterfütternde Recherche unternommen habe und die Probleme im Umgang mit künstlicher Intelligenz vielschichtiger sind (darum ging es ja): CLUCIRing (CLicking Until the Curve Is Right) – ist aber absolut nicht eingängig, oder?

https://scienceblogs.de/rupture-de-catenaire/2020/09/14/zutaten-zur-reproduzierbarkeitskrise-4-harking/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=zutaten-zur-reproduzierbarkeitskrise-4-harking

Kris|tall|op|tik  〈f.; –; unz.〉 Teilgebiet der Kristallographie u. der Festkörperphysik, das sich mit der Struktur u. den sich daraus ergebenden physikal. Eigenschaften befasst

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