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Wie Stroh und Holzspäne Kunststoff ersetzen

Zittauer Forscher und Lausitzer Firmen machen gemeinsame Sache. Vor allem Fahrzeugzulieferer und Bauindustrie profitieren. Dafür gibt es vom Bund 12 Millionen Euro.

Prof. Sebastian Scholz (links) und Dr. Matthias Kinne zeigen ein aus Naturfasern hergestelltes Vorprodukt, mit dem Kunststoff ersetzt werden soll. © Rafael Sampedro/foto-sampedro.de

Prof. Sebastian Scholz (links) und Dr. Matthias Kinne zeigen ein aus Naturfasern hergestelltes Vorprodukt, mit dem Kunststoff ersetzt werden soll. © Rafael Sampedro/foto-sampedro.de© Rafael Sampedro/foto-sampedro.de

Armlehnen in Autos, Verkleidungen in Flugzeugen oder Bahnen-Kunststoffe finden sich heute in den unterschiedlichsten Bauteilen. Leider aber auch als Abfälle auf Müllhalden und in den Meeren. Hierfür eine Alternative zu schaffen, haben sich Forscher des Fraunhofer-Kunststoffzentrums Oberlausitz und der Hochschule Zittau/Görlitz vorgenommen. Zusammen mit 25 Partnern, hauptsächlich aus der regionalen Wirtschaft, bilden sie das Bündnis "EnviroPlast". Das Ziel: Kunststoffe teilweise durch Stroh, Spreu oder Sägespäne zu ersetzen und damit die Umweltbilanz von technischen Kunststoffteilen deutlich zu verbessern.

Der Bund schätzt diese Idee als so wichtig ein, dass das Forschungsministerium bis zu 12 Millionen Euro Förderung ausreicht. Damit haben sich die Zittauer Forscher und ihre Projektpartner unter 48 Bewerbern als einer von vier Gewinnern bei einem Programm durchgesetzt, mit dem die Kooperation von Wissenschaft und Wirtschaft in strukturschwachen Regionen unterstützt wird.

Laut Prof. Sebastian Scholz, der das Fraunhofer-Kunststoffzentrum in Zittau leitet, ist die Oberlausitz wie gemacht für dieses Thema. Knapp 100 kunststoffverarbeitende Unternehmen gibt es hier, dazu zahlreiche Land- und Forstwirtschaftsbetriebe. Und schließlich auch ihn und seine Wissenschaftler, die sich seit Jahren mit Kunst- und Faserverbundwerkstoffen beschäftigen.

Bis Ende März geht es nun darum, Konzepte und Förderanträge fertigzustellen, damit im November dann tatsächlich mithilfe der Millionenspritze vom Bund gestartet werden kann. Inhaltlich geht es darum, langlebige Produkte wie Seitenverkleidungen für Autotüren oder Lüftungsrohre nicht mehr komplett aus Kunststoff herzustellen, sondern - je nach Verwendung - bis zu 40 Prozent Reststoffe beizumischen. "Natürlich müssen diese Teile auch weiterhin die gewünschten Anforderungen an Festigkeit, Beständigkeit oder auch Geruchsneutralität erfüllen. Aber das wird Teil unserer gemeinsamen Entwicklungsarbeit sein", erklärt Scholz.

Obercunnersdorfer Landwirt ist mit dabei

Gleiches gilt für Bauteile, die komplett aus biobasiertem Kunststoff hergestellt werden. Hierfür kommen neben zellulosehaltigen Holzreststoffen auch Gärreste aus Biogasanlagen in Betracht. Gegenwärtig werden Biokunststoffe hauptsächlich aus zucker- oder stärkehaltigen Pflanzen wie Raps, Mais und Zuckerrüben hergestellt. Diese müssen aber extra angebaut werden und belegen dadurch wertvolle Agrarflächen.

Alle im Bündnis sollen von dem Projekt profitieren. Zum einen Firmen, die über die Rohstoffe verfügen - wie zum Beispiel der Landwirtschaftsbetrieb Hartmann in Obercunnersdorf mit seinem Getreideanbau und dem Aufkommen an Stroh. Oder HS Timber Productions in Kodersdorf. Im größten Sägewerk Sachsens fallen jährlich bis zu 150.000 Tonnen Holzspäne und Rinde an, die bisher größtenteils zur Strom- und Wärmeproduktion im betriebseigenen Kraftwerk genutzt werden. Auch die Celltechnik Lodenau und Plastic Conzept aus Neusalza-Spremberg sind Partnerfirmen. Unter den großen überregionalen Unternehmen, die an dem Bündnis beteiligt sind, befinden sich Volkswagen, Siemens und BASF.

Mit Projektbeginn geht es in den nächsten drei Jahren darum, die Einsatzgebiete der "grünen" Reststoffe zu erforschen. Gleichzeitig sollen Produktionsabläufe in den Partnerbetrieben so gestaltet werden, dass der Einsatz von Stroh, Sägespänen & Co ohne Probleme möglich ist. "Uns liegt daran, unsere Forschungsergebnisse, die wir im Naturfaserzentrum der Hochschule bereits erzielt haben, in die Praxis zu überführen", so Sebastian Scholz. Er ist froh, dass der Bund zur Förderung des Vorhabens überzeugt werden konnte und somit Millionenbeträge an das Bündnis in der Oberlausitz fließen.

Ziel des Forschungsprojektes ist es, Prototypen bestimmter Teile aus Reststoffen herzustellen und sie tauglich für die Massenproduktion zu machen. Hierbei hat jeder Projektpartner ganz eigene Vorstellungen. "Inhaltlich konzentrieren wir uns auf die Fahrzeug- und Bauindustrie", erläutert der Zittauer Fraunhofer-Chef. Als Beispiele führt er neben den schon genannten Innenverkleidungen von Autos auch Fensterrahmen von Zügen und Elektrokästen an. "Wenn der Kunststoff hier teilweise durch 'grüne' Reststoffe - die gegenwärtig kaum genutzt werden - ersetzt wird, steigert das die Wirtschaftlichkeit dieser Bauteile und wirkt nachhaltig. Denn dadurch wird weniger Kohlendioxid in die Luft geblasen."

Forschung bringt neuen Studiengang hervor

Auch für die Hochschule Zittau/Görlitz hat die Forschung in diesem Bereich einen ganz praktischen Nutzen. Mit "Green Engineering" ist ein neuer Bachelor-Studiengang entstanden. Absolventen sollen idealerweise in den Partnerunternehmen des Bündnisses "EnviroPlast" in der Lausitz einen Job finden. "Damit schließt sich hier ein Kreis. Wir zeigen, wie wichtig das Miteinander von Forschung und Wirtschaft ist", so Scholz.

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Batterietechnik aus Kroatien: Rimac will stationäre Energiespeicher produzieren

Mit der Submarke "Rimac Energy" will der kroatische E-Sportwagenbauer in Zukunft auch stationäre Energiespeichersysteme anbieten. Schon Ende des Jahres 2023 sollen die ersten Pilot-Batterien produziert werden.

Rimac Campus Baufortschritt

Rimac Campus Baufortschritt© Rimac

"Es besteht ein dringender Bedarf an sauberer Energie-Infrastruktur, um erneuerbare Energien in das Stromnetz zu integrieren," betont der Gründer und CEO von Rimac Automobili, Mate Rimac. Gemeint sind damit leistungsfähige stationäre Batterien, die das Stromnetz bei Speicher- und Ausgleichsfunktionen unterstützen.

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Der visionäre Kroate sieht die Energiewende und die Elektromobilität damit im Gegensatz zu vielen anderen Autoherstellern als ganzheitliche Aufgabe an. Und in Zukunft will er als Ergänzung zu seinen elektrisch angetriebenen Hypersportwagen eben auch stationäre Batteriesysteme entwickeln und anbieten. Mit der Gründung der "Rimac Energy" und der Ausgliederung von 60 Mitarbeitern ist der erste Schritt dafür bereits getan.

Neue Speichertechnologie

Das neue gegründete Team beschäftigt sich nun mit der Entwicklung einer ersten Generation von stationären Energiespeichersystemen. Mit potenten Hochleistungsakkus dürften sich die Kollegen bereits auskennen. Seit 2009 gilt die Firma rund um Mate Rimac als innovativer Treiber für neue Technologien rund um den Elektroantrieb.

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Schon bei der Pionierentwicklung der stationären Akkus sollen die Themen Lebensdauer, Redundanz und Verfügbarkeit im Vordergrund stehen. Auch sollen Material- und Installationskosten schon wettbewerbsfähig sein. Solch ambitionierte Pläne sind bei Rimac nicht ungewöhnlich. Und sie haben den Erfolg der Marke bisher ausgemacht.

Europas Energie-Ökosystem nach vorn bringen

Selbstbewusst gibt sich auch der neue Direktor von Rimac Energy, Wasim Sawar: "Angesichts unserer Erfolgsbilanz im Bereich der innovativen Batterietechnologie sind wir davon überzeugt, dass wir eine entscheidende Rolle beim Aufbau des künftigen europäischen Energie-Ökosystems spielen und Europa auf der globalen Bühne nach vorne bringen werden."

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Die ersten stationären Lösungen wird Rimac zunächst großen kommerziellen und industriellen Versorgungsanwendungen anbieten. Man sei mit mehreren Großkunden im Gespräch. Beim Pilotprojekt sei ein Marktführer aus dem Bereich Wind- und Solarenergie an Bord. Es sind auch batteriegepufferte Lösungen für schnelles Megawatt-Laden bereits in Arbeit.

Erste Anlagen 2024, Massenproduktion ab 2025

Diese Pilotsysteme sollen bis Ende dieses Jahres 2023 produziert und schon 2024 in Betrieb genommen werden. Die Massenproduktion soll 2025 beginnen, wobei die Produktionskapazitäten kontinuierlich in den zweistelligen GWh-Bereich skaliert werden. Ob perspektivisch auch Endkunden und Privatanwender in den Genuss eines Rimac-Speichers kommen dürfen, bleibt noch offen.

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Mate Rimac betont aber: "Unser Team freut sich wirklich darauf, Lösungen zu entwickeln, die saubere Energie zugänglicher machen, während wir uns bemühen, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und eine grünere Zukunft zu fördern." Die Firma Rimac sitzt am Stadtrand von Zagreb, wo alle Komponenten entwickelt und auch gefertigt werden sollen.

