Archiv der Kategorie: Sustainability

PLASTIKMÜLL: START-UP CIRPLUS SCHLIESST KUNSTSTOFF-KREISLAU

Die Freiheit des Segelns genießen und Alltagssorgen vergessen – es könnte so schön sein. Wenn einen nicht die nackte Wahrheit sogar auf hoher See einholen würde: Als Cirplus Gründer Christian Schiller vor der Küste Kolumbiens in See stach, traf ihn der Schock: Statt die frische Brise eines kristallklaren Ozeanes genießen zu können, fand er sich in einem unappetitlichen Teppich aus Plastikmüll wieder. Das war genau der Moment, als ihm klar wurde, dass er seine Zukunft dem Kampf gegen die Plastikflut widmen wird.

Zuhause angekommen, begann der Berliner sich mit dem Thema „Circular Economy“, also der Kreislaufwirtschaft, zu beschäftigen. Und Schiller war sich sicher:

Was einen Wert hat, das wird nicht weggeworfen.“

©cirplus/AdobeStock

EINFACHER UND EFFIZIENTER HANDEL MIT REZYKLATEN

Ein halbes Jahr nach dem Erlebnis in Kolumbien war schließlich die Idee zu Cirplus geboren – einer digitalen Handelsplattform für Altplastik. Gemeinsam mit dem Blockchain Experten Volkan Bilici, der zudem Erfahrung in der Kunststoffindustrie mitbringt, gründete Schiller Ende 2018 das Start-up Cirplus. Im April 2019 ging ihre nachhaltige, digitale Plattform auch schon online. Diese soll den Handel mit recycelten Kunststoffen, also Rezyklaten, so effizient und einfach wie möglich gestalten. Auf der Plattform können sich Kunststoffverarbeiter und Recycling-Unternehmen direkt vernetzen und so den Kreislauf zwischen der Herstellung, Recycling und Wiederverwendung von Plastik schließen. Gehandelt werden – von Ballenware bis zum Regranulat bzw. Rezyklat – alle Formen von recyceltem Plastik. Durch den direkten Vergleich von Angeboten sparen Käufer Zeit und Geld, während Verkäufer neue Absatzmärkte im In- und Ausland erschließen können. Denn Cirplus richtet sich derzeit an Interessenten aus ganz Europa. Zudem sind die Anbieter durch die Plattform in der Lage, Preise, Mengen und Qualitäten ihrer Materialien exakt auf die Nachfrage abzustimmen.

Founder Volkan Bilici & Christian Schiller ©cirplus

DANK „VERPACKG“: ALTPLASTIK WIRD ZUM GESCHÄFTSMODELL

Bestärkt in ihrem Vorhaben werden die Gründer unter anderem durch das neue Verpackungsgesetz VerpackG, das seit dem 1.1.2019 in Kraft ist. Neben dem schon bekannten Prinzip der Produktverantwortung sind nun auch neue Produktarten mit aufgenommen. Zudem werden die Verantwortlichen mehr in die Pflicht genommen. Denn die Verordnung verlangt für Kunststoffe aus Verpackungsabfällen eine Recyclingquote von 58,5 Prozent, statt wie bisher 36 Prozent. Ab 2021 sollen sogar 63 Prozent recycelt werden. Das macht ein Umdenken und auch den Wandel der Supply Chain erforderlich. Zudem soll mit dem Gesetz der Einsatz von Altplastik automatisch zu einem lukrativen und boomenden Markt werden.

DIGITALISIERUNG DER BRANCHE NOCH IN DEN ANFÄNGEN

Und offensichtlich scheint die Rechnung aufzugehen: Noch bevor die Plattform gelauncht wurde, hatten sich schon 43 Unternehmen, darunter auch Branchenriesen, auf die Warteliste von cirplus setzen lassen. Mittlerweile wurden sogar schon die ersten Transaktionen vermittelt.

