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Herkömmliche schwimmende Solaranlagen nutzen meist Stahl- oder HDPE-Strukturen: Ein neues Projekt zeigt, wie Systeme aus Bambus die maritimen Umweltauswirkungen im Vergleich zu herkömmlichen Strukturen reduzieren können.

Blicken wir auf die nachhaltige Energieerzeugung, dann spielt die Solarenergie eine große Rolle. Doch herkömmliche Trägerstrukturen basieren typischerweise auf Stahl oder HDPE (Kunststoff). Das CIMC Ocean Engineering Institute zeigte kürzlich zusammen mit der China Forestry Group Corporation und der Beijing Forestry University, wie es anders gehen kann.

Aus der Zusammenarbeit ist ein erster Prototyp mit dem Namen Jilin No. 1 herausgekommen. Dieser wies bereits eine Leistung von zehn Kilowatt auf. Die Nachfolgevariante Jilin No. 2 erreichte nach Fertigstellung am 24. Juli 2026 eine Leistung von 100 Kilowatt. Das Besondere an den Prototypen ist, dass sie auf Bambus als Trägermaterial basieren und dadurch deutlich nachhaltiger sein sollen.

Schwimmende Solaranlagen setzen auf Bambus anstatt auf Stahl oder Plastik

Zum Einsatz kommen Bambus-Wickelrohre, die bereits in der dritten Generation existieren und ein sogenanntes Meer-Bambus-Rohr. Dabei handelt es sich um einen vorgespannten, faserverstärkten Holz-Bambus-Verbundstoff. Der Vorteil von Bambus liegt im Vergleich zu Stahl auf der Hand: Er ist stabil, leicht und korrosionsbeständig.

Außerdem zeigt das System gerade in einem Gebiet die eigenen Stärken: auf dem Wasser. Denn schwimmende Solaranlagen auf Stahl- oder HDPE-Trägern können das maritime Ökosystem belasten.

Weltweiter Standard angestrebt

Das Pilotprojekt in der Provinz Shandong soll grünen Strom für ein Demonstrationsprojekt zur Generierung von Wasserstoff, Ammoniak und Methanol liefern. Die Projektbeteiligten wollen zudem einen weiteren Prototyp bauen. Dieser soll eines Tages im Megawatt-Bereich liegen.

Ziel ist es auch, einen Standard zu schaffen, um künftig weltweit grüne maritime Werkstoffe zu nutzen. Es besteht also das Potenzial, dass wir in einer nicht allzu fernen Zukunft vielleicht auch hierzulande ähnliche Systeme im Praxiseinsatz sehen könnten.

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Ein neuer Solarthermie-Kollektor des ETH-Maschinenbauingenieurs Luca Thommen wandelt Sonnenlicht direkt in nutzbare Industriewärme um. Das System soll endlich Nachhaltigkeit in die Branche bringen und die Abhängigkeit von Erdgas reduzieren. 

Künftig dürfte es immer wichtiger werden, den hohen Wärmebedarf der Industrie durch nachhaltige Alternativen zu decken. Gerade die Industrie hat bei der Herstellung von Rohstoffen oder Produkten einen besonders hohen Bedarf. Doch bisher decken solche Betriebe häufig ihren Prozesswärmebedarf über die Verbrennung von Erdgas, da nachhaltige Optionen fehlen. Das könnte sich bald ändern.

Der ETH-Maschinenbauingenieur Luca Thommen entwickelte im Rahmen seiner Masterarbeit bei Professor Aldo Steinfeld den Solarthermie-Kollektor „SolarHeat“. Dieser birgt einen entscheidenden Vorteil, denn er wandelt Sonnenlicht direkt in nutzbare Wärme um.

Solarthermie-Kollektor besteht aus fünf Schichten und günstigen Dämmstoffen

Die Umwandlung erfolgt, indem Reflektoren die Strahlung auf eine Absorberplatte lenken. In der Folge entsteht Hitze, die ein darauf befindliches Medium (etwa Luft oder Wasser) aufheizt. Der Kollektor besteht aus fünf verschiedenen Schichten: einer Deckschicht, einer optischen Schicht, der Absorptionsschicht, einer Wärmeübertragungsschicht und der Rückseite.

Das Konzept setzt auf günstige Dämmstoffe und soll daher auch beim Preis konkurrenzfähig sein. Metall verbaute Thommen hingegen nur an wirklich notwendigen Stellen. In einem ersten Versuch auf dem ETH-Dach erreichte das System die gewünschten Temperaturen für Anwendungsbereiche von bis zu etwa 150 Grad Celsius.

Innovationen für Industriewärme scheitern oft

Langfristig soll durch den SolarHeat ein direktes Einsparpotenzial bei fossilen Energieträgern in der Industrie entstehen. Das könnte die CO2-Emissionen und die Abhängigkeit von schwankenden Energiepreisen reduzieren. Erste mögliche Branchen sind laut der Veröffentlichung die Milchverarbeitung, Koch- und Reinigungsprozesse in der Lebensmittelindustrie oder die Destillation in der Pharma- und Chemiebranche.

Das Projekt zeigt, dass gerade in diesem Bereich auch echte Innovationen entstehen können. Bisher sind nachhaltige Lösungen für den mittleren Temperaturbereich häufig an mangelnder Wirtschaftlichkeit gescheitert. Jetzt hängt die industrielle Adaption maßgeblich davon ab, ob die angestrebte Kostenreduktion gelingt und ein marktfähiges Produkt entwickelt werden kann. Thommen formuliert es kurz und prägnant: „Am Anfang steht die Technik. Aber am Ende entscheidet der Markt.“

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Ein neuer Batteriespeicherverbund soll ab sofort für mehr Netzstabilität sorgen. Der Versorger Münch Energie will bis zu 250.000 Haushalte auch dann mit Ökostrom beliefern, wenn die Sonne mal nicht scheint oder Windstille herrscht. 

Um die zur Verfügung stehende Wind- und Solarenergie so effektiv wie möglich zu nutzen, benötigt es innovative und leistungsfähige Batteriespeicher. Denn während zur Mittagszeit zu viel Energie aus der Sonne kommt, geht das Netz nach Sonnenuntergang schnell in die Unterversorgung. Bei Windstille zeichnet sich ein ähnliches Phänomen ab.