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Nominiert für „Constructive World Award“ - CO2-Sauger, Klima-NASA, Reaktor ohne Risiko: Drei Ideen, die die Welt retten können

Climeworks, Island: Die Nordatlantikinsel ist ein unternehmerisches Zentrum des Kampfes gegen den Klimawandel Climeworks

Climeworks, Island: Die Nordatlantikinsel ist ein unternehmerisches Zentrum des Kampfes gegen den Klimawandel Climeworks© Climeworks

Im Kampf gegen den Klimawandel verstreicht die Zeit. Aber Ingenieure, Forscher und Unternehmer arbeiten daran, eines der größten Probleme zu lösen: den zu hohen Ausstoß von Kohlenstoffdioxid. Kann das gelingen?

An einem regnerischen Morgen steuert Bryndís Nielsen einen silber grauen Kombi eine Hochebene im Südwesten Islands hinauf zu einer Maschine, die die Reparatur der Erde ermöglichen soll. Am Ende der Straße, oben auf dem Vulkan, hockt dichter Nebel. In der Ferne dampfen Erdschlote und blubbert Schlamm, in der Luft hängt der schwere Geruch von Schwefel. Nielsen parkt den Wagen auf einem Rechteck aus Schotter und steigt aus, eine Frau mit langen blonden Haaren in Regenjacke und gelb leuchtender Warnweste. Sie drückt sich  einen weißen Schutzhelm auf den Kopf und läuft mit zielsicheren Schritten über dunkle, von Moos überwucherte Lava, die vor langer Zeit erstarrte. Vor einer Flachdachhalle bleibt sie stehen. „Das sind unsere Staubsauger.“

Nielsen ruft es mehr, als dass sie es sagt, damit das Brummen und Rauschen ihre Worte nicht verschluckt. Es kommt aus acht containergroßen Kästen, die um die Flachdachhalle herumstehen und aussehen wie riesenhafte Lautsprecherboxen. Bryndís Nielsen, 42 Jahre alt, Isländerin, arbeitet für Climeworks, ein Unternehmen mit Sitz in Zürich, gegründet von zwei Deutschen.

Anlage holt einen der gefährlichsten Stoffe der Welt aus der Atmosphäre

Die Firma hat jene Anlage entwickelt, vor der Nielsen nun steht. Diese Anlage in einer kargen, verlassenen Gegend Islands saugt Luft an und filtert die Abgase von Autos, Fabriken, Kraftwerken heraus. So holt sie einen der gefährlichsten Stoffe der Welt aus der Atmosphäre, das Klimagas Kohlendioxid. Die Maschine ist weltweit die größte ihrer Art. Fachleute benutzen das Kürzel DAC, es steht für Direct Air Capture, direkte Luftentnahme. Sie ist seit vergangenem Herbst in Betrieb. Inzwischen nährt sie die Hoffnung, dass die Menschheit eines ihrer großen Probleme vielleicht doch noch in den Griff bekommen kann, zumindest mildern: den Klimawandel.

Bryndís Nielsen vor der Anlage von Climeworks in Island Stefan Beutelsbacher/WELT

Bryndís Nielsen vor der Anlage von Climeworks in Island Stefan Beutelsbacher/WELT© Stefan Beutelsbacher/WELT

Als der Mensch in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts anfing, Kohle, Öl und Gas zu ver brennen, griff er in einen alten, funktionierenden Kreislauf ein. Seither erzeugt er mehr Kohlendioxid, als alle Pflanzen und Meere der Welt in Sauerstoff umwandeln können. Das hat dazu geführt, dass sich das Kohlendioxid in der Atmosphäre sammelt und wirkt wie eine Heizdecke, die sich um die Erde wickelt. Die Wärme kann nicht mehr so gut ins All entweichen. Es ist ein Grund, warum die Polkappen schmelzen und Ozeane so anschwellen, dass sie bald ganze Städte überfluten könnten, Bangkok, Shanghai, New York zum Beispiel. Es erklärt auch, warum Hitzewellen zunehmend Äcker und Waldböden austrocknen und Stürme über die Erde jagen.

Ingenieure, Forscher und Unternehmen entwickeln Lösungen

In aller Welt sagen Wissenschaftler, dass kaum ein Stoff das Leben des Menschen in absehbarer Zeit so verändern wird wie das Kohlendioxid und andere, ähnlich schädliche Gase. Kaum jemand sonst in der Welt macht sich deshalb so große Sorgen wie die Deutschen, so besagen es Umfragen.

Vor sieben Jahren hatten sich rund 200 Staaten auf das Pariser Klimaschutzabkommen geeinigt, um den langen Stillstand in der Umweltpolitik zu beenden. Doch manche Regierungen scheinen den Klimawandel zu ignorieren. Andere wissen bisher nicht, wie ihre Länder das Ziel erreichen sollen, im Jahr 2050 fast kein Kohlendioxid mehr auszustoßen.

Der Krieg in der Ukraine hat die Lage noch verschärft. Er hat die Welt wieder in Lager aufgeteilt wie zu Zeiten des Kalten Kriegs. Der amerikanische Präsident Joe Biden hat nach zähen politischen Debatten in dieser Woche ein beispielloses Paket für Klimaschutz und Soziales durchgesetzt, 420 Milliarden Euro schwer. Die chinesische Führung hingegen hat den bisherigen Dialog mit den Vereinigten Staaten zum Klimaschutz vorerst gestoppt.

In dieser Lage kommt es auf Ingenieure, Forscher und Unternehmen an, die Ideen haben, wie der Mensch den Wettlauf gegen die Zeit noch gewinnen kann. Sie entwickeln Dinge, die verwegen klingen, manche verrückt.

Superbäume und Gasmasken für Kühe

Eine britische Firma hat eine Gasmaske für Kühe entworfen, damit sie nur noch die Hälfte Methan ausatmen. In Kalifornien arbeiten Forscher daran, Flugzeugtreibstoff aus Hausmüll herzustellen. Ein Unternehmen aus dem Silicon Valley züchtet Superbäume, die doppelt so viel Kohlendioxid aus ihrer Umgebung absorbieren sollen wie normale Bäume.

Schweizer Ingenieure haben Riesenmobiles aus 120 Meter hohen Kränen und gewaltigen Betonblöcken entworfen, um das wohl größte Problem der Energiewende zu lösen. Sie funktionieren ähnlich wie Pumpspeicherkraftwerke. Die Kräne ziehen die Blöcke in die Höhe, wenn sie Strom aus Windrädern und Solarfeldern speichern wollen. Und lassen sie an Seilen wieder heruntersausen, wenn Strom benötigt wird.

Schon seit längerer Zeit experimentieren Forscher damit, die Meere mit Eisen zu düngen. Sie hoffen, so die Vermehrung von Algen an der Wasseroberfläche zu fördern, die CO2, also Kohlendioxid, binden und damit in tiefere Meeresschichten absinken, wo es unschädlich ist.

Manche Ideen sind nicht viel mehr als Papier und Berechnungen. Andere sind so weit entwickelt, dass sie möglich erscheinen lassen, was eben noch undenkbar schien. Manchmal treiben Regierungen oder Parteien die Entwicklung an, oft ist es die Marktwirtschaft.

„Der Kampf gegen die Erwärmung der Erde ist eine Billionen-Dollar-Chance“, sagt etwa der amerikanische Investor Bill Gross. Nur wenn mit der Rettung der Welt Geld zu verdienen sei, könne sie auch gelingen. Gross ist seit drei Jahrzehnten im Geschäft, er hat Dutzende Firmen gegründet, die meisten arbeiten an Technologien zum Klimaschutz.  Die große Frage bleibt, ob die Reparatur des Planeten gelingen kann. Die Suche nach Antworten führt zum Beispiel auf den Vulkan in Island, zu Erfindern in San Francisco, die das Weltall nutzen, und in den vierten Stock einer alten Berliner Fabrik.

Die Luftfilter-Anlage von Climeworks steht in einer kargen, verlassenen Gegend Islands Climeworks

Die Luftfilter-Anlage von Climeworks steht in einer kargen, verlassenen Gegend Islands Climeworks© Climeworks

1. Herr Gebald und das Gestein der Weisen

Auf der Hochebene in Island streift Bryndís Nielsen um die rauschende Maschine herum. Der Wind zerrt an ihrer Warnweste und verweht die Haare, die unter ihrem Helm hervorlugen. Die acht grauen Kästen stehen auf schweren Betonfüßen in der schwarzen Vulkanerde, immer zwei übereinander. Jeder Kasten hat vorne ein Gitter, hinten zwölf Ventilatoren, dazwischen, in seinem Innern, einen Filter. Die Ventilatoren saugen Luft ein, der Filter zieht das Kohlendioxid heraus. Sobald Sensoren melden, dass der Filter voll ist, schließt sich das Gitter, und der Kasten erhitzt sich auf 100 Grad Celsius. Dadurch löst sich das CO2 aus dem Filter und lässt sich abpumpen.

„Die Luft, die aus der Anlage herauskommt“, sagt Nielsen, „ist so rein wie vor der industriellen Revolution.“ Ein paar Tage später meldet sich eine belegte Männerstimme am Telefon. Die Luftfilterfabrik sei kein Allheilmittel, sagt Christoph Gebald, „aber wir können helfen“. Gebald, 39 Jahre alt, hat das Gesicht eines Jungen, im Moment sitzt er in seiner Wohnung in Zürich fest. Corona. Als er im Jahr 2009 mit einem Freund die Firma Climeworks gründete, waren sie Maschinenbaustudenten, Greta Thunberg ein kleines Kind und das Pariser Klimaabkommen noch in weiter Ferne. In den Semesterferien war Gebald auf Skiern die Hänge der Alpen hinabgeglitten, hatte schmelzende Gletscher gesehen und beschlossen, dass es höchste Zeit war, etwas gegen den Klimawandel zu unternehmen.

