Big and Green — Die wichtigsten Innovationen für eine nachhaltige Zukunft

Transport

Große Teile der CO₂-Emissionen entstehen auf internationalen Transportwegen zu Wasser, durch die Luft, über Straßen und Schienen. Auch hier herrscht großer Handlungsbedarf.

Grüne Segel setzen

Wie wäre es mit komplett schadstofffreier Schifffahrt? Die Firma Norsepower geht hierbei voran und setzt auf emissionsfreie Windkraft durch zylindrische Segel. Durch die Rotation der Segel wird Strom produziert, der das Schiff antreibt, was wiederum Treibstoff spart. Die neuartigen Segel können auch nachträglich auf Frachtschiffen angebracht werden.

Flugzeug-Treibstoff der Zukunft?

Die Forschungen am Algentechnikum der TU München sind abgeschlossen. Mit dem klimaschonenden Bio-Kerosin aus Algen wächst die Hoffnung auf nachhaltigen Flugverkehr in der Zukunft. Gewartet wird nun auf Investoren und Industrie, um die Technologie auszubauen. Die Forscher schätzen, bis 2050 30 bis 50 % des Kerosinbedarfs mit Algen decken zu können.

Sonnig durch die Luft

Einen anderen Ansatz für den CO₂-freien Flugverkehr verfolgt die Solartechnik. Das ultraleichte Flugzeug Solar Impulse, auf dessen Tragflächen rund 17.000 Solarzellen angebracht sind, welche die vier Elektromotoren mit Energie versorgen, hat die erste Weltumrundung hinter sich. Starke Akkus sorgen zudem dafür, dass das Fliegen auch nachts möglich ist. Wann diese Technologie im Fracht- und Personenverkehr zum Einsatz kommt, bleibt abzuwarten.

Energie

Die Klimakrise ist hauptsächlich eine Energiekrise. Der Ausstieg aus Kohle, Öl, Gas und Biomasse würde auch den Löwenanteil der Treibhausgase eliminieren. Neben Solarenergie, Wasser- und Windkraft könnten auch diese Innovationen zu einer Verringerung des CO₂-Ausstoßes beitragen.

Intelligente Energiespeicher

Für die effektive Nutzung von Energie sind starke Speicher essenziell. Strom muss fließen, auch wenn die Sonne nicht scheint oder kein Wind weht. Erforscht werden hierbei intelligente Modulsysteme, die flexibel skalierbar sind und den Energieverlust um bis zu 99 % reduzieren sollen. Auch effiziente Energiewandler sind im Kommen, damit gespeicherte Energie auch für andere Bereiche in Form von Wärme, gasförmigen oder flüssigen Kraftstoffen genutzt werden kann.

Grüne Giganten aus der See: Wellenkraftwerke

Wellen – ein weltweites Naturphänomen. Diese könnten in Zukunft zu einem Baustein nachhaltiger Energiegewinnung werden. Dabei wird die entstandene Bewegungsenergie mithilfe spezieller Konstruktionen in Strom umgewandelt. Regionales Highlight: Die Fachhochschule Kiel entwickelt einen Prototyp, der 2022 in der Nordsee getestet werden soll.

Energiegeladene Straßen

Eine Schattenseite der erneuerbaren Energien ist der Eingriff in Naturräume. Die Kombination aus Straßenbau und Photovoltaik könnte da Abhilfe schaffen. Befahrbare Module können allein auf 20 m² Straße Strom für einen kompletten Haushalt erzeugen.

Industrie

Der weltweiten Industrie stehen enorme Veränderungen bevor. Das ist notwendig, um gesetzte Klimaziele zu erreichen. Grundsätzlich gilt: Ressourcen sparen, weniger Müll produzieren, recyceln. Hauptansatz muss dabei die Kreislaufwirtschaft sein, damit die längst mögliche Nutzung von Produkten und Rohstoffen gelebt wird. Was darüber hinaus getan werden kann, zeigen wir hier.

