Kampf gegen den Klimawandel: Diese zehn Ideen retten die Welt

Die Zeit im Kampf gegen die Klimakrise drängt: Die Menschheit muss handeln, soll der Planet auch in Zukunft bewohnbar bleiben. Dabei helfen können Erfindergeist und Ingenieurskunst. Ein Überblick über die zehn spannendsten Ideen, die die Erde retten sollen.

Die Klimakrise ist weder Mythos noch Verschwörungstheorie – sie ist Fakt. Und wird vom Menschen beeinflusst. Darin sind sich Wissenschaftler weltweit einig. Erderwärmung, Umweltzerstörungen und der steigende Meeresspiegel bedrohen schon heute Milliarden Menschen auf der ganzen Welt.

Findet die Staatengemeinschaft nicht schnell Antworten auf diese Probleme, sind die Folgen für den Planeten und die menschliche Zivilisation nur schwer abzuschätzen. Weltweit tüfteln Forscher und Unternehmer deshalb an technischen Lösungen, um die größte Krise unserer Zeit zu bewältigen. t-online.de stellt zehn der spannendsten Ideen vor.

Die wichtigsten Fakten zur Klimakrise

• Die CO2-Emissionen steigen: Seit 1960 nimmt der globale CO2-Ausstoß kontinuierlich zu. Der bisherige Höchstwert lag bei knapp 36,6 Milliarden Tonnen im Jahr 2018. Klimaexperten rechnen damit, dass die CO2-Emissionen bis 2050 auf bis zu 43,1 Milliarden Tonnen pro Jahr steigen werden. Um die Erderwärmung kontrollierbar zu halten, muss der globale CO2-Ausstoß deutlich schrumpfen, sagen Forscher.
• Die Welt wird immer wärmer: 2016 war das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen im Jahr 1880. Die Temperaturen lagen 0,95 Grad über dem globalen Durchschnitt. Die zehn wärmsten Jahre waren in den letzten 20 Jahren. Durch den Temperaturanstieg nimmt an vielen Orten die Wahrscheinlichkeit für Extremwetter, Ernteausfälle und Waldbrände zu. Bis 2050 hat sich die Staatengemeinschaft dazu verpflichtet, den Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur auf 1,5 Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu begrenzen.
• Das Eis schmilzt, der Meeresspiegel steigt: Seit 1993 ist der Meeresspiegel um neun Zentimeter angestiegen. In den letzten Jahren hat der Anstieg deutlich zugenommen. Der Grund dafür ist die Erwärmung der Atmosphäre – wodurch sich das Meerwasser ausdehnt – und das Abschmelzen der Gletscher. Forscher warnen davor, dass durch den Anstieg des Meeresspiegels bis 2050 rund 300 Millionen Menschen ihr Zuhause verlieren könnten.

Zehn der spannendsten Innovationen gegen die Klimakrise

1. Der CO2-Filter

Das Schweizer Unternehmen Climeworks hat es geschafft, mit einer technologischen Neuentwicklung das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid aus der Luft zu filtern. Das Unternehmen betreibt bereits 14 aktive Anlagen.

Das gefilterte und konzentrierte CO2 wird weiterverkauft

• als Dünger an Gewächshausbetriebe,
• an die Getränkeindustrie für Kohlensäure oder
• als Grundlage für erneuerbaren Kraftstoff.

Eigenen CO2-Verbrauch einlagern lassen

Climeworks hat ein Pilotprojekt in Island gestartet, bei dem das Treibhausgas unterirdisch als Mineral eingespeichert wird. Dazu bietet das Unternehmen auch der Bevölkerung die Möglichkeit, ihren CO2-Fußabdruck – beispielsweise entstanden durch das Reisen – zu reduzieren.

Mit einer monatlichen Zahlung können Verbraucher das Projekt unterstützen, indem jährlich ein gewisser Teil des in Island erzeugten Kohlenstoffdioxids im Boden eingespeichert wird. Für sieben Euro im Monat lagert die Anlage jährlich 85 Kilogramm des Gases ein.

Für die kommenden Monate plant das Unternehmen mit Hilfe von Investoren, die kommerzielle Nutzung der CO2-Speicherung voranzutreiben. Weitere Firmen, die an einer ähnlichen Technologie arbeiten, sind Carbon Engineering mit einer Pilotanlage in Kanada und das US-amerikanische Unternehmen Global Thermostat.