Damit wir auch dann nachhaltigen Strom nutzen können, eröffnete Münch Energie kürzlich den größten Batteriespeicherverbund Deutschlands. Das System steht in Leuna/Krumpa (Sachsen-Anhalt) und verspricht eine Leistung von 250 Megawatt.

Das reicht aus, um etwa 250.000 Haushalte fortlaufend mit Energie zu versorgen. Die Speicherkapazität soll derzeit bei 500 Megawattstunden liegen, mit einem geplanten Ausbau auf 800 Megawattstunden bis Ende 2026.

Batteriespeicherverbund besteht aus fünf zusammengeschalteten Teilanlagen

Der Bau der Anlage dauerte laut Projektangaben ungefähr sechs Monate und kam ohne staatliche Förderung aus. Der größte Batteriespeicher Deutschlands besteht aus fünf Teilanlagen, die über zugehörige Umspannwerke miteinander verbunden sind. Somit kann ab sofort überschüssige Wind- und Solarenergie aus dem privaten und öffentlichen Netz aufgenommen und gespeichert werden.

Mit solchen Bauprojekten möchten Versorger künftig die Abhängigkeit von Stromimporten aus Drittstaaten reduzieren. Denn steht einmal nicht genügend Elektrizität zur Verfügung, muss diese zum Marktpreis aus dem Ausland bezogen werden. Und gerade nachts fällt nicht nur das Angebot in Deutschland knapper aus.

Erzeugungsspitzen kein Problem mehr?

Unternehmen wie Münch Energie verschaffen sich also deutlich mehr Flexibilität, um Erzeugungsspitzen auszugleichen und zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen. Das könnte auch weitere Vorteile schaffen, wie etwa die Schaffung von Arbeitsplätzen in der Branche. Außerdem bleibt Deutschland langfristig autark beim Energiemanagement.

Mario Münch, Gründer und Inhaber der Münch Gruppe dazu:

Über die Zukunft einer Region entscheidet heute ihre Energieinfrastruktur. Wo Strom günstig, sicher und grün ist, dorthin gehen die Investitionen. […] Wir bringen Erzeugung, Netze und Speicher mit, die Region bringt ihre Flächen, ihre Menschen und ihren Willen ein.

Damit könnte die deutsche Energieversorgung einen wichtigen und richtigen Schritt in eine nachhaltige Zukunft gehen.

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Der Einsatz von elektrischen Öfen und die CO2-Abscheidung könnten bald dafür sorgen, dass Zement klimaneutral wird. Damit ließen sich theoretisch bis zu fünf Prozent der globalen CO2-Emissionen reduzieren.

Durch den fortschreitenden Klimawandel wird es immer wichtiger, Emissionen vorsorglich einzusparen. Doch jeder Sektor trägt unterschiedlich stark zur Erderwärmung bei und birgt unterschiedliche Herausforderungen. Ein Beispiel ist die Zementindustrie. Diese verursacht etwa fünf bis acht Prozent der weltweit entstehenden CO2-Emissionen.

Ein Forscherteam der ETH Zürich untersuchte kürzlich die dahinterstehenden Daten des Partnerunternehmens Heirloom Carbon Technologies. Dabei fiel auf, dass bei der weltweiten Produktion von rund vier Milliarden Tonnen Zement pro Jahr ein enormes Reduktionspotenzial liegt. Und zwar um bis zu 78 Prozent bis in das Jahr 2050. Möglich machen sollen es verschiedene Ansätze.

Direct Air Capture und Elektroöfen sollen Zement klimaneutral machen

Dahinter steckt laut der Untersuchung etwa die Kopplung von Direct Air Capture (DAC) auf Kalzium-Looping-Basis mit der Zementproduktion. Denn Zementwerke und solche DAC-Anlagen nutzen die gleichen chemischen Kalziumbindungen (Kalkstein) und denselben Prozess der Kalzinierung.

Ein weiterer Baustein soll die Nutzung von strombetriebenen Kalzinieröfen anstatt der Verwendung fossiler Brennstoffe bei der Herstellung sein. Auf diesem Weg reduzieren sich die allgemeinen Verbrennungsemissionen und es entsteht rein abgeschiedenes CO2.

Der Prozess funktioniert laut Angaben wie folgt: Gelöschter Kalk bindet Kohlenstoffdioxid aus der Luft. Anschließend wird die Verbindung so aufbereitet, dass sie erneut als Kalkstein in die Zementherstellung einfließen kann. Gleichzeitig filtern DAC-Anlagen CO2 aus der Atmosphäre, verdichten es und speichern es dauerhaft in unterirdischen Lagerstätten.

Wirtschaftlichkeit des Verfahrens noch nicht bewiesen

Die Studie bildet erstmals das Entstehen von CO2 über den gesamten Lebenszyklus der Herstellung ab. Durch die Integration in bestehende Verfahren und Lieferketten versprechen sich die Forscher eine hohe Skalierbarkeit des Ansatzes. Sie sprechen außerdem davon, dass sich die Bilanz durch Nutzung von erneuerbarer Energie weiter optimieren ließe. Vittoria Bolongaro, die Erstautorin der Untersuchung, dazu: 

Aus einer Klimaperspektive ist die Kombination von DAC und Zementproduktion sehr vielversprechend. Wir konnten zeigen, dass die Klimabilanz der Technologie netto negativ ist, also dass kommerzielle Kalzium-Looping DAC Anlagen mit CO2-Speicherung mehr CO2 entfernen, als sie über ihren gesamten Lebensweg verursachen

Trotzdem gibt es auch Schattenseiten. So ist die Abtrennung von CO2 weiterhin sehr energieintensiv und stellt somit den größten Anteil am ökologischen Fußabdruck dar. Weiterhin ist bisher nicht ganz klar, wann Elektro-Kalzinieröfen den neuen Standard in der Herstellung darstellen können und wie wirtschaftlich das System ist. Zudem setzt die Untersuchung eine fast vollständige Dekarbonisierung des globalen Stromnetzes bis 2050 voraus.

