Technik und der Klimawandel: 7 Beispiele für erfolgsversprechende Projekte

Die Welt wird immer schneller immer wärmer. Das bringt etliche dramatische Folgen für den Planeten mit sich. Es fängt bei Naturkatastrophen an und endet beim Aussterben bestimmter Tierarten oder Pflanzen und dem langsamen, aber sicheren Einbruch der Ökosysteme. Fest steht, dass wir CO2 einsparen und mehr CO2 aus der Atmosphäre binden müssen, um den Klimawandel aufzuhalten. Die 1,5-Grad-Pfade der Regierungen reichen auch Klimaschützer:innen und Aktivist:innen zufolge nicht aus. Moderne Technik und aus ihr resultierende, erfolgsversprechende Projekte dürfen zwar ebenfalls keine Ausrede dafür sein, unseren Lebensstil nicht zu verändern. Sie helfen aber zumindest dabei, uns vielleicht noch etwas mehr Zeit zu verschaffen, das Ruder noch einmal herumzureißen. 

Mit künstlichen Bäumen die Luft filtern

Bäume sind die natürlichste und beste Methode, CO2 aus der Luft zu filtern. Grundsätzlich gab es viele Epochen lang genug Bäume, um die Menge an CO2, die durch die Menschen produziert wurde, zu kompensieren. Eigentlich ist CO2 auch das wichtigste Treibhausgas, weil es die Erde davor schützt, zu einem eisigen Planeten zu werden. Seit einigen Jahrzehnten allerdings ist die Konzentration an CO2 in der Atmosphäre so hoch geworden, dass mehr Wärme zurückgehalten wird als nötig. Die Folge: Die Erde wird stetig wärmer.

Da immer mehr (Regen)Wälder gerodet werden – 2020 waren es beispielsweise ganze 12,2 Millionen Hektar – muss eine Lösung gefunden werden, dem CO2 in der Luft anders Herr zu werden. Eine Lösung hierfür könnten sogenannte „künstliche Bäume“ darstellen, wie sie etwa das mexikanische Startup „BiomiTech“ herstellt.

In Mexiko-Stadt sind die künstlichen Bäume eine Antwort auf die große städtische Luftverschmutzung, wie man sie etwa auch aus Peking, Delhi oder gar London kennt. In Zeiten, in denen der Smog besonders stark ist, sind die Einwohner:innen Mexiko-Stadts sogar dazu angehalten, ihre Wohnungen nicht zu verlassen. Da dies kein schöner Zustand ist, entwickelte das Startup den „BioUrban 2.0“. Der künstliche Baum verwendet eine von BiomiTech speziell entwickelte Mikroalge, welche die Luft von Schadstoffen befreit und reinen Sauerstoff produziert. Ein einzelner solcher Baum soll dazu fähig sein, die Luft von der gleichen Schadstoffmenge wie 368 echte Bäume zu reinigen.

Mit moderner Bewässerung das Stadtgrün schützen

Auch deutsche Projekte widmen sich dem Thema Baum und Stadt und suchen nach Möglichkeiten, die Luft effektiver vom CO2 zu befreien. Der Modellversuch „Bewässerungskonzept am Pastorskamp“ in Nottuln in Nordrhein-Westfalen wirkt besonders erfolgsversprechend.

In einer dreijährigen Kooperation untersuchen hierfür Expert:innen der FH Münster gemeinsam mit Humberg Baumschutz die Wirkung eines neuen Bewässerungskonzepts, um Bäume in Städten besser zu schützen.

Hintergrund für die Notwendigkeit dieses 220.000 Euro Fördermitteln vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit unterstützten Projekts, ist vor allem der Hitzeinsel-Effekt. Dieser besagt, dass die Gebäude in Städten die Luftzirkulation oft so stark einschränken, dass die Temperaturen nicht selten 10 Grad höher sind als im Umland. Sind die Bäume in Städten zudem von befestigtem Boden so umgeben, dass nur wenig Wasser an die Wurzeln kommt, ist die Gesundheit der Bäume in Städten gerade während heißer Wochen oder Monate stark gefährdet.

Eine Lösung hierfür könnte das „Wasserreservoir ALVEUS“ sein. Hierbei handelt es sich um ein innovatives und multifunktionales Konzept mit dem Ziel, die Wurzeln der Bäume besser zu schützen und eine leichtere Wasserzufuhr zu ermöglichen. Ein Sensor, der sich am Reservoir befindet, übermittelt den Zustand des Baumes und Baumstandorts. Je nach Datenlage kann dann etwa zusätzlich gewässert werden. Bis 2023 sollen die endgültigen Ergebnisse des Projekts vorliegen.

Kraftstoff aus CO2 gewinnen

Eine weitere Innovation rund ums CO2 stammt aus Deutschland: Am Karlsruher Institut für Technik (KIT) haben Forschende eine Produktionsanlage entwickelt, die eine Alternative zu herkömmlichem Kraftstoff produzieren kann. Das CO2 wird hierbei also nicht, wie im Falle der künstlichen Bäume, gebunden und in Sauerstoff umgewandelt. Vielmehr kann die Power-to-Liquid Anlage mit CO2 aus der Luft und erneuerbarem Wasserstoff bis zu 200 Liter Kraftstoff am Tag herstellen.

Während eines mehrstufigen Elektrolyse-Prozess wird das CO2 mit Hilfe elektrischer Energie in synthetisches Öl umgewandelt. Das Endprodukt soll schließlich als Treibstoff für Flugzeuge oder Kraftfahrzeuge genutzt werden können.