2. Kraftstoff aus CO2 und Öko-Strom

In Deutschland tüfteln Ingenieure an Alternativen zu herkömmlichen Kraftstoffen. Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie haben eine neue Methode entwickelt, mit der sich aus CO2 und Strom in einem mehrstufigen Elektrolyse-Prozess synthetischer Kraftstoff herstellen lässt.

Bei dem Verfahren wird aus der Luft Kohlenstoffdioxid herausgefiltert und anschließend mit Hilfe elektrischer Energie in synthetisches Öl umgewandelt. Das Endprodukt soll dann als Treibstoff für Flugzeuge oder Kraftfahrzeuge genutzt werden können.

Noch ist die Tagesproduktion beschränkt

Die sogenannte "Power-to-Liquid-Anlage" wurde für den dezentralen Einsatz konzipiert. So soll sich die Anlage überall dort aufstellen lassen, wo Solar-, Wind- oder Wasserenergie vorhanden ist. Der umweltbelastende Transport von erneuerbaren Energien zu einer zentralen Stelle kann damit vermieden werden. Wird dann bei der Herstellung Ökostrom aus Solar- oder Windenergie genutzt, ist die Bilanz des CO2-Ausstoßes gleich null.

Bis das Verfahren allerdings im großen Stil angewendet werden kann, wird es noch dauern. In der derzeitigen Versuchsanlage ist die Produktionsmenge auf lediglich zehn Liter beschränkt. In der zweiten Generation, so versprechen die Forscher, sind schon bis zu 200 Liter am Tag möglich. In der dritten Generation soll die Anlage dann eine Tagesproduktion von bis zu 2.000 Litern schaffen.

3. Luftblasen für saubere Meere

Täglich landen 1.140 Lkw-Ladungen Müll in den Weltmeeren – dagegen will "The Great Bubble Barrier" etwas tun: Das niederländische Start-up im Norden von Amsterdam hat sich zum Ziel gesetzt, Flüsse mit einem Luftblasensystem von Plastikmüll zu befreien und so zu verhindern, dass dieser weiter in die Meere strömt.

Basierend auf den Ergebnissen des Pilotprojekts am Deltares-Forschungsinstitut wurde berechnet, dass die "Great Bubble"-Barriere ungefähr 70-80 Prozent des schwimmenden Kunststoffs auf der Oberseite und 50 Prozent des Kunststoffs unter Wasser erfasst. Es werden Kunststoffe wie Granulat und Styropor ab einer Größe von einem Millimeter abgefangen. In einem weiteren Pilotprojekt in Wervershoof untersucht das Start-up nun, ob und wie auch Mikroplastik mit einer Größe von 0,02 bis 0,5 Millimetern aufgehalten werden kann.

4. Müllsammelstelle im Ozean

Der Müll in den Ozeanen zirkuliert zum großen Teil in fünf Meeresströmungen. Mit der Zeit zersetzt er sich dort in Mikroplastik und kann so noch leichter von Meeresbewohnern aufgenommen werden – und letztlich auch wieder auf unseren Tellern landen.

Mit diesem Wissen hat "The Ocean Cleanup", ein niederländisches Non-Profit-Unternehmen mit Hauptsitz in Rotterdam, ein System entwickelt, das den Müll zusammentreibt. Die Technologie wurde zum ersten Mal 2018 und 2019 am "Great Pacific Garbage Patch" eingesetzt. Das größte Müllfeld der Ozeane befindet sich im Pazifik und ist laut einer Studie dreimal so groß wie Frankreich.

Für das 2013 gegründete Unternehmen arbeiten 80 Ingenieure, Wissenschaftler und Computerspezialisten. Für 2020 ist ein optimiertes Sammelsystem geplant – so soll etwa die Langlebigkeit des Systems verbessert werden. Aus dem in diesem Jahr eingesammelten Plastik sollen nun Produkte hergestellt werden, deren Erlöse in die Weiterentwicklung des Unternehmens fließen.

Hier wird der Schirm zu Wasser gelassen

Die Mission gegen den Plastikmüll geht weiter

Ein neues System, genannt "Interceptor", soll Plastikmüll in den Flüssen reduzieren. Zwei Pilotprojekte laufen aktuell in Klang River in Selangor, Malysia und im Cengkareng Drain in Jakarta, Indonesien. Zukünftig sollen die 1.000 größten Flüsse weltweit von dieser neuen Müllsammelanlage profitieren.

"The Ocean Cleanup" setzt sich außerdem zum Ziel, bis 2040 bis zu 90 Prozent des an der Oberfläche treibenden Plastikmülls aus den Ozeanen zu entfernen.