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Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Stanford University haben ein hybrides Energiesystem entwickelt, das Strom erzeugt, Wärme liefert und gleichzeitig kühlt. Es kombiniert Solarzellen mit Solarthermie und Klimaanlagen. Die Technologie könnte künftig den enormen Kühl- und Strombedarf von KI-Rechenzentren bedienen.

Durch den Klimawandel dürften die Verhältnisse auch in unseren Breitengraden künftig etwas ungemütlicher werden. Heißere Sommer und mildere Winter sind dann eine mögliche Konsequenz. Doch wie passen wir uns an diese veränderten Verhältnisse optimal an? Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Stanford University haben dafür eine Idee entwickelt.

Herausgekommen ist ein hybrides Energiesystem, das die Vorteile von Photovoltaik, Solarthermie und passiver Strahlungskühlung in einem Modul abbilden soll. In Freilandversuchen erreichte der Prototyp gleichzeitig eine Kühlung von bis zu 6,5 Grad Celsius unter Umgebungstemperatur, eine elektrische Leistungsdichte von 60,6 Watt pro Quadratmeter und Temperaturen von bis zu 110,8 Grad Celsius für das Heizen.

Hybrides Energiesystem isoliert Wärme und Kälte voneinander

Kernstück des Systems ist eine transparente Schicht aus Siliziumdioxidplatten, die mit einem Silikonpolymer beschichtet ist. Laut den Forschern lässt diese das Licht fast vollständig durch und bündelt es anschließend mithilfe einer Fresnel-Linse. Diese trennt die heißen und kalten Bereiche physikalisch voneinander, sodass sie unabhängig voneinander genutzt werden können.

Der leitende Forscher Dr. Gan Huang bringt es auf den Punkt:

Die Sonne ist nicht die einzige Energiequelle am Himmel. Auch die Kälte des Weltraums ist eine erneuerbare Ressource. Wenn wir lernen, die heiße Sonne und die Kälte des Weltalls gemeinsam zu nutzen, können wir eine neue Generation von Energiesystemen erschließen.

Bei der Forschung handelt es sich um eine Weiterentwicklung der passiv-kühlenden und lichtdurchlässigen Baumaterialien des KIT, die um aktive Solarenergie-Komponenten erweitert wurden.

Die All-in-One-Lösung für KI-Rechenzentren?

Der Vorteil der vorgestellten Lösung soll die Flächeneffizienz sein. Bisher stehen einzelne Anlagen in Konkurrenz, wenn es um den begrenzten Platz auf Dächern und Fassaden geht. Das neue System vereint beide Welten in einer kompakten Bauweise. Außerdem ist das Potenzial für die Nutzung in KI-Rechenzentren enorm, da gerade hier ein hoher Strom- und Kühlbedarf besteht.

Trotzdem steht die Technologie auch vor Herausforderungen. Die größten Schwierigkeiten liegen laut den Angaben darin, die gegensätzlichen heißen und kühlen Bereiche zu isolieren. Zudem ist das System noch in der Prototyp-Phase und benötigt weitere Optimierungen. Vielleicht bauen wir dadurch aber bald ökologisch sinnvoller und angepasster für die Welt von morgen.

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Der Beitrag Wasserstoff aus Bioabfall: Neues Verfahren mit fast 100 Prozent Ausbeute erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Forschern ist es mithilfe eines neuen Verfahrens gelungen, äußerst effizient Wasserstoff aus Ameisensäure herzustellen. Durch jährlich anfallende Bioabfälle in einer Größenordnung von mehreren Millionen Tonnen erscheint das daraus entstehende Potenzial enorm.

Neben der Wind- und Solarkraft hat sich Wasserstoff zu einer wichtigen Säule der Energieversorgung entwickelt. Doch häufig ist die Produktion weiterhin ein Problem. Produzieren wir etwa Wasserstoff mit Kohlestrom, so verschieben sich die Emissionen nur weiter nach vorn in den Lebenszyklus. Forscher des Leibniz-Instituts für Katalyse e.V. (LIKAT) haben in Kooperation mit dem bayerischen KMU OxFA jetzt aber eine mögliche Lösung vorstellt.

Es geht um ein neuartiges Katalysatorsystem, das die Freisetzung von Wasserstoff aus biobasierter Ameisensäure ermöglicht. Als Basis dienen verholzte oder feuchte Reststoffe, vergorene Biomasse oder Abfälle aus der Industrie. Laut Daten des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) fällt allein in Deutschland Biomasse in einer Größenordnung von rund 31 Millionen Tonnen Trockensubstanz pro Jahr an.

Fast 100 % Ausbeute bei Umwandlung von Ameisensäure in Wasserstoff

In einer Pilotanlage im OxFA-Technikum lief das System über 820 Stunden stabil. Dabei entstanden etwa 30 Kubikmeter Wasserstoff im kontinuierlichen Betrieb. Das entspricht in etwa dem, was ein modernes Wasserstoffauto über 250 Kilometer verbraucht. Das System soll mit Ameisensäure mit einem Wassergehalt von fünf bis 99 Prozent funktionieren. Die Reaktion erfolge bei etwa 65 Grad Celsius. Henrik Junge, unter dessen Leitung am LIKAT in Rostock das System entwickelt wurde, dazu:

Unser Katalysator zeigt zwar eine leicht geringere Aktivität als andere bekannte Systeme, jedoch können unterschiedlichste Wassergehalte in der biogenen Ameisensäure problemlos verwendet werden – Dr. Henrik Junge, leitender Forscher des Projekts

Der Katalysator selbst besteht aus einem speziellen Helferstoff (Ruthenium-Komplex mit Amin-Additiv) und zeige während der chemischen Reaktion eine besonders hohe Effizienz. Denn fast 100 Prozent der Wasserstoffatome sollen aus der Ameisensäure abgespaltet worden sein. Ein weiterer Vorteil liegt laut den Forschern in der nicht notwendigen Reinigung. Denn das vorhandene Wasser muss vor der Reaktion nicht erst energieintensiv herausgefiltert werden.

Ameisensäure dient als Speichersystem für den Transport

Im Resultat entsteht also eine Option, durch die sich künftig vielleicht relativ energiesparsam Wasserstoff herstellen ließe. Die Ameisensäure dient dabei nicht nur als Ausgangsstoff, sondern auch als Mittel, um Wasserstoff zu lagern und zu transportieren. Durch die angepriesene Reaktion bei 65 Grad Celsius wäre ein Einsatz in klassischen Niedertemperatur-Brennstoffzellen kein Problem.

