Erstaunliche Innovationen im Klimaschutz Sektor kommen nicht nur, aber vermehrt auch aus China
Deutschland hat eine der besten Forschungslandschaften. Tatsächlich werden hier wichtige Forschungsergebnisse geschaffen, die für eine Welt ohne Klimagasemissionen und mit starken Kohlenstoffsenken wichtig sind. Nur wenige von diesen schaffen es aber in die breite technische Anwendung.
Ganz anders in China. Es ist ermutigend, welche für viele kaum glaubhafte neue Technologien dort bereits in ersten Anwendungen sind. Mit großflächiger Verbreitung werden sie den globalen Klimaschutz und Klimaanpassung stark vorantreiben. Allerdings wächst damit auch die Industrieführerschaft Chinas in diesen Bereichen stetig an, was angesichts der schwächelnden Konjunktur in der EU zunehmend zu einem Problem für die EU wird. Denn die zukünftige globale Wirtschaft wird zu einem erheblichen Teil auf sauberen, klimaschützenden Technologien basieren, in denen China und mittlerweile auch die USA ihren Vorsprung kontinuierlich ausbauen.
Eine Auswahl der Innovationen (es gibt noch viele weitere) habe ich hier zusammengetragen. Einiges mag futuristisch klingen, wird jedoch tatsächlich bereits realisiert. Es lohnt sich, diese im Detail über die bereitgestellten Links anzuschauen.
Großes Fluss-Container und Kreuzfahrtschiff in China
Erste große Schiffe für Gütertransport und Kreuzfahrttourismus auf den großen Flüssen Chinas fahren schon rein elektrisch.
Auf dem Stausee des größten Wasserkraftwerkes der Welt fährt ein Touristenschiff für 1300 Passagiere mit Wasserkraftstrom. Eine Batteriekapazität von 7500 Kilowattstunden (kWh) elektrisch ist installiert. Das entspricht über 100 Elektroautos. Es kann 100 km mit einer einzigen Batterieladung zurücklegen (was 530 Tonnen Erdöltreibstoff vermeidet) und wird zu einer Reduzierung der Emissionen um etwa 1660 Tonnen CO2 pro Jahr führen.
Ebenfalls in China ist das bislang größte vollelektrische Containerschiff der Welt in Betrieb gegangen. Der Batteriespeicher hat eine Kapazität von 50 Megawattstunden (MWh) und treibt zwei Elektromotoren mit einer Leistung von jeweils 900 Kilowatt (kW) an. Die leeren Batterien werden während des Frachtumschlages im Hafen gegen vollgeladene ausgetauscht. Das 120 Meter lange und 10.000 Tonnen schwere Containerschiff kann 700 international genormte 20-Fuß-Standardcontainer befördern. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Schiff kann das vollelektrische Containerschiff bei einem Betrieb mit Ökostrom 32 Tonnen CO2-Emissionen täglich einsparen.
Hurtigruten, der norwegische Fluss- und Seeschifffahrtsbetreiber, plant, sein erstes emissionsfreies Kreuzfahrtschiff mit Wind- und Solarenergie zu bauen. Das 135 Meter lange Sea Zero-Schiff wird über 270 Kabinen für 500 Passagiere und 99 Besatzungsmitglieder verfügen.
Die rasante industrielle Entwicklung solcher großen Schiffe ist für den weltweiten Klimaschutz höchst bedeutsam, denn alleine die Seeschifffahrt verursacht nach McKinsey etwa 11 Prozent der globalen CO2-Emissionen.
Elektrisch betriebene Robotaxis in der Luft und in der Stadt in China
Die Bezirksregierung Bao’an in Shenzen (China) hat beschlossen, eine Wirtschaftsindustrie für Fluggeräte in geringer Höhe zu entwickeln. Elektrisch betriebene und autonom fliegende Kleinfluggeräte sollen dort Fracht und Passagiere befördern. Eine Frachttransportversion eines ersten Flugzeugs wird voraussichtlich im nächsten Jahr auf den Markt kommen.
Neben anderen Entwicklern werden das chinesische Unternehmen EHang, zusammen mit dem deutschen Unternehmen Lilium autonom fahrende Fluggeräte unter dem Namen AutoFlight entwickeln. AutoFlight behauptet, dass seine Elektroflugzeuge völlig nachhaltig und geräuschlos seien – ideal für den städtischen Betrieb und die Zukunft des Massenverkehrs. Die Fahrt für die 50 Meilen zwischen Shenzhen und Zhuhai dauert bis zu drei Stunden. In einem Fluggerät von Fengfei Airlines, dem operativen Zweig von AutoFlight, wird die Fahrt auf 15 Minuten verkürzt.
