Überblick

Cleantech-Trends: Das sind die Innovationen des vergangenen Jahres

Eine der Geschichten des Vorjahres: Das Frachtschiff mit Windkraft © Cargill
Eine der Geschichten des Vorjahres: Das Frachtschiff mit Windkraft © Cargill

Im Jahr 2023 haben Startups, KMU und größere Unternehmen wieder viele spannende ­Innovationen im CleanTech-Bereich entwickelt. In verschiedenen Bereichen gab es neue Produkte und Features, die Energieverbrauch, Abfallentstehung und CO2-Emissionen reduzieren können. Wir zeigen in unserem Rückblick einige der vielversprechendsten Innovationen – viele davon werden auch in den kommenden Monaten eine gewichtige Rolle spielen.

Dieses Interview ist im neuesten Trending Topics-Magazin „A Trip to Tomorrow“ erschienen.

Österreichisches Team mit nachhaltiger Karosserie bei Europäischem Erfinderpreis

Auch aus Österreich konnte 2023 Jahr eine CleanTech-Innovation reüssieren. Ein Team aus österreichischen und deutschen Physiker:innen und Ingenieur:innen hat ein Fertigungsverfahren für eine Gewichtsreduzierung der Fahrzeugteile in der Autoindustrie entwickelt. Mit diesem Verfahren war das Team, das unter anderem Forschende der voestalpine inkludiert, im Finale des Europäischen Erfinderpreises dabei.

Josef Faderl und sein Team von der voestalpine haben eine ineinandergreifende Werkstoff- und Härteverfahrenstechnologie erstellt, bei denen das Zink hohe Temperaturen übersteht. Diese stabilen, leichten und verzinkten Stahlteile sollen den Bau leichterer Autos ermöglichen. Das „Martensitgefüge“, das während des Presshärtens nach der Abschreckung des erhitzten Stahls entsteht, soll den Stahl bis zu sechsmal fester machen. Der Leichtbau mache die Automobile aufgrund des geringeren Kraftstoffverbrauchs nachhaltiger. Darüber hinaus verursache die Werkstoffherstellung weniger Emissionen, da weniger Stahl erforderlich ist– und er im Vergleich zu alternativen Materialien wie Aluminium oder Kohlefaser kostengünstiger, emissionsärmer und besser recycelbar ist.

Nachhaltige Karosserie: Österreicher Finalisten beim Europäischen Erfinderpreis

Deutschland startet ersten europäischen Radweg mit Solardach

Solar-Überdachungen für Transportwege sind ein spannendes Konzept, um mehr erneuerbare Energien zu gewinnen. In Deutschland wurde im Vorjahr der in Europa erste offizielle Radweg mit Solardach eingeweiht. Der Weg befindet sich am Messegelände in Freiburg. Die Stadt gilt nicht nur als Ort mit den meisten Sonnenstunden Deutschlands, sondern auch als besonders fahrradfreundlich. Nicht nur soll damit sauberer Strom entstehen, Radfahrer:innen sollen dadurch auch vor den Elementen geschützt sein.

 © badenova /Jonas Conklin
© badenova /Jonas Conklin

Gemeinsam mit der Stadt Freiburg und dem Fraunhofer-Institut für Solarenergiesysteme hat der deutsche Energieversorger Badenova das Solardach errichtet. Die Konstruktion erstreckt sich über eine Länge von 300 Metern und besteht aus 900 durchsichtigen Solarmodulen des deutschen Herstellers Solarwatt. Insgesamt soll die überdachte Strecke pro Jahr 280 MWh Strom produzieren.

Cargill: Mit Windkraft betriebenes Frachtschiff

Frachtschiffe sind eine signifikante Quelle von CO2-­Emissionen, weswegen immer wieder nach Methoden gesucht wird, um sie umweltfreundlicher zu machen. Ein großes Experiment hat darum der US-Handelskonzern Cargill gestartet: Ein von ihm gechartertes, mit Windkraft betriebenes Massengutfrachtschiff,  ist 2023 zu seiner ersten Reise aufgebrochen. Das Frachtschiff ist mit speziellen Segeln ausgestattet, durch die es Windenergie verwenden kann.