Trotzdem gibt es noch Herausforderungen. So weist der neue Katalysator eine geringere Reaktionsgeschwindigkeit als bekannte chemische Systeme auf. Außerdem sammelt sich kontinuierlich Wasser in dem System an, das mittelfristig entfernt werden muss, ohne dabei den Katalysator zu verlieren.

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Der Beitrag Handreinigung ade: Nanobeschichtung steigert Solar-Ertrag um bis zu 32 Prozent erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Schmutzige Solarmodule verlieren spürbar an Leistung, regelmäßiges Putzen ist aber aufwendig und teuer. Eine aktuelle Studie zeigt jetzt: Eine hauchdünne Nanobeschichtung steigert den Stromertrag um bis zu 32 Prozent und übertrifft damit sogar die tägliche Handreinigung.  

Die Rekordtemperaturen im Sommer 2026 zeigen, dass wir in vielen Bereichen nachhaltiger denken müssen. Doch es gibt auch gute Nachrichten. Denn hierzulande erzeugen wir immer mehr Energie über nachhaltige Energieträger. So stammten etwa 16,9 Prozent der Stromversorgung im Jahr 2025 aus der Solarenergie.

Andererseits birgt die Technologie aber auch einige Herausforderungen. Denn wenn Solarpanels einmal schmutzig sind, sinkt ihre Leistung rapide. Eine neue Untersuchung von C. Ayyanar und R.V. Sabariraj zeigt aber, dass eine einfache Nanobeschichtung dieses Problem relativ einfach lösen kann.

So schnitt die Solar-Beschichtung im Test ab

Die Forscher testeten über 45 Tage hinweg drei 165-Watt-Solarmodule unter freiem Himmel. Eines war mit einer üblichen Schmutzschicht bedeckt, ein weiteres wurde per Hand gereinigt und das dritte erhielt die bereits erwähnte Nanobeschichtung. Ergebnis: Das beschichtete Panel lieferte 16 Prozent mehr elektrische Leistung als das ungereinigte Modul.

Doch damit nicht genug. Denn die Nanobeschichtung entspiegelte auch das Modul, was die Ausgangsleistung um bis zu 31,76 Prozent erhöht haben soll. Auch im Vergleich zum per Hand gereinigten Solarpanel erzielte die beschichtete Variante einen bis zu sieben Prozent höheren Stromertrag.

Ein Grund liegt darin, dass die Nanobeschichtung die Temperatur des Moduls um circa zwölf Prozent (Staubmodul), respektive sieben Prozent (Handreinigung) senkte. Außerdem gleiten Wasser und Schmutz durch den Perleffekt sofort ab, sodass Module automatisch sauberer bleiben.

Wie aufwendig ist die Nanobeschichtung in der Praxis?

Der Materialaufwand ist den Forschern zufolge relativ gering. Für einen Quadratmeter Fläche benötigten sie nach eigenen Angaben lediglich fünf bis zehn Milliliter an Flüssigkeit. Die aufgetragene Nanobeschichtung ist nur 1,5 bis zwei Mikrometer dick.

Solaranlagen-Betreiber sollen schon rund 60 Minuten nach dem Auftragen vom vollen Effekt profitieren. Da die Beschichtung eine Lebensdauer von circa drei Jahren aufweist, ist bei einer Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren pro Modul achtmal eine Auffrischung notwendig.

Es gibt aber auch kleinere Nachteile. Bevor eine neue Beschichtung aufgetragen werden kann, muss die alte Schicht zunächst entfernt werden. Zusätzlich sorgt der Ansatz für eine leichte optische Veränderung der Module. Denn es entsteht eine leichte Rauheit, die einen regenbogenartigen Schimmer zur Folge hat. Das Ganze soll aber keine Auswirkungen auf die Funktionsweise haben.

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Der Beitrag Im Schwarm: Mini-Turbinen sollen Gezeitenenergie endlich nutzbar machen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Strom aus Gezeitenströmungen gilt als eine der zuverlässigsten erneuerbaren Energiequellen. Bisher scheiterte die Technologie aber oft an hohen Kosten und einer aufwendigen Infrastruktur. Das US-Start-up Sitkana will das mit modularen Mini-Turbinen, die im Schwarm arbeiten, ändern. Im Atlantik finden bereits Tests unter realen Bedingungen statt.

Wie aus einer Pressemeldung hervorgeht, geht das Unternehmen Sitkana aus Alaska den nächsten Schritt bei der Erzeugung von Gezeitenenergie. Gemeinsam mit dem Testnetzwerk Marine Renewable Energy Collaborative erprobt das Clean-Tech-Start-up an der Bourne Tidal Test Site im Cape Cod Canal im US-Bundesstaat Massachusetts ein neues Prototyp-System.

Das Prinzip: Statt einzelner riesiger Anlagen setzt die Firma auf kleinere, modulare Mini-Gezeitenturbinen. Der Vorteil sei, dass ein flexibler Zusammenschluss wie bei Bausteinen möglich ist. Laut offiziellen Angaben benötigt diese Bauweise für die Skalierung weder eine großflächige Infrastruktur noch spezialisierte Installationsgeräte.

Warum Mini-Gezeitenturbinen günstiger sind als Großanlagen

Im laufenden Testbetrieb unter realen Meeresbedingungen liegt der Fokus unter anderem auf der Sammlung von präzisen Daten zur tatsächlichen Stromerzeugung. Gleichzeitig untersuchen Fachleute die Zuverlässigkeit, die Haltbarkeit der Materialien und die ökologischen Auswirkungen auf die maritime Umwelt. Lance McMullan, Gründer und CEO des Entwicklerunternehmens Sitkana, dazu:

Unser Ziel ist es, den Bau, den Einsatz und die Wartung von Meeresenergieanlagen in abgelegenen Gebieten zu vereinfachen. BTTS ist einer der wenigen Orte, an denen wir unser gesamtes System an einem einzigen Standort testen können. Über die Messung der Leistungsfähigkeit hinaus können wir den Betrieb in einer realen Meeresumgebung beobachten und die Wechselwirkungen mit der Tierwelt besser verstehen. Diese Tests sind entscheidend für unseren Weg hin zu kommerziellen Einsätzen.

