Top 10 der aufkommenden Umwelttechnologien
Verschwendungsintensive Energiepolitik, übermäßiger Ressourcenverbrauch, Wasserknappheit, globaler Klimawandel und Entwaldung sind nur einige der Probleme, die nach Ansicht von Experten angegangen werden müssen, damit die Menschen ein nachhaltiges Leben auf diesem Planeten führen können. Bis zum Jahr 2025 werden zusätzlich 2,9 Milliarden Menschen die knapper werdenden Wasservorräte beanspruchen, und der Energiebedarf der Welt wird laut den Vereinten Nationen bis 2030 um 60 Prozent ansteigen. LiveScience wirft einen Blick auf 10 Technologien – einige alt, einige neu, einige etwas ausgefallen – die dazu beitragen könnten, die Zukunft ein wenig heller zu machen.
Öl aus so ziemlich allem herstellen
Alle kohlenstoffhaltigen Abfälle, von Truthahndärmen bis hin zu Altreifen, können unter Zufuhr von ausreichender Hitze und Druck durch einen Prozess namens Thermodepolymerisation in Öl umgewandelt werden. Dies ist der natürlichen Ölproduktion sehr ähnlich, aber mit dieser Technologie wird der Prozess um Millionen von Jahren beschleunigt, um das gleiche Nebenprodukt zu erhalten. Befürworter dieser Technologie behaupten, dass aus einer Tonne Truthahnabfälle etwa 600 Pfund Erdöl gewonnen werden können.
Salz entfernen
Nach Angaben der Vereinten Nationen wird die Wasserknappheit bis Mitte dieses Jahrhunderts Milliarden von Menschen betreffen. Die Entsalzung, d. h. die Entfernung von Salz und Mineralien aus dem Meerwasser, ist eine Möglichkeit, Trinkwasser in Teilen der Welt bereitzustellen, in denen die Versorgung begrenzt ist. Das Problem bei dieser Technologie ist, dass sie teuer ist und viel Energie verbraucht. Wissenschaftler arbeiten an besseren Verfahren, bei denen kostengünstige Brennstoffe das Wasser erhitzen und verdampfen können, bevor es durch Membranen mit mikroskopisch kleinen Poren geleitet wird, um die Effizienz zu erhöhen.
Die ‚H‘-Power
Die Verwendung von Wasserstoff-Brennstoffzellen wird als umweltfreundliche Alternative zur Verwendung fossiler Brennstoffe angepriesen. Sie stellen Wasser her, indem sie Wasserstoff und Sauerstoff kombinieren. Dabei erzeugen sie Strom. Das Problem bei Brennstoffzellen ist die Gewinnung des Wasserstoffs. Moleküle wie Wasser und Alkohol müssen verarbeitet werden, um den Wasserstoff für eine Brennstoffzelle zu gewinnen. Einige dieser Prozesse erfordern den Einsatz anderer Energiequellen, wodurch die Vorteile dieses „sauberen“ Brennstoffs zunichte gemacht werden. In jüngster Zeit haben Wissenschaftler Wege gefunden, Laptops und kleine Geräte mit Brennstoffzellen zu betreiben, und einige Autofirmen versprechen, dass wir bald Autos sehen werden, die nichts als sauberes Wasser ausstoßen. Das Versprechen einer „Wasserstoffwirtschaft“ wird jedoch nicht von allen Experten als realisierbar angesehen. Das Bild zeigt den Chevy Equinox Fuel Cell, der mit Wasserstoff betrieben wird und nur Wasser ausstößt.
Sunny New Ideas
Die Energie der Sonne, die in Form von Photonen auf die Erde trifft, kann in Strom oder Wärme umgewandelt werden. Solarkollektoren gibt es in vielen verschiedenen Formen und werden bereits erfolgreich von Energieunternehmen und einzelnen Hausbesitzern eingesetzt. Die beiden bekanntesten Arten von Solarkollektoren sind Solarzellen und thermische Solarkollektoren. Forscher gehen jedoch an die Grenzen, um diese Energie durch die Konzentration der Sonnenenergie mit Hilfe von Spiegeln und Parabolschüsseln noch effizienter umzuwandeln. Ein Teil der Herausforderung für die Nutzung der Solarenergie besteht in der Motivation und den Anreizen der Regierungen. Im Januar genehmigte der Staat Kalifornien ein umfassendes Programm, das Anreize für die Entwicklung der Solarenergie bietet. Arizona hingegen verfügt zwar über reichlich Sonnenschein, hat aber die Solarenergie nicht zu einer Priorität gemacht. In einigen geplanten Gemeinden wird sie sogar durch strenge Regeln der Ästhetik verhindert.
Ozeanische thermische Energieumwandlung
Der größte Sonnenkollektor der Erde ist unsere Ozeanmasse. Nach Angaben des US-Energieministeriums absorbieren die Ozeane so viel Wärme von der Sonne, dass sie der Wärmeenergie von 250 Milliarden Barrel Öl pro Tag entsprechen. Die USA verbrauchen etwa 7,5 Milliarden Barrel pro Jahr. OTEC-Technologien wandeln die in den Ozeanen enthaltene Wärmeenergie in Strom um, indem sie den Temperaturunterschied zwischen der erwärmten Wasseroberfläche und dem kalten Meeresboden nutzen. Durch diesen Temperaturunterschied können Turbinen betrieben werden, die wiederum Generatoren antreiben können. Das größte Manko dieser Technologie ist, dass sie noch nicht effizient genug ist, um als Hauptmechanismus zur Stromerzeugung eingesetzt zu werden.