…In Zukunft werden wir die gesamte Transaktion digital abbilden: vom Suchen und Matching, über die Logistik- und Zahlungsabwicklung, intelligente Preis- und Mengenanalyse bis hin zur Integration von Blockchainanwendungen“, erklärt Schiller. „So erreichen wir das übergeordnete Ziel, Produktkreisläufe zu 100% zu schließen.“

Und genau hier kommt Software-Entwickler und Blockchain-Experte Bilici ins Spiel: Dank seiner Expertise und eines ausgeklügelten Algorithmus werden die Matchingprozesse für Käufer und Verkäufer auf cirplus automatisiert und effizienter. Eine Punktlandung, wenn man bedenkt, dass die Digitalisierung dieser Branche noch ganz am Anfang steht.

Schiller nennt – auch wenn das Sourcing bis dato noch nicht über cirplus lief – zwei Vorzeigebeispiele: So sind die Frosch-Flaschen der Firma Werner & Mertz sowie die Wasserflaschen der Firma Vöslauer beide jeweils zu 100% aus rPET, also recyceltem PET.

DIE VISION: REDUKTION VON PLASTIKMÜLL AUF NULL

Kennengelernt haben sich Schiller und Bilici übrigens im Rahmen des Accelerator-Programms von Entrepreneur First. Schiller blickt auf Start-up Erfahrung beim französischen BlaBlaCar zurück. Er baute als erster Mitarbeiter den deutschen Markt auf. Heute ist das Unternehmen die weltweit größte, digitale Mitfahrplattform. Die Frage, was ihn an Start-ups reizt, beantwortet er wie folgt:

Mich treibt die Lust zur Gestaltung an. Und ganz konkret hier: ein Nachhaltigkeitsthema mit unternehmerischen Mitteln anzugehen. Je mehr recycelte Kunststoffe wir vermitteln können, desto besser für die Umwelt. Denn der Einsatz von einer Tonne recyceltem Kunststoff spart 85% CO2 Emissionen ein gegenüber dem Einsatz einer Tonne Neukunststoffe.“

Bilici ist erfahrener Softwareentwickler. Er arbeitete unter anderem für Brickblock, Cubits und die Frontier Car Group. Zudem hat Bilici beste Verbindungen in die Türkei, einen der weltweit größten Märkte für Kunststoffverarbeitung.

Ein erstes Ziel von Cirplus ist es, den europaweiten Recyclingmarkt zu revolutionieren. Doch die Vision der Gründer ist noch viel ambitionierter:

Langfristig möchten sie die Unmengen an Plastikmüll auf null reduzieren!

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NACHHALTIGER KLANG: HEIMISCHES HOLZ FÜR GITARRENBAU

Die Auswahl der Holzart bei einer Gitarre ist nicht nur eine Frage der Optik, sondern auch der Akustik. Lange Zeit galt Tropenholz, und zwar insbesondere das Edelholz Rio Palisander beziehungsweise aus Artenschutzgründen später auch indisches Palisander, als das Nonplusultra im Gitarrenbau. Diese Holzarten überzeugen durch ihren besonderen Ton.

So wurden Konzertgitarren oft aus einer Kombination von lang gelagerten, tropischen Holzarten wie westindische Zedrele für den Hals, ostindischer Palisander für Zarge und Boden sowie Ebenholz für das Griffbrett hergestellt. Doch seit Anfang 2017 gelten für den Handel mit bedrohten Hölzern aus den Tropen strengere Bestimmungen. Deshalb sind Musikinstrumentenbauer auf Alternativen angewiesen. Doch wie nur bekommt man die ausgezeichneten, klanglichen und optischen Eigenschaften der Tropenhölzer hin?

THERMISCHE BEHANDLUNG

Daran tüftelten jetzt Ingenieure der TU Dresden in Kooperation mit der fränkischen Gitarrenmanufaktur Hanika. Für ihre Forschungsarbeiten setzten sie einheimische Hölzer wie Fichte, Ahorn und Kirsche einer eigens entwickelten, thermischen Behandlung aus. Und mittlerweile ist diese so ausgefeilt, dass das Forschungsteam davon überzeugt ist, mindestens die gleichen akustischen Eigenschaften wie Tropenholz bieten zu können. Dies zeigte sich unter anderem in einen akustischen Test des thermisch behandeltem Holzes (s. Aufmacherbild). Denn die Schwingungseigenschaften sind entscheidend für die Klangqualität. Zudem gab es einen Anzupftest der Gitarre (s. Bild unten), bei dem untersucht wird, wie lange es dauert, bis ein Ton hörbar ist und wie lange der Ton hörbar bleibt.