Neben dem eigentlichen Turbinentest wurde laut Meldung auch der Teststandort selbst technisch aufgerüstet. Das Areal am Cape Cod Canal bietet die Voraussetzungen, um in Zukunft auch netzgekoppelte Anlagen unter realistischen Bedingungen zu prüfen. Damit soll es künftig einfacher sein, die Meeresenergie direkt in bestehende Elektrizitätsnetze einzuspeisen.

Bald auch Gezeitenturbinen in der Elbe und Weser?

Trotz der vielversprechenden Ansätze stehen der Technologie noch technische und ökologische Herausforderungen bevor. Experten bewerten erst noch die Leistung, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der Anlage in starken Strömungen unter realen Bedingungen. Zudem soll der Testbetrieb dazu dienen, die Wechselwirkungen der Turbinen mit der maritimen Tierwelt besser zu verstehen.

Grundsätzlich lässt sich das modulare Konzept auch auf europäische Gewässer übertragen. In Deutschland ist das Potenzial für klassische Gezeitenkraftwerke aufgrund der flachen Topografie aber begrenzt.

Doch modulare Strömungsturbinen könnten in engen Fahrwassern oder Flussmündungen wie an der Elbe und Weser theoretisch Anwendung finden. Die Entwicklung zeigt, dass die dezentrale Meeresenergie ein Baustein für einen verlässlichen und grundlastfähigen Energiemix sein kann.

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Der Beitrag Diese Solaranlage folgt der Sonne – und klappt bei Unwetter zusammen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Klassische Solaranlagen verlieren bei ungünstigem Wetter und in den Randzeiten des Tages wertvolle Energie. Forscher aus Graz verringern mittels FLAPTrack diese Verluste und schützen Bauteile vor schweren Schäden. Das neue System richtet sich flexibel nach dem Sonnenstand aus und klappt bei Unwettern automatisch zusammen.

Ein Forscherteam um Armin Buchroithner und Thomas Neubauer vom Institut für Elektrische Messtechnik und Sensorik der Technischen Universität Graz hat eine bewegliche Photovoltaik-Anlage entwickelt. Eine Arbeitsgruppe testet das Konzept an einer Demonstrationsanlage mit 1,8 Kilowatt-Peak-Leistung auf einem Bürogebäude am Campus Inffeldgasse.

Die ersten Messdaten zeigen einen deutlichen Ertragssprung gegenüber konventionellen Solarmodulen. Im Durchschnitt erzielt die Anlage den Forschern zufolge einen knapp 40 Prozent höheren Stromertrag im Vergleich zu fest installierten PV-Modulen. An einzelnen Tagen stieg die Stromausbeute sogar um bis zu 56 Prozent.

FLAPTrack verdoppelt Stromerzeugung von Solaranlagen

Das System trägt den Namen FLAPTrack, eine Abkürzung für „Face-to-Face Lay-Down Anti-Degradation Protection“. Die Anlage richtet die PV-Module dabei sowohl horizontal als auch vertikal kontinuierlich zum Stand der Sonne aus. Zwei Achsen sorgen dafür, dass die Solarmodule dem genauen Verlauf der Sonne folgen.

Ein linearer Aktuator übernimmt eine entscheidende Doppelfunktion. Der spezielle Stellmotor steuert im Normalbetrieb die Ausrichtung der Panels und fährt die Anlage bei Unwetter in eine Schutzposition. Armin Buchroithner betonte die finanziellen Vorteile der Konstruktion:

Durch diese Doppelfunktion sparen wir Installations- und Betriebskosten, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit verbessert. Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit des Systems ist aber die zusätzliche Stromausbeute in den Tagesrandzeiten: Morgens und abends, wenn der allgemeine Stromverbrauch besonders hoch ist, liefert FLAPTrack durch das optimale Sonnenstand-Tracking mehr als doppelt so viel Strom wie traditionelle PV-Anlagen, was auch zur Netzentlastung beiträgt.

Autonomer Schutz vor Hagel und Schnee

Der Klimawandel erhöht das Risiko für schwere Unwetter mit starkem Hagel. Dabei können Kompressionen der Silizium-Wafer von Solaranlagen durch Hageleinschlag sogenannte Hotspots verursachen. Durch den daraus resultierenden erhöhten Innenwiderstand reduziert sich der Wirkungsgrad des gesamten Moduls.

FLAPTrack begegnet dieser Gefahr mit einem autonomen Schutzsystem. Gekoppelt an lokale Wetterstationen und regionale Vorhersagemodelle, legt sich die Anlage bei drohendem Unwetter flach am Boden ab.

Im zusammengeklappten Zustand lassen sich die Modulrückseiten mit einem günstigen Hagelnetz vor Einschlägen schützen. Während der kalten Jahreszeit hält der Mechanismus die Oberflächen frei von Schnee, wodurch starke Wirkungsgradeinbußen vermieden werden. Integrierte Sensoren messen fortlaufend Ertrag, Windkräfte und Verschleiß, um das System schrittweise zu optimieren.

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Der Beitrag Klamotten mit QR-Code: Berliner Firma will Fast Fashion umkrempeln erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

In der Serie „Start-up-Check!“ nehmen wir regelmäßig die Geschäftsmodelle von Start-ups unter die Lupe. Was steckt hinter dem Unternehmen? Was macht das Start-up so besonders und was gibt es zu kritisieren? Heute: circular.fashion.

Start-ups: Das klingt nach Erfindergeist, Zukunftstechnologien, neuen Märkten. Doch in der Realität erweisen sich viele der Neugründungen leider oft als eine Mischung aus einer E-Commerce-Idee, planlosen Gründern und wackeligen Zukunftsaussichten.

Dabei gibt es sie durchaus: die Vordenker, die an den großen Problemen tüfteln und Geschäftsmodelle revolutionieren. Sie zu finden und vorzustellen, ist die Aufgabe des Formats „Start-up-Check“. Heute: circular.fashion, ein Berliner DeepTech-Start-up.

Was steckt hinter circular.fashion?