In Deutschland hatte die ehemalige Digitalministerin Dorothee Bär, CSU, schon 2018 eine Initiative für fliegende Robotaxis angekündigt.
Doch bisher sind von ihr keine effektiven Industrieinitiativen in dieser Hinsicht bekannt geworden. Daher scheint es, dass deutsche Firmen nun erneut in China Fuß fassen. Ähnlich wie einst in der Solarindustrie entsteht nun wieder in China eine neue Industriebranche.
Zulassung für fahrerlose Robotaxis in San Francisco und China
In San Francisco wurden erstmals Robotaxis für den normalen Straßenverkehr zugelassen. Ohne Fahrer können die Taxis von Waymo und Cruise künftig Gäste durch die ganze Stadt befördern, obwohl in der Bevölkerung nach wie vor Bedenken diskutiert werden.
In Deutschland gibt es bisher lediglich eine TÜV-Zulassung für die Inteltochter Mobileye. Dabei arbeitet Mobileye mit dem chinesischen E-Mobilhersteller Nio zusammen.
Deutsche Hersteller liegen in Bezug auf das autonome Fahren weit hinter der globalen Konkurrenz zurück und müssen sich sehr anstrengen den Anschluss an diese wichtige Zukunftsindustrie zu halten. Es ist zu befürchten, dass VW und Co auch diese Entwicklung verpassen, was der deutschen Industrieentwicklung stark schaden könnte.
Erster Bau eines Hubspeichers in China
Seit geraumer Zeit gibt es in Deutschland sehr gute Ideen und Forschungsergebnisse für innovative Stromspeicher. Eine dieser Technologien sind Hubspeicher, also große Steinquader, die bei einem Überschuss an Ökostrom angehoben werden und bei Strommangel wieder abgesenkt werden, um Strom zu erzeugen.
In China wurde nun mit dem Bau eines solchen großen Hubspeichers begonnen. In mehreren Erdschächten werden Steinblöcke von jeweils 35 Tonnen Gewicht gehoben und abgesenkt. Die Speicherkapazität beträgt 100 Megawattstunden, bei einem Wirkungsgrad von 75 Prozent. Im Gegensatz zu Batterien benötigt ein solcher Hubspeicher keine seltenen Erden oder andere importierte Materialien.
In Deutschland gibt es eine intensive Debatte über die Abhängigkeit von seltenen Erden, insbesondere aus China und anderen Ländern. Dennoch sind Hubspeicher, die eine bedeutende Lösung dafür darstellen könnten, hierzulande immer noch nicht im Bau.
Neue CO2-freie Zementsorten
In Deutschland wird viel über unvermeidbare CO2-Emissionen gesprochen, die dann durch CCS (Carbon Capture and Storage) gelöst werden sollen, das bedeutet, das im Prozess anfallende CO2 einzufangen und in Bergwerken zu deponieren. Es bestehen erhebliche Zweifel an der sicheren Deponierung des CO2 unter Tage über Jahrhunderte, zudem sind solche CCS-Verfahren sehr kostspielig. Ein Paradebeispiel für solche unvermeidbaren CO2-Emissionen ist immer die Zementherstellung.
In den USA wurden nun die ersten zementfreien Betonfundamente gegossen. Etwa 60 Tonnen des zementfreien Betons von der Startup Firma C-Crete wurden in die Fundamente und Scherwände des Seattle-Projekts eingebracht.
C-Crete Technologies hat ein neues Verfahren entwickelt, das vollständig auf Zement verzichtet. Diese nachhaltige Alternative zu Portlandzement setzt bei der Herstellung fast kein Kohlendioxid frei und absorbiert im Laufe der Zeit sogar CO2 aus der Luft.
Jede Tonne C-Crete-Bindemittel, die Portlandzement ersetzt, verhindert etwa 1 Tonne CO2-Emissionen. Darüber hinaus nutzt das Produkt eine Reihe natürlicher Mineralien und industrieller Nebenprodukte, wodurch auch Probleme in der Lieferkette behoben werden.
Bushaltestellen, die die Luft im Wartebereich mit Solarenergie um 20°C abkühlen
Dieser Hitzesommer hat bei Tageshitzen, die in vielen Weltregionen von China über Arabien, Südeuropa bis in die USA sogar über 50 Grad Celcius erreichten, gezeigt, wie überlebenswichtig der Schutz der Menschen vor extremer Hitze ist. Ein längerer, ungeschützter Aufenthalt im Freien, wie beispielsweise das bloße Warten an einer Bushaltestelle, kann bei solcher Hitze zu einem erheblichen Risiko werden.