„Wir können helfen“: Climeworks-Gründer Gebald Climeworks

„Wir können helfen“: Climeworks-Gründer Gebald Climeworks© Climeworks

So erzählt er es. Der erste Prototyp ihrer Erfindung war kleiner als die Computermaus, mit der sich Gebald und sein Partner durch ihre Berechnungen und Messungen klickten. Nun führen sie ein Unternehmen mit 150 Mitarbeitern und haben zuletzt rund 650 Millionen Euro von Investoren eingesammelt, um ihre Idee zu verwirklichen. Der Riesensauger auf dem Vulkan, gut 30 Kilometer südöstlich von Reykjavík entfernt, ist eine von rund 20 ähnlichen Anlagen weltweit. Allerdings die erste, die kommerziell betrieben wird.

Unternehmen zahlen für ihre Emissionen eine Abgabe

Zu Gebalds Kunden zählen zum Beispiel Audi und Microsoft. Die Unternehmen wollen in den kommenden Jahrzehnten klimaneutral werden. Ihre Fabriken und Server werden weiterhin CO2 erzeugen, doch mit Gebalds Technologie fangen sie einen Teil davon wieder ein. Das Geschäftsmodell funktioniert so, dass Unternehmen für ihre Emissionen eine Abgabe zahlen. Ähnlich wie beim Zertifikatehandel, vorerst allerdings freiwillig.

Gebald und sein Geschäftspartner haben ihre Luftreinigungsfabrik Orca genannt, abgeleitet aus dem isländischen Wort für Energie. Sie ist Teil eines größeren Plans. Sie holt jedes Jahr 4000 Tonnen CO2 aus der Atmosphäre. Das entspricht etwa dem Abgasausstoß von 860 Autos. Nicht viel, sagen Klimaforscher, aber ein guter Anfang. Lange haben Kritiker bemängelt, die Kohlendioxidsauger brauchten zu viel Energie, seien zu teuer und ihre Gefahren noch nicht ausreichend erforscht. Außer dem werde es Jahrzehnte dauern, bis sie weltweit eingesetzt werden können. Inzwischen sagen die Vereinten Nationen, ohne sie lasse sich die Erhitzung der Erde kaum noch auf einen Anstieg um 1,5 Grad Celsius begrenzen. So steht es auch in Sonderberichten des Weltklimarats. Die Entwicklung der Luftsauger scheint schneller zu gelingen als vermutet.

Climeworks hat begonnen, größere Anlagen zu bauen. Eine soll demnächst in Island stehen, Filterkapazität 36.000 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr, neunmal so viel wie Orca. Eine andere soll in zwei Jahren in Texas, USA, in Betrieb gehen und eine Million Tonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre ziehen. Der Stromverbrauch ist einer der gewichtigsten Gründe für die Skepsis der Kritiker. Die Luftfilterfabriken könnten womöglich ein Problem lösen, dafür aber ein anderes schaffen. Denn ein hoher Stromverbrauch bedeutet hohe Kosten und neues Kohlendioxid, das sich über der Erde sammelt.

Die Luftfilterfabrik Orca ist Teil eines größeren Plans von Climeworks Climeworks

Die Luftfilterfabrik Orca ist Teil eines größeren Plans von Climeworks Climeworks© Climeworks

Preis von mindestens 150 Euro pro Tonne Kohlendioxid

Die Anlage von Climeworks in Island bezieht die Energie für ihren Betrieb aus einem Geothermiekraftwerk, also aus dem Inneren des Planeten. Das heißt, sobald sie gebaut ist, verursacht sie kaum noch Abgase. Das ist nicht immer so, manche Konkurrenten nutzen auch Strom, der nicht aus erneuerbaren Energien stammt. So oder so, sagt Firmenchef Gebald, werden Anlagen wie seine niemals alles Kohlendioxid entsorgen. Das sei auch nicht der Plan. Es gehe darum, jene fünf bis zehn Prozent der Abgase aus der Welt zu schaffen, die in absehbarer Zeit wohl unvermeidbar seien.

Gebald meint vor allem Industrien, die nicht so bald auf eine Produktion mit geringem Energieverbrauch und wenigen Schadstoffen umgestellt werden können. Die Luftfahrt, die Zementbranche, die Stahlindustrie zum Beispiel. Wie Gebald es sieht, sollten die Unternehmen deshalb Geld dafür zahlen. Ihm schwebt ein Preis von mindestens 150 Euro pro Tonne Kohlendioxid vor, damit könne sein Unternehmen wirtschaftlich arbeiten. Im Moment koste ihn der Betrieb rund 600 Euro pro Tonne. Er wird noch eine Weile auf Geldgeber angewiesen sein, die an seine Idee glauben.

CO2 wird mit Wasser vermischt und einen Kilometer tief in die Erde gepumpt

Die Riesensauger sind nur der erste Schritt. Das aus der Luft gefilterte Kohlendioxid muss ja auch irgendwo entsorgt werden. In der Schweiz versuchen Gebald und seine Firma, es für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe oder für Dünger zu nutzen. Außerdem kooperieren sie mit einer Mineralwasserfirma, die ihre Getränke mit dem CO2 versetzt. Nur wird das allein kaum helfen, um das Fieber der Erde zu senken. Also wohin mit dem Kohlendioxid?

Hoch über den Dächern von Reykjavík, im 19. Stock eines Glasturms, arbeiten Ólafur Teitur Guðnason und seine Kollegen an einer Antwort. In ihren Büros stehen Obstschalen, Flipcharts, ein Kickertisch. Guðnason führt in ein Eckzimmer mit bodentiefen Fenstern, draußen ziehen Wolken vorüber. Er sinkt in ein Sofa und erzählt von einem Plan, der abenteuerlich klingt.  Guðnason will seine Heimat zu einem Endlager für die Abgase der gesamten Menschheit machen.

Infografik WELT

Infografik WELT© Infografik WELT

Er ist Manager bei Carbfix, die Firma kümmert sich um das Kohlendioxid, das die Filter auf dem alten Vulkan aus der Luft holen. Carbfix leitet es durch dicke Rohre in silberfarbene Metallkonstruktionen, die wie Iglus aussehen, sie stehen wenige Hundert Meter entfernt von Gebalds Luftfilterfabrik auf dem Vulkan. Darin wird das CO2 mit Wasser vermischt und anschließend etwa einen Kilometer tief in die Erde gepumpt, in eine Schicht aus Basaltgestein. Das Wassergemisch reagiert mit dem Basalt und wird zu Stein. Dieser Prozess dauert etwa zwei Jahre.

„Das hier ist das Ergebnis“, sagt Guðnason. Er greift in eine Schublade und holt einen grauen Klumpen heraus, etwa so groß wie ein Smartphone. Ein Stück Klimakrise, es fühlt sich glatt an und kalt. In seinem Land, sagt Guðnason, sei Platz genug, „um alle CO2-Emissionen der Welt zu begraben“. Die Lagerung sei sicher, denn das Gas werde dauerhaft im Basalt gebunden, es könne also nicht wieder austreten. Und Islands Boden besteht zu 90 Prozent aus Basalt. Hinzu kommt, dass es 90 Prozent des Stroms, den es benötigt, aus Wind, Sonne und Erdwärme herstellt.

Ólafur Teitur Guðnason von der Firma Carbfix will Kohlendioxid als Stein in Islands Boden begraben Stefan Beutelsbacher/WELT

Ólafur Teitur Guðnason von der Firma Carbfix will Kohlendioxid als Stein in Islands Boden begraben Stefan Beutelsbacher/WELT© Stefan Beutelsbacher/WELT

Nicht alle Fachleute sind so sicher wie Guðnason, dass das Kohlendioxid im Erdinnern keinerlei Probleme verursachen wird. Das deutsche Bundesumweltamt etwa schreibt in einem Papier, das Verfahren sei noch nicht ausreichend erforscht. Doch der Anfang scheint gemacht. Carbfix baut in einer Meeresbucht südwestlich von Reykjavík den ersten Hafen weltweit, in den Kohlendioxid geliefert werden soll. In vier Jahren sollen Spezialschiffe dort Treibhausgase aus fernen Ländern abladen. Schmutz, den Filterfabriken aus der Atmosphäre gezogen haben.

Und Carbfix will alles unter die Erde pumpen, in einigen Jahren drei Millionen Tonnen CO2. Das wäre ungefähr so viel, wie Islands Industrie aus stößt. Die Isländer scheinen damit kein Problem zu haben. „Natürlich ist der Klimawandel eine enorme Bedrohung“, sagt Guðnason. „Aber er kann auch eine wirtschaftliche Chance sein.“

2. Mascaro und die Aufklärer im All

An der Westküste der USA, wenige Gehminuten von San Franciscos Hafen entfernt, arbeiten in einem turnhallengroßen Raum Männer mit Kopfhauben und blauen Schutzkitteln konzentriert an Werktischen herum. Der Raum ist weiß und rein wie der Operationssaal einer Klinik. Kein Haar, keine Hautschuppe soll in die Hightech-Geräte gelangen, die hier aus Computerchips, Spulen und Drähten gefertigt werden. Von Hand, oft mit Pinzetten, besonders filigrane Bauteile legen die Arbeiter unter Mikroskope.

Die Kittelmänner dürfen nicht mit Journalisten sprechen, Fotos sind streng verboten. Gummivorhänge trennen die Bereiche ab, zu denen nur Eingeweihte Zutritt haben. Eine Etage darüber sitzt Joe Mascaro in einem Großraumbüro und wartet auf den Tag, an dem er die neuesten Satelliten einsetzen kann. An Schreibtischen mit Topfpflanzen überwachen Mascaro und seine Kollegen den Gesundheitszustand der Erde.

Veränderungen in der kanadischen Arktis, dokumentiert von Planet-Satelliten: Im Juli 2020 zerbricht die Milne-Eisplatte, das bis dahin letzte intakte Schelfeis der Region Planet Labs Inc.

Veränderungen in der kanadischen Arktis, dokumentiert von Planet-Satelliten: Im Juli 2020 zerbricht die Milne-Eisplatte, das bis dahin letzte intakte Schelfeis der Region Planet Labs Inc.© Planet Labs Inc.

Mascaro, Umweltforscher, arbeitet bei der Firma Planet, sein Fachgebiet ist der Klimawandel. Er selbst bezeichnet sich als Weltraumökologen. Sein Arbeitgeber betreibt Satelliten im All, die rund um die Uhr die Erde beobachten. Die Firma ist der größte Anbieter weltweit. Zu ihren Kunden gehören Regierungen und Behörden, in den USA und in Deutschland unter anderem. Das Unternehmen schießt schwarze Boxen von der Größe eines Schuhkartons in den Orbit, gesteuert von Mitarbeitern in San Francisco und Berlin und ausgestattet mit Superkameras. Die Satelliten kreisen in 450 Kilometer Höhe um die Erde und fotografieren ihre gesamte Landmasse, jeden Quadratmeter vom Nordpol bis zur Antarktis.