• Branche: Fashion Tech / CleanTech / Circular Economy
• Gründer: Ina Budde (CEO) und Mario Malzacher
• Gründungsjahr: 2017
• Geschäftsmodell: B2B-Software-Plattform, die Materiallieferanten, Modemarken, Konsumenten, Sortierer und Recycler vernetzt
• Ziel: Vollständig zirkuläre Textilindustrie durch digitale Produktpässe, Designstandards und Recycling-Infrastruktur

Von den jährlich weltweit produzierten 100 Milliarden Kleidungsstücken wird laut Zahlen des EU-Parlaments nur ein Prozent hochwertig recycelt – Faser zu Faser, ohne Qualitätsverlust. Zwölf Prozent werden downgecycelt, also zu minderwertigeren Produkten verarbeitet.

Der Großteil landet auf Deponien, wird verbrannt oder in Entwicklungsländer exportiert. Die Textilindustrie ist für zehn Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich – mehr als die internationale Luft- und Seeschifffahrt zusammen.

All diese Zahlen sind erschreckend und belegen die nahezu exzessive und nicht nachhaltige Ressourcenverschwendung der Modeindustrie. Das Berliner Start-up circular.fashion will dieses Ungleichgewicht beenden.

Mit einer digitalen Plattform, die alle Akteure der Wertschöpfungskette verbindet, schafft das Unternehmen die Voraussetzung für echtes Faser-zu-Faser-Recycling. Das Versprechen: Die Produkte von heute werden die Ressourcen von morgen.

circular.fashion: Von der Designerin zur Systemveränderin

Hinter dem Unternehmen steht Ina Budde, eine Modedesignerin, die während ihres Studiums erkannte, dass nachhaltige Einzelprodukte nicht ausreichen.

Sie identifizierte strukturelle Barrieren, die alle Modemarken treffen: fehlendes Wissen über recyclingfähiges Design und fehlende Infrastrukturen, damit Materialien und Produkte im Kreislauf bleiben.

Als unabhängige Beraterin für Nachhaltigkeit und kreislauffähiges Design baute Budde zunächst ein Netzwerk von innovativen Materialherstellern und Textilrecyclern auf. Parallel lehrte sie an internationalen Hochschulen – von Hamburg bis Melbourne – Sustainable Design und Circular Economy.

2017 gründete sie gemeinsam mit Mario Malzacher, einem Wirtschaftsinformatiker mit Erfahrung in Logistik und Prozessmanagement, circular.fashion in Berlin.

Die Technologie: Ein digitales Ökosystem für Kreislaufwirtschaft

Das Geschäftsmodell ist klar B2B-orientiert: Modemarken zahlen für den Zugang zur Software, für Workshops und Zertifizierungen. Das Start-up ist dabei keine klassische Beratung, sondern eine Innovationsagentur und Software-Plattform, die drei zentrale Herausforderungen der Textilindustrie adressiert:

1. Circular Design Software (CDS)

Designer und Marken können über die Plattform recyclingfähige Produkte gestalten. Eine Materialdatenbank enthält hunderte sorgfältig geprüfter Stoffe und Zutaten, die für Faser-zu-Faser-Recycling geeignet sind. Der Produktkonfigurator gibt Designern in Echtzeit Feedback, wie recyclingfähig ein Kleidungsstück ist.

2. Die circularity.ID – der digitale Produktpass

Jedes Kleidungsstück, das über die Plattform gestaltet wurde, erhält einen scanbaren QR-Code. Dieser digitale Pass speichert die vollständige Material- und Produktinformation: Welche Fasern wurden verwendet? Wie ist das Produkt konstruiert?

• Für Konsumenten bedeutet das: Transparenz über die Herkunft und den ökologischen Fußabdruck eines Produkts. Ein Smartphone-Scan zeigt, wo das Kleidungsstück zurückgegeben werden kann und wie es recycelt wird.
• Für Altkleidersortierer bedeutet das: Sie können Textilien eindeutig identifizieren und an die richtigen Recyclingunternehmen weiterleiten. Bisher scheiterte hochwertiges Recycling oft daran, dass Sortierer nicht wussten, aus welchen Materialien ein Kleidungsstück besteht – Etiketten fehlen, sind ausgewaschen oder unvollständig.

3. Reverse Supply Chain Intelligence

Die Plattform vernetzt die Rückführungskanäle. Läden für nachhaltige Mode, Marken und Recyclingunternehmen werden Teil eines Systems, in dem ausgemusterte Kleidung nicht im Müll, sondern in neuen Fasern landet. Circular.fashion testet portofreie Rücksendeaufkleber, die online abgerufen werden können.

Global Change Award und Partnerschaften

2019 gewann Budde mit ihrer Firma den Global Change Award der H&M Foundation, eine Auszeichnung für nachhaltige Innovation in der Modeindustrie. Das Preisgeld von 200.000 Euro ermöglichte es dem Team, Branchenexperten einzustellen und die Technologie weiterzuentwickeln.

In den vergangenen Jahren hat circular.fashion Unternehmen weltweit begleitet und international Professionals geschult. Zu den Kunden zählen die Otto Group, Zalando, H&M, C&A oder Intersport.

Zalando etwa nutzt die Plattform, um als Katalysator für seine Retail-Partner zu fungieren – als Botschafter und Wissensvermittler für zirkuläre Mode.

Pilotprojekte laufen mit Modelabels wie Myrka Studios aus Berlin und Jan’n June aus Hamburg. Deren Kleidungsstücke tragen bereits die circularity.ID und sind auf dem Markt erhältlich.

Aktuelle Projekte und regulatorischer Rückenwind

2026 ist für circular.fashion ein entscheidendes Jahr. Die EU hat neue Regeln gegen die Vernichtung unverkaufter Kleidung und Schuhe beschlossen. Ab dem 19. Juli 2026 müssen große Unternehmen entsprechende Vorgaben erfüllen. Das passt direkt zur Lösung des Start-ups: Rückverfolgbarkeit, Produktdesign und Kreislaufmodelle.

Aktuell arbeitet das Start-up gemeinsam mit Fashion for Good an dem Projekt „Closing the Footwear Loop“ – einer Roadmap für zirkuläres Schuhdesign. Kriterien wie sichere Materialien, Recyclability, Haltbarkeit und Reparierbarkeit stehen im Fokus.