Wellen und Gezeiten nutzen
Die Ozeane bedecken mehr als 70 Prozent der Erdoberfläche. Die Wellen enthalten eine Fülle von Energie, die in Turbinen geleitet werden könnte, die diese mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln können. Das Hindernis bei der Nutzung dieser Energiequelle ist die Schwierigkeit, sie nutzbar zu machen. Manchmal sind die Wellen zu klein, um genügend Energie zu erzeugen. Der Trick besteht darin, die Energie zu speichern, wenn genügend mechanische Kraft erzeugt wird. Auf dem East River in New York City werden derzeit sechs gezeitenbetriebene Turbinen getestet, und Portugal setzt bei einem neuen Projekt auf die Wellen, das genug Strom für mehr als 1 500 Haushalte erzeugen soll. Hier ist der Wavebob abgebildet, ein Bojensystem, das in der Lage ist, die Energie des Ozeans in Form von Offshore-Wellen einzufangen.
Pflanzen Sie Ihr Dach
Es ist ein Wunder, dass sich dieses Konzept, das auf die Hängenden Gärten von Babylon, eines der Sieben Weltwunder, zurückgeht, in der modernen Welt nicht schon früher durchgesetzt hat. Der Legende nach wurden die Dächer, Balkone und Terrassen des Königspalastes von Babylon auf Befehl des Königs in Gärten verwandelt, um eine seiner Frauen aufzuheitern. Dachgärten tragen dazu bei, Wärme zu absorbieren, die Kohlendioxidbelastung durch Aufnahme von CO2 und Abgabe von Sauerstoff zu verringern, Regenwasser aufzunehmen und den Verbrauch von Klimaanlagen im Sommer zu reduzieren. Letztendlich könnte diese Technik den „Wärmeinseleffekt“, der in städtischen Zentren auftritt, vermindern. Auch Schmetterlinge und Singvögel könnten sich auf städtischen Gartendächern ansiedeln und – wie die Frau des Königs – sogar die Bewohner des Gebäudes erfreuen. Hier wird ein begrüntes Dach auf dem Rathaus von Chicago getestet.
Lasst Pflanzen und Mikroben hinter uns aufräumen
Biosanierung nutzt Mikroben und Pflanzen, um Verunreinigungen zu beseitigen. Beispiele hierfür sind die Reinigung von Nitraten in kontaminiertem Wasser mit Hilfe von Mikroben und die Verwendung von Pflanzen zur Aufnahme von Arsen aus kontaminiertem Boden (wie die Arabidopsis im Bild oben) in einem Prozess, der als Phytosanierung bekannt ist. Die US-Umweltschutzbehörde hat dieses Verfahren zur Sanierung mehrerer Standorte eingesetzt. Oft können einheimische Pflanzenarten für die Sanierung verwendet werden, was von Vorteil ist, da sie in den meisten Fällen weder Pestizide noch Bewässerung benötigen. In anderen Fällen versuchen Wissenschaftler, die Pflanzen gentechnisch so zu verändern, dass sie die Schadstoffe in ihren Wurzeln aufnehmen und bis zu den Blättern transportieren, damit sie leicht geerntet werden können.
Bury The Bad Stuff
Kohlendioxid ist das wichtigste Treibhausgas, das zur globalen Erwärmung beiträgt. Nach Angaben der Energy Information Administration werden wir bis zum Jahr 2030 fast 8.000 Millionen Tonnen CO2 ausstoßen. Einige Experten sagen, dass es unmöglich ist, den CO2-Ausstoß in die Atmosphäre einzudämmen, und dass wir einfach Wege finden müssen, das Gas zu entsorgen. Eine vorgeschlagene Methode besteht darin, es in den Boden zu injizieren, bevor es in die Atmosphäre gelangen kann. Nachdem das CO2 von anderen Emissionsgasen getrennt wurde, kann es in stillgelegten Ölquellen, salzhaltigen Reservoirs und Felsen vergraben werden. Das hört sich zwar gut an, aber die Wissenschaftler sind sich nicht sicher, ob das eingeleitete Gas unter der Erde bleibt und welche langfristigen Auswirkungen es hat, und die Kosten für die Abtrennung und das Vergraben sind noch viel zu hoch, um diese Technologie als praktische kurzfristige Lösung in Betracht zu ziehen.
Papier überflüssig machen
Stellen Sie sich vor, Sie machen es sich mit der Morgenzeitung auf der Couch gemütlich und verwenden dann dasselbe Blatt Papier, um den neuesten Roman Ihres Lieblingsautors zu lesen. Das ist eine Möglichkeit von elektronischem Papier, einem flexiblen Display, das echtem Papier sehr ähnlich sieht, aber immer wieder verwendet werden kann. Das Display besteht aus vielen winzigen Mikrokapseln, die mit elektrisch geladenen Partikeln gefüllt und an eine Stahlfolie gebunden sind. Jede Mikrokapsel enthält weiße und schwarze Partikel, die entweder positiv oder negativ geladen sind. Je nachdem, welche Ladung aufgebracht wird, erscheinen an der Oberfläche der schwarzen oder weißen Teilchen unterschiedliche Muster. Allein in den Vereinigten Staaten werden jeden Wochentag mehr als 55 Millionen Zeitungen verkauft.
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