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Großveranstaltungen locken Millionen Fans an, belasten das Klima jedoch massiv – vor allem durch weite Anreisen. Eine wissenschaftliche Untersuchung zeigt, wie sich die Emissionen von Mega-Events künftig deutlich reduzieren lassen könnten. Dabei stehen nicht unbedingt die Veranstaltungsorte, sondern Transportmittel im Vordergrund. 

Eine wissenschaftliche Untersuchung von Forschern der University of Cambridge liefert neue Erkenntnisse zur Klimabilanz internationaler Großveranstaltungen. Die im Fachjournal Communications Sustainability veröffentlichte Analyse belegt, dass Austragungsorte nur einen Bruchteil der Umweltbelastung von Mega-Events ausmachen.

Bei der jüngsten FIFA Fußballweltmeisterschaft führte etwa die Erweiterung des Turniers auf 48 Teams zu einem Anstieg von über einer halben Million Tonnen und einem Gesamtausstoß von rund 4,23 Millionen Tonnen CO₂. Das entspricht den jährlichen Treibhausgasemissionen von ganz Island.

Die größte Wirkung für den Umweltschutz liegt in der Anreise des Publikums. Ganze 82 Prozent der Gesamtemissionen der Fußball-Weltmeisterschaft fielen etwa auf Anreise der Fans zurück, wobei allein Flugreisen mit rund drei Millionen Tonnen zu Buche schlagen.

Die verursachten Klimaschäden der Weltmeisterschaft beziffern die Wissenschaftler auf etwa 787 Millionen US-Dollar. Würde jeder einzelne Fan dafür bezahlen, dann würde sich eine Eintrittskarte pro Spiel um durchschnittlich 114 US-Dollar verteuern. Alternativ könnte eine globale Rundfunkgebühr von 4,50 US-Dollar pro Fernsehzuschauer die Gesamtkosten der Umweltschäden vollständig ausgleichen.

Verhaltensänderungen können Emissionen von Mega-Events reduzieren

Dass Veränderungen beim Reiseverhalten möglich sind, demonstrierte die Band Coldplay mit ihrer Europatournee im Jahr 2024. Bei 32 Konzerten in zehn Städten mit 1,9 Millionen verkauften Tickets reduzierten die Fans ihre reisebedingten Emissionen durch freiwillige Verhaltensänderungen um 48 Prozent.

Fast der gesamte Einspareffekt der Tournee (etwa 98 Prozent) ging auf diese Änderungen zurück. Insgesamt sanken die Gesamtemissionen im Vergleich zu einer gewöhnlichen Tournee um fast die Hälfte (46 Prozent). Eine Weitergabe der Umweltkosten hätte dort den Ticketpreis lediglich um elf US-Dollar erhöht. Professor Shaun Larcom von der University of Cambridge dazu:

Wirksame Klimastrategien für Großveranstaltungen wie die Fußball-Weltmeisterschaft gehen weit über die Reduzierung der betrieblichen Emissionen an den Veranstaltungsorten hinaus, da diese nur einen Bruchteil des gesamten CO₂-Fußabdrucks ausmachen. (…) Wir erleben mittlerweile regelmäßig Rekordtemperaturen als Folge des Klimawandels, was die Frage aufwirft, ob und wie solche Großveranstaltungen in Zukunft überhaupt noch durchgeführt werden können. Wenn äußerst beliebte Blockbuster-Veranstaltungen keine Verantwortung für ihre Emissionen übernehmen können, gibt es wenig Hoffnung für andere Bereiche.

Die Analyse schlägt einen zweistufigen Ökonomie-Bauplan vor. Erstens müsse der gesellschaftliche Nutzen die finanziellen Umweltkosten übersteigen, da andernfalls die Verkleinerung oder Absage eines Events droht. Zweitens sollen Veranstalter die Verantwortung für die Stadien tragen, während indirekte Transportemissionen gemeinsam getragen werden müssen.

Konkrete Lösungsansätze für die Zukunft

Um die Treibhausgase effektiv zu reduzieren, seien gezielte Anreize notwendig. So könnten Fans, die mit der Bahn oder in Fahrgemeinschaften anreisen, vergünstigte Eintrittskarten oder Fanartikel erhalten. Spezielle Apps könnten gleichzeitig CO₂-arme Anreiseoptionen transparent für die Besucherinnen und Besucher vergleichen.

Zudem spielt die Standortplanung eine entscheidende Rolle. Wenn zum Beispiel rund 40 Prozent der internationalen Besucher der Fußball-Weltmeisterschaft 2026 aus Europa stammen, minimieren regionale Veranstaltungsorte unnötige Langstreckenflüge von Beginn an.

Auch bei der Preisgestaltung empfiehlt das Forscherteam soziale Verhältnismäßigkeit. CO₂-Aufschläge sollten primär in teurere Ticketkategorien eingepreist werden, um Käufer günstigerer Karten nicht übermäßig zu belasten.

Einnahmen aus solchen Abgaben ließen sich dann zweckgebunden in die Forschung für eine saubere Luftfahrt oder Technologien zur CO₂-Entnahme investieren. Ohne solche Gegenmaßnahmen könnten steigende Rekordtemperaturen die Durchführbarkeit von Großereignissen künftig massiv einschränken.

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Der Beitrag Großbritannien führt Steuer für E-Autos ein – jetzt zählt jeder Kilometer erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Großbritannien verändert die Besteuerung von Elektroautos. Ab April 2028 sollen Halter von Stromern erstmals eine fahrleistungsabhängige Elektroauto-Steuer pro Meile zahlen. Die Maßnahme soll den absehbaren Ausfall klassischer Kraftstoffsteuern kompensieren, ohne den Wandel zur Elektromobilität zu bremsen. Ein umfassendes Förderpaket soll gleichzeitig den Umstieg erleichtern.

Das britische Finanzministerium (HM Treasury) veröffentlichte kürzlich die Ergebnisse einer umfassenden Diskussion zur Einführung der sogenannten Electric Vehicle Excise Duty (eVED). Zwischen Ende 2025 und Anfang 2026 gaben etwa 4.700 Einzelpersonen ihren Input zu der Initiative ab. Hintergrund der Entscheidung ist ein drastischer Rückgang der Staatseinnahmen. Da immer mehr Fahrzeuge elektrisch fahren, steuern die Einnahmen aus der traditionellen Kraftstoffsteuer bis zum Jahr 2050 auf nahezu null zu. Wobei: E-Autofahrer beim Laden ihrer Fahrzeuge auch Stromsteuern zahlen, die mehr oder weniger als Ausgleich fungieren.

Warum Großbritannien auf eine Kilometer-Steuer für E-Autos setzt

Um diese Einnahmenlücke zu schließen, soll ab April 2028 eine Elektroauto-Steuer pro Meile greifen. Diese ist auf 3 Pence (etwa 4 Cent) pro Meile für reine Elektrofahrzeuge und Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge beschränkt. Halter von Plug-in-Hybriden und Fahrzeugen mit Optionen zur Verlängerung der Reichweite zahlen mit 1,5 Pence (etwa 2 Cent) pro Meile genau die Hälfte.

Damit bliebe die finanzielle Belastung für Stromer deutlich unter den Abgaben klassischer Verbrenner. Über das kommende Jahrzehnt sollen rund 80 Prozent der Einnahmen aus den ersten drei Jahren direkt in ein über 7,5 Milliarden Pfund (circa 8,2 Milliarden Euro) schweres Förderpaket fließen. So könne das Programm für den Elektroautokauf um 1,3 Milliarden Pfund auf insgesamt 2 Milliarden Pfund (circa 2,34 Milliarden Euro) aufgestockt werden, was bis Juli 2026 bereits über 140.000 Neuzulassungen unterstützen könnte.

Ohne GPS-Überwachung: So wird die Meilensteuer erfasst 

Die praktische Abwicklung der Abgabe soll ohne Eingriffe in die Privatsphäre der Fahrzeugbesitzer erfolgen. Eine Überwachung von Standortdaten per Satellit schloss die Regierung explizit aus, weshalb die Erfassung rein auf dem Gesamtzählerstand des Fahrzeugs basiert. Neuwagen unter drei Jahren müssten vor der ersten Hauptuntersuchung keine zusätzlichen Kilometerprüfungen absolvieren.

Stattdessen geben Halter bei der jährlichen Fahrzeugzulassung ihren aktuellen Tachostand sowie eine Schätzung für das kommende Jahr an. Dies wird dann später beim ersten regulären Inspektionstermin verifiziert. Überbezahlte Meilen erstattet der Staat automatisch als Guthaben für den nächsten Abrechnungszeitraum.