Wir haben es geschafft, dass europäische Hölzer nun auch hervorragende Klangeigenschaften besitzen und eine echte Alternative zum Tropenholz sind“, freut sich Dr. Mario Zauer, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik der TU Dresden.

Mit dem Behandlungsverfahren der TU Dresden werden einheimische Hölzer mit einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck für eine gewisse Zeit thermisch behandelt. So werden die notwendigen Alterungsprozesse des Holzes beschleunigt. Anschließend können die thermisch modifizierten, einheimischen Hölzer nach nur einem Jahr zu hochwertigen Musikinstrumenten weiterverarbeitet werden. So sind die Dresdner Holztechniker in der Lage, ein regionales Ersatzmaterial für artengeschütztes Tropenholz bereitzustellen. Ein weiterer Pluspunkt des bearbeiteten Holzes ist die schnelle Verfügbarkeit: Die bisher verwendeten Tropenhölzer müssen etwas sechs bis zehn Jahre gelagert und luftgetrocknet werden, bevor sie als sogenannte Tonhölzer für den Bau von Instrumenten geeignet sind.

HANDWERKSPROJEKT DES JAHRES

© Krüger/TUD

Mittlerweile produziert Hanika vier neue, vollständig tropenholzfreie Gitarrenmodelle (Basis-, Mittel-, Ober- und Meisterklasse) aus einheimischen Hölzern.

Dazu Zauer, der auch Projektleiter von „Konzertgitarre“ ist:

Für mich als Wissenschaftler ist es schön zu sehen, dass unser Holz-Behandlungsverfahren von Hanika in einer eigenen Gitarrenserie umgesetzt wird. Das zeigt, dass sich unsere mehrjährige Forschungsarbeit wirklich gelohnt hat.“

Die TU Dresden und Hanika sind, im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM), Partner in einem Kooperationsnetzwerk. Und das mit großem Erfolg: So erhielt die TU Dresden für das Projekt „Konzertgitarre“ vom BMWi in der Zeit von 2015 bis 2017 175.000 Euro Fördergelder. Und die Gitarrenmanufaktur wurde am 09. Mai 2019 auf dem Innovationstag Mittelstand des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) in Berlin mit dem „ZIM-Handwerksprojekt des Jahres“ ausgezeichnet.

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WIE KARTOFFELN DEM KLIMAWANDEL TROTZEN KÖNNEN

Ob als Pell-, Salz- oder Bratkartoffel, verarbeitet zu Pommes oder als Chips – Wir Deutschen mögen sie, die Kartoffel. Etwa 60 Kilogramm ist der durchschnittliche Pro-Kopfverbrauch per Jahr in unserem Land. Auch weltweit gehört die Kartoffel neben Mais, Reis, Weizen und Maniok zu den wichtigsten Grundnahrungsmitteln. Und bis jetzt gab es auch immer genügend Nachschub, so dass wir uns keine Sorgen um die schmackhafte Knolle machen mussten.

KARTOFFELN MÖGEN KEINE WÄRME

Doch was zukünftig definitiv zum Thema werden könnte: Kartoffeln mögen während des Wachstums keine Wärme. Sind die Temperaturen zu hoch, bildet die Pflanze deutlich weniger oder mitunter gar keine Knollen mehr. Biochemiker der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) schauten sich dieses Phänomen nun genauer an. Sie setzten in ihren Laboren die Kartoffelpflanzen tagsüber Temperaturen von bis zu 29 Grad und nachts Temperaturen

Team Prof. Dr. Sonnewald ©FAU/Rabih Mehdi

von etwa 27 Grad aus. Und schon schaltete die Pflanze sozusagen auf ein anderes Wachstumsprogramm um: Sie bildete mehr grüne Triebe und Blätter, aber weniger bis keine Knollen mehr. Hinzu kam: Die wenigen Knollen hatten einen geringeren Stärkegehalt und keimten schneller – sie waren also weniger nahrhaft und verdarben rascher.