5. Plastikflaschen für den Nahverkehr

Ein Einwegpfand für Plastikflaschen gibt es bisher nur in Deutschland und in Skandinavien. Einige Städte in anderen Regionen ahmen das Prinzip nun nach – und investieren gleichzeitig in den Nahverkehr.

Wer in Istanbul, Rom, Surabaya, Peking oder einigen Orten in Australien mit den öffentlichen Verkehrsmitteln fahren will, kann PET-Flaschen gegen ein Ticket, einen Geldbetrag oder sogar Hundefutter eintauschen.

• In Istanbul gibt es seit 2018 die Möglichkeit, PET-Flaschen an einem Automaten gegen einen Fahrkartenbonus einzutauschen. Dabei wird die Fahrkarte mit dem elektronischen Speicherchip direkt mit zwei bis neun Cent, ja nach Flasche, aufgeladen.
• Bis 2020 frei von Plastikmüll – so lautet das ambitionierte Ziel Surabayas, der zweitgrößten Stadt Indonesiens. Die Einwohner können ihre Busfahrt mit Plastikflaschen und Plastikbechern bezahlen. Indonesien liegt nach China laut einer Statistik auf Platz zwei der Länder mit der schlechtesten Plastikentsorgung weltweit. An Terminals oder direkt in den roten Stadtbussen können die Pendler nun ihre Flaschen oder Becher eintauschen. Ein Ticket für eine zweistündige Fahrt kostet je nach Größe zehn Plastikbecher oder bis zu fünf Plastikflaschen. Etiketten und Deckel werden nach der Sammlung an Recyclingunternehmen verkauft. Von den Erlösen werden Grünflächen auf der Insel Java geschaffen und der öffentliche Nahverkehr in Surubaya ausgebaut.
• Auch in der italienischen Hauptstadt Rom können Plastikflaschen gegen Metrotickets getauscht werden. Dazu wurden an drei Stationen der Stadt Tauschanlagen aufgestellt, die in Verbindung mit der App "mycicero" die Flaschen verrechen. Das Projekt gilt vorerst als zeitlich begrenztes Experiment bis Juli 2020. Seit der Einführung im Juli 2019 wurden laut des öffentlichen Nahverkehrsunternehmens ATAC bereits 350.000 Flaschen eingelöst. Pro Flasche werden 5 Cent gut geschrieben, so ergeben 30 Flaschen ein kostenloses Ticket für 100 Minuten Fahrt.

6. Der schwimmende Bauernhof

Der Meeresspiegel steigt, die Weltbevölkerung wächst und die Städte werden immer voller. Schon in 2050, so schätzt die Uno, werden fast 70 Prozent der Weltbevölkerung in Städten leben. Fruchtbares Ackerland wird immer weniger und ist schon jetzt ein kostbares Gut. Angesichts dessen braucht es Lösungen, um auch zukünftig die Weltbevölkerung ernähren zu können. Im Hafen vom Rotterdam schwimmt seit diesem Jahr eine mögliche Alternative. Richtig, schwimmt – und zwar ein autark agierender Bauernhof, inklusive 40 Kühe.

Mit ihrem Pilotprojekt "Floating Farm" hat das niederländische Ehepaar Minke und Peter van Weingerden einen Weg gefunden, sonst landwirtschaftlich unbrauchbare Wasserflächen nutzbar zu machen. Damit könne man, so hoffen die Initiatoren, die Produktionskette für Nahrungsmittel weniger anfällig für klimatische Veränderungen machen. Ebenso werden dadurch Lebensmittel nachhaltig und nah am Konsumenten produziert – ohne lange Transportwege und mit so wenig Abfällen wie möglich.

Milch und Joghurt direkt aus der Stadt

Die schwimmende Molkerei arbeitet überall da, wo es möglich ist, nach einem zirkulären und nachhaltigen Prinzip. Das soll Ressourcen schonen. So liefern schwimmende Solarpanel den Strom und aufgefangenes und aufbereitetes Regenwasser tränkt die Tiere. Das Futter für die Rinder kommt direkt aus der Umgebung: Kartoffelschalen aus der Pommesproduktion, Körnerreste aus Windmühlen, Produktionsabfälle aus der örtlichen Brauerei oder gemähtes Gras vom Fußball- oder Golfclub. Der Mist der Kühe wird automatisch abgepumpt und als Dünger an Abnehmer aus der Region weitergegeben.

Das Tierwohl ist den Erfindern ebenfalls wichtig: Die Kühe können sich frei bewegen und hinlegen, selbst eine automatische Massagebürste steht den Kühen bereit. Sie können sogar entscheiden, wann sie von einem vollautomatisierten Melkroboter gemolken werden. Knapp 800 Liter Milch werden so am Tag produziert, die noch auf der Farm weiterverarbeitet werden. Neben der Milch soll die Farm auch Bildung produzieren: Schulklassen können in Führungen auf der Farm mehr über Landwirtschaft und Nachhaltigkeit lernen.

7. Insekten als Tierfutter

In Teilen Asiens oder Afrikas gehören sie schon längst zum Speiseplan: Insekten. Sie sind der perfekte Eiweißlieferant und belasten die Umwelt viel weniger als die Produktion von Fleisch oder der Anbau von Soja. Experten attestieren Insekten das Potential, die schnell wachsende Menschheit zukünftig ernähren zu können. Doch bis sich der westliche Gaumen an die Krabbeltiere gewöhnt hat, wird es wohl noch dauern.

Doch es gibt noch eine andere Möglichkeit, Insekten in der Nahrungsmittelproduktion einzusetzen – und zwar als Tierfutter. Insekten brauchen wenig Platz und Futter, wachsen schneller und sind proteinreich – ihr durchschnittlicher Proteinanteil bezogen auf ihre Trockenmasse liegt bei 35 bis 61 Prozent. Zum Vergleich: Das meist in der Tierzucht verwendete Sojaschrot hat einen Proteingehalt von knapp 45 Prozent. Als alternative Futterquelle können Insekten einen wichtigen Beitrag für die nachhaltige Produktion von Fisch, Fleisch und Eiern leisten und perspektivisch sogar Soja als Futtermittel ersetzen.

Die Zukunft der Landwirtschaft?

Zwar sind Insekten wie Mehlwürmer in Europa noch nicht als Futtermittel – etwa für die Schweine- und Hühnerzucht – zugelassen. Es wird jedoch erwartet, dass die EU dieses Verbot in Kürze aufhebt. An Fische und Haustiere dürfen Insekten bereits verfüttert werden. Grund genug, um schon jetzt in die Zukunft zu investieren. Eine Reihe von Unternehmen hat dieses Potential frühzeitig erkannt. So hat die niederländische Firma Protix dieses Jahr nach eigenen Angaben eine der größten Insektenfarmen Europas eröffnet.

Produziert wird nach dem Prinzip der Kreislaufwirtschaft. So gibt das Unternehmen an, pflanzliche Nahrungsmittelreste als Futter für die Insekten zu verwenden, die dann wiederum als Tierfutter verwendet werden. Jetzt geht es für das Unternehmen darum, Erfahrungen in der Insektenzucht im industriellen Maßstab zu sammeln – etwa ob Krankheiten auftreten oder der Einsatz von Medikamenten notwendig wird.

8. So landet CO2 auf dem Teller

Ein altes Sprichwort besagt, es sei unmöglich, allein von Luft und Liebe zu leben. Das finnische Start-up Solar Foods behauptet nun, zumindest den ersten Teil des Sprichworts widerlegen zu können. Die Firma hat ein Verfahren entwickelt, mit dem tatsächlich aus Luft – genauer gesagt aus dem in der Luft enthaltenen CO2 – Nahrungsmittel hergestellt werden können. Was nach Science-Fiction klingt, wird, so behaupten die Entwickler, schon bald millionenfach auf unseren Tellern landen.

Solein heißt das von den finnischen Wissenschaftlern entwickelte Proteinpulver, das aus Luft und erneuerbarem Strom hergestellt wird. Den Prozess beschreiben die Erfinder folgendermaßen: Aus Luft wird CO2 gewonnen, das mit Wasserstoff-oxidierenden Bakterien, Stickstoff, Mineralien und Wasser in Verbindung gebracht wird. Das Wasser wird dann mit Hilfe von Solarstrom aufgespalten. Der daraus entstehende Wasserstoff dient als Futter für die Bakterien. Durch natürliche Fermentation entsteht als Resultat das Proteinpulver. Diesen Prozess vergleicht Solar Foods mit der Produktion von Hefe- oder Milchsäurebakterien.

Kann damit das weltweite Ernährungsproblem gelöst werden?

Das Pulver ähnelt in Geschmack und Aussehen Weizenmehl – wie dieses soll es sich auch verarbeiten lassen. Das CO2-Mehl besteht zu über 50 Prozent aus Eiweiß, bis zu 25 Prozent aus Kohlenhydraten und zu fünf bis zehn Prozent aus Fett. Durch den neutralen Geschmack und dem gleichzeitig hohen Nährwertgehalt verspricht sich Solar Foods, ihre Erfindung in einer Vielzahl von Lebensmitteln einsetzen zu können.