Zusätzlich beginnt die Regierung mit der Entwicklung eines optionalen Systems. Es soll vernetzten Fahrzeugen künftig erlauben, ihren Meilenstand automatisch über 4G- oder 5G-Mobilfunk zu übermitteln. Lieferwagen, Busse und Lastkraftwagen bleiben vorerst vollständig von der Elektroauto-Steuer pro Meile ausgenommen, da der Elektrifizierungsprozess in diesen Segmenten noch weniger weit fortgeschritten ist. Für Flotten- und Leasingunternehmen vereinfachen Sammellizenzierungen sowie digitale Webschnittstellen die Abrechnung von großen Fahrzeugbeständen.

Wer profitiert – und wer zahlt drauf?

Trotz der neuen Abgabe prognostiziert das Office for Budget Responsibility ein starkes Wachstum der Elektromobilität. Die jährlichen Verkaufszahlen von Elektroautos sollen von knapp 0,5 Millionen Fahrzeugen in der Periode 2025/26 auf 1,6 Millionen im Zeitraum 2030/31 steigen. Die dämpfende Wirkung der neuen Steuer auf Neuzulassungen schätzen Experten auf lediglich rund zwei Prozent.

Zudem wird die Preisgrenze für den Luxuswagen-Aufschlag bei Neuwagen von 40.000 auf 50.000 Pfund (circa 59.000 EUR) angehoben. Das soll den Kauf vieler beliebter Mittelklasse-Elektroautos finanziell entlasten. Ergänzend stehen 200 Millionen Pfund für den weiteren Ausbau der Ladeinfrastruktur sowie eine zehnjährige Befreiung von der Gewerbesteuer für Ladepunkte zur Verfügung.

Dennoch weist die Umsetzung der Steuer auch kritische Aspekte auf, die bei Branchenverbänden Bedenken hervorrufen. Insbesondere Vielfahrer in ländlichen Regionen stehen vor höheren jährlichen Kosten, während bei Plug-in-Hybriden eine doppelte Belastung durch Meilenabgabe und verbliebene Kraftstoffsteuer droht.

Zudem bergen fahrleistungsabhängige Abgaben Anreize für Tachomanipulationen, weshalb der Gesetzgeber neue Prüfbefugnisse für die Polizei und Behörden schafft. Da die IT-Altsysteme der Zulassungsbehörde DVLA komplex sind, stehen automatische Rückerstattungen bei Verkäufen erst nach einer Übergangsphase zur Verfügung. Das Modell zeigt jedoch anschaulich, wie die Finanzierung der Verkehrsinfrastruktur im Zeitalter der Energiewende nachhaltig neu geordnet werden kann.

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Der Klimawandel gefährdet zunehmend die europäische Stromversorgung, da extreme Sommertemperaturen nachhaltige Infrastruktur belasten. Eine neue wissenschaftliche Untersuchung zeigt, dass Solaranlagen bei Hitze massive Leistungseinbrüche von bis zu 90 Prozent erleiden können. 

Ein Forscherteam der Universität Évora in Portugal hat die Auswirkungen extremer Hitzephasen auf Solaranlagen auf der Iberischen Halbinsel in den Jahren 2024 und 2025 untersucht. Dafür analysierten die Wissenschaftler die reale Leistung von drei unterschiedlichen Photovoltaikanlagen in Portugal und Spanien, um die betriebliche Leistung und klimabedingte Resilienz von Photovoltaikanlagen unter realen Bedingungen zu messen.

Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede beim Ertrag – in Theorie und Praxis. Sie sind dahingehend relevant, da durch den Klimawandel die Temperaturen am Boden in diesem Gebiet seit 1979 teils signifikant angestiegen sind.

Bis zum Jahr 2100 prognostizieren Klimamodelle für europäische Landflächen im schlimmsten Fall zudem einen weiteren Temperaturanstieg von bis zu 8,5 Grad Celsius. Wirtschaftlich drohen immense Schäden, denn die klimabedingten Risiken in Europa könnten bis in die 2080er Jahre jährliche Kosten von rund 40 Milliarden Euro verursachen.

Warum Solaranlagen bei Hitze kollabieren

In der Praxis sinkt die Effizienz von PV-Anlagen um 0,3 bis 0,5 Prozent pro Grad Celsius, sobald die Lufttemperatur die Marke von 25 Grad Celsius überschreitet. Während extremer Hitzewellen mit bis zu 49 Grad Celsius erwärmen sich die Moduloberflächen auf über 70 Grad Celsius.

Das beschleunigt die Alterung der Panels. In den heißesten Nachmittagsstunden führt dies zu einem kritischen Einbruch der Performance um bis zu 90,44 Prozent. Denn wird es zu heiß, schalten sich die Wechselrichter zum Selbstschutz ab.

Diese stündlichen Ausfälle wirken sich besonders auf die Infrastruktur aus. Das gefährdet auch die Netzstabilität. Zudem sind kurzfristige Hitzeeinbrüche oft nicht in den klassischen Planungsdaten transparent dargestellt. Die Studienautoren schreiben dazu:

In Planungs- und Vertragsfragen bedeutet dies, dass die Erwartungen des Entwurfsjahres das hitzebedingte Betriebsrisiko systematisch unterschätzen.

Neue Lösungsansätze für die solare Infrastruktur

Trotz der großen stündlichen Einbrüche zeigen Solarparks eine hohe regenerative Resilienz. Denn die Systeme erholen sich spätestens einen Tag nach dem Erreichen des Tiefpunkts. Um besser für die Zukunft zu planen, empfiehlt die Studie, klassische Simulationsdaten durch ereignisbasierte Stresstests auf Basis hochauflösender Reanalysedaten wie ERA5-Land zu ergänzen.

Diese frei verfügbaren Datensätze weisen eine hohe Übereinstimmung mit realen Messstationen auf und ermöglichen eine präzise Risikoanalyse. Neben besseren Daten sollten Anlagenbetreiber auch operative Schutzprotokolle anpassen. Dies passiert etwa durch die bessere Belüftung der Wechselrichter oder zusätzliche thermische Leistungsreserven.

Denn gerade Begleiterscheinungen des Klimawandels, wie Staubstürme und Waldbrandrauch, dämpfen die globale Strahlung zusätzlich und senken die Effizienz der Module.

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Der Beitrag Forscher widerlegen Chemie-Dogma – für bessere Brennstoffzellen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Brennstoffzellen gelten als Schlüsseltechnologie für die Energiewende. Doch teures Platin macht sie für den Massenmarkt zu kostspielig. Ein Forscherteam aus Japan hat jetzt mithilfe von KI vielversprechende Ersatzmaterialien identifiziert und dabei ein jahrzehntealtes Chemie-Dogma widerlegt. Ihre Erkenntnis: Doppelatom-Katalysatoren funktionieren nach völlig anderen Regeln als bisher angenommen. 

Forscher der Tohoku Universität haben im Rahmen einer systematischen Untersuchung mehr als 200 Doppelatom-Katalysatoren analysiert, um die verborgenen Mechanismen der Sauerstoffreduktionsreaktion zu entschlüsseln. Ihr Ziel: leistungsfähigere und günstigere Brennstoffzellen.

Dabei griff das Team auf umfangreiche Daten einer digitalen Plattform namens Digital Catalysis zurück. Mithilfe von modernen theoretischen Simulationen und maschinellem Lernen filterte ein Vorhersagemodell aus insgesamt 216 Systemen zunächst 42 Varianten mit einem spezifischen Dissoziationsmechanismus heraus. Am Ende identifizierte das Vorhersagemodell 14 potenzielle Doppelatom-Katalysatoren mit einer hohen prognostizierter Aktivität.

Wie die neuen Katalysatoren das alte Vulkan-Modell ablösen

Die wichtigste Kernaussage der Studie bricht mit einem langjährigen Dogma der Chemie. Denn bisher beschrieben Forscher die Aktivität solcher Systeme fälschlicherweise durch das traditionelle Einzelgipfel-Vulkan-Modell, das von Einzelatom-Katalysatoren bekannt ist. Die neue Arbeit zeigt jedoch, dass bei Doppelsystemen das Prinzip des sogenannten Dual-Sabatier-Optima greift.

Da sich der geschwindigkeitsbestimmende Schritt im Prozess dynamisch verändert, teilt sich die katalytische Aktivität auf zwei getrennte, optimale Spitzenregionen auf. Dieser Unterschied entsteht, da primär ein Dissoziationsmechanismus die Reaktionen reguliert.