Mascaros Chefs haben ein neues Geschäftsfeld ausgemacht: den Klimawandel.

So liefern sie Tag für Tag etwa vier Millionen Bilder. Ihre Kameras machen einzelne Häuser oder Bäume sichtbar. Jedes Pixel ihrer Fotos bildet eine Fläche von bis zu 50 mal 50 Zentimetern ab. Noch nie konnte die Menschheit ihren Planeten so genau beobachten. Die Aufnahmen verkauft Planet an mehr als 800 Kunden in 65 Ländern. Landwirte nutzen sie, um die Fruchtbarkeit ihrer Böden zu kontrollieren. Rohstoffspekulanten zählen mit ihnen Ölpumpen in Saudi-Arabien, um Investments zu taxieren. Seit Anfang des Jahres setzen Regierungen in Europa und den USA sie ein, um neue Entwicklungen des Kriegs in der Ukraine vorherzusehen. Sie beobachten mithilfe der Satelliten russische Schiffe, Truppenbewegungen, Nachschubrouten.

Mascaros Chefs haben längst ein neues Geschäftsfeld ausgemacht: den Klimawandel. Sie sprechen von der großen Businesschance dieser Zeit, sie verlassen sich auf Mascaro und seine Kollegen, die Fachabteilung. „Kommen Sie“, sagt Joe Mascaro, „ich zeige Ihnen etwas.“ Er klappt einen Laptop auf und öffnet eine Fotoserie. Auf dem ersten Bild ist ein dichter grüner Teppich zu sehen: 30 Quadratkilometer brasilianischer Dschungel von weit oben. Nach und nach bekommt der Teppich helle Löcher, mit je dem Foto werden sie größer. Jahrhundertealte Bäume und Wälder, die so viel Kohlendioxid aus der Luft speichern wie kaum etwas sonst, weichen Äckern. Am Ende ist mehr Braun als Grün zu sehen. Zwischen dem ersten Foto und dem letzten liegen nur wenige Monate.

Abgeholzter Regenwald in Peru Planet Labs Inc.

Abgeholzter Regenwald in Peru Planet Labs Inc.© Planet Labs Inc.

Abgeholzter Regenwald in Peru: Planet-Satelliten fanden eine illegale Goldmine, zwischen den beiden Fotos liegen zwölf Monate Planet Labs Inc.

Abgeholzter Regenwald in Peru: Planet-Satelliten fanden eine illegale Goldmine, zwischen den beiden Fotos liegen zwölf Monate Planet Labs Inc.© Planet Labs Inc.

Planet ist kein Naturschutzverein

„Kaum zu glauben, wie schnell das geht“, sagt Mascaro. Wenn man die Welt mit seinem Blick betrachtet, mithilfe der Fotos aus dem All, ist es, als könnte man ihrer Veränderung, ihrer Zerstörung durch den Menschen im Zeitraffer zusehen. Denn Mascaro hat ein beispielloses Archiv aus ähnlichen Fotoserien zur Verfügung. Sie zeigen Walrosse, die zu Tausenden an die karge Küste Alaskas kommen, weil sie im Ozean keine Eisschollen mehr finden.  Sie belegen, wie der Colorado River, Wasserquelle für 40 Millionen Amerikaner, sich von einem majestätischen Fluss in ein Rinnsal verwandelt.

Sie machen Erdrutsche in Russland sichtbar, Indizien dafür, dass dort Permafrostböden auftauen. Wenn das geschieht, setzen sie gigantische Mengen eingelagertes CO2 frei. Jeden Tag liefern die Satelliten mehr als 15 Terrabyte neue Daten. Eine künstliche Intelligenz erkennt und sortiert die Aufnahmen so, dass sie die Veränderungen eines beliebigen Ortes auf der Erde festhalten. Auch dort, wo sonst nur wenige Menschen hinsehen können, geschweige denn hinkommen.

Das Unternehmen wird in New York an der Börse gehandelt und muss Investoren zufriedenstellen. Es machte im vergangenen Quartal 40 Millionen Dollar Umsatz, 26 Prozent mehr als im Jahr zu vor. Dennoch brach die Aktie in den vergangenen Monaten um mehr als die Hälfte ein. Analysten sagen, die Anleger wollten höhere Profite sehen.

Kunden bringt der Klimawandel

Planet braucht also mehr Kunden. Und einen Teil davon bringt der Klimawandel. Robbie Schingler, Chefstratege des Unternehmens, betritt das Büro und fällt in einen schwarzen Lederstuhl. „Ohne Satelliten“, sagt er, „kann die ökologische Wende nicht gelingen.“ Man benötige sie, um zu erkennen, wo auf der Welt Verschmutzung entstehe. Wo also gehandelt werden müsse.

Schingler hat Planet vor zwölf Jahren mit zwei Freunden gegründet, sie alle waren zuvor Wissenschaftler der amerikanischen Weltraumbehörde Nasa. Die Firma hat seither mehr als 500 Satelliten produziert. Im kommenden Jahr will Planet die nächste Generation starten, die die Arbeiter in den blauen Schutzanzügen gerade bauen. Sie werden mit noch genaueren Kameras, Auflösung 30 Zentimeter, und mit Infrarotgeräten ausgerüstet sein, hoch entwickelte Augen und Thermometer, die auffällige Kohlendioxidverursacher aufspüren können. Also Kraftwerke, die mehr CO2 ausstoßen, als es die Gesetze erlauben. Oder illegale Abfallhalden, die große Mengen Methan freisetzen, Gase, die noch schädlicher sind als Kohlendioxid. So will Planet 80 Prozent der schlimmsten Verschmutzer der Welt lokalisieren und die Daten an Behörden, Firmen und Organisationen verkaufen.

Die kalifornische Luftschutzbehörde will da mit Industriebetriebe überwachen und Umweltsünder zur Rechenschaft ziehen. In Texas wollen Bohrfirmen Lecks in ihren Pipelines und Tanks ausfindig machen. In manch entlegener Gegend, glauben sie, könnten Satelliten im All austreten des Öl oder Gas viel schneller entdecken als ihre Mitarbeiter am Boden. Und Umweltaktivsten planen schon, die Aufnahmen aus dem All für öffentlichkeitswirksame Kampagnen zu nutzen. Der Effekt, so glauben Klimaforscher, könnte enorm sein. Allein die 20 größten Fleisch- und Milchhersteller weltweit bliesen mehr Treibhausgase in die Luft als ganz Deutschland.

Die Gesetze in den USA lassen für Satellitenaufnahmen im zivilen Gebrauch eine maximale Auflösung von 25 Zentimetern zu, das gilt auch für die Rettung des Weltklimas. Was darüber hinausgeht, darf nur das Militär.

3. Ruprechts Firma reist zurück in die Zukunft

An einem dieser Tage, die ihn für Jahre des Zweifels entschädigen, kreuzt Götz Ruprecht durch die vierte Etage einer früheren Berliner Fabrik, zweiter Hinterhof. Die Sonne brennt draußen ein Loch in den Tag, die Luft in diesem Großraumbüro ist schwer und feucht. Ruprecht zupft an der Knopfleiste seines hellbauen Hemds, fächelt sich mit dem Stoff etwas Luft zu und deutet mit ausgestrecktem Arm auf eine Trommel aus Plexiglas, in der Dutzende längliche Röhren glänzen.

„Das ist es“, sagt Ruprecht. Die Trommel soll ihm helfen zu beweisen, dass er nicht verrückt ist. Ruprecht, ein Mann Mitte 50 mit silbrigem Haar, ist Physiker und Geschäftsführer der Firma Dual Fluid. Er ist in Berlin aufgewachsen, Sohn eines Physikers und einer Opernsängerin, hat in Berlin studiert, als Lehrer gearbeitet, einige Jahre in Vancouver zu Grundlagen der Kernphysik geforscht. Nun ist er damit beschäftigt, aus einer Idee Wirklichkeit zu machen. Und aus Dual Fluid ein Unternehmen, das zwei Menschheitsprobleme anpackt: Energieversorgung und den Klimawandel.

Kraftwerkserfinder Ruprecht mit einem Reaktormodell in seinem Berliner Büro Amin Akhtar

Kraftwerkserfinder Ruprecht mit einem Reaktormodell in seinem Berliner Büro Amin Akhtar© Amin Akhtar

Die Firma entwickelt ein Atomkraftwerk, das ganz anders funktionieren soll als alle bisherigen. Es soll die Vorteile konventioneller Kraftwerke bieten, ohne ihre Gefahren. Es soll Wärme und Elektrizität produzieren, und dabei kein Kohlendioxid ausstoßen. Aber in Serienfertigung deutlich schneller, günstiger und sicherer zu bauen sein als herkömmliche Kraftwerke.

Technik könne einen GAU wie in Tschernobyl oder Fukushima unmöglich machen

Die Technik, sagt Ruprecht, könne einen GAU wie in Tschernobyl oder Fukushima unmöglich machen. Der Reaktor braucht keine Brennstäbe mehr, keine Endlager, die länger als 300 Jahre betrieben werden müssen. Und wenn er sich zu stark erhitzt, verlangsamt sich automatisch die Kettenreaktion. Der Reaktor regelt sich also selbst herunter, er braucht dafür keine aufwendige Technik. So jedenfalls stellen Ruprecht und seine Kollegen es sich vor.

Die Idee stammt ursprünglich aus den Fünfzigerjahren, als amerikanische Forscher Atomenergie als Antrieb für U-Boote entwickelten. Seit einiger Zeit gibt es Dutzende Versuche, Kernkraftwerke der sogenannten vierten Generation zu bauen, vor allem in Nordamerika und China. Einer von Ruprechts Konkurrenten ist Bill Gates mit seinem Unternehmen Terrapower. Sie alle wollen sicherstellen, dass die Reaktoren intrinsisch sicher sind, also keine Radioaktivität in die Umwelt abgeben.