Zudem skaliert circular.fashion die circularity.ID und rollt ID-basierte Sortierstationen in Recyclinganlagen aus. Ziel sei es, einen globalen Standard für digitale Produktpässe für Textilien zu etablieren.

Circular.fashion: Finanzierung und Wettbewerb

Die bisherige Finanzierung kam unter anderem aus dem Global Change Award 2019, dem Berliner Startup-Stipendium der Freien Universität Berlin und weiteren Förderungen. Weitere Auszeichnungen wie der Next Economy Award 2015, der Bundespreis Ecodesign 2016 und der Lavera Green Fashion Award 2015 haben dem Unternehmen Sichtbarkeit und Glaubwürdigkeit verschafft.

Im Bereich digitaler Produktpässe und Recycling-Infrastruktur gibt es inzwischen mehrere Player. Reverse Resources, ebenfalls ein Global Change Award-Gewinner, kartiert und handelt mit Textilabfällen.

CircularFabrics entwickelt Technologien für das Recycling von Nylon aus gemischten Textilabfällen. Refiberd nutzt KI, um die Faserzusammensetzung in Kleidungsstücken zu identifizieren.

Circular.fashion hat jedoch einen Vorsprung durch seine ganzheitliche Plattform: Während viele Wettbewerber sich auf ein Glied der Kette konzentrieren, deckt Ina Budde mit ihrem Team Design, Zertifizierung, digitale Produktpässe und Recycling-Vernetzung ab.

Wenn es dem Berliner Start-up gelingt, seinen Standard als Branchenstandard zu etablieren, könnte circular.fashion tatsächlich das fehlende Bindeglied werden, das die Modeindustrie von linear zu zirkulär transformiert.

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Der Beitrag Bamberg testet unsichtbare Ladebordsteine für E-Autos – im Weltkulturerbe erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge steht in historischen Innenstädten vor ästhetischen Herausforderungen. Ein Pilotprojekt in der Weltkulturerbe-Stadt Bamberg erprobt deshalb eine unauffällige Alternative zu klassischen Ladesäulen. Im Zentrum stehen bereits bekannte Ladebordsteine von Rheinmetall.

Die Stadtwerke Bamberg erproben im Rahmen eines aktuellen Pilotprojekts Ladebordsteine des Herstellers Rheinmetall im öffentlichen Raum. Ziel ist es, öffentliche Lademöglichkeiten für Elektroautos anzubieten, ohne das historische Stadtbild der UNESCO-Weltkulturerbestätte zu verändern.

Die unauffälligen Module kommen gezielt an Standorten zum Einsatz, an denen der Platz für konventionelle Ladesäulen fehlt oder strenge denkmalpflegerische Vorgaben den Aufbau klassischer Stationen verhindern.

Das Projekt knüpft an erste Praxistests aus dem Sommer 2023 an, die die Bordstein-Technologie an zwei Standorten in Köln erprobten. Laut Herstellerangaben wurden im Stadtteil Köln-Lindenthal bereits 2.800 Ladevorgänge mit einer Zuverlässigkeit von 99 Prozent absolviert. Bis zum Jahresende will Bamberg die öffentlichen Ladepunkte in der Stadt auf insgesamt 28 Stück erhöhen.

Wie funktionieren Ladebordsteine für Elektroautos?

Die technische Funktionsweise entspricht der einer klassischen Ladesäule, wobei Nutzer das Ladekabel direkt in eine waagerecht konstruierte, im Bordstein versteckte Ladeeinheit am Boden einstecken müssen. Die Elektronik liegt unter der Erde und ist vor Umwelteinflüssen geschützt. Der Anschluss erfolgt an das öffentliche Niederspannungsnetz.

Auf der Oberfläche beschränkt sich die sichtbare Infrastruktur auf ein exakt einen Meter langes Bordsteinsegment. Dieses besitzt eine Lade-Steckdose, ein Kartenlesegerät und ein Kontrolldisplay. An den zwei neuen Standorten am Bamberger Platz Schranne steht eine Wechselstrom-Ladeleistung mit bis zu 22 Kilowatt zur Verfügung.

Jan Giersberg von den Stadtwerken Bamberg betont gegenüber dem Bayerischen Rundfunk die ästhetischen Vorzüge: „Wir sind hier in der Weltkulturerbestadt. Da passen die großen, weißen, klobigen Ladesäulen einfach nicht rein. Die stören das Bild.“

Vor- und Nachteile von Ladebordsteinen

Für den Alltag von E-Autofahrern hat das System einige Vorteile. Während des Ladevorgangs ist das Parken in Bamberg für bis zu zwei Stunden kostenlos. Die Anmeldung erfolgt per RFID-Karte oder Smartphone-App. Durch die Montage auf Bodenniveau ist die Konstruktion zudem vor Vandalismus geschützt. Sollte ein Modul beschädigt werden, lässt es sich laut Rheinmetall wesentlich einfacher austauschen als eine herkömmliche Ladesäule.

Trotz der praktischen Handhabung gibt es wirtschaftliche und funktionale Einschränkungen. Die Anschaffungskosten der Ladebordsteine liegen aktuell noch über denen klassischer Ladesäulen. Außerdem könnten Autofahrer die Punkte im Straßenbild leicht übersehen. Die Wechselstrom-Technologie mit 22 Kilowatt hat zudem eine deutlich geringere Ladegeschwindigkeit als Schnellladestationen.

Im Gegensatz zu klassischen Ladesäulen müssen sich Nutzer bei Ladebordsteinen stärker bücken. Für ältere Menschen kann das die Handhabung einschränken. In engen und verwinkelten Stadtzentren könnten Bordsteinlösungen jedoch eine gute Ergänzung zum bestehenden Netz darstellen.

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Ein niederländisches Start-up will die Wärmepumpe neu erfinden. Statt mit Kompressor und Kältemittel kommt die Technologie mit Schallwellen aus. Bevor sie auf den Markt kommt, erklären wir dir, was thermoakustische Wärmepumpen können und worauf du achten solltest. 