Effiziente Brennstoffzellen durch smarte Doppelatom-Katalysatoren

Einzelatome folgen hingegen meist einem Assoziationsmechanismus. Das neu nachgewiesene Prinzip erweist sich als universell anwendbar. Es gilt für eine Vielzahl von Systemen, die Übergangsmetalle, metallähnliche Elemente oder auch Nichtmetallatome enthalten, und bietet damit eine völlig neue Grundlage für das Materialdesign. Studienautor Hao Li betonte die Tragweite dieser neuen Designregeln für die Praxis:

Lange Zeit gingen Forscher davon aus, dass Doppelatom-Katalysatoren denselben Aktivitätsregeln folgen wie Einzelatom-Katalysatoren. Unsere Arbeit zeigt, dass völlig andere Mechanismen entstehen können, wenn zwei Atome zusammenarbeiten, was neue Möglichkeiten für das Design hocheffizienter Materialien für saubere Energietechnologien eröffnet.

In Zukunft soll dieser KI-gestützte Ansatz auf noch komplexere, multimetallische Katalysatorsysteme ausgeweitet werden. Die langfristige Vision des Forschungsteams umfasst den Aufbau eines vollständig autonomen digitalen Frameworks auf der Plattform, das lernende Software-Agenten und elektrochemische Simulationen vereint.

Durch das rasche Filtern optimaler Strukturen lässt sich die Entdeckungszeit neuer Materialien drastisch verkürzen, um teures Platin zu ersetzen und den Übergang zu grüner Energie zu beschleunigen.

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Im Rahmen der Energiewende suchen viele Länder immer weiter nach günstigen und effizienten Möglichkeiten zur Speicherung von Energie. Australien plant jetzt eine CO2-Batterie, die mit einer Leistung von bis zu 20 Megawatt etwa zehn bis zwölf Stunden lang Strom speichern können soll. 

Die State Electricity Commission (SEC) in Australien kündigte kürzlich die Errichtung eines neuen Energie-Innovationsbezirks mit dem Namen SEC Energy Works an. Das dazu zur Verfügung stehende Areal umfasst eine Fläche von etwa 143 Hektar und befindet sich in Hazelwood North im Latrobe Valley. Mittelfristig soll dort eine CO2-Batterie mit einer Leistung von 20 Megawatt entstehen, die bis zu zwölf Stunden kontinuierlich Strom ins Netz speisen kann.

Somit ist der Wert im Vergleich zu klassischen Kurzzeit-Batteriespeichern relativ hoch. Denn diese bieten meist nur eine Speicherdauer von zwei bis vier Stunden. Victoria verfolgt das Ziel, bis zum Jahr 2030 einen Anteil von 65 Prozent an erneuerbaren Energien zu erreichen. Dafür plant die SEC mit Projekten mit einer Gesamtleistung von 1.024 Megawatt.

Erstes Langzeit-Energiespeicherprojekt in Australien

Das Vorhaben entsteht in Partnerschaft mit dem Technologieunternehmen Energy Dome. Die CO2-Batterie ist Victorias erstes Langzeit-Energiespeicherprojekt und die erste kommerzielle Anwendung eines geschlossenen CO2-Druckspeichers in Australien.

Dabei macht sich das System zunutze, dass gerade an besonders sonnigen Tagen viel überschüssige Energie anfällt. Schließlich speichert die Technologie tagsüber überschüssige erneuerbare Energien und speist diese während der abendlichen Nachfragespitzen wieder ein.

Wie funktioniert die CO2-Batterie aus Australien?

Dies geschieht durch die Verflüssigung von CO2. Der Grund: Kohlenstoffdioxid wird beim Komprimieren weniger stark erhitzt als Luft. Deshalb muss weniger Abwärme gespeichert und später bei der Stromerzeugung wieder zugeführt werden.

Zum Vergleich: Lithium-Batterien können Energie zwar noch verlustärmer speichern, aber der Bedarf an kritischen Rohstoffen ist bei CO2-Speichern geringer, da es sich nur bei Turbine und Kompressor um komplexere Bauteile handelt.

Hinzu kommt, dass keine weiteren Batteriezellen notwendig sind, um die Kapazität zu erhöhen. Es muss lediglich das Volumen erhöht werden. Dadurch soll nicht nur eine längere Lebensdauer als bei anderen Akkus erreicht werden, sondern auch die Kapazität soll über die Jahre nicht nachlassen. Claudio Spadacini, Gründer und CEO von Energy Dome, dazu:

Unsere CO2-Batterie liefert 10 bis 12 Stunden sauberen, abrufbaren Strom und nutzt eine bewährte Kompressor- und Turbinentechnologie, mit der die Belegschaft im Latrobe Valley bestens vertraut ist. Dieses Projekt wird den Übergang der Region weg von der Kohle unterstützen, während gleichzeitig die Ingenieurskompetenzen erhalten bleiben, die Victoria seit Generationen mit Strom versorgt haben.

Technologischer Fortschritt durch neue CO2-Batterie

Dies soll dabei helfen, die Versorgung zu stabilisieren und die Strompreise zu senken. Denn Langzeit-Energiespeicher sollen eine kontinuierliche Stromversorgung gewährleisten und das Portfolio der SEC bei mehrtägigen Wind- oder Solarkraftflauten absichern.

Das Projekt fördert somit den Übergang der Region zu nachhaltigen Energieträgern. Alte Kohlekraftwerke werden abgeschaltet, während gleichzeitig die bestehenden technischen Kompetenzen der Belegschaft im Latrobe Valley durch vertraute Turbinen- und Kompressortechnologien erhalten bleiben.

Der Einsatz von geschlossenen CO2-Kreisläufen bietet eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Kurzzeit-Batterietechnologien für eine verlässliche Langzeitspeicherung. Durch staatliche Investitionen möchte die SEC das Vertrauen des Marktes in neuere, kommerziell nutzbare Technologien im nationalen Strommarkt (NEM) stärken. Das zeigt die Kommission auch durch ihre Strategie. So versorgt sie das neueste Busdepot des Betreibers Kinetic in Melbourne mit 100 Prozent Ökostrom.

Trotzdem begannen erst kürzlich die Detailplanung und das Design des Projekts. Die Konsultationsprozesse mit Stakeholdern und Gemeinden stehen noch am Anfang. Das sorgt dafür, dass ohne die koordinierende Rolle und das finanzielle Engagement von Akteuren wie der SEC derzeit noch attraktive Bedingungen für private Investoren im Bereich der Langzeitspeicher fehlen. Vielleicht demonstriert der Energy Dome aber, dass CO2-Batterien ein riesiges Potenzial für die Zukunft haben.

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Der Beitrag Voll mit hängendem Beton: China nimmt Gravitations-Speicher in Betrieb erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Strom aus Wind und Sonne ist günstig, aber nicht immer verfügbar. In China geht jetzt eine Anlage ans Netz, die das Problem mit einem verblüffend einfachen Prinzip lösen soll. Sie hebt schwere Betonblöcke in die Höhe und gewinnt beim Absenken Strom zurück. Der erste kommerzielle Gravitations-Energiespeicher der Welt liefert 100 Megawattstunden, hält 35 Jahre lang und kommt komplett ohne Lithium aus. 

Das Unternehmen Energy Vault realisiert im chinesischen Rudong das weltweit erste kommerzielle gravitationsbasierte Energiespeichersystem im industriellen Maßstab. Die zugrunde liegenden Erkenntnisse stammen aus einer offiziellen Projektübersicht. Gemeinsam mit den lokalen Unternehmen Atlas Renewables und CNTY wurde die Anlage in direkter Nachbarschaft zu einem großen Windpark sowie dem nationalen Stromnetz errichtet.

Die zum Einsatz kommenden Kernprodukte umfassen die technologische Plattform EVX sowie das Produkt VaultOST. Das System verfügt über eine Spitzenleistung von 25 Megawatt und bietet eine Speicherkapazität von insgesamt 100 Megawattstunden. Die Anlage, die sich aktuell in der Inbetriebnahme befindet, soll über einen Zeitraum von vier Stunden kontinuierlich Strom abgeben können. Die Speicherdauer ist theoretisch unbegrenzt.

Wie der Gravitations-Energiespeicher in China die Netze stabilisiert

Der prognostizierte Wirkungsgrad im Lade- und Entladezyklus, die sogenannte Round-Trip Efficiency, liegt bei über 80 Prozent. Damit positioniert sich das System technologisch deutlich vor alternativen Langzeitspeicherverfahren wie thermodynamischen, mechanischen oder rein chemischen Flüssigbatterie-Systemen. Die Anlage zeichnet sich zudem dadurch aus, dass keinerlei Selbstentladung stattfindet.