Es gibt außerdem eine Reihe junger Firmen, darunter zwei deutsche, die die Vision eines neuen Kernenergiezeitalters auf die Spitze treiben. Sie versuchen, einen Fusionsreaktor zu erschaffen, in dem sich eine Glut von 150 Millionen Grad oder mehr hüten lässt. Da kein Material solch eine Hitze lange aushalten kann, versuchen sie, einen Ofen zu konstruieren, der die Fusionsreaktion in einem Raum aus Magnetfeldern einsperrt.

Ein Zufall brachte sie auf die Idee

Der Plexiglaszylinder in Ruprechts Büro, etwa so groß wie eine Mülltonne, ist das erste Modell. Das Herz des Kraftwerks, an dem Ruprecht und seine Firma arbeiten. Ein Minireaktorkern, Durchmesser 60 Zentimeter, etwas kleiner, als das Original einmal werden soll. Er besteht aus einem System von Röhren, aus zwei getrennten Kreisläufen. In einem zirkuliert ein Gemisch aus flüssigem Uran und Chrom, es enthält die spaltbaren Kernbrennstoffe. Im anderen fließt flüssiges Blei. Es schirmt den Kreislauf mit der radioaktiven Strahlung ab und wird selbst kaum radioaktiv.

Außerdem nimmt es die Wärme der Kettenreaktion auf und gibt sie über einen Wärmetauscher zum Beispiel an Wasser ab. Eine Turbine kann diese Wärme in Strom verwandeln oder Industriebetriebe damit beliefern. Damit das gelingt, soll der gesamte Reaktorkern aus hochbeständiger Keramik bestehen, wie sie in Atomkraftwerken bisher kaum eingesetzt wurde. Ruprecht sagt, sie halte Temperaturen von 1000 Grad Celsius aus, wie sie in einem Reaktor entstehen.

Plexiglaszylinder im Büro von Goetz Ruprecht, CEO vom Start-up Dual Fluid Energy Amin Akhtar

Plexiglaszylinder im Büro von Goetz Ruprecht, CEO vom Start-up Dual Fluid Energy Amin Akhtar© Amin Akhtar

Es war ein Zufall, der Ruprecht und Kollegen, die er aus dem Studium kannte, im Jahr 2009 auf die Idee brachte. In Arztpraxen und Kliniken rund um den Globus war ein radioaktiver Marker knapp geworden, der in der Behandlung von Krebspatienten verwendet wird. Die beiden wichtigsten Lieferanten, zwei Atomkraftwerke in Kanada und den Niederlanden, standen wegen Wartungsarbeiten einige Monate still. Ruprecht und die Kollegen machten sich Gedanken, wie sie diesen Marker anders herstellen könnten, ohne einen Reaktor. Sie versuchten es mit einem Beschleuniger, vergleichbar einem großen Röntgengerät, der mit flüssigem Uran arbeiten und klein genug sein könnte, um in einem Strahlenlabor Platz zu finden.

„Das erwies sich als nicht effizient“, sagt Ruprecht. Doch je länger sie sich mit ihren Berechnungen beschäftigten, desto sicherer waren sie, die Blaupause für einen innovativen Atomreaktor gefunden zu haben. Die Entdeckung kam in einem ungünstigen Moment. Wenig später, im Frühjahr 2010, lösten in Fukushima, Japan, ein Erdbeben und menschliches Versagen eine Serie schwerer Unfälle in einem Atomkraftwerk aus. Kurz darauf beschloss die Bundesregierung das Ende der Atomenergie in Deutschland.

Infografik WELT

Infografik WELT© Infografik WELT

"Die Behörden dort sind offener, was Atomenergie angeht“

Ruprecht und seine Kollegen beschlossen weiterzumachen. Stellten Berechnungen an, besuchten Konferenzen, tauschten sich mit Wissenschaftlern aus, rechneten immer detaillierter, blieben bei ihren Überzeugungen. Heute sagt Ruprecht, die Idee sei zwischen zeitlich eher ein Hobby gewesen als eine Arbeit. Eine Zeit lang war er als Berater in Energiefragen tätig, auch für die Bundestagsfraktion der AfD. Ruprecht sagt, sie hätten in der Firma „durchaus kontrovers“ diskutiert, ob das eine gute Idee sei. Er stellt es so dar, als habe er keine Wahl gehabt, wenn er als Kernphysiker die Welt verändern wollte. Die Partei „war die einzige, die noch ernsthaft über Atomenergie sprach“, sagt Ruprecht. Und er brauchte Geld, um seine Rechnungen zu bezahlen.

Im vergangenen Jahr schaltete Deutschland einige seiner letzten Atommeiler ab, Ruprecht und seine Kollegen gründeten die Dual Fluid Energy Inc. mit Sitz in Vancouver, Kanada. „Die Behörden dort sind offener, was Atomenergie angeht“, sagt Ruprecht. Doch auch die neue Firma hatte zwar bergeweise Daten, Zahlen und Schaubilder, aber keinen Beleg, dass ihr Plan je gelingen kann.

Dann überfiel Russland die Ukraine. Inzwischen hat Ruprechts Firma die Technische Universität Dresden als Partner. Noch immer wenden Kritiker ein, die Technik sei kaum erprobt, ihre Gefahren unkalkulierbar. Ein Gutachten des Öko-Instituts, erstellt für das Bundesamt für die Sicherheit der kerntechnischen Entsorgung, kommt zu dem Ergebnis, dass Kraftwerke, wie sie Dual Fluid oder Bill Gates planen, zwar „potenziell sicherheitstechnische Vorteile gegenüber Kernkraftwerken mit großer Leistung“ haben können. Allerdings seien Tausende nötig, um alle aktuellen Reaktoren zu ersetzen.

Die Stimmung in Deutschland wendet sich, seit der Krieg die Preise für Gas und Strom in ständig neue Höhen treibt. Die FDP und die CDU bringen plötzlich die Atomenergie wieder ins Spiel, der Bundeskanzler sagte vor wenigen Tagen, es könne sinnvoll sein, Kraftwerke länger laufen zu lassen als geplant. Einige grüne Spitzenpolitiker sagen, in Notsituationen sei das denkbar. Die Bürger, bisher entschieden für den Atomausstieg, sehen es mehrheitlich auch so. In einer Umfrage sprachen sich kürzlich mehr als 40 Prozent sogar für den Bau neuer Kraftwerke aus.

Es sind fast nur noch Staaten, die neue Kraftwerke bauen

Ruprecht streicht mit einer Hand über die Oberfläche der Plexiglastrommel. Er sieht die Chance gekommen, auf die er lange gewartet hat. „Wir wollen jetzt einen Demonstrationsreaktor bauen, um zu zeigen, dass die Anlage im echten Betrieb funktionieren kann“, sagt er. Am Abend hat er ein Videotelefonat mit einer nationalen Atombehörde. Fragen dazu lächelt er weg. Er sagt nur, er sei zuversichtlich, dass er seinen Investoren bald etwas zu bieten habe. Eine Zusage. Spätestens Anfang kommenden Jahres will er mit Dual Fluid in einer neuen Investitionsrunde bis zu 60 Millionen Euro einsammeln, damit den Demonstrationsreaktor bauen und in zwei Jahren Tests durchführen.

Es sind fast nur noch Staaten, die neue Kraftwerke bauen, privaten Investoren ist das Risiko zu hoch. Mehrere Vorhaben der jüngeren Vergangenheit haben gezeigt, dass der Bau meist deutlich länger dauert und deutlich teurer wird als geplant. Wenn alles läuft, wie Ruprecht und seine Kollegen es sich vorstellen, kann Dual Fluid in etwa zehn Jahren sein erstes Atomkraftwerk verkaufen, an einen Energiekonzern oder einen Staat. Eine Anlage, die sich in Serie fertigen lässt, elektrische Leistung: 300 Megawatt, genug, um eine halbe Million Haushalte zu versorgen. Der Strom wird etwas teurer sein, als wenn ein herkömmlicher Siedewasserreaktor ihn herstellte, dafür wären Unglücke ausgeschlossen.

Außerdem, sagt Ruprecht, arbeite die Firma an einer größeren Anlage mit 1,5 Gigawatt. „Ich bin inzwischen sicher, dass ich das noch erlebe“, sagt Ruprecht. Die Frage sei eher, ob die Kraftwerke seiner Firma auch in Deutschland stehen werden. Eine von Deutschen gebaute Fabrik in Island, eine Firma in der Bucht von San Francisco, eine Gruppe Berliner Physiker. Sie stehen für drei Versuche zu verhindern, dass der Mensch mehr und mehr Kohlendioxid produziert und die Erde sich immer weiter auf heizt. Sie wissen, dass die Welt sich nicht mit einer Erfindung, einer neuen Technologie reparieren lässt. Doch wie unzählige andere Forscher und Unternehmer verlassen sie sich nicht darauf, dass Milliarden Menschen ihre Autos stehen lassen oder aufhören, Fleisch zu essen.

Etwas Gewagtes zu tun oder nichts zu tun

Also haben sie Maschinen entwickelt, mit denen sie Geld verdienen wollen. Es ist ihr Beitrag, den Klimawandel wenigstens zu verlangsamen. „Das ist eine Chance“, sagt Götz Ruprecht in der alten Berliner Fabrik. „Es ist noch nicht zu spät“, sagt Joe Mascaro in seinem Büro in San Francisco. „Das ist ein Geschäftsfeld der Zukunft“, sagt Christoph Gebald in seiner Züricher Wohnung. Der Weltklimarat IPCC hat vor einigen Monaten seinen jüngsten Bericht zum Zustand der Erde veröffentlicht, mehr als 3000 Seiten Papier. Er hält es für möglich, dass die Menschheit die Ziele des Pariser Klimaabkommens noch erreichen kann. Allerdings müsse sie schnell handeln, auch radikal. Und der Atmosphäre wohl auch auf künstliche Weise Kohlendioxid entziehen. Das heißt, sie muss Wälder aufforsten und braucht Versteinerungsfabriken wie in Island, künstliche Superbäume oder neue Seegraswiesen wie vor der dänischen Küste.

Es gibt kaum ein Verfahren, kaum eine Erfindung, die über Zweifel erhaben ist. Am Ende ist die Frage, was das größere Risiko ist. Etwas Gewagtes zu tun oder nichts zu tun.