Die spanische Universität Sevilla hat ein mit Photovoltaik betriebenes „intelligentes“ Vordach entwickelt. Dieses Vordach aktiviert ein thermisches Klimatisierungssystem, um die extreme Hitze unter dem Dach des Wartehäuschens um bis zu 20 Grad Celsius zu reduzieren.
Die Forscher arbeiten auch an „intelligenten“ Sonnenschirmen und Überdachungen, die als bioklimatischer Schutz für Kinder auf Schulhöfen dienen sollen. Dadurch könnten Kinder selbst während der heißesten Tageszeiten draußen spielen und unterrichtet werden.
Auch in Deutschland gibt es interessante Innovationen
Eine schlüsselfertige Komplettlösung für autarke Energieversorgung für Wärme und Strom in einem Container haben die Hochschule Fulda zusammen mit der Münchner Firma Ostermeier H2ydrogen Solutions entwickelt. Ein Schiffscontainer, mit den entsprechenden technischen Komponenten; wird einfach an das autark zu versorgende Haus, die Industrieanlage oder die Gebäudekomplexe, angeschlossen. Im Container enthalten sind: Photovoltaik-Wechselrichter, Batterie, Wärmepumpe, Wärme- und Kältepufferspeicher, Wasserstoff-Elektrolyseeinheit und -speicher, Kompressor und Brennstoffzelle.
Die PV-Anlage auf dem Gebäude wird intelligent als ganzjähriger Energielieferant genutzt, indem sie den saisonalen Wasserstoffspeicher speist. Solche autarken Containerlösungen, die einfach an die zu versorgenden Objekte gestellt werden können, könnten eine energietechnische Revolution für die gesamte Selbstversorgung von Gebäudekomplexen oder Industrieanlagen darstellen.
Methangewinnung aus Stauseen
In Flüssen wird eine erhebliche Menge an Biomasse natürlicherweise eingebracht: im Herbst abfallendes Laub, Holz, verendete Fische und vieles mehr. All dies zersetzt sich im Wasser und setzt Methan frei. Methan ist auch das Brenngas, das ähnlich dem klimaschädlichen fossilen Erdgas für Heizung oder Stromerzeugung verwendet wird.
Die Technische Hochschule Köln (TH Köln) hat nun einen Prototyp zur Optimierung der Methangasernte entwickelt. Dadurch wird die Entnahme und die darauf folgende Speicherung sowie energetische Nutzung des gewonnenen Methans aus stehenden Gewässern wie Seen möglich und für energetische Zwecke geeignet gemacht.
Diese Entwicklung könnte erheblich zum Klimaschutz beitragen, da damit fossiles Methan aus Erdgasfeldern ersetzt werden kann.
Und noch etwas ist in diesem Zusammenhang wichtig: Naturschutzverbände wie der BUND oder der WWF diffamieren Kleinwasserkraftanlagen als klimaschädlich, weil in deren aufgestauten Gewässern Methan entweicht. Diese Argumentation ist blanker Unsinn, denn die in die Flüsse eingetragene Biomasse verrottet immer im Wasser – egal ob im aufgestauten, im Fließgewässer, oder am Ende im Meer. Aber die Wasserkraftanlagen holen mit ihren Fischrechen erhebliche Mengen Biomasse aus den Flüssen, die dann eben nicht mehr methanerzeugend verrotten und so in der Summe zu weniger Methanentwicklung führen. Wenn nun zukünftig an den Stillgewässern der Stauwerke diese neue Technik zum Methaneinsammeln genutzt wird, werden die Wasserkraftwerke über die CO2-freie Stromerzeugung hinaus noch eine erhebliche weitere Klimaschutzwirkung entfalten können.
Es zeigt sich also insbesondere in China, aber nicht ausschließlich dort, dass erhebliche Innovationen existieren, die in vielerlei Hinsicht zum Klimaschutz beitragen können. Es liegt nun in der Verantwortung der Regierungen, diese Entwicklungen aktiv zu fördern, während es den privaten Unternehmen obliegt, sie in Projekte umzusetzen. Mit diesen und zahlreichen anderen Innovationen im Bereich der Klimaschutztechnologien kann die Industrie angekurbelt werden, die klimaschädliche fossile Industrie rasch ersetzt und somit ein bedeutender Beitrag zur Stabilisierung der Wirtschaft geleistet werden.