Das fünf Jahre alte Frachtschiff Pyxis Ocean wurde mit „WindWings“ nachgerüstet. Dabei handelt es sich um große, bis zu 37,5 Meter hohe Flügel, die auf dem Deck angebracht sind. Sie sollen unter günstigen Windbedingungen das Schiff antreiben können und so die Nutzung von klimabelastendem Treibstoff reduzieren. Das Segelschiff 2.0 sozusagen.

Cargill: Mit Windkraft betriebenes Frachtschiff sticht in See

US-Energieministerium: Neue E-Batterie für alle Jahreszeiten

Vor dem Hintergrund der Mobilitätswende haben viele Unternehmen und Forschungseinrichtungen verschiedene Innovationen entwickelt, um die Batterien von E-Autos effizienter zu machen. Dazu gehört auch das Ausbügeln einer kritischen Schwachstelle: Kälte.

Den meisten Fahrer:innen von Teslas und anderen E-Fahrzeugen ist es schon aufgefallen, dass die Batterie im Winter wesentlich schneller leer ist als in wärmeren Jahreszeiten. Das wirkt sich natürlich negativ auf die Reichweite aus. Zuletzt hat ein Team der Argonne and Lawrence Berkeley National Laboratories des US-Energieministeriums eine neue chemische Lösung entwickelt, die die Batterien vor Kälte schützen und eine optimale Ladung zu jeder Jahreszeit ermöglichen soll.

Bei den derzeitigen Lithium-Ionen-Batterien liegt das Hauptproblem laut den Forschenden im flüssigen Elektrolyt. Diese Schlüsselkomponente der Batterie überträgt Ionen zwischen den beiden Elektroden der Batterie. Sie sorgt so für das Laden und Entladen der Batterie. Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt beginnt die Flüssigkeit jedoch zu gefrieren. Dieser Zustand schränkt die Effektivität des Aufladens stark ein. Das Forschungsteam hat nun einen fluorhaltigen Elektrolyten entwickelt, der auch bei Minusgraden gut funktionieren soll.

ZeroAvia: Erstflug mit Wasserstoff-Elektroantrieb

Wasserstoff gilt als das Flugzeug-Antriebsmittel der Zukunft, das den Flugverkehr wesentlich nachhaltiger machen soll. Einige Unternehmen wie Rolls Royce und easyJet haben hier in der Vergangenheit erfolgreiche Tests absolviert. Doch auch die Startup-Welt schläft nicht: ZeroAvia, eine 2017 gegründete britisch-amerikanische Jungfirma, arbeitet an Flugzeugen mit Wasserstoff-Elektroantrieb. Sie hat vor dem Jahrewechsel den Erstflug geschafft.

© ZeroAvia
© ZeroAvia

Laut ZeroAvia handelt es sich bei dem eigens entwickelten Gefährt um das größte Flugzeug der Welt mit einem Wasserstoff-Elektro-Antrieb. Das Testflugzeug ist ein 19-sitziges Dornier 228, das mit einem wasserstoffelektrischen Antriebsstrang in Originalgröße am linken Flügel nachgerüstet wurde. Der Jungfernflug fand im Jänner von der Forschungs- und Entwicklungseinrichtung des Unternehmens am Cotswold Airport in Gloucestershire, Großbritannien, statt und dauerte zehn Minuten.

University of Cambridge reinigt Wasser mit Solargerät

Ein Team von Forscher:innen an der University of Cambridge hat in diesem Jahr ein schwimmendes, solarbetriebenes Gerät präsentiert, das nicht nur kontaminiertes Wasser, sondern auch Meerwasser in sauberen Wasserstoffbrennstoff und gereinigtes Trinkwasser umwandeln kann.

Diese Entwicklung soll insbesondere in ressourcenbeschränkten oder netzunabhängigen Umgebungen von großem Nutzen sein. Das Gerät sei nämlich vielseitig einsetzbar, da es mit jeder verfügbaren offenen Wasserquelle arbeiten könne und dabei keine externe Stromquelle erfordere.