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„Superintelligenz“ könnte Menschheit entmachten, warnen Entwickler

Künstliche Intelligenz entwickelt sich mit rasanter Geschwindigkeit. Die Spitzen des ChatGPT-Anbieters OpenAI warnen: Die enorme Macht der „Superintelligenz“ könnte zum Aussterben der Menschheit führen. Ein Forschungsteam soll Kontrollmöglichkeiten aufzeigen.

Warnt vor den Gefahren der künstlichen Intelligenz: OpenAI-Mitgründer Ilya Sutskever (r.) REUTERS

Warnt vor den Gefahren der künstlichen Intelligenz: OpenAI-Mitgründer Ilya Sutskever (r.) REUTERS© Bereitgestellt von WELT

Der ChatGPT-Anbieter OpenAI will ein neues Forschungsteam zusammenstellen und erhebliche Ressourcen investieren, um die Sicherheit von künstlicher Intelligenz (KI) für die Menschheit zu gewährleisten. „Die enorme Macht der ‚Superintelligenz‘ könnte zu einer Entmachtung der Menschheit oder sogar zum Aussterben der Menschheit führen“, schrieben OpenAI-Mitgründer Ilya Sutskever und der Leiter der OpenAI-Abteilung für zukünftige Ausrichtung, Jan Leike, in einem Blog-Beitrag. „Derzeit haben wir keine Möglichkeit, eine potenziell superintelligente KI zu steuern oder zu kontrollieren und zu verhindern, dass sie eigene Wege geht.“

Die Autoren des Blogs sagten voraus, superintelligente KI-Systeme, die intelligenter seien als Menschen, könnten noch in diesem Jahrzehnt verwirklicht werden. Der Mensch werde bessere Techniken benötigen als zurzeit zur Verfügung stehen, um superintelligente KI zu kontrollieren.

Microsoft werde daher 20 Prozent seiner Rechnerleistung in den nächsten vier Jahren dafür einsetzen, eine Lösung dieses Problems zu erarbeiten. Zudem sei das Unternehmen dabei, eine neue Forschungsgruppe namens „Superalignment Team“ zu diesem Zweck zusammenzustellen.

Die potenziellen Gefahren der Künstlichen Intelligenz werden zurzeit von Forschern und in der breiten Öffentlichkeit intensiv diskutiert. Die EU hat sich bereits auf einen Gesetzentwurf zur Regulierung geeinigt. In den USA wird nach dem Vorbild der EU über eine Einstufung von KI-Anwendungen in Risikoklassen diskutiert, von der die Auflagen für die Unternehmen abhängen.

Im März hatte eine Gruppe von KI-Branchenführern und -Experten einen offenen Brief unterzeichnet, in dem sie auf mögliche Risiken von KI für die Gesellschaft hinwiesen und eine sechsmonatige Pause bei der Entwicklung von Systemen forderten, die leistungsfähiger seien als die OpenAI-Version GPT-4.

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Risiken, Kosten und Scheinlösungen - Forscher wollen Sonne verdunkeln - was hinter dem umstrittenen Klima-Plan steckt

Es wäre der letzte Strohhalm: EU will Sonnenstrahlen von der Erde ablenken Foto: pixabay

Es wäre der letzte Strohhalm: EU will Sonnenstrahlen von der Erde ablenken Foto: pixabay© Foto: pixabay

Um den Klimawandel zu bremsen und die Erderwärmung zu stoppen, wollen Forscher die Sonne verdunkeln. Mittlerweile prüfen die EU gemeinsam mit der US-Regierung die Möglichkeiten und Folgen des umstrittenen Klima-Plans. Wie sinnvoll ist das „Solar Radiation Management“ - und was sind die Gefahren?

Was wie die Handlung eines Science-Fiction-Comics klingt, wollen einige Forscherinnen und Forscher zur Realität machen: Sie wollen die Sonne verdunkeln - und zwar, um das Klima zu retten. Mit künstlichen Eingriffen und technischen Innovationen wollen Forscher die Sonnenstrahlen von der Erde wegreflektieren und somit ihre Erwärmung stoppen. Solar Radiation Management (SRM) heißt die Methode, zu Deutsch: Modifikation der Sonneneinstrahlung. Mit Geo-Engineering den Klimawandel stoppen, geht das?

Solares Geo-Engineering: EU-Kommission will Risiken prüfen

Bisher sind die SRM-Maßnahmen noch nicht vollständig erforscht. Deshalb forderten im vergangenen Februar mehr als 60 Forscherinnen und Forscher renommierter US-Institutionen in einem offenen Brief, das Geoengineering weiter studiert werden müsse. Andernfalls sei das Ziel der Weltgemeinschaft, die Erderwärmung bis 2100 auf maximal 1,5 Grad zu begrenzen, nicht zu erreichen.

Der Weltklimarat, der jährlich den weltweiten Forschungsstand zur Klimakrise und deren Bekämpfung in den IPCC-Berichten zusammenfasst, sieht in SRM-Maßnahmen indes keine wirksame Lösung, um den Klimawandel zu bremsen. In den Handlungsempfehlungen des IPCC wird SRM als Strategie nicht erwähnt.

Dennoch scheinen die Europäische Kommission und die US-Regierung nun offen zu stehen für erste Schritte, um die Risiken von SRM-Maßnahmen zu bewerten und zu prüfen, ob hier ein Beitrag zur Erreichung des 1,5-Grad-Ziels liegen könnte. Noch in dieser Woche will die EU einen entsprechenden Rahmenentwurf für die Untersuchungen vorlegen.

Die Idee, Sonnenstrahlen künstlich zu reflektieren und so die Erderwärmung zu stoppen, stammt nicht aus einem Comic, sondern von einem Vulkanausbruch. Im Juni 1991 brach der philippinische Vulkan Pinatubo aus. Dabei wurde so viel Staub in die Erdatmosphäre geschleudert, dass die globale Durchschnittstemperatur in den folgenden zwei Jahren um 0,5 Grad sank. Seitdem kristallisierten sich fünf verschiedene Methoden heraus, um die Sonnenstrahlen zu reflektieren.

Die Aerosole in der Stratosphäre

Die am häufigsten diskutierte SRM-Methode ist die Stratosphärische-Aerosol-Injektion (SAI). Dabei werden Aerosole, in den meisten Plänen Sulfat-Partikel, in die Stratosphäre gesprüht, um das Sonnenlicht zu reflektieren. Nach Angaben des Umweltbundesamtes müssten Ballons und Flugzeuge die Partikel Tag aus, Tag ein und über Jahrzehnte bis Jahrhunderte in der Stratosphäre verteilen, um die Erderwärmung zu minimieren. In den USA und in der EU werden deshalb die möglichen Risiken untersucht.

Die Kritik: Ob eine großflächige Injektion von Partikeln in die Stratosphäre tatsächlich die Sonne reflektiert, ist noch unklar. Auch die Forscher, die die SRM-Methode unterstützen, haben bereits erklärt, dass die Wirkung erst durch reale Experimente am Klimasystem der Erde nachgewiesen werden kann. Dazu müssten erst noch geeignete Flugzeuge erfunden und gebaut werden, die diese Partikel über einen längeren Zeitraum in der Stratosphäre rund um die Erde verteilen, erklärt Frank Biermann, Professor für Nachhaltige Entwicklung an der Universität Utrecht, gegenüber FOCUS online Earth.

Dennoch sind sich viele Wissenschaftler und Meteorologen sicher, dass dieser Eingriff ungeahnte Folgen für das Klima und das Wetter auf der ganzen Welt haben wird. Einige Regionen könnten stärker unter Trockenheit leiden, ganze Landstriche wären für die Landwirtschaft nicht mehr geeignet. Außerdem würden die Sulfatpartikel in der Atmosphäre die Versauerung der Meere nicht aufhalten, wenn weiter CO2 in die Luft geblasen wird - und sie wären gefährlich für die Ozonschicht. Der Klimaforscher Mojib Latif warnt in der „Bild“-Zeitung vor einer Vergrößerung des Ozonlochs. Die Einführung von SRM sei eine Katastrophe.

Auch globale Wettersysteme könnten durch die SAI-Maßnahme beeinflusst werden. Welche Auswirkungen das auf den Monsun haben könnte, wird derzeit noch erforscht. Einige wissenschaftliche Modelle deuten darauf hin, dass SAI den Monsun beeinflussen könnte, indem es die Verteilung der Sonneneinstrahlung und damit die Temperaturunterschiede zwischen Land- und Meeresoberflächen verändert. Wichtig zu wissen: Das Wettersystem Monsun hat einen großen Einfluss auf die Trinkwasserversorgung in Teilen Südasiens, Südostasiens und Teilen Afrikas. Millionen von Menschen sind daher vom Monsun abhängig.

Neben den ökologischen Risiken bergen die SRM-Methoden auch ein enormes geopolitisches Risiko. Sowohl das Umweltbundesamt als auch Frank Biermann, Professor für Nachhaltige Entwicklungspolitik an der Universität Utrecht, erklären gegenüber FOCUS online Earth, dass ein solcher Eingriff in die Erdatmosphäre ein weltweites, hocheffektives Regelsystem erfordern würde, dass das „Thermostat“ des Planeten managen müsste und denkbare einseitige SRM-Maßnahmen einiger Staaten verhindern könnte. Da diese weltweite Einigkeit und ein mächtiges, hierfür zuständiges Gremium jedoch nicht vorhanden und auch kaum wahrscheinlich sind, ist der weltweite Einsatz von SAI praktisch undenkbar und vor allem geopolitisch hochgefährlich. Einzelne Länder könnten durch SAI negative Konsequenzen erleiden und ihrerseits geopolitische Konflikte auslösen. Selbst die Entwicklung von solchen Technologien in einzelnen Ländern bringt große geopolitische Risiken.

Neben dem geopolitischen Risiko wäre ein plötzlicher Stopp der Partikelinjektion in die Stratosphäre auch für das Klima fatal. Würde der SRM-Einsatz abrupt beendet, etwa durch militärische Konflikte oder technisches Versagen, während die CO2-Konzentration in der Atmosphäre nicht oder nur geringfügig reduziert wurde, könnte es zu einer abrupten Erwärmung kommen. Dieser abrupte Klimawandel, auch „Termination Shock“ genannt, würde Anpassungsmaßnahmen nahezu unmöglich machen und könnte zu einem großflächigen Massensterben von Arten führen. Solche Szenarien sind zwar wissenschaftlich spekulativ und von vielen Faktoren abhängig, aber das Risikopotenzial besteht, so das Umweltbundesamt.