GRUND IST EINE KLEINE RIBONUKLEINSÄURE

Zudem erforschten die Nürnberger Wissenschaftler woran es liegt:

Bisher war der Mechanismus, der die Knollenbildung bei Hitze verhindert, nicht bekannt“, erklärt Prof. Dr. Uwe Sonnewald, Inhaber des Lehrstuhls für Biochemie.

Die höchsten Erträge von Kartoffeln lassen sich bei gemäßigten Temperaturen erzielen – ideal für die Knollenbildung sind rund 21 Grad Celsius tagsüber und 18 Grad nachts. Bei diesen Temperaturen und der richtigen Tageslänge wird in den Blättern ein knolleninduzierendes Eiweiß mit dem Namen SELF-PRUNING 6A (SP6A) gebildet. Dieses signalisiert der Pflanze, Knollen zu bilden, um auf Kälteperioden vorbereitet zu sein. Bei niedrigeren Temperaturen ist sie inaktiv. Steigen die Temperaturen jedoch an, blockiert sie die Bildung von SP6A und damit das Knollenwachstum.

Gemeinsam mit seinem Forschungsteam hat Sonneberg nun eine kleine Ribonukleinsäure (RNA) ausgemacht, die aus etwa 19 Nukleotiden (Bausteine von Nukleinsäure) besteht und die die Knollenbildung temperaturabhängig reguliert.

AUSSCHALTUNG DER RNA GELUNGEN

Den Wissenschaftlern ist es in einem nächsten Schritt gelungen, diese kleine RNA auszuschalten. Wieder setzten sie ihre Kartoffelpflanzen hohen Temperaturen im Gewächshaus aus. Das Ergebnis: Auch bei mehr als 29 Grad bzw. 27 Grad entstanden weiterhin Knollen von guter Qualität.

©FAU/Rabih Mehdi

Unsere Ergebnisse bieten die Chance, dass wir auch in Zukunft bei steigenden Temperaturen noch Kartoffeln anbauen können“, freut sich Sonnewald.

Als nächstes wollen die Forscher die Kartoffelpflanzen unter Feldbedingungen testen und prüfen, ob die Pflanzen auch unter realen Bedingungen der Hitze trotzen werden. Doch schon jetzt ist das Ergebnis angesichts des Klimawandels ein wichtiger Beitrag, um Ernteerträge auch in Zukunft zu sichern. Die Forschungsarbeit wurde kürzlich in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht.

ANALYSETOOL FÜR BATTERIEN SOLL ZUKUNFT DER E-MOBILITÄT UNTERSTÜTZEN

Wie lange hält die Batterie eigentlich insgesamt? – Das ist mit Sicherheit eine der wichtigsten Fragen, die für Hersteller aber auch Anwender in Zeiten von E-Mobilitätslösungen von Bedeutung sind. Und nur ein zuverlässiger Akku kann die Zukunft der E-Mobilität weiter vorantreiben. Dazu Dr. Stephan Rohr, der gemeinsam mit Michael Baumann im Juni 2018 das Münchener Start-up Twaice Technologies GmbH gründete:

Obwohl das Batteriesystem die teuerste und wichtigste Komponente in einem Elektroauto ist, kann der Zustand sowie die verbleibende Lebensdauer aktuell nur schwer und ungenau bestimmt werden. Diese Unsicherheit beispielsweise beim Restwert von Elektroautos hemmt natürlich die Nachfrage nach Elektroautos.“

SENKUNG VON GESAMTKOSTEN

Diesem Problem möchten die Münchener mit ihrem eigens entwickelten Analysetool entgegenwirken. Anhand eines virtuellen Expertensystems, dem sogenannten digitalen Zwilling der Batterie, berechnen die beiden Jungunternehmer den Alterungsprozess derselbigen bis auf die Zellebene hinunter. Dabei soll das digitale Pendant die Lebensdauer des Akkus vorhersagen und somit die Unsicherheit über seinen Zustand auflösen.

Durch die von ihnen entwickelte Nutzung von Sensordaten und physikalischen sowie datengetriebenen Batteriemodellen möchten die die Wissenschaflter den Kreis zwischen Produktentwicklung und –anwendung schließen.

Ein Automobilhersteller mit beispielsweise 100.000 Elektrofahrzeugen im Feld hat Batteriekosten von über eine Milliarde Euro. Dieses Asset gut zu verwalten, wird zunehmend essentiell und marktentscheidend. Twaice liefert Kunden wie Elektrofahrzeugherstellern oder Flottenbetreibern die Lösung dafür“, beschreibt Rohr die Vorteile des Tools.

Laut Schätzungen des Unternehmens könnten durch die Batterieanalyse die Gesamtkosten des Betriebs von elektrischen Fahrzeugflotten um bis zu 25 Prozent gesenkt werden.

NACHHALTIGKEIT IN DER E-MOBILITÄT

Zudem eröffnet die Software neue Möglichkeiten, wie zum Beispiel die vorausschauende Wartung und Gewährleistungsverlängerung. Denn durch die Optimierung technischer Parameter ist eine erhebliche Lebensdauerverlängerung der Batterien möglich. Dies ist zum einen für die Hersteller von Elektrofahrzeugen aber auch die  Batteriehersteller selbst interessant. Die Batterie-Anaylse senkt zum einen Entwicklungs- und Testkosten. Die Hersteller können das Tool aber auch dazu nutzen, vorausschauende Wartungs- und Inspektionsdienstleistungen anzubieten. Außerdem ist es mit der Software jederzeit möglich, den Zustand sowie die Restlebensdauer zu zertifizieren und somit eine Zweitnutzung oder einen Weiterverkauf anzudenken.

@Twaice

Unsere digitalen Zwillinge ermöglichen die Digitalisierung von Expertenwissen und erreichen nie zuvor dagewesene Einblicke in die Performance und den Gesundheitszustand der Batterien im Feld. Dies ist essentiell, nicht nur für einen sicheren und langlebigen Betrieb von Elektrofahrzeugen, sondern auch für eine monetäre Bewertung beispielsweise bei einem Gebrauchtwagenkauf“, erläutert Baumann.

Seine Forschungsarbeiten bilden die Grundlage der Technologie von Twaice. Neben den ökonomischen Vorteilen zielt die Software des Unternehmens vor allem aber auch auf die Nachhaltigkeit der E-Mobilität ab.

EUROPEAN START-UP PRIZE

Rohr und Baumann arbeiten übrigens schon seit Uni-Zeiten zusammen. So begannen sie ihre Forschungsarbeiten im Mai 2014 an der Technischen Universität München mit der 2nd-Life-Nutzung und Lebenszeitmaximierung von Batterien. Im Januar 2016 entwickelten sie eine serverbasierte Zustandsdiagnostik für Batterien. Gleichzeitig starteten sie ihre Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für eine ganzheitliche Plattform. Im Oktobr 2017 starteten sie den Ausgründungsprozess, den sie im Juni 2018 mit der Gründung von Twaice besiegelten. Mittlerweile kann das Unternehmen einige Auszeichnungen für ihre innovativen, klimafreundlichen Lösungen vorweisen. Zuletzt erhielten sie den European Start-up Prize  im April 2019. Baumann freut sich über den Award:

Der European Start Up Preis hilft uns hinsichtlich des Marketings und ermöglicht uns eine europäische Sichtweise sowie erste Anknüpfungspunkte für den Vertrieb außerhalb von Deutschland zu generieren.“ Und er ergänzt:

Wir sind davon überzeugt, dass bei einem Start up die ersten 10-20 Leute über den Erfolg eines Unternehmens entscheiden – hier die absolut Besten zu finden, ist die Herausforderung.“

Vom Werkstudenten bis hin zu Ingenieuren: Derzeit sind einige Positionen in dem Unternehmen an engagierte und motivierte Talente zu vergeben. Wichtig ist, dass sie die Vision von Twaice – nämlich die Welt mit einem digitalen Zwilling zu verbessern – teilen.Um stets auf dem neuesten Stand der Technik zu sein, ist Twaice zudem an Forschungsprojekten beteiligt. So kooperieren die Münchener derzeit mit dem Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik (FTM) der Technischen Universität München (TUM). Unter dem Namen bawaii (battery analytics with artificial intelligence) untersucht das Forscherteam Möglichkeiten, neueste Entwicklungen der künstlichen Intelligenz in den hybriden Analytikansatz von TWAICE einzubringen.

FORSCHUNGSPROJEