Top 10 der innovativen und nachhaltigen Energietechnologien

Der Übergang zu einer nachhaltigeren Zukunft ist unumgänglich, wenn wir unseren Planeten retten wollen.

Es gibt viele Innovationen im Bereich der erneuerbaren Energie. Neue Energietechnologien setzen sich immer mehr durch, denn das Bewusstsein f√ľr die Umstellung auf umweltgerechte Energieerzeugung steigt. Viele Branchen f√ľhren Ver√§nderungen durch und achten auf Nachhaltigkeit. Deshalb steigt das Interesse an Solarenergie, Energiespeicherung, Elektrofahrzeugen, W√§rmepumpen, Wasserstofftechnologien, intelligenten Stromnetzen und mehr Alternativen f√ľr Kohle, √Ėl und Gas.

Mit der wachsenden Nutzung der erneuerbaren Energien besteht die Chance, von fossilen Brennstoffen wegzukommen. Heute geht es um nachhaltige Innovationen, die eine neue, sauberere Zukunft der Welt gestalten.

Unser Universum ist ein Meer von Energie ‚ąí mit kostenloser, sauberer Energie. Es wartet nur darauf, dass wir die Segel setzen.

Robert Adams, US-amerikanischer Landschaftsfotograf

Welche nachhaltigen Innovationen werden den Energiesektor verändern?

Der Aufschwung der k√ľnstlichen Intelligenz (KI), der additiven Fertigung, der Automatisierung und anderer Technologien tr√§gt massgeblich zum √úbergang zu einer umweltfreundlicheren Zukunft bei. Denn sie helfen bei der Steuerung und √úberwachung von Infrastrukturen und beim Ersatz alter Ger√§tetechnologien durch neue, bessere und umweltschonendere L√∂sungen. W√§rmebildkameraszum Beispiel erkennen Sch√§den an Solaranlagen durch √úberhitzung und Drucktransmitter k√∂nnen bei Wasserstoffanwendungen die Ausdehnung einer fl√ľssigen oder gasf√∂rmigen Probe untersuchen. 

Dank des technischen Fortschritts k√∂nnen immer mehr Dinge √ľberwacht und gemessen werden, was der ganzen Welt die M√∂glichkeit gibt, eine nachhaltigere Umwelt zu schaffen. Daher werden wir uns heute auf einige Trends konzentrieren, die bei der Energieerzeugung und -verteilung von Belang sind.

1. Solarz√ľge 

Schon Thomas A. Edison, einer der wichtigsten Erfinder im Bereich der Elektrizit√§t erkannte das Potenzial der Solarenergie, als er sagte: ‚ÄěIch w√ľrde mein Geld auf die Sonne und die Solarenergie setzen. Was f√ľr eine Quelle der Kraft! Ich hoffe, wir m√ľssen nicht warten, bis √Ėl und Kohle zu Ende gehen, bevor wir das in Angriff nehmen.” 

Obwohl die Solarenergie zu den beliebtesten erneuerbaren Energien geh√∂rt, ist sie immer noch nicht so popul√§r wie fossile Brennstoffe. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) werden 29 % des weltweiten Strombedarfs durch erneuerbare Energien erzeugt. Nachdem sie 2019 die Bioenergie √ľberholt hat, ist Solarenergie nach der Wasserkraft und der Onshore-Windenergie die drittgr√∂sste erneuerbare Stromtechnologie.

Viele Menschen stimmen mit Edison √ľberein und versuchen, weitere M√∂glichkeiten zur Nutzung der Solarenergie zu finden, wie zum Beispiel Solarz√ľge. Wie die BBC in ihrem Video √ľber die Solarbahn berichtet (siehe unten), k√∂nnen Solarz√ľge den ganzen Tag lang ohne Aufladen fahren und speisen sogar 75 % der erzeugten Energie ins Netz ein.

2. Solarzellen aus Lebensmittelabfällen

Es gibt st√§ndige Verbesserungen im Energiesektor. Ein Beispiel f√ľr eine weitere Verbesserung der Solarenergie sind die aus Lebensmittelabf√§llen hergestellten Solarzellen. Das revolution√§re Material wurde aus weggeworfenen leuchtenden Obst- und Gem√ľsepartikeln hergestellt. Der Ingenieurstudent Carvey Ehren R. Maigue, der f√ľr AuReus arbeitet, gewann mit dieser Erfindung den James Dyson Award. Ist das nicht das nachhaltigste Konzept, das es gibt?