Die Zirruswolken verdünnen

Ein weiterer Ansatz für SRM ist das Verdünnen von Eiswolken in großer Höhe, sogenannten Zirruswolken . Dafür werden gewisse Aerosole in der oberen Atmosphäre ausgestoßen, um mit den Eis- und Wasserteilchen in den Zirruswolken zu reagieren. Durch diese Reaktion kann das Wachstum der Zirruswolken gehemmt und diese letztlich verdünnt werden. Dies würde zu einer Verdünnung der Wolken führen, wodurch mehr langwellige Strahlungen zurück ins All entweichen könnten. Dadurch soll eine Abschwächung des Treibhauseffekts erzielt werden.

Die Kritik: Das Umweltbundesamt warnt jedoch davor, dass der Ausstoß der Aerosole in der Atmosphäre auch genau das Gegenteil bewirken könnte. Die Methode sei mit enormen Unsicherheiten verbunden und noch nicht vollkommen erforscht.

Die marinen Wolken aufhellen

Marine Cloud Brightening (MCB, auf Deutsch: marine Wolken aufhellen) beschreibt die Methode, Wolken über den Ozeanen aufzuhellen, indem spezielle Schiffe beispielsweise Meerwasser-Tröpfchen in den Himmel sprühen. Durch diese Maßnahme sollen die Wolken heller werden und somit mehr Sonnenstrahlen ins All reflektieren. Ähnliche Ansätze beinhalten auch die gezielte Erzeugung zusätzlicher Wolken. Das MCB wird insbesondere zum Schutz von Korallenriffen in Australien derzeit erforscht.

Die Kritik: Der Eingriff in den regionalen Wasserhaushalt hat jedoch auch überregionale Auswirkungen, warnt das Umweltbundesamt. Je größer der Einsatz von MCB wäre, desto mehr würde dies die globalen Niederschlagsmuster beeinflussen. Der Eingriff würde dabei nicht auf gleichmäßiger Fläche erfolgen.

Die Erdoberfläche aufhellen

Um Sonnenstrahlen zu reflektieren, könnte auch der sogenannte Albedo-Effekt genutzt werden. Dafür wird die Erdoberfläche aufgehellt, in dem Dächer und Berge mit weißer Farbe bemalt, Wälder in Schneegebieten gerodet oder Wüsten- und Eisgebiete abgedeckt werden.

Im kleinen Maßstab wird die Methode bereits angewendet, erklärt eine Sprecherin des Umweltbundesamtes. Demnach führe diese Maßnahme lokal zu einer Abkühlung und werden teilweise bereits als Anpassungsmaßnahmen angewendet, beispielsweise gegen Wärmeinseln in Städten. Es ist allerdings viel zu aufwendig und teuer, diese Maßnahme großflächig zu nutzen und die Erdoberfläche langfristig weiß zu halten. Deshalb spielt der Albedo-Effekt in der Forschung derzeit kaum eine Rolle.

Die Sonnensegel im Weltall

Eine weitere Idee, um die Sonneneinstrahlungen auf der Erde zu minimieren, sind Sonnensegel im Weltall . Die Umsetzung, dauerhaft Sonnensegel zwischen der Erde und der Sonne zu platzieren, gilt bis dato als Science-Fiction und dürfte weder kurz- noch mittelfristig umgesetzt werden. Deshalb befasst sich die US-Regierung nicht in ihrem Forschungsplan mit den Sonnensegeln oder der Erhellung der Erdoberfläche, sondern nur mit den atmosphärischen Ansätzen und der Beeinflussung der Wolken.

„Man bereitet jetzt schon das Scheitern des Klimaschutzes vor“

Alle solaren Geo-Engineering-Methoden sind noch kaum erforscht. Zahlreiche Wissenschaftler warnen vor den enormen ökologischen und geopolitischen Risiken des „Solaren Radiation Managements“. Zudem beziffert eine Studie aus den USA , dass die solche Maßnahmen pro Jahr und pro Grad Abkühlung etwa 18 Milliarden US-Dollar kosten würde.

Zudem würden mit der technischen SRM-Lösung nur die Symptome der Klimakrise bekämpft werden, nicht die Ursache. Professor Biermann warnt, dass ein Versteifen auf technische Lösungen, wo weder die Wirkung noch die Folgen wissenschaftlich erforscht sind, die Energiewende bremsen und eine Ausrede für die fossile Lobby darstellen. Denn: Wenn es potenzielle „einfache“ (doch sehr riskante) „Lösungen“ gibt, fehlt der Anreiz für fossile Unternehmen und die Weltgemeinschaft, klimaschädliche Geschäfte und Lebensweisen aufzugeben.

Diese Befürchtung teilt auch Klimaforscher Latif gegenüber dem ZDF : „Ich bin alarmiert - man bereitet jetzt schon das Scheitern des Klimaschutzes vor. Nach dem Motto: 'Uns fällt schon was ein, wenn das nicht klappt'."

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Revolution auf Rädern: Apteras Solar-Auto verändert die Mobilität

im Vergleichstest

im Vergleichstest© Provided by Ever-growing GmbH

In einer kaum besetzten Fabrikhalle in Carlsbad, Kalifornien, steht eine Innovation, die die Welt der Mobilität umwälzen könnte. Es ist eine unvollständige Maschine, dessen grüne Karosserie aus Carbonfasern besteht, aber das bedeutendste Merkmal fehlt noch. Aber vergessen wir nicht, die Batterie ist voll aufgeladen.

Zukunftsvision: Ein Auto ohne Benzinbedarf

Die Firma Aptera verspricht ein Auto, das keinen Tropfen Benzin benötigt. Angetrieben durch Sonnenkraft, kann es täglich bis zu vier Kilowattstunden Strom erzeugen. Die einzigartige Konstruktion des Autos ermöglicht es, mit dieser Menge an Energie mehr als 60 Kilometer zu fahren. Das ist beinahe das Doppelte der durchschnittlichen Pendelstrecke in Deutschland. Nach einer Nacht am Stromnetz kann das Auto sogar weitere 400 Kilometer fahren. Und der Preis? Das Basis-Modell wird auf etwa 25.900 US-Dollar (23.600 Euro) geschätzt.

Atemberaubende Beschleunigung: Fühlen Sie die Geschwindigkeit

Der Mechaniker steigt aufs Gas, und die Beschleunigung erinnert an das Gefühl, das man in einem Formel-1-Wagen oder einem Porsche 911 erwarten würde. In vier Sekunden könnte das Auto 100 km/h erreichen, wenn es in Carlsbad erlaubt wäre. Der Radmotor kann Geschwindigkeiten von über 160 km/h erreichen. Laut Chris Anthony, Mitbegründer von Aptera, sollte niemand schneller als 150 km/h fahren müssen.

Montage in Rekordzeit: Fertig in zwei Stunden

Chris Anthony, einer der drei Gründer des Start-ups, versichert, dass das Auto in nur zwei Stunden zusammengesetzt werden kann. Die Karosserieteile werden sogar in Italien hergestellt.

Der besondere Aspekt: Was den Aptera einzigartig macht

Was macht Aptera so besonders? Das bleibt vorerst ein Geheimnis. Aber wenn wir bedenken, dass die Batterie bereits voll ist, können wir uns auf eine beeindruckende Enthüllung vorbereiten.

Insgesamt bietet Aptera eine spannende Zukunftsvision, in der Autos keine fossilen Brennstoffe mehr benötigen und die Sonne als ultimative Energiequelle dient.

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Nach der Cloud: Die aufstrebenden Technologien KI und Blockchain

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im Vergleichstest© Provided by Ever-growing GmbH

Die digitale Transformation treibt Unternehmen und Institutionen weiterhin zur Adaption neuer Technologien. Während die Cloud-Technologie mittlerweile weitverbreitet ist, rücken nun andere technologische Fortschritte in den Vordergrund: Künstliche Intelligenz (KI) und BlockchainDiese innovativen Ansätze haben das Potenzial, die digitale Landschaft weiter zu revolutionieren.

Künstliche Intelligenz: Das nächste große Ding?

Die KI-Technologie gewinnt immer mehr an Bedeutung. Ihre Anwendungsbereiche sind vielfältig: Sie reichen von der Prozessautomatisierung über die Datenanalyse bis hin zur Gestaltung von Benutzererfahrungen. KI hat das Potenzial, Unternehmen effizienter und wettbewerbsfähiger zu machen und den Endbenutzern einzigartige Erlebnisse zu bieten.

Blockchain: Sicherheit und Transparenz auf einem neuen Level

Neben der KI steht die Blockchain-Technologie im Rampenlicht. Sie bietet einen neuen Ansatz zur sicheren und transparenten Datenspeicherung und -transaktion. Ihre Dezentralisierung erhöht die Sicherheit und ermöglicht es, Transaktionen und Prozesse transparent und nachvollziehbar zu gestalten.

Synergie zwischen KI und Blockchain

Interessant ist die potenzielle Synergie zwischen KI und Blockchain. KI könnte die Effizienz der Blockchain erhöhen, während die Blockchain der KI eine sicherere und transparentere Plattform für den Datenaustausch bietet. Diese Kombination könnte zu einer noch stärkeren Revolution in der digitalen Transformation führen.

Hindernisse und Herausforderungen

Trotz ihrer Vorteile sind KI und Blockchain noch immer mit Herausforderungen konfrontiert. Dazu gehören technische Fragen, regulatorische Unsicherheiten und die Notwendigkeit einer breiten Akzeptanz und Anpassung. Dennoch überwiegen die potenziellen Vorteile und Experten sind sich einig, dass beide Technologien in den kommenden Jahren einen erheblichen Einfluss haben werden.

KI und Blockchain stellen die nächsten großen Schritte in der digitalen Transformation dar. Sie haben das Potenzial, die Art und Weise, wie wir arbeiten und interagieren, grundlegend zu verändern. Es liegt an uns, diese Technologien zu adaptieren und ihre Vorteile zu nutzen, während wir gleichzeitig die damit verbundenen Herausforderungen angehen.