Material-Revolution

Die Kreativität in puncto Materialwirtschaft scheint derzeit ungebremst. Nachhaltigere Stoffe werden entwickelt und erforscht, um Ressourcen zu sparen und die Umwelt nicht weiter zu belasten. Straßenbelag aus Altpapierasche, Plastikersatz aus Algen, Lyocell als Zukunftsfaser der Modeindustrie, Dämmstoffe aus Mikroplastik, Fasern aus alten PET-Flaschen und ultraleichte natürliche Verbindungen als Ersatz für Plastik und Metall sind hier erst der Anfang. Was alle gemeinsam haben: Sie sind noch im Anfangsstadium, machen aber Hoffnung auf die Zukunft.

Kompensieren

Neben neuen Innovationen in der Produktion werden derzeit auch viele Kompensations-Maßnahmen erforscht. Ein Beispiel: die SkyMine-Technologie. Hierbei wandelt eine Anlage das CO₂ aus Abgasströmen in Feststoffe um, die zum einen besser abgebaut werden können, zum anderen Verwendung in Produkten wie Backpulver, Salzsäure und anderen chemischen Erzeugnissen finden.

Allroundtalent

Wasserstoff Experten schätzen den Marktwert der Wasserstoff-Technologien bis 2050 auf 2,5 Billionen Dollar. Hoffnungsträger ist dabei der sogenannte „grüne Wasserstoff“, welcher aus der Spaltung von Wasser mithilfe erneuerbarer Energien hergestellt wird. Er findet schon jetzt Verwendung in Brennstoffzellen und Treibstoffen. So lassen sich Schwankungen im Stromnetz ausgleichen, Häuser beheizen und mit Elektrizität versorgen sowie Fahrzeuge antreiben. Außerdem kann Wasserstoff eingesetzt werden, um zum Beispiel Glas, Zement, Stahl oder auch Dünger herzustellen. Es bedarf aber einer höheren Skalierung, um Wasserstoff kostengünstig zu nutzen.

Landwirtschaft

Die weltweite Landwirtschaft und Massentierhaltung sind nicht nur ethisch fragwürdig, sondern erschöpfen unsere Ressourcen und produzieren enorm viel CO₂.

Renaissance statt Innovation

„Back to the roots“ ist das Motto der Agroforstwirtschaft. Hierbei werden gezielt Gehölze, Ackerkulturen, Grünland und Tierhaltung auf einer Fläche kombiniert. Das ist nicht nur für Tiere angenehmer, sondern ruft auch ökologische Wechselwirkungen auf den Plan, die Dürre, Bodenerosion und anderen Klimaschäden den Kampf ansagen.

Der (fast) perfekte Kreislauf

Für Tomaten, Auberginen, Salate, Kräuter und andere Gemüse entwickelt sich ein neuer Anbauprozess, der auch noch den Fischmarkt beeinflusst: Aquaponik. Bei dieser Kombination aus Fischzucht und Gemüseanbau ohne Erde entsteht ein nachhaltiger Wasser- und Nährstoffkreislauf. Obendrein wird komplett auf Dünger und Pestizide verzichtet. Stellschrauben müssen noch beim Energiebedarf und dem Fischfutter gedreht werden.

Weniger Salz: mehr Wasser!

Aufgrund des hohen Salzgehaltes im Meerwasser können wir dieses nicht nutzen. Gleich zwei Innovationen können dies dank Entsalzung nachhaltig verändern. Eine Membran aus Graphenoxid soll die Trinkwassergewinnung revolutionieren und das Salz herausfiltern. Eine weitere nutzt Meerwassergewächshäuser zur Wasseraufbereitung und macht die Lebensmittelversorgung in wasserarmen Regionen möglich.

Innovationen sind die Lösungen für die Herausforderungen unserer Zeit. Die Klimawende wird groß, anstrengend, langwierig und wahrscheinlich teuer. Dennoch stärken alle Projekte die gemeinschaftliche Idee und Handlungsbereitschaft, den Mut und die Hoffnung für und auf eine nachhaltige Zukunft. Wir freuen uns drauf.

Ilva und Jonah