Das vorrangige Ziel dieses Set-ups besteht darin, das chinesische Stromnetz für die State Grid Corporation of China (SGCC) durch die zeitliche Verschiebung erneuerbarer Energien effektiv auszugleichen. Es unterstützt damit direkt die chinesische „Zero-Carbon parks“-Initiative sowie den nationalen „30-60“-Plan zur Erreichung der vollständigen Klimaneutralität.

Nachhaltigkeit und die Unabhängigkeit der Lieferketten

Ein entscheidender technologischer Vorteil liegt in der extremen Langlebigkeit, da Beton, der in die Höhe gehoben wird, im Laufe der Zeit kaum Degradation aufweist. Über die geplante operative Lebensdauer von 35 Jahren hinweg sind somit keine nachträglichen Systemerweiterungen oder Leistungskorrekturen erforderlich. Zudem erlaubt das Design einen starken Fokus auf lokale Lieferketten sowie den regionalen Bezug von Arbeitskräften und Materialien.

Die Etablierung dieser regionalen Beschaffungswege reduziert nach eigenen Angaben das finanzielle Risiko und die Anfälligkeit gegenüber volatilen Preisänderungen auf den globalen Rohstoffmärkten erheblich. Diese erste Installation dient somit als technologischer Maßstab für zukünftige weltweite Kooperationen im Bereich der Dekarbonisierung.

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Lithium-Batterien sind überall. Ihr Abbau schadet der Umwelt aber massiv. Ein Forscherteam der Universität Cambridge zeigt jetzt, dass es auch anders geht: Mit einer lebenden Algen-Batterie erzeugen sie seit sechs Jahren ununterbrochen Strom, ganz ohne kritische Rohstoffe.  

Egal, ob bei der Mobilität, im eigenen Zuhause oder in der Industrie: Batterien werden immer wichtiger. Dass die Speicherung von Energie aber nicht nur mit Lithium funktioniert, demonstrierte kürzlich ein Team der Universität Cambridge. Unter der wissenschaftlichen Leitung von Doktor Paolo Bombelli vom Department of Biochemistry und dem Hauptprüfer Professor Chris Howe entstand eine kleine Biozelle, die gewöhnliche Algen zum Energiespeicher macht.

Die Forschergruppe arbeitet bereits seit dem Jahr 2006 an dieser Methode. Um die Ansätze technologisch und gestalterisch weiterzuentwickeln, wurden später zusätzlich die Bio-Designerin Lucia Giron und der Elektroingenieur Lifu Tan in das Team aufgenommen. Nach mittlerweile zwei Jahrzehnten intensiver Arbeit präsentierte die Wissenschaftler kürzlich ihre Ergebnisse.

Kontinuierlicher Strom aus Algen: So funktioniert die neue Batterie

Die biologische Stromerzeugung der Algen-Batterie greift auf den natürlichen Prozess der Photosynthese von Cyanobakterien zurück. Dabei wird ein Teil des kontinuierlichen Elektronenflusses abgezapft, um elektrische Geräte ohne eine Beschädigung der Algen zu betreiben.

Die Organismen leben in einem vollständig versiegelten Gehäuse und erzeugen einen schwachen elektrischen Strom. Dieser fließt ununterbrochen, rund um die Uhr sowie selbst bei völliger Dunkelheit. Paolo Bombelli erklärt dazu:

Wir haben einen Weg gefunden, uns in einen natürlichen Prozess in Algen einzuklinken und damit kontinuierlich Strom rund um die Uhr zu erzeugen, ohne der Pflanze überhaupt zu schaden.

Nachhaltiger Batterieersatz im Härtetest

Das System basiert auf einem lebenden Organismus und konnte in der Spitze bereits über einen Zeitraum von sechs Jahren kontinuierlich Elektrizität erzeugen. Durch fortlaufende Experimente gelang es, die Leistungsabgabe der biologischen Zelle seit dem Projektstart um mehr als das 20-Fache zu steigern.

Das langfristige Ziel ist es, herkömmliche und umweltschädliche Einwegbatterien vollständig zu ersetzen. Denn: Der Abbau von Lithium für traditionelle Energiespeicher ist extrem energieintensiv, setzt Treibhausgase frei und verursacht lokale ökologische Schäden.

Im Gegensatz dazu bestehen die biologischen Zellen aus gewöhnlichen, preiswerten und weitgehend recycelbaren Materialien. Flankiert wird das Projekt von einem Bildungsangebot aus Workshops an weiterführenden Schulen, um das Interesse an Pflanzenwissenschaften zu stärken.

Einsatzbereiche und Hürden für Strom aus Algen

Da die Leistungsabgabe der Bio-Zellen gering ist, eignet sich die Technologie primär für Niedrigenergiegeräte wie Fernbedienungen oder Rauchmelder. Zu den bisher gestalteten Anwendungen gehören eine funktionierende Algen-Uhr sowie ein über eine Smartphone-App auslesbares System zur Laborüberwachung.

Über das eigene Start-up-Unternehmen „e-Pho“ befindet sich das Forscherteam bereits in Gesprächen für spezifische, kommerzielle Anwendungen. Die Technologie verspricht großes Potenzial für autonome Umweltsensoren oder die Strombereitstellung in netzfernen Regionen in Entwicklungsländern, wie zum Beispiel in Subsahara-Afrika.

Allerdings bleibt die Überführung in ein marktreifes Verbraucherprodukt eine erhebliche Herausforderung. Da das System auf lebenden Organismen basiert, ist die Stromproduktion zwingend daran gebunden, dass die Algen erfolgreich am Leben erhalten werden.

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Über 95 Prozent des weltweiten Wasserstoffs stammen aus fossilen Quellen. Forscher aus Cambridge haben nun erstmals einen ein Quadratmeter großen Solarreaktor im Freien betrieben, der aus Plastikmüll ohne fossile Energie Wasserstoff erzeugt.

Die weltweite Produktion von Wasserstoff basiert zu über 95 Prozent auf fossilen Energieträgern oder fällt lediglich als Nebenprodukt petrochemischer Prozesse an. Ein Forscherteam der University of Cambridge hat jetzt einen vielversprechenden Lösungsansatz unter realen Bedingungen im Freien erprobt. Ein großflächiger Photoreaktor mit einer aktiven Gesamtfläche von einem Quadratmeter wurde dafür unter natürlichem Sonnenlicht betrieben.

Das System nutzt ein kostengünstiges und stabiles, mit Aluminium dotiertes Strontiumtitanat als Lichtabsorber, um schwer recycelbare Feststoffabfälle aufzuwerten. Als Rohstoff dienen gewöhnliche PET-Flaschen oder Zellulose, die nach einer unkomplizierten chemischen oder enzymatischen Vorbehandlung eingesetzt werden. Die Herstellung der benötigten Katalysatorplatten erfolgt komplett ohne komplexe Hochtemperatur-Glühprozesse oder den Zusatz von klassischen Bindemitteln.

Wasserstoff aus Plastikmüll: Die Ergebnisse aus der Praxis

Während der an verschiedenen Tagen durchgeführten Experimente im englischen Cambridge betrug die durchschnittliche natürliche Lichtintensität jeweils 0,5 bis 0,6 Sonnen. Trotz dieser moderaten Bedingungen erwärmte sich die Oberfläche des Reaktors allein durch die Sonneneinstrahlung auf über 30 Grad Celsius.

Nach einer Laufzeit von sechs Stunden erreichte die Wasserstoffausbeute einen Wert von 5,24 Millimol pro Quadratmeter bei der Nutzung von Glukose und 1,51 Millimol pro Quadratmeter bei vorbehandelter Zellulose. Neben dem begehrten Gas entstanden im Außenreaktor auch wertvolle organische Stoffe wie Format und Acetat.

Auf reiner Katalysator-Gewichtsbasis erzeugten die innovativen, sprühbeschichteten Platten im mittleren Maßstab 2.870 ± 780 Mikromol pro Gramm und Stunde an Wasserstoff. Im Vergleich dazu schafften die traditionell im Labor gegossenen Platten unter gleichen Bedingungen lediglich 630 ± 69 Mikromol pro Gramm und Stunde.

Herausforderungen und wirtschaftliche Aussichten

Trotz der Erfolge zeigt die technologische Entwicklung im größeren Maßstab noch deutliche Hürden auf. Beim Vergrößern des Systems von der winzigen Laborzelle auf eine mittlere Skala sank die flächenspezifische Produktionsrate um rund 50 Prozent.