Die modulare Anlage ist in einem Container untergebracht und soll in naher Zukunft auch in Serie gefertigt werden. Möglich wird das unter anderem durch eine Förderung des Spin-Offs des KIT durch die EU in der Höhe von 2,5 Millionen Euro.

Nahrung aus CO2 gewinnen

Offensichtlich lässt sich aus CO2 nicht nur Sauerstoff und Kraftstoff, sondern sogar auch Nahrung herstellen. Das jedenfalls machen Pasi Vainikka und sein Partner Juha-Peka Pitkänen. Die beiden Finnen sind Gründer von „Solar Foods“, einem jungen Unternehmen in Lappeenranta, nähe Helsinki.

Solar Foods hat hierfür einen Weg gefunden, mit Hilfe erneuerbarer Energie, Vitaminen und aus der Luft gewonnenem CO2 einzellige Mikroben zu züchten. Diese bestehen zu zwei Dritteln aus Proteinen und waren ursprünglich als Astronautennahrung gedacht. Das Endprodukt des Verarbeitungsprozesses ist eine Art Mehl oder Flocken, die optisch an Weizenmehl oder Sojaflocken erinnern. Verwendet werden könnte das Produkt in dieser Reinform oder verarbeitet in Fertiggerichten, Drinks oder Snacks.

Mit der Methode der Finnen ließe sich Nahrung losgelöst vom Landverbrauch erzeugen. Pasi erklärt:

„Selbst wenn wir Solarzellen nutzen, um die Energie zu erzeugen, brauchen wir höchstens ein Zehntel der Landfläche, um die gleiche Menge an Proteinen auf pflanzlicher Basis wie Soja zu erzeugen. Zweitens brauchen wir keine Agrarflächen. Wir können in Wüsten gehen, wir brauchen kein fruchtbares Land.“

 CO2 direkt aus der Luft gewinnen

„Direct Air Capture“ nennt sich die Technologie, CO2 direkt aus der Luft zu ziehen – wie das etwa auch Bäume machen. Allerdings geht es hier darum, die Umgebungsluft einfach durch spezielle Filter strömen zu lassen, die das CO2 sofort binden, um die Luft auf der anderen Seite „sauber“ wieder auszugeben.

Das schweizerische Unternehmen „Climeworks“ ist führend bei dieser Technologie. Das Ziel des Unternehmens ist es, bis 2025 ein Prozent der weltweiten jährlichen CO2-Emissionen mit der DAC-Technik abzuscheiden. 250.000 Anlagen sollen dafür gebaut werden. Prototyp für diese Anlagen ist die bereits funktionierende Filteranlage im schweizerischen Hinwil. Eine Studie der RWTH Aachen bescheinigt den Anlagen über ihren gesamten Lebenszyklus eine CO2-Effizienz von knapp 85 beziehungsweise 93 Prozent. Andere Studien wiederum dämpfen die Hoffnung. Es bleibt also abzuwarten, wie sich die Technologie weiter entwickelt und ob und wo sie zum Einsatz kommen wird. 

Mit E-Flugzeugen vorankommen

E-Autos sieht man auf den Straßen weltweit immer häufiger. In der Luft allerdings bewegen sich die klimaschädlichsten Fortbewegungsmittel überhaupt immer noch mit fossilen Brennstoffen voran. Doch auch das könnte sich mit der Zeit ändern.

Bereits am 10. Dezember 2019 wurde 116 Jahre nach dem ersten Flug einer Motorenmaschine der Gebrüder Wright eine Art neues Zeitalter der Fluggeschichte eingeläutet. Denn an diesem Datum drehte das erste Passagierflugzeug der Seeluftfahrtgesellschaft „Harbour Air“ erfolgreich seine Runden über Kanadas Landschaft.

Allerdings dauerte der Jungfernflug, in dem das nachgerüstete Wasserflugzeug über den Fraser River südlich der kanadischen Stadt Vancouver flog, nur knappe sieben Minuten. Bis längere Zeiten mit mehr Passagieren absolviert werden können, dürfte es noch einige Jahren Entwicklungszeit brauchen. Der genannte Prototyp ist übrigens ein Sechssitzer, der von einer australischen Firma entwickelt wurde. Sein voll elektrischer Motor läuft mit über 750 PS.

 Aufforsten mit Drohnenunterstützung

Um zum Abschluss noch einmal auf die Bäume zurückzukommen, wollen wir auch das Drohnenprojekt des britischen Unternehmens „Dendra Systems“ nicht unerwähnt lassen. Mit Hilfe von Flugdrohnen will das Unternehmen ganze 100.000 Bäume täglich pflanzen.

Diese Aufforstung soll vollständig mit verschiedenen Aufgaben ablaufen, die allesamt die Drohnen übernehmen. Zunächst sollen Drohnen die Gebiete scannen, die aufzuforsten sind. Anschließend werden Daten, etwa zur Beschaffenheit der Böden und zur Vegetation, gesammelt. Auf Grundlage dieser Daten erstellen die Drohnen 3D-Abbilder des Gebiets. Mit Hilfe eines Algorithmus kann anschließend die Flugroute und der Bepflanzungsplan berechnet werden. Diese Ergebnisse stellen eine Art Blaupause dar, an der weitere Drohnen sich orientieren können. Mit Baumsamen an Bord, die sich in biologisch abbaubaren Kapseln verpackt befinden, überfliegen die Drohnen letztlich in größeren Schwärmen das Gebiet. Im Tiefflug werden dabei die Samen genau dort in den Boden geschossen, wo neue Bäume wachsen sollen.

Titelfoto: Flugdrohnen könnten bei der Aufforstung der Wälder weltweit helfen. stock.adobe.com © Dmytro Titov (DATEI-NR.: 122512845)