Tech for Future: digitale Innovationen für mehr Nachhaltigkeit

Das Problem?

Verschwenderische Energiepolitik, Überbeanspruchung von Ressourcen, Wasserknappheit, globaler Klimawandel und Entwaldung sind nur einige der Probleme, die nach Ansicht von Experten angegangen werden müssen, damit die Menschen ein nachhaltiges Leben auf diesem Planeten führen können. Bis zum Jahr 2025 werden zusätzlich 2,9 Milliarden Menschen die knapper werdenden Wasservorräte strapazieren, und der Energiebedarf der Welt wird laut den Vereinten Nationen bis 2030 um 60 Prozent steigen.

Technologie ist ein wichtiger Teil dieser Diskussion, aber wo und wie wird sie eingesetzt? Was sind die Technologien, nach denen wir suchen und in die wir investieren sollten? Wissenschaftler arbeiten rund um die Uhr daran, innovative Wege zu finden, um die Schäden der Klimakrise rückgängig zu machen und die Umweltzerstörungen in Zukunft zu reduzieren. Hier sind einige große Ideen, die es wert sind, in sie zu investieren, um den Planeten zu schützen.

Vertical Farming

Vertical Farming heißt auf Deutsch Vertikale Landwirtschaft. Als ein Begriff der Zukunftstechnologie beschreibt es die Praxis des Anbaus von Nutzpflanzen in vertikal gestapelten Schichten. Sie ermöglicht damit die Landwirtschaft in Großstädten in mehrstöckigen Gebäuden und ist eine besondere Form der urbanen Landwirtschaft.

Im Jahr 2020 gab es weltweit etwa 30 Hektar vertikale Anbauflächen. Das moderne Konzept der vertikalen Landwirtschaft wurde 1999 von Dickson Despommier, Professor für Public and Environmental Health an der Columbia University, entwickelt. Despommier und seine Studenten entwickelten einen Entwurf für eine Hochhausfarm, die 50.000 Menschen ernähren konnte.

Aktuelle Anwendungen des Vertical Farmings in Verbindung mit anderen hochmodernen Technologien, beispielsweise spezielle LED-Leuchten, haben zu einem mehr als 10-fachen Ernteertrag geführt, als er durch traditionelle Anbaumethoden erzielt werden würde.

Vertikale Landwirtschaft hat eine erstaunliche Reihe von umweltfreundlichen Vorteilen. Sie reduziert den Einsatz fossiler Brennstoffe erheblich, eliminiert landwirtschaftliche Abflüsse, reduziert den Einsatz von Wasser und Pestiziden und kann das ganze Jahr über Pflanzen produzieren.

Handy mit einer Pflanze aufladen

Ein Handy lässt sich auch mit der Kraft einer Pflanze aufladen. Wälder können die Energiestationen der Zukunft werden. Der Strom wird aus der Photosynthese von Pflanzen erzeugt. Möglich macht das zum Beispiel Bioo, ein Clean-Tech-Unternehmen, das Strom aus der Photosynthese von Pflanzen gewinnt. Dabei werden die Abfallstoffe während der Photosynthese verwendet, die Pflanze muss also nicht leiden. Eine große Pflanze kann bis zu drei Ladezyklen pro Tag schaffen.

Thermische Meeresenergie

Meeresenergie bezieht sich auf die Energie, die von Meereswellen, Gezeiten, Salzgehalt und Temperaturunterschieden im Meer übertragen wird. Die Bewegung des Wassers in den Weltmeeren erzeugt einen riesigen Vorrat an kinetischer Energie, also Energie in Bewegung.

Thermische Meeresenergie ist eine weitgehend ungenutzte Ressource und eine der größten erneuerbaren Energiequellen der Welt. Verschiedene Unternehmen arbeiten derzeit an einem Energiedurchbruch durch die Erzeugung von Elektrizität im Versorgungsmaßstab durch die Umwandlung von thermischer Meeresenergie. Die thermische Meeresenergie ist eine der wenigen konstanten Energiequellen, die Tag und Nacht und das ganze Jahr über verfügbar ist.

Festkörperbatterien

Ein vielversprechender Trend ist die Festkörperbatterietechnologie. Eine Festkörperbatterie ist eine Batterietechnologie, bei der feste Elektroden und ein fester Elektrolyt verwendet werden, anstelle der flüssigen oder Polymer-Gel-Elektrolyte, die in Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Batterien zu finden sind.

Das hat einige Vorteile: Ohne brennbaren flüssigen Elektrolyt sinkt das Brand- und Explosionsrisiko deutlich, ausgeschlossen ist es damit nicht. Sie werden bereits in Herzschrittmachern, RFID (radio-frequency identification) und tragbaren Geräten eingesetzt. Außerdem laden sich Festkörperbatterien schnell auf und haben eine lange Haltbarkeit.

Stand Anfang 2021 stellte sich der Fahrplan der Branche so dar: Toyota kündigte für 2021 den Prototypen eines mit Festkörperbatterien betriebenen Elektrofahrzeugs an und wollte der erste Autohersteller mit einem solchen Serienfahrzeug sein. Solid Power, ein US-Entwickler von Festkörperbatterien, erwartete den Eintritt in den formalen Qualifizierungsprozess für die Automobilindustrie für Anfang 2022, und QuantumScape, ebenfalls aus den USA, plante den Beginn der Massenproduktion für die zweite Hälfte des Jahres 2024. Diese Zeitpläne haben sich seither mehrfach verschoben.