Zudem drosseln komplexe Abbaupfade die Reaktionskinetik, während unvollständig abgebauter Zellulosemüll die aktiven Zentren des Katalysators blockiert und ein erhebliches Auslaugen des Kobalts nach 22 Stunden Betriebszeit gemessen wurde.

Die technoökonomische Analyse beziffert die Kosten bei einer Wiederverwendung der Trägerplatten auf 0,93 Pfund pro Millimol, während sie ohne Wiederverwendung auf bis zu 7,44 Pfund steigen. Der leitende Forscher Erwin Reisner betonte die Dringlichkeit einer Skalierung für die praktische Anwendung:

Wenn wir unseren Umgang mit den beiden Problemen – Plastikverschmutzung und saubere Energieerzeugung – wirklich ändern wollen, müssen wir einen sehr skalierbaren Weg zur Herstellung dieser Photokatalysatormaterialien und Reaktoren entwickeln – und zeigen, dass sie im Freien tatsächlich funktionieren.

Zukünftige Systemgenerationen müssen daher auf Katalysatoren setzen, die das sichtbare Lichtspektrum besser ausnutzen. Zudem wird laut Sensitivitätsanalyse der Einsatz von Solarkonzentratoren sowie die Entwicklung stabilerer Systeme entscheidend sein, um eine Produktion zu wettbewerbsfähigen Kosten zu erzielen.

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Der Beitrag Hochwertige Handtücher statt Wegwerfware: Warum Qualität im Bad nachhaltiger sein kann erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Handtücher gehören zu den meistgenutzten Textilien im Haushalt und werden trotzdem oft wie Wegwerfware behandelt. Entscheidend sind dann vor allem Farbe, Preis und Optik. Wer genauer hinschaut, merkt: Gerade im Badezimmer kann bewusster Konsum beginnen: Mit Handtüchern, die durch Materialqualität, Herkunft und Langlebigkeit überzeugen.

Warum Handtücher ein Nachhaltigkeitsthema sind

Handtücher werden täglich benutzt, gewaschen, getrocknet und nach ein paar Jahren oft ersetzt. In vielen Haushalten landen günstige Modelle im Warenkorb, die sich nach kurzer Zeit hart anfühlen, an Saugkraft verlieren oder schnell ausfransen. Die Folge: Es wird häufiger neu gekauft, obwohl das eigentlich vermeidbar wäre.

Nachhaltigkeit im Badezimmer bedeutet deshalb nicht nur, Wasser zu sparen oder auf Mikroplastik in Kosmetik zu verzichten. Sie beginnt auch bei Textilien, die lange halten, hautfreundlich sind und unter transparenten Bedingungen produziert werden. Hochwertige Handtücher können genau hier ansetzen: Sie werden seltener ersetzt, bleiben über Jahre angenehm weich und leisten so einen Beitrag zu bewussterem Konsum.

Bomlins als Beispiel: Qualität statt Massenware

Ein Beispiel für diesen Ansatz ist Bomlins, ein Familienunternehmen aus dem Schwarzwald, das eine einfache Frage in den Mittelpunkt stellt: Woher kommt das Handtuch wirklich? Während bei Lebensmitteln die Herkunft meist selbstverständlich ausgewiesen wird, bleibt bei Badtextilien oft unklar, woher die Baumwolle tatsächlich stammt und welche Qualität dahintersteckt.

Bomlins setzt bei seinen hochwertigen Handtüchern aus ägyptischer GIZA-Baumwolle auf eine kompromisslose Kombination aus Material und Verarbeitung: Verwendet wird ägyptische GIZA-Baumwolle, konkret die Sorte Giza 94, gewebt in Portugal und in Deutschland von Hand geprüft. Jedes Handtuch bringt ein Flächengewicht von 650 g/m² mit. Ein Wert, der für besonders dichte, flauschige und saugfähige Frottierqualität steht.

Für zusätzliche Sicherheit sorgt die Zertifizierung nach OEKO-TEX STANDARD 100 in der besonders strengen Produktklasse 1. Diese Einstufung bedeutet, dass die Badtextilien auch für Babys und Kinder geeignet sind. Gleichzeitig verzichtet Bomlins auf Massenproduktion und setzt auf überschaubare Stückzahlen, persönliche Qualitätskontrolle und klimaneutraler Versand mit DHL GoGreen sowie plastikfreier Verpackung.

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Woran sich hochwertige Handtücher erkennen lassen

Wer nachhaltiger kaufen möchte, braucht klare Kriterien, um Qualität von Wegwerfware zu unterscheiden. Bei Handtüchern spielen mehrere Faktoren zusammen. Sie entscheiden darüber, wie sich ein Tuch anfühlt, wie saugfähig es ist und wie lange es seine Eigenschaften behält.

Wichtige Qualitätsmerkmale sind unter anderem:

• Material und Faserqualität: Langstapelige Baumwolle (etwa ägyptische GIZA Baumwolle) lässt sich zu besonders feinen, gleichmäßigen Garnen verspinnen. Das sorgt für weiche, dichte Stoffe, die weniger fusseln und deutlich langlebiger sind.
• Flächengewicht: Werte von etwa 550 bis 650 g/m² stehen bei Frottier für Handtücher der Premiumklasse. 650 g/m², wie bei Bomlins, bedeuten eine hohe Dichte, starke Saugkraft und eine vollere, „satte“ Haptik.
• Verarbeitung: Saubere, doppelt vernähte Kanten, gleichmäßige Schlingen und ein homogener Flor sind Indikatoren für Sorgfalt in der Produktion.
• Zertifizierungen: Labels wie OEKO-TEX STANDARD 100 (Produktklasse 1) zeigen, dass das fertige Produkt streng auf Schadstoffe geprüft wurde und auch für empfindliche Haut geeignet ist.
• Herkunft und Transparenz: Je genauer erkennbar ist, welche Baumwolle verwendet wird und wo gewebt und verarbeitet wurde, desto einfacher ist es für Verbraucher, eine bewusste Entscheidung zu treffen.

Gerade die Kombination aus transparenter Herkunft und hochwertiger Faser macht einen Unterschied. Wer sich näher mit ägyptischer GIZA-Baumwolle und Sorten wie Giza 94 beschäftigt, versteht schnell, warum diese Baumwolle im Premiumsegment angesiedelt ist. Die besonders langen Fasern ermöglichen sehr feine Garne, die gleichzeitig stabil und strapazierfähig bleiben.

Herkunft, GIZA Baumwolle und die Rolle der Transparenz

Ägyptische Baumwolle gilt seit Jahrzehnten als Referenz für Luxus-Textilien. Entscheidend ist dabei nicht nur das Anbaugebiet im Niltal mit seinem speziellen Klima, sondern vor allem die Faserlänge. Sorten wie Giza 94 gehören zu den langstapeligen Qualitäten, aus denen Stoffe entstehen, die mit jeder Wäsche weicher werden und ihre Struktur dennoch behalten.

Im Handel ist der Begriff „ägyptische Baumwolle“ jedoch nicht immer geschützt verwendet. Umso wichtiger sind klare Nachweise zur tatsächlichen Herkunft der Faser. Bomlins arbeitet im Zusammenhang mit der GIZA-Baumwolle mit dem Handelsbüro der Ägyptischen Botschaft zusammen. Diese Kooperation soll sicherstellen, dass die verwendete Baumwolle tatsächlich aus den entsprechenden Anbaugebieten stammt und macht Herkunft sowie Qualität für Verbraucher nachvollziehbarer.

So entsteht aus einem Alltagsprodukt ein Beispiel dafür, wie Transparenz vom Feld bis ins Badezimmer reichen kann: Die Baumwolle stammt aus Ägypten, das Garn wird in Portugal zu Frottier gewebt, und jedes fertige Handtuch wird in Deutschland von Hand geprüft. Für Bomlins ist das ein bewusster Gegenentwurf zu anonymer Massenware.

Royal-Renate-Kollektion: Langlebigkeit mit Geschichte

Hochwertige Handtücher sind nicht nur eine Frage von Grammatur und Zertifikat, sondern auch von Haltung. Bei Bomlins zeigt sich das in der Royal-Renate-Kollektion, einer Hommage an Omi Renate. Sie steht stellvertretend für eine Generation, in der Textilien über viele Jahre genutzt und gepflegt wurden, statt sie nach kurzer Zeit zu ersetzen.

