50 Ideen für eine bessere Welt: Auf der Suche nach sauberer Energie

Der Kampf gegen den Klimawandel droht verloren zu gehen. Wir Menschen produzieren mehr Treibhausgase als je zuvor. 2010 waren es 33,5 Milliarden Tonnen – fast sechs Prozent mehr als 2009. Entspannung ist nicht in Sicht. Im Gegenteil: Laut einer Studie steigt allein der globale Energieverbrauch bis 2035 um weitere 53 Prozent. Doch es gibt Hoffnung. Überall auf der Welt forschen Unternehmen an sauberen Strom-, Wärme- und Treibstoffquellen. Hier die spannendsten Entwicklungen.

Bisher müssen Windräder auch auf dem Wasser auf festen Fundamenten stehen, Nun hat das Start-Up Sway gezeigt, wie es auch gehen kann: Seine Turbinen schwimmen.

Bild:  dpa

Schwimmende Kraftwerke

Ganze 13 Meter hoch und nur ein paar Kilowatt stark – es ist ein mickriges Windrad, das seine Flügel dort vor der norwegischen Küste dreht. Doch die Technik, die das norwegische Startup Sway im Meer vor Bergen testet, ist revolutionär: Die Turbine hat kein Fundament – sie schwimmt. Sie kann daher auch in tiefen Gewässern, weit vor der Küste, vor Anker gehen. Windkraft auf offenem Meer – mehrere europäische Unternehmen arbeiten an dieser Idee. Und das ist nicht die einzige Energieerzeugungstechnik, die das Wasser erobert. In Italien und Indien entstehen schwimmende Fotovoltaikanlagen. Sogar Wellenkraftwerke, die wie Bojen auf dem Wasser treiben, sind in Arbeit.

Damit werden völlig neue Flächen jenseits des Festlands für die Stromerzeugung erschlossen. In Gebieten mit bis zu 200 Meter Wassertiefe wäre allein in Europa genug Platz, um mit Windturbinen 8000 Terawattstunden Strom zu produzieren, hat Jochen Bard berechnet, Meeresenergieexperte vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik in Kassel. Das wäre mehr als doppelt so viel, wie alle EU-Bürger 2010 verbrauchten. Unterwasserstromkabel, die die Energie Hunderte Kilometer ans Land transportieren, sind heute schon in Offshore-Windparks erprobt.

Technisch funktionieren schwimmende Windräder wie eine Boje: Die Luft im Innern des Trägermastes sorgt für Auftrieb, und der Ballast am unteren Ende hält das Windrad aufrecht. Mehrere Anker am Meeresgrund wiederum sorgen dafür, dass es nicht wegschwimmt. Damit die Technik einen tatsächlichen Beitrag zur Stromerzeugung leisten kann, muss die Konstruktion so stabil werden, dass sie auch 20 Meter hohen Riesenwellen trotzen kann.

Neue Technologien zur Energiegewinnung

Solarzellen gehören in der Stadt von Morgen zu den wichtigsten Technologien bei der Energiegewinnung. Die Integration in die Gebäudehüllen spart Material und verbilligt den Sonnenstrom.

Illustration: Javier Martinez Zarracina

Strom erzeugende Straßen gehören zu der Vision des amerikanischen Startup Solar Roadways. Die Oberfläche besteht aus einem extrem harten Glas, darunter befinden sich Solarzellen.

Im US-Bundesstaat Idaho wurde so der erste Strom erzeugende Parkplatz aus Solarmodulen gebaut.

Illustration: Javier Martinez Zarracina

Durch transparente Farbstoffsolarzellen können zusätzlich Fassadenflächen zur Energiegewinnung genutzt werden. Das australische Solarunternehmen Dyesol und der US-Glashersteller Pilkington wollen bereits in wenigen Jahren damit beginnen, Glas mit Solarzellen aus Farbstoffen zu bedrucken.

Illustration: Javier Martinez Zarracina

Einzelne Haushalte können sich zukünftig durch Kleinwindräder, die sich leicht auf Hausdächern und an Balkonbrüstungen montieren lassen, mit Strom versorgen.

Der Branchenverband RenewableUK rechnet damit, dass in England bis 2020 Kleinwindräder mit einer Gesamtleistung von 1,3 Gigawatt installiert sein werden - so viel wie ein großes Atomkraftwerk derzeit produziert.

Illustration: Javier Martinez Zarracina

Elektroautos könnten in den zukünftigen Megacities direkt am Parkplatz aufgeladen werden - durch Windenergie. Sanya Skypump heissen diese Windturbinen, die vom New Yorker Kleinwindanlagen-Startup Urban Green Energy entwickelt wurden.

Illustration: Javier Martinez Zarracina

Selbst Biomasse lässt sich in den Städten zur Energiegewinnung nutzen. Durch Fermentierungsanlagen wird aus dem angefallenen Müll Biogas erzeugt - womit sich wiederum gasbetriebene Fahrzeuge antreiben lassen. Zudem...

Illustration: Javier Martinez Zarracina

...lässt sich das gewonnene Biogas problemlos in das Gasleistungsnetz mischen. So können auch hocheffiziente Blockheizkraftwerke betrieben werden, die dann in den Kellern von Gebäuden Wärme und Strom erzeugen.

Illustration: Javier Martinez Zarracina

Kraftwerks-Bojen und schwimmende Solarmodule

Das US-Startup Ocean Power Technologies will unterdessen die Wellen selbst zur Stromerzeugung nutzen – mithilfe haushoher Bojen, die das Auf und Ab der Meeresoberfläche mithilfe eines Generators in Elektrizität umwandeln. Das maritime Kraftwerk ist für Gebiete mit bis zu 50 Meter Wassertiefe konstruiert. Ein Prototyp, der vor der Küste Schottlands schwimmt, leistet immerhin bis zu 150 Kilowatt. Meeresparks aus Hunderten von Anlagen könnten eines Tages kleine Kohlekraftwerke ersetzen, hoffen die Erfinder.

Sie könnten dann ganze Städte mit Strom versorgen. Die Stromerzeugungskosten sollen mit 15 US-Cent pro Kilowattstunde unter den Kosten heutiger Offshore-Windkraftwerke liegen.

Eine andere Technik testet das Forschungsinstitut Scienza Industria Tecnologia im italienischen Navacchio auf einem kleinen See in der Toskana: Dutzende Solarmodule sind auf einem Ponton montiert, alle im schrägen Winkel dem Himmel zugeneigt. Das schwimmende Kraftwerk dreht sich nach der Sonne und wird durch Wassersprinkler gekühlt. Beides soll die Stromausbeute gegenüber Solarkraftwerken auf dem Land um zwei Drittel erhöhen.

Staudammbetreiber könnten ihre Seen mit solchen Fotovoltaikanlagen bedecken – und damit den Gesamtstromertrag ihrer Kraftwerke mindestens verdoppeln. Scheint die Sonne, fließt Sonnenstrom ins Netz, abends springen die Wasserturbinen an.