Ob Solar Foods mit dem Proteinpulver aus CO2 wirklich das globale Ernährungsproblem lösen kann, bleibt abzuwarten. Sicher ist jedoch: Für die Herstellung werden keine Ackerflächen benötigt. Zudem werden im Vergleich zur industriellen Soja- oder Fleischherstellung viel weniger Ressourcen verbraucht. Das Unternehmen plant, sein Produkt 2021 auf den Markt bringen zu können. Bis dahin soll das Pulver als neuartiges Lebensmittel in der EU und weltweit genehmigt werden. Läuft alles nach Plan, will das Unternehmen bereits in zwei Jahren über 50 Millionen Mahlzeiten mit Solein produzieren.

9. Erstes E-Passagierflugzeug

Am 10. Dezember 2019 – 116 Jahre nach dem ersten Flug einer Motorenmaschine der Gebrüder Wright – wurde nun die nächste Ära der Fluggeschichte eingeläutet.

Das erste nur mit Batterien betriebene Passagierflugzeug der Seeluftfahrtgesellschaft Harbour Air absolvierte erfolgreich seinen Jungfernflug: Sieben Minuten flog das nachgerüstete Wasserflugzeug über den Fraser River südlich der kanadischen Stadt Vancouver. Der Sechssitzer hat einen von einer australischen Firma entwickelten, voll elektrischen Motor mit über 750 PS.

Meilenstein in der Geschichte der Luftfahrt

Bis der Motor in der Masse eingesetzt werden kann, fehlen noch weitere Tests und letztlich die Genehmigung. Harbour Air hat es sich jedoch zum Ziel gesetzt, die erste ausschließlich elektrisch angetriebene Flugzeugflotte der Welt zu betreiben.

10. Aufforstung mit Hilfe von Drohnen

Jedes Jahr werden mehr Bäume gerodet, oder fallen Waldbränden und anderen Naturkatastrophen zum Opfer, als neue nachwachsen können. Seit 2001 hat die Erde 361 Megahektar Waldfläche verloren – das ist in etwa die zehnfache Fläche Deutschlands. Dabei können gerade Wälder, die natürlicherweise CO2 binden, ein Schlüssel im Kampf gegen die Klimakrise sein. Eine Studie der ETH Zürich kam zu dem Ergebnis, dass gut zwei Drittel der vom Menschen verursachten Emissionen durch intensive Aufforstung aufgefangen werden könnten.

Dafür müssten allerdings 1,2 Billionen neue Bäume gepflanzt werden. Und das auf einer Fläche, die in etwa der USA und China zusammengenommen entspricht. Mit herkömmlichen Methoden ein kaum zu schaffendes Unterfangen. Eine Reihe von Start-ups arbeitet deswegen an technischen Lösungen, mit denen sie die Aufforstung beschleunigen wollen.

Aufforstung im großen Stil

So plant das britische Unternehmen Dendra Systems mit Hilfe von Drohnen, 100.000 Bäume am Tag zu pflanzen. Die Aufforstung funktioniert so: Eine erste Drohne scannt das Gebiet, auf dem später die Bäume wachsen sollen. Dabei sammelt sie Daten – etwa zur Beschaffenheit des Bodens und der Vegetation – und erstellt ein 3D-Abbild des Gebiets. Ein Algorithmus berechnet dann Flugroute und Bepflanzungsplan, die als Blaupause für andere Drohnen dienen. Ausgerüstet mit Baumsamen, die in biologisch abbaubaren Kapseln verpackt sind, überfliegen diese dann im Schwarm das Gebiet und schießen die Samen im Tiefflug genau dort in den Boden, wo neue Bäume wachsen sollen.

Bis die neu gepflanzten Wälder ihr volles CO2-Speicherpotential ausschöpfen können, wird einige Zeit vergehen. Die Forscher der ETH Zürich schätzen, dass es theoretisch zwischen 50 und 100 Jahre dauere, bis die aufgeforsteten Wälder ihre volle Wirkung entfalten und bis zu 200 Milliarden Tonnen CO2 aufnehmen können. Als Allheilmittel im Kampf gegen die Klimakrise ist Aufforstung deshalb nicht zu verstehen. Dennoch kann sie, zusammen mit anderen technologischen Lösungen, schon heute ein wichtiges Puzzleteil im Kampf gegen die Klimakrise sein.