Die Kollektion verbindet diese Haltung mit modernen Qualitätsstandards: Giza 94 Baumwolle, 650 g/m² Flächengewicht, OEKO-TEX STANDARD 100 Produktklasse 1 sowie eine Produktion, die auf Langlebigkeit statt auf kurzlebige Trends ausgelegt ist. Jedes Handtuch soll sich im Alltag bewähren. Im Familienbad, im Gästezimmer oder als Lieblingshandtuch, das man bewusst auswählt.

Solche Produkte verändern auch den Blick auf das Badezimmer: Weg von schnell gekauften Sets, hin zu wenigen, aber durchdachten Stücken, die man gerne benutzt und über Jahre behält. Das ist nicht nur nachhaltiger, sondern oft auch wirtschaftlicher.

Wie aus bewusster Wahl echte Nachhaltigkeit wird

Wer Nachhaltigkeit im Badezimmer ernst nimmt, muss nicht von heute auf morgen alles austauschen. Oft reicht es, beim nächsten Kauf genauer hinzusehen: Welche Zertifizierungen sind vorhanden? Wie hoch ist das Flächengewicht? Und gibt das Unternehmen transparent Auskunft über Herkunft und Produktion?

Hochwertige Handtücher zahlen langfristig auf mehrere Ebenen ein: Sie bleiben saugstark, behalten ihre Form und fühlen sich auch nach vielen Wäschen angenehm an. Gleichzeitig reduzieren sie die Notwendigkeit, ständig neu zu kaufen. Ein entscheidender Hebel, wenn es darum geht, Ressourcen zu sparen und Abfall zu vermeiden. Verpackung und Versand spielen dabei ebenfalls eine Rolle: Bomlins setzt auf plastikfreie Verpackung und klimaneutralen Versand in Deutschland und grenzt sich bewusst von kurzlebiger Massenware ab.

Am Ende geht es um eine einfache Entscheidung: lieber weniger Handtücher im Schrank, dafür aber solche, die Material, Herkunft und Verarbeitung offenlegen und im Alltag überzeugen. Genau hier können hochwertige Handtücher aus ägyptischer GIZA Baumwolle ein Anfang sein, damit Nachhaltigkeit auch im Badezimmer ganz selbstverständlich wird.

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Der Beitrag Eisen als Energiespeicher: Bekommen alte Kohlekraftwerke eine neue Aufgabe? erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Europas Energiesystem braucht Speicher, die grünen Strom über Wochen oder Monate verfügbar halten. Wasserstoff allein reicht dafür möglicherweise nicht aus. Eine neue Studie zeigt, dass Eisenpulver als ergänzender Langzeitspeicher die Kosten des klimaneutralen Umbaus deutlich senken kann und sich dafür sogar bestehende Kohlekraftwerke umrüsten lassen könnten.

Eine wissenschaftliche Untersuchung von Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) eröffnet Möglichkeiten für die Optimierung des europäischen Energiesystems bis zum Jahr 2050. Die Ergebnisse zeigen, dass Eisenpulver Potenzial besitzt, um als chemischer Langzeitspeicher große Mengen erneuerbarer Energie langfristig verfügbar zu machen.

Der gesamte Prozess funktioniert dabei als geschlossener Kreislauf, der komplett ohne schädliche Substanzen oder Treibhausgase auskommt. Bei der Verbrennung des feinen Eisenpulvers zur Energiegewinnung entsteht simples Eisenoxid, umgangssprachlich auch als Rost bekannt.

Dieser wird anschließend mithilfe von erneuerbarem Wasserstoff durch den Entzug von Sauerstoff wieder zu Eisen reduziert. Dadurch eignet sich das Eisenpulver für eine erneute Nutzung, was das System relativ nachhaltig macht.

Vorteile von Eisenpulver als Energiespeicher im Transport

Das Konzept soll die wasserstoffbasierte Stromerzeugung nicht ersetzen, sondern sinnvoll ergänzen. In Modellsimulationen waren mit Eisenpulver befeuerte Kraftwerke über alle betrachteten Szenarien hinweg Bestandteil eines kostenminimalen Systems. Der entscheidende Vorteil liegt in der unkomplizierten Handhabung, da sich das Pulver im Vergleich zu Wasserstoff deutlich einfacher lagern und transportieren lässt.

Für den weltweiten Transport erneuerbarer Energien ist der infrastrukturelle Aufwand geringer, weil kein teures Netz aus Pipelines, Importterminals oder Untergrundspeichern benötigt wird. Lokale Reduktionsanlagen können europäische Stromüberschüsse über den Zwischenschritt der Wasserstoffproduktion in speicherbares Eisenpulver umwandeln. Das entlastet die Wasserstoffinfrastruktur, sobald Transportleitungen an ihre Kapazitätsgrenzen stoßen.

Umrüstung bestehender Kohlekraftwerke möglich?

Da sich das feine Pulver in der Feuerung ähnlich wie Kohle verhält, steht die Umrüstung bestehender Kohlekraftwerke im Fokus der aktuellen Forschung. Bei einer solchen Modernisierung können wichtige Kraftwerksbestandteile wie Dampfkreisläufe, Turbinen, Generatoren und Wärmenetze theoretisch weitergenutzt werden. Julia Schuler vom Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP) des KIT betont:

Das funktioniert in einem Kreislauf ohne Kohlendioxidemissionen oder umweltschädliche Substanzen. Eisenpulver verhält sich in der Feuerung ganz ähnlich wie Kohle. Daher stellt sich in der Forschung die Frage, ob sich bestehende Kohlekraftwerke auf Eisenfeuerung umrüsten lassen.

Wegen seiner vielen Kohlekraftwerke ist das Potenzial für die Weiternutzung der bestehenden Infrastruktur auch in Deutschland besonders hoch. Allgemein kann Eisen vor allem in Regionen mit begrenzten Möglichkeiten zur Wasserkraftnutzung oder zur unterirdischen Wasserstoffspeicherung dazu beitragen, Versorgungslücken während längerer Phasen geringer Wind- und Solarstromerzeugung zu überbrücken.

Allerdings gibt es auch kritische Aspekte, da zwingend bauliche Anpassungen im Wärmeerzeuger notwendig sind und der Erfolg stark von der zukünftigen Effizienz der Rückgewinnung abhängt. Für die weitere Erforschung stellt das öffentlich zugängliche Energiesystemmodell PERSEUS-PtX eine freie Basis dar.

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Der Beitrag Perowskit-Solarzellen: Deutsche Forscher tüfteln an Langzeitstabilität erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Perowskit-Solarzellen gelten als günstige Alternative zu Silizium-Zellen. Doch wie lange halten sie wirklich? Bisherige Labortests liefern oft verzerrte Ergebnisse, weil sie Alterungsprozesse erzeugen, die in der Realität gar nicht auftreten. Ein Forscherteam des Helmholtz-Zentrums Berlin hat nun in einem 20-monatigen Freilandtest herausgefunden, welche Testmethode die tatsächliche Alterung am besten abbildet. 

Das Potenzial in der Solarbranche ist groß, da die Herstellung von Perowskit-Solarzellen in der Großserie als extrem kostengünstig gilt. Im direkten Vergleich zu herkömmlichen Silizium-Solarzellen erfordert die Produktion zudem deutlich weniger Energie.

Ein großflächiger Einsatz in der Praxis setzt jedoch voraus, dass die Module über Jahrzehnte hinweg eine konstante Leistung erbringen. Bislang lässt sich diese notwendige Beständigkeit im Außeneinsatz allerdings nicht mit absoluter Sicherheit garantieren.

Die Degradation der Perowskit-Solarzellen im Freilandtest

In einem umfassenden Freiluft-Alterungstest wurden die Module über einen Zeitraum von 20 Monaten hinweg realen Umweltbedingungen ausgesetzt. Dabei identifizierte ein Forscherteam des Helmholtz-Zentrums Berlin drei zentrale Mechanismen, die die Stabilität der Zellen beeinträchtigen: die sogenannte Phasensegregation, Kupferkorrosion sowie die Entstehung von Randmustern.

Als bedeutendster Faktor stellte sich die Phasensegregation heraus, bei der sich die chemische Materialzusammensetzung des Perowskits verändert. In der Folge bilden sich kreisförmige Domänen mit Durchmessern von wenigen Mikrometern.

Die beiden anderen Phänomene, namentlich die Kupferkorrosion und die Ausbildung spezifischer Randmuster, hängen dagegen in erster Linie mit dem gewählten Zelldesign zusammen. Sie bieten einen direkten Ansatzpunkt für künftige Optimierungen der Modularchitektur.