3. Windenergie ohne Rotorblätter

Die Windkraft hat ebenfalls enorme Weiterentwicklungen hinter sich und ist damit ein fester Bestandteil des Energiemix geworden. Vermutlich hat jeder schon einmal eine Windenergieanlage gesehen. Die Rotorbl√§tter auf dem √ľber 100 m hohem Turm sind selbst von Weitem zu sehen, ob an Land oder Offshore. Mehr √ľber Windturbinen erfahren Sie in diesem Artikel. Aber wie sieht es mit fl√ľgellosen Windr√§dern aus?

Das spanische Start-up-Unternehmen Vortex Bladeless hat solche Windenergiegeneratoren entworfen. Sie sind nur 3 m hoch und √§hneln eher S√§ulen als klassischen Windr√§dern. Die Anlagen sind fest im Boden verankert ‚ąí nur der obere Teil kann vom Wind in leichte Pendelbewegungen um eine vertikale Achse gesetzt werden. Aus der Schwingungsenergie wird dann der Strom erzeugt. Aufgrund ihrer geringen H√∂he k√∂nnen diese Anlagen auch in st√§dtischen Gebieten oder Wohngebieten eingesetzt werden, wo normalerweise kein Platz f√ľr einen konventionellen Windpark ist.

4. Lithium-Glas-Akkus

Akkus sind f√ľr die Energiewende sehr wichtig. In diesem Artikel geht es um Lithium-Ionen-Akkus, eine Innovation von John Goodenough. Goodenough wird als “Vater der Lithium-Ionen-Akkus” bezeichnet und erhielt f√ľr diese Erfindung den Nobelpreis f√ľr Chemie. Das hielt ihn jedoch nicht davon ab, an der Entwicklung eines Lithium-Glas-Akkus mitzuwirken, dessen Kapazit√§t mit zunehmendem Alter steigt und dessen Energiedichte doppelt so hoch ist wie die eines Lithium-Ionen-Akkus.

Zudem haben sie eine viel l√§ngere Lebensdauer als herk√∂mmliche Akkus. Sie funktionieren auch bei niedrigeren Temperaturen, laden sich schneller auf, kosten weniger, sind sicherer (nicht entflammbar) und speichern mehr Energie √ľber l√§ngere Zeit.

5. “Wiederaufladbare” Reifen

Goodyear entwickelt ein innovatives Konzept f√ľr elektrische Reifen, die sich w√§hrend der Benutzung aufladen und durch die Reibungshitze angetrieben werden. Auch im Stillstand k√∂nnen diese Reifen aufgeladen werden.

Zudem können sie sich an die Witterungsbedingungen, Strassenverhältnisse und Fahrweise anpassen. Die neue Innovation von Goodyear wird aus einer biologischen Substanz hergestellt und mit Fasern verstärkt, die einer der stärksten Substanzen der Natur nachempfunden sind, der Spinnenseide. Das macht sie vollständig biologisch abbaubar und unglaublich haltbar.

6. Solarenergie-Bäume aus dem 3D-Drucker

Warum nicht B√§ume pflanzen, anstatt sie zur Energiegewinnung zu f√§llen? Forscher des Technischen Forschungszentrums von Finnland (VTT) haben den Prototyp eines Baumes entwickelt, der Sonnenenergie, kinetische Energie und W√§rmeenergie aus seiner Umgebung aufnimmt und in Strom umwandelt. Er kann sowohl in Innenr√§umen als auch im Freien stehen und mit dem erzeugten Strom k√∂nnen kleine Ger√§te wie LED-Gl√ľhbirnen, Luftbefeuchter, Thermometer und Mobiltelefone betrieben werden. 

Die k√ľnstlichen energiegewinnenden B√§ume k√∂nnen unendlich oft vervielf√§ltigt werden. Sie wurden in Form von B√§umen angefertigt, damit sie in G√§rten und anderen nat√ľrlichen Umgebungen aufgestellt werden konnten.

7. Kraftstoffe aus Abfällen

Eine der CO2-intensivsten menschlichen Aktivit√§ten ist der Flugverkehr. Aus Lebensmittelabf√§llen k√∂nnen nicht nur Solarzellen gewonnen werden sondern auch Kraftstoffe. Daf√ľr werden “nasse” menschliche Abf√§lle wie verrottende Lebensmittel und Abw√§sser verwendet.

Werden sich mehr Unternehmen diese neue Art der Treibstoffherstellung verwenden? Die Auswirkungen dieses Kraftstoffs auf das Klima w√§ren geringer als die von herk√∂mmlichem Kraftstoff, da er aus Pflanzen gewonnen wird, die Kohlendioxid aus der Atmosph√§re aufnehmen. Laut Popular Mechanics sind Lebensmittelabf√§lle f√ľr 6 % der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich, verglichen mit 2,5 % bei Flugzeugen. Es gibt auch gen√ľgend verwertbare Nassabf√§lle, um 20 % des gesamten Flugbenzins zu ersetzen, was auch bedeutet, dass sie nicht in Deponiekreisl√§ufe gelangen, die Methan freisetzen. 