Cambridge: Neues Solargerät soll Schmutzwasser reinigen und sauberen Kraftstoff produzieren

Solaranlage produziert neben Strom auch Salz und züchtet Garnelen

Solarkraftwerke können gleichzeitig vielen verschiedenen Zwecken dienen. Das beweist ein riesiges Exemplar in China: Die Solaranlage generiert saubere Energie, produziert Salz aus Sonnenlicht und dient als Garnelenzuchtanlage. Nach Angaben der staatlichen China Huadian Corporation soll das 1-Gigawatt-Kraftwerk „Huadian Tianjin Haijing“ jedes Jahr 1,5 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugen. Das sei genug, um etwa 1,5 Millionen Haushalte in China zu versorgen.

Solaranlage in China © Weibo
Solaranlage in China © Weibo

Die Solarmodule des Kraftwerks sind besonders: Sie nutzen sowohl die direkte Sonneneinstrahlung als auch das Sonnenlicht, das vom Wasser reflektiert wird. Die Paneele sind auf einer Fläche von mehr als 13 Quadratkilometern auf den Changlu-Salzfeldern aufgestellt. Hierbei handelt es sich um eine der ältesten Salzfarmen an der Küste Chinas. Der Abstand zwischen den Solarmodulen beträgt 14 Meter – fast doppelt so viel wie bei einer gewöhnlichen Solarfarm. Das ist für die Salzgewinnung wichtig, denn für diese ist die Verdampfung von Salzwasser nötig, und dafür braucht es die entsprechende Sonneneinstrahlung.

Die Salzfelder dienen auch der Aquakultur – in diesem Fall für die Zucht von Garnelen. Am 8. Juli ist die Anlage offiziell an den Start gegangen. Es wird erwartet, dass die Solar-, Salz- und Garnelenfarm bei voller Kapazität 500.000 Tonnen Standardkohle pro Jahr einsparen und die Kohlendioxidemissionen um 1,25 Millionen Tonnen reduzieren wird.

Europäische Banken starten Blockchain-Plattform mit „Proof of Climate“-Protokoll

Zwei Banken aus Schweden und Frankreich haben 2023 den Start einer neuen digitalen Anleiheplattform angekündigt, die auf der Blockchain-Technologie basiert. Die Plattform soll es institutionellen Kunden ermöglichen, Anleihen digital zu emittieren, zu handeln und abzuwickeln. Das Besondere dabei: Die Plattform soll Nachhaltigkeit in den Vordergrund stellen und setzt ein „Proof of Climate awaReness“-Validierungsprotokoll ein. Dieses Verfahren soll sicherstellen, dass die Blockchain-Technologie möglichst klimafreundlich und energieeffizient ist.

Die Plattform ist ein gemeinsames Projekt der Skandinaviska Enskilda Banken (SEB) und der Credit Agricole Bank mit dem Namen „so|bond“. Das Proof of Climate-Protokoll soll einen Energieverbrauch ermöglichen, der mit dem von Nicht-Blockchain-Systemen vergleichbar ist. Die teilnehmenden Knoten sollen damit einen Anreiz haben, den ökologischen Fußabdruck ihrer Infrastrukturen zu verbessern.

Jeder Knoten wird nach einer Formel entlohnt, die sich an seiner Klimabelastung orientiert. Je geringer der ökologische Fußabdruck, desto größer die Belohnung. so|bond wäre der erste Anwendungsfall für das Proof of Climate-Protokoll, das vom französischen IT-Anbieter Finaxys entwickelt wurde. Blockchain-Technologie steht häufig in der Kritik, weil sie oft viel Energie verbraucht und somit schnell zu einer schweren Belastung für das Klima wird. Das ist besonders der Fall, wenn der Strom nicht aus erneuerbaren Quellen stammt. Die neue Plattform soll dagegen Nachhaltigkeit fördern.

Cambridge: Neues Solargerät soll Schmutzwasser reinigen und sauberen Kraftstoff produzieren

Dieses Interview ist im neuesten Trending Topics-Magazin „A Trip to Tomorrow“ erschienen.

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