Laborprüfungen für Perowskit-Solarzellen auf dem Prüfstand

Um die jahrelange Alterung im Zeitraffer zu simulieren, greifen Labore standardmäßig auf künstliche Beschleunigungsverfahren zurück. Typische Betriebstemperaturen liegen hierbei im Bereich von 65 bis 85 Grad Celsius, um die chemischen Prozesse gezielt zu forcieren.

Diese etablierten Methoden bilden die echten, in der Natur stattfindenden Degradationsprozesse jedoch oft nicht fehlerfrei nach. Das Altern unter Leerlaufbedingungen bei veränderten elektrischen Vorspannungen führt zu deutlichen Abweichungen beim räumlichen Ausmaß der Korrosion.

Zudem verursachen die hohen Temperaturen von 65 bis 85 Grad Celsius im Labor einen zusätzlichen Alterungsmechanismus. Dieser tritt im kühleren, realen Außeneinsatz überhaupt nicht auf, wodurch die Testergebnisse im Ergebnis verfälscht werden.

Intensives Licht als verlässlicher Parameter

Einen vielversprechenderen Weg zeigt die Erhöhung der Lichtintensität von einer Sonne auf 2,3 Sonnen im realitätsnahen Zeitraffer-Test. Bei dieser Methode bleibt der räumliche Trend der natürlichen Alterung präzise erhalten, ohne dass künstliche Störeffekte den Prozess verzerren.

Die beschleunigte Lichtalterung fungiert somit als wertvolles Werkzeug für das schnelle Screening neuer Materialien und optimierter Zelldesigns. Auf diese Weise wird die technologische Weiterentwicklung massiv vorangetrieben. Carolin Ulbrich erklärte dazu den aktuellen Forschungsstand:

Wir haben noch nicht die perfekte Lösung für zuverlässige Prognosen der Langzeitstabilität. Aber wir sind einen Schritt weiter, wir wissen nun, dass intensiveres Licht ein Schlüsselparameter für die Beschleunigung von Alterungsprozessen ist.

Obwohl eine perfekte Lösung zur Vorhersage der Stabilität noch aussteht, rückt die weltweite Marktreife schrittweise näher. Das Potenzial für eine zukünftige Solarproduktion „Made in Europe“ ist damit greifbarer geworden.

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Der Beitrag Lithium-Schwefel-Akkus spalten Energiewelt – wo steht Europa? erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Die weltweite Suche nach der nächsten Generation der Energiespeicherung läuft auf Hochtouren. Dabei rücken Lithium-Schwefel-Batterien zunehmend in den Fokus von Forschung und Industrie, da sie immense Energiedichten versprechen. Doch trotz steigender Investitionen steht die Technologie an einer entscheidenden Schnittstelle zwischen Labor und Massenmarkt.

Lithium-Schwefel-Batterien kommen mit drei zentralen Versprechen daher. Erstens wäre da eine signifikant höhere gravimetrische Energiedichte, also mehr Energie bei einem deutlich geringeren Gewicht. Zweitens sollen die Materialkosten im Gegensatz zu klassischen Lithium-Akkus geringer sein. Und drittens ist dadurch die Abhängigkeit von Rohstoffen wie Nickel, Kobalt und Graphit ebenfalls geringer.

Es erscheint nur wenig verwunderlich, dass das kombinierte jährliche Fördervolumen für die Forschung in diesem Sektor in Deutschland und Europa von wenigen Millionen Euro in den 2010er-Jahren auf rund 10,5 Millionen Euro im Jahr 2025 angestiegen ist.

Doch obwohl sich der erfasste Analysezeitraum der geförderten Forschungsprojekte von 2012 bis 2027 erstreckt, bilden öffentlich geförderte Wissenschaft und industrielle Kommerzialisierung bislang weitgehend getrennte Ökosysteme. Das ist das Ergebnis einer Analyse des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung (ISI). Demnach ist ein direkter Transfer in industrielle Prototypen oder Prozesstechnik noch schwach ausgeprägt.

Ergebnisse kommen bisher primär von anderen Kontinenten

Die weltweite Patentlandschaft wird aktuell stark von China und vereinzelten internationalen Akteuren dominiert. Europa tritt im globalen Geschehen rund um das geistige Eigentum bislang nur punktuell in Erscheinung. Generell zeigt die Landschaft ein sehr heterogenes Bild. Denn es zeigt sich ein struktureller Unterschied zwischen fokussierten Start-ups, die die Technologie mit hoher strategischer Konsequenz vorantreiben, und etablierten asiatischen Großherstellern.

Bei Letzteren konkurrieren Lithium-Schwefel-Batterien eher als langfristige Option zu Lithium-Ionen-Akkus. Europa verfügt zwar über wissenschaftliche Kompetenzen bei Materialien, Elektrolyten und Zellkonzepten, schafft es jedoch kaum, diese in eine starke Marktposition oder industrielle Wertschöpfung zu überführen. Stattdessen sind es vor allem agile Pioniere aus Übersee, die das Tempo diktieren.

Das US-Unternehmen Lyten agiert derzeit als klarer industrieller Vorreiter, liefert bereits Zellen für unbemannte Luftfahrzeuge (UAV) aus und baut zügig eine internationale Fertigungsbasis auf. Neben einer geplanten Gigafactory in Nevada mit einer Jahreskapazität von bis zu zehn Gigawattstunden erwarb das Unternehmen europäische Northvolt-Kapazitäten.

Darunter auch eine Fertigung für Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) in Polen mit bis zu sechs Gigawattstunden Kapazität. Die Pilotlinie von Lyten in São José verzeichnet eine Ausbeute von über 90 Prozent, wobei eine Konvertierung bestehender Lithium-Ionen-Linien unter drei Prozent Kapitalaufwand (Capex) erfordert.

Internationale Pioniere und ehrgeizige Roadmaps für Lithium-Schwefel-Batterien

Laut Herstellerangaben sind die eigenen Zellen bis zu 50 Prozent leichter als Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien (NMC) und bis zu 75 Prozent leichter als Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP). Parallel dazu streben weitere Firmen, wie etwa Zeta Energy und Stellantis, eine Kooperation für Elektrofahrzeuge bis etwa 2030 an.

Solidion Technology kommunizierte hingegen für 2025/2026 einen Wert von 380 Wattstunden pro Kilogramm. Der Zielwert liegt hier bei 450 Wattstunden pro Kilogramm sowie das Kostenziel bei unter 65 US-Dollar pro Kilowattstunde.

Das deutsche Start-up Theion GmbH verfolgt bei Lithium-Schwefel-Batterien eine Roadmap in drei Phasen. In der finalen Stufe sieht das Unternehmen 1.000 Wattstunden pro Kilogramm, 1.000 Zyklen bei einer Ladezeit von unter zehn Minuten sowie eine Reduktion von Kosten und Kohlenstoffdioxid-Fußabdruck auf je circa ein Drittel vor.

Sogar etablierte Riesen testen das Feld: SVOLT erprobte bereits 2022 Festkörper-Schwefel-Batterie-Prototypen mit 20 Amperestunden für Elektrofahrzeug-Reichweiten bis circa 1.000 Kilometer und LG Energy Solution demonstrierte im Jahr 2026 eine Schwefelkathode in einer All-Solid-State-Architektur mit rund 1.500 Milliamperestunden pro Gramm im Pouch-Format.

Die technologischen Engpässe und das Marktpotenzial in der Nische

Trotz dieser Kennwerte aus den Laboren darf man eine Sache nicht vergessen. Eine breit verfügbare, für den Automobil-Massenmarkt qualifizierte Zelle ist aktuell nicht erkennbar. Die von den Unternehmen öffentlich kommunizierten technischen Daten sind nur eingeschränkt vergleichbar.

Denn sie beziehen sich oft ungenau auf unterschiedliche Ebenen wie das reine Aktivmaterial, Coin-Cells, Pouch-Cells oder rein strategische Meilensteine. Ein echter Serieneinsatz wird von Fahrzeugherstellern daher eher als mittelfristige Option ab dem Jahr 2030 eingestuft.

Erste und wahrscheinlichste Marktchancen liegen deshalb nicht im Massenmarkt, sondern in gewichtskritischen Spezialnischen. Beispiele sind unbemannte Luftfahrzeuge, der Luft- und Raumfahrt sowie der Verteidigungsindustrie. Der wachsende Verteidigungsmarkt und das verstärkte Streben nach rohstoffärmeren Batterietechnologien sowie technologischer Souveränität könnten hierbei als mächtiger Katalysator dienen.