Wärmepumpen sind bereits seit einiger Zeit eine beliebte Alternative zu herkömmlichen Heiz- und Kühlsystemen. Allein in Deutschland wurden 2025 laut dem Bundesverband Wärmepumpe rund 299.000 neue Geräte installiert, ein Plus von etwa 55 Prozent gegenüber dem Vorjahr.

Der Ausstieg aus Öl- und Gasheizungen treibt diese Entwicklung an, sowohl aus Klimaschutzgründen als auch wegen geopolitischer Abhängigkeiten. Nun versucht auch das niederländische Unternehmen BlueHeart Energy den Markt um ein Produkt zu erweitern: die thermoakustische Wärmepumpe.

Was sind thermoakustische Wärmepumpen?

Herkömmliche Wärmepumpen nutzen einen Dampfkompressionskreislauf: Ein Kältemittel wechselt abwechselnd zwischen flüssig und gasförmig, wodurch Wärme transportiert wird. Diese Technik arbeitet am effizientesten rund um den festen Kondensationspunkt des jeweiligen Kältemittels. Je weiter die benötigte Temperatur davon abweicht, desto schlechter der Wirkungsgrad.

Bei der thermoakustischen Wärmepumpe verzichtet BlueHeart auf diesen Phasenwechsel komplett. Im Inneren des Motors befindet sich stattdessen Helium. Das Gas hat den Vorteil, dass es gasförmig bleibt und nie kondensiert.

Zwei elektrisch angetriebene Treiber, die im Prinzip wie Lautsprecher funktionieren, erzeugen darin starke Schallwellen. Diese Schallenergie treibt einen geschlossenen thermoakustischen Kreislauf an, der Wärme von einer Quelle, etwa der Außenluft, zu einer Senke transportiert, etwa dem Heizsystem eines Hauses.

Geräuschlos und emissionsfrei

Weil das Helium nie kondensiert, ist das System an keine feste Temperatur gebunden und kann dadurch bei ganz unterschiedlichen Ein- und Ausgangstemperaturen effizient arbeiten.

Diese Flexibilität ermöglicht die Standardisierung von Wärmepumpen und reduziert die Herstellungs- und Installationskosten. Darüber hinaus ermöglicht sie den Einsatz von Wärmepumpen als direkter Ersatz für Gaskessel in Nachrüstungsanwendungen, da die hohen Temperaturen, die sie liefern können, ausreichen, um die Heizkörper bestehender Häuser zu beheizen, die in der Regel nicht so gut isoliert sind wie Neubauten.

Die thermoakustische Wärmepumpe hat einen elektrisch betriebenen Motor, der kein CO2 ausstößt. Weil kein Kompressor und keine Kältemittelleitungen nötig sind, kommt der Motor mit vergleichsweise wenigen beweglichen Teilen aus. BlueHeart bewirbt das Gerät als besonders wartungsarm und mit unter 40 Dezibel als deutlich leiser als viele klassische Luft-Wärmepumpen.

Warum thermoakustische Wärmepumpen relevant sind

Ein Vorteil, den das niederländische Unternehmen im Vergleich zu herkömmlichen Wärmepumpen hervorhebt, betrifft den Gebäudebestand: Weil sich mit dem Motor auch bei niedrigeren Ausgangstemperaturen ein hoher Wirkungsgrad erzielen lässt, soll er sich laut Unternehmensangaben als direkter Ersatz für Gaskessel eignen, mit Vorlauftemperaturen von bis zu 80 Grad.

Bestehende Heizkörper in schlecht gedämmten Altbauten könnten also weiterverwendet werden, ohne aufwendige Sanierung oder Dämmung. Gerade das sei bei klassischen Wärmepumpen häufig ein Hindernis. Laut Entwickler arbeiten sie in ungedämmten Bestandsbauten mit hohen Vorlauftemperaturen oft ineffizient.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Skalierbarkeit: Eine einzelne Einheit lässt sich zwischen einem und sechs Kilowatt regeln, mehrere Einheiten lassen sich zu Anlagen mit bis zu 600 Kilowatt zusammenschalten. Das macht den Motor nicht nur fürs Einfamilienhaus interessant, sondern auch für größere Gebäude oder gewerbliche Anwendungen.

Beim Effizienzversprechen lohnt sich allerdings ein kritischer Blick: BlueHeart selbst spricht auf der eigenen Website zunächst nur von einer vergleichbaren Effizienz zu bestehenden Wärmepumpen – zumindest bei größeren Temperaturunterschieden – nicht von einer durchgehend besseren. Bisher fehlen noch unabhängige Effizienzmessungen im Feldeinsatz, alle Angaben kommen vom Hersteller selbst.

BlueHeart stellt nicht die einzige kältemittelfreie Alternative

BlueHeart steht mit der Idee, auf klassische Kältemittel zu verzichten, nicht allein da. Das Freiburger Start-up Qurie hat parallel eine sogenannte Festkörper-Wärmepumpe entwickelt, die auf elektrokalorischen Materialien wie speziellen Keramiken oder Polymeren basiert, statt auf Kompressor und Kältemittelkreislauf.

Laut Unternehmensangaben soll dieser Ansatz den Energieverbrauch um bis zu 30 Prozent senken. Allerdings unterscheiden sich beide Technologien technisch grundlegend. Während in den Niederlanden Schallwellen und Helium zum Einsatz kommen, nutzt Qurie elektrische Feldwechsel in Festkörpermaterialien.

Da Energiesysteme zunehmend dezentraler und dynamischer würden, könnten flexible, erneuerbare Lösungen wie thermoakustische Wärmepumpen künftig eine immer wichtigere Rolle spielen. Das meint zumindest BlueHeart-Geschäftsführer Michiel Hartman gegenüber dem PV Magazine.  Bevor der Verkauf der thermoakustischen Wärmepumpe aus den Niederlanden tatsächlich beginnt, befindet sich das Produkt aktuell noch in der Testphase.

BlueHeart selbst peilt eine Verfügbarkeit für Hersteller ab dem ersten Quartal 2027 an, der Partnerzulieferer Eplucon will die ersten Serien-Wärmepumpen mit dem BlueHeart-Motor über die Marke Ecoforest im Frühjahr 2027 auf den Markt bringen.

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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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Der Beitrag CO2-Batterie speichert Strom dreimal länger als Lithium-Akkus erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

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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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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