8. Solarenergie 3.0 

Sie haben wahrscheinlich schon von industriellen Revolutionen wie der Industrie 5.0 geh√∂rt, die sich auf die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern konzentriert, aber haben Sie schon von Solar 3.0 geh√∂rt, der Revolution in der Solarindustrie? 

Das Solar-3.0-Kraftwerk ist ein vollständig disponierbares PV-Kraftwerk, das mit Hilfe von Akkus oder anderen Speichereinheiten eine zeitliche Verschiebung ermöglicht und je nach Bedarf mehr oder weniger Energie ins Netz einspeist. Die wichtigste Revolution besteht darin, Perowskite ans Licht zu bringen, die 10- bis 1000-mal weniger Material verbrauchen als die am häufigsten verwendeten kristallinen Siliziumzellen. Erfahren Sie mehr im Video.

9. Kohlenstoff-Nanoröhrchen

Studenten des Massachusetts-Instituts f√ľr Technologie haben ein neuartiges Material aus Kohlenstoff-Nanor√∂hrchen entdeckt, das Strom erzeugen kann, indem es Energie aus seiner Umgebung aufnimmt. 

Winzige Kohlenstoffpartikel, die allein durch Reaktion mit der sie umgebenden Fl√ľssigkeit Strom erzeugen k√∂nnen, lassen sich zur Stromerzeugung nutzen. Den Forschern zufolge zieht die Fl√ľssigkeit, ein organisches L√∂sungsmittel, Elektronen aus den Partikeln. Der dadurch erzeugte Strom, kann zum Betrieb von Robotern im Mikro- oder Nanobereich oder f√ľr chemische Reaktionen verwendet werden.

10. Selbstk√ľhlende H√§user

Wir haben bereits √ľber Green Geb√§ude berichtet und gezeigt, wie wichtig sie f√ľr eine Stadtgestaltung sind, die den Klimawandel eind√§mmen und weniger Energie und Wasser verbrauchen will. Aber was ist mit Geb√§uden, die keine Klimaanlage zur Abk√ľhlung ben√∂tigen? 

In der Natur legen Termiten riesige H√ľgel an, die durch ein kompliziertes Tunnelnetz bel√ľftet werden. Der simbabwische Architekt Mick Pearce nahm sich die Kreativit√§t der Termiten zum Vorbild und erschuf ein nat√ľrliches K√ľhlsystem f√ľr Geb√§ude. Das Ergebnis ist ein architektonisches Meisterwerk, das die k√ľhlende Luft w√§hrend der Nacht und die W√§rmeabfuhr w√§hrend des Tages nutzt, um 90 % passive Klimakontrolle zu erreichen.

Die Zukunft der Energie ist digitalisiert und nachhaltig

Einige der vorgestellten nachhaltigen Innovationen k√∂nnen den Energiesektor in einen gr√ľnen Sektor verwandeln, da die rationell eingesetzten Materialien der Erde endlich ein Gleichgewicht zwischen Mensch und Natur schaffen k√∂nnen. Das Konzept der Nachhaltigkeit zwingt uns dazu Ressourcen, wie zum Beispiel Lebensmittelabf√§lle, auf ihr Recycling-Potenzial zu √ľberpr√ľfen  


Einige dieser innovativen Technologien, die im Text erw√§hnt werden, w√§ren jedoch ohne andere technologische Fortschritte nicht m√∂glich gewesen. Zum Beispiel w√ľrde es Solarenergie-B√§ume ohne die additive Fertigung wahrscheinlich nicht geben, genauso wie die wiederaufladbaren Reifen ohne die Erfindung von Akkus. Daher spielt die Digitalisierung eine wichtige Rolle in der Energiewende. Sie hilft uns nachhaltigere L√∂sungen f√ľr den Energiesektor zu finden, zum Beispiel durch 3D-Drucker oder Energiez√§hler. Die Digitalisierung nimmt zu und scheint ein untrennbarer Bestandteil unseres Lebens zu sein. Es werden immer mehr Ger√§te an das Stromnetz angeschlossen, und wir k√∂nnen vorhersagen, dass schliesslich alles vernetzt sein wird und √ľberwacht werden kann.

*Da Distrelec keine dieser Innovationen getestet hat, können wir die Behauptungen der Hersteller nicht bestätigen.

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