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Revolution in der Solarenergie: Dünne Solarfolie verändert den Markt

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im Vergleichstest© Provided by Ever-growing GmbH

In der Welt der erneuerbaren Energien bahnt sich eine technologische Revolution an. Eine neuartige Solarfolie, die sich flexibel an verschiedene Oberflächen anpasst, verspricht, die Art und Weise, wie wir Solarenergie nutzen, grundlegend zu verändern. Mit ihrer Fähigkeit, selbst auf kleinsten Flächen hocheffiziente Solarenergie zu erzeugen, hat diese Innovation das Potenzial, die Nutzung von Solarenergie in Wohn- und Geschäftsbereichen stark zu steigern.

Der Aufstieg der Solarfolie

Diese dünne, flexible Solarfolie wurde speziell entwickelt, um sich nahtlos in bestehende Strukturen einzufügen und dabei maximalen Nutzen aus der Sonneneinstrahlung zu ziehen. Sie ist dünn genug, um sich an jede Oberfläche anzupassen, und robust genug, um den Elementen standzuhalten, was sie zur perfekten Lösung für städtische und ländliche Umgebungen macht.

Auswirkungen auf den Solarenergiemarkt

Mit ihrer bemerkenswerten Effizienz und Flexibilität hat diese Solarfolie das Potenzial, den Solarenergiemarkt erheblich zu beeinflussen. Sie bietet eine kostengünstige Alternative zu traditionellen Solarmodulen und ermöglicht es Haus- und Gebäudeeigentümern, ihre eigenen Stromquellen zu erschließen, wodurch die Abhängigkeit von Stromnetzen verringert wird.

Einsatzmöglichkeiten der Solarfolie

Die Solarfolie kann auf Dächern, Fassaden und sogar Fenstern angebracht werden, wodurch ungenutzte Flächen in effiziente Solarenergiefänger umgewandelt werden. Weiterhin kann sie auf Fahrzeugen, Campingausrüstung und tragbaren Geräten verwendet werden, wodurch die Möglichkeit besteht, unterwegs Strom zu erzeugen und dabei das Stromnetz zu entlasten.

Die Umwelt im Fokus

Durch die Verwendung von Solarfolien anstelle traditioneller Solarmodule können Haus- und Gebäudeeigentümer ihren ökologischen Fußabdruck reduzieren. Die geringeren Kosten und der erhöhte Zugang zu erneuerbarer Energie können auch dazu beitragen, dass mehr Menschen den Umstieg auf Solarenergie in Erwägung ziehen, was zu einer Verringerung der Treibhausgasemissionen führen kann.

Diese neue Solarfolientechnologie hat das Potenzial, den Solarenergiemarkt erheblich zu verändern. Mit ihrer Vielseitigkeit und Effizienz kann sie eine echte Alternative zu traditionellen Solarmodulen bieten und dazu beitragen, die Nutzung von Solarenergie in Wohn- und Geschäftsbereichen zu steigern. Dies ist ein weiterer Schritt in Richtung einer nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Zukunft.

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Energiewende: Forschende entwickeln Stromspeicher aus Beton

Solarstrom wird oft nicht gleich verbraucht und ihn zu lagern, ist schwierig. Fachleute haben nun einen Speicher aus Zement, Wasser und Ruß vorgestellt. Ihre Vision: Straßen, die E-Autos laden.

Energiewende: Forschende entwickeln Stromspeicher aus Beton

Energiewende: Forschende entwickeln Stromspeicher aus Beton© PNAS

Zement, Wasser, Ruß: Aus diesen Zutaten haben Forschende einen Stromspeicher entwickelt. In das Fundament eines Hauses eingelassen, könnten 45 Kubikmeter des Materials rund zehn Kilowattstunden Energie speichern, was etwa dem durchschnittlichen Tagesverbrauch eines Haushalts in den USA entspricht, berichtet eine Gruppe um Franz-Josef Ulm und Admir Masic vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. Auch den Einbau in Straßen, der es ermöglichen würde, Elektrofahrzeugen während des Fahrens zu laden, kann sich das Team in der Zukunft vorstellen.

»Der erfolgreiche, groß angelegte Übergang von einer auf fossilen Brennstoffen basierenden Wirtschaft zu einer auf erneuerbaren Energien basierenden Wirtschaft hängt von der weit verbreiteten Verfügbarkeit von Energiespeicherlösungen ab«, schreiben die Autoren in der Fachzeitschrift »PNAS«. Denn Solar- oder Windstrom wird oft zu anderen Zeiten erzeugt als Menschen ihn verbrauchen und muss deshalb zwischengespeichert werden.

Allerdings sind aktuelle Batterien auf knappe Ressourcen wie Lithium angewiesen. Um elektrischen Strom in einem größeren Umfang zu speichern, müssten gut verfügbare Materialien für Energiespeicher verwendet werden, schreiben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.

Elektrische Energie in Beton zu speichern, wird seit einigen Jahren erforscht. Die Fachleute fanden nun einen Weg, aus Zement, Wasser und Ruß recht einfach einen Kondensator herzustellen. Grundsätzlich sind in einem Kondensator zwei stromleitende Elektroden durch ein nicht leitendes Material getrennt. Im geladenen Zustand ziehen sich die negativen Ladungsträger in der einen Elektrode und die positiven Ladungsträger in der anderen Elektrode an, sie können wegen des Nichtleiters aber nicht zusammenkommen. Dieser Aufbau ermöglicht es, elektrische Energie vergleichsweise lange zu speichern.

Laut den Forschenden vielseitig einsetzbar

Für das nun veröffentlichte Experiment, stellte das Team zunächst eine Mischung aus Portlandzement und Ruß her, wobei der Ruß sehr porös war und Strukturen im Bereich von Nanometern (Millionstel Millimetern) aufwies. Mit Wasser angerührt, entstand ein ebenfalls poröses Material, in dem sich der wasserabweisende Ruß selbstständig in leitfähigen Nanometerdrähten anordnet. Die Hohlräume des porösen Materials wurden mit einem Elektrolyten mit Kaliumchlorid gesättigt, der Ladungsträger zur Verfügung stellt. Die große Oberfläche des porösen Rußes führt zu einer hohen Speicherkapazität.

Das Team betont, die Superkondensatoren aus dem neuen Material ließen sich in verschiedenen Größenordnungen bauen. Außerdem könne sich die Kapazität des Energiespeichers steigern lassen, wenn man eine geringere Festigkeit in Kauf nehme. Für Fundamente oder Straßen wäre dieser dann allerdings ungeeignet.

Mit der Fähigkeit zum Speichern von Strom könnte das Material zudem als Heizsystem dienen. Dazu müsse man Strom an den kohlenstoffhaltigen Beton anlegen, erklären die Forscher. »Es ist also wirklich ein multifunktionales Material«, sagt Ulm. Doch inwiefern es in größeren Mengen und in der Praxis Anwendung finden kann, müssen Folgeversuche erst zeigen.

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Flügelloses Windrad: Innovativer Turm erzeugt erfolgreich Strom

Herkömmliche Windkraftanlagen sind mitten in Wohngebiete nicht wirklich denkbar: Sie erzeugen eine Geräuschkulisse, werfen Schatten auf umliegende Häuser und – so zumindest eine häufig angebrachte Kritik – sehen nicht gerade schön aus. Die Lösung des spanischen Unternehmens Vortex Bladeless soll alles anders machen, weil sie ganz ohne Rotorblätter und Turbinen auskommt.

Bei den Windkraft-Anlagen von Vortex handelt es sich um längliche, laternen- oder antennenartige Konstruktionen, die durch Schwingungen Energie erzeugen sollen. 'Aeroelastische Resonanz' nennt man das Prinzip, auf das  Ingenieur und Mitgründer David Yáñez ausgerechnet durch eine Katastrophe aufmerksam gemacht wurde: Yáñez sah Aufnahmen des Einsturzes der Tacoma-Narrows-Brücke 1940, bei dem die Brücke durch den Wind so stark in Vibrationen versetzt wurde, dass sie schlussendlich einstürzte.

Nach einem ganz ähnlichen Prinzip funktioniert die Lösung des spanischen Unternehmens: Beim Hin- und Herwiegen durch den Wind werden die entstehenden Schwingungen über einen Generator in Strom umgewandelt. Die Windkraft-Pfosten sollen laut dem Hersteller sehr umweltverträglich sein, keinen Lärm erzeugen, keine Schmiermittel benötigen und keine Gefahr für Vögel oder andere Tiere darstellen.

Das Unternehmen arbeitet bereits seit Jahren an der Technologie. 2015 wollten die Spanier die Anlage noch in zwei unterschiedlichen Größen anbieten: Die kleinere, zwölf Meter hohe Variante sollte vier Kilowatt Leistung erzeugen können, eine größere Variante sogar ein Megawatt. Diese Werte sind allerdings noch Zukunftsmusik: Mit Hilfe von Fördergeldern, unter anderem aus EU-Förderprogrammen, hat das Unternehmen eine Pilotanlage erbaut, die lediglich 2,75 Meter hoch ist.

Flügelloses Windrad: Innovativer Turm erzeugt erfolgreich Strom

Flügelloses Windrad: Innovativer Turm erzeugt erfolgreich Strom© Bereitgestellt von EFAHRER.com

Vortex Bladeless

Zunächst will sich das Unternehmen auf den Endverbrauchermarkt konzentrieren und im Rahmen einer Beta-Test-Kampagne eine funktionierende Mini-Version der Anlage auf den Markt bringen: Der Vortex Bladeless Nano soll nur 85 Zentimeter hoch sein und genügend Strom erzeugen, um ein USB-Gerät "wie eine windbetriebene Powerbank" speisen zu können. Im Rahmen dieser Tests, bei denen auch Endkunden teilnehmen können, sollen Rückmeldungen gesammelt und die Anlage optimiert werden.

Ob die Anlage in ihrer endgültigen, mehrere Meter hohen Version es dann preislich oder hinsichtlich der Erzeugungskapazität mit 'klassischen' Windkraftanlagen aufnehmen kann, bleibt fraglich. Allerdings ist die Lösung ja auch gerade für die Orte gedacht, an denen kein typisches Windrad errichtet werden könnte – beispielsweise entlang von Autobahnen, um aus dem Fahrtwind Strom zu erzeugen.

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