Die Evolution von der reinen materialwissenschaftlichen Grundlagenforschung (2012–2018) über erste Zellkonzepte (2019–2022) hin zu anwendungsnahen Festkörper-Hybridansätzen und Prozessskalierungen seit 2023 verdeutlicht jedoch, dass die Entwicklung voranschreitet. Auch, wenn der ganz große Durchbruch noch etwas Zeit benötigt.

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Der niederländische Energieversorger Budget Thuis plant den Bau eines Eisen-Luft-Energiespeichers mit einer Kapazität von einer Gigawattstunde. Die Technologie nutzt Eisen, Wasser und Luft, um Strom für bis zu 100 Stunden zu speichern. Dadurch könnten die Kosten für Verbraucher sinken und die Netze stabiler werden. 

Das niederländische Unternehmen Ore Energy hat mit dem Energieversorger Budget Thuis eine weitreichende Vereinbarung getroffen. Gemeinsam wollen sie als Partner, den bislang größten Abnahmevertrag für einen gigantischen Eisen-Luft-Energiespeicher auf dem europäischen Festland umsetzen.

In einer ersten Phase wollen die Projektpartner bis zum Jahr 2028 eine Kapazität von rund 400 Megawattstunden bereitstellen. Das gesamte System basiert auf einer speziellen Architektur in Containern mit einer Länge von jeweils zwölf Metern.

Der größte Eisen-Luft-Energiespeicher Europas

Die Technologie verspricht eine Lösung für ein zentrales Problem der modernen Energieversorgung. Denn: Wenn der Wind nicht weht oder die Sonne nicht scheint, entstehen in den europäischen Stromnetzen oft mehrtägige Lücken bei der Erzeugung von sauberem Strom.

Herkömmliche Kurzzeitbatterien können diese Phasen nicht kosteneffizient überbrücken, da sie Energie meist nur für wenige Stunden verschieben. Die neuen Eisen-Luft-Batterien sollen überschüssigen Windstrom hingegen über mehrere Tage speichern und bei Bedarf wieder abgeben.

Für Verbraucher in den Niederlanden könnte die Entwicklung handfeste Vorteile im Alltag bergen. Das System soll sauberen Strom genau dann einspeisen, wenn die Energie am knappsten und am teuersten ist. Durch diese geplante Verlagerung könnte sich das Risiko durch volatile Großhandelsmärkte für Strom und Gas verringern lassen. Dadurch reduziert sich zudem die Abhängigkeit von gasbefeuerten Reservekraftwerken im Netz. Annemarie Buitelaar, Geschäftsführerin von Budget Thuis, dazu:

Die Versorgung unserer Kunden mit erschwinglicher, zuverlässiger Energie steht im Mittelpunkt unseres Handelns, und die mehrtägige Speicherung bietet uns die Möglichkeit, sauberen Strom dann zu speichern, wenn er reichlich vorhanden ist, und ihn dann abzugeben, wenn er am wertvollsten ist.

Kein Lithium und kein Kobalt: Warum Eisen der bessere Speicher-Rohstoff ist

Das Unternehmen, das zur Nuts Groep gehört, versorgt mehr als eine Million Kunden im Land mit Energie und weiteren Dienstleistungen. Die mehrtägige Speicherung biete die Chance, Kunden langfristig Zugang zu sauberem und besser planbarem Strom zu ermöglichen. Außerdem gehe es darum, das Risiko durch schwankende Preise für fossile Brennstoffe zu verringern.

Ein wesentlicher Vorteil der neuen Speichertechnologie liegt in den verwendeten Materialien. Da die Anlagen ausschließlich Eisen, Wasser und Luft benötigen, braucht es keine kritischen Rohstoffe wie Lithium oder Kobalt. Die Systeme seien von Natur aus unbrennbar und sollen sich über eine rein europäische Lieferkette herstellen lassen. Dies stärke die europäische Energiesouveränität und verringere die Abhängigkeit von importierten kritischen Rohstoffen.

Die Funktionsfähigkeit der Technologie wurde bereits unter realen Bedingungen in ersten Projekten nachgewiesen. Der Abschluss eines netzgekoppelten Pilotprojekts in Frankreich wurde im Februar 2026 bekannt gegeben. Von August bis November 2025 zeigte eine Testanlage bereits, dass sie Energie vier Tage lang speichern kann. Zuvor wurde bereits eine ähnliche Anlage in der niederländischen Stadt Delft erfolgreich in das bestehende Netz integriert.

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Durch Solarenergie konnten in den vergangenen 20 Jahren gigantische Mengen an Treibhausgasen eingespart werden. Solarstrom schützt aber nicht nur das Klima, sondern auch den Staatshaushalt. Allein zwischen 2020 und 2025 hat Photovoltaik Deutschland laut Umweltbundesamt Importkosten von 20 Milliarden Euro erspart und Klimafolgeschäden von bis zu 250 Milliarden Euro abgewendet.

Laut offiziellen Daten des Umweltbundesamtes wurden durch die intensive Nutzung von Solarstrom in Deutschland in den vergangenen 20 Jahren rund 500 Millionen Tonnen Netto-Treibhausgase vermieden. Diese enorme Summe verdeutlicht den langfristigen Hebel, den die Solarenergie für den Klimaschutz offenbart.

Besonders bemerkenswert erscheint die Beschleunigung beim Ausbau in der jüngsten Vergangenheit. Mehr als die Hälfte dieser gesamten Emissionsminderung, rund 270 Millionen Tonnen Treibhausgase, entfiel auf den kurzen Zeitraum von 2020 bis 2025. Die Effizienz der Klimaschutzmaßnahmen hat sich also massiv erhöht. Denn in den vergangenen fünf Jahren konnten mehr Emissionen eingespart werden als in den 15 Jahren davor zusammen.

250 Milliarden Euro vermiedene Klimaschäden: So rechnet sich Solarstrom

Der beschleunigte Solar-Ausbau sorgt zudem nicht nur für weniger Luftverschmutzung, sondern schützt auch die Staatskassen vor unkontrollierbaren Folgekosten. Zwischen 2020 und 2025 wurden durch die Verdrängung fossiler Energieträger internationale Importe im Wert von rund 20 Milliarden Euro eingespart. Außerdem hat die Solarenergie laut Umweltbundesamt im selben Zeitraum volkswirtschaftliche Klimaschadenskosten von bis zu 250 Milliarden Euro abgewandt. Das sichert die ökonomische Handlungsfähigkeit künftiger Generationen.

Der Hintergrund: Rund sechs Millionen installierte Solaranlagen haben 2020 bis 2025 knapp 390 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugt. Diese enorme Menge entlastet das deutsche Stromnetz primär dadurch, dass sie die Verbrennung in kohlendioxidintensiven Erdgas- und Steinkohlekraftwerken und damit teure fossile Spitzenlasten verdrängt.

Rekordwerte beim Solar-Ausbau im Jahr 2025

Das Jahr 2025 markiert in dieser Entwicklung einen historischen Meilenstein für die erneuerbare Infrastruktur. Die Stromeinspeisung aus Photovoltaik verzeichnete ein deutliches Wachstum von 17,4 Prozent im Vergleich zum Vorjahr und erreichte 70,1 Milliarden Kilowattstunden.

Laut den offiziellen Statistiken des Umweltbundesamtes belief sich die Bruttostromerzeugung sogar auf insgesamt 91.591 Gigawattstunden, wodurch allein in diesem Jahr exakt 62.718.000 Tonnen CO2-Äquivalente an Treibhausgasen vermieden werden konnten. Die gesamte installierte elektrische Leistung wuchs parallel auf 119.953 Megawatt an, was den anhaltenden Trend zu massiven Kapazitätserweiterungen auf fast 120 Gigawatt widerspiegelt.

Trotz Milliardeneinsparungen: Wo die Energiewende an ihre Grenzen stößt

Trotz dieser beispiellosen Erfolge klafft in der Realität der Energiepolitik weiterhin eine deutliche Lücke zwischen Anspruch und Wirklichkeit. Während der Anteil erneuerbarer Energien an der ins Netz eingespeisten Strommenge im Jahr 2025 stolze 58,6 Prozent betrug, steuerten konventionelle Energieträger immer noch 41,4 Prozent bei, was 181,3 Milliarden Kilowattstunden entspricht.

Die Energiewende stagniert damit auf einem hohen Niveau, da die Strommenge aus erneuerbaren Quellen im Jahresvergleich nahezu unverändert blieb, während konventionelle Energieträger um 3,6 Prozent zulegten. Die Photovoltaik-Branche agiert folglich in einem volatilen Marktumfeld, das stark von den wechselnden Signalen zwischen Investitionsboom und regulatorischen Bremsen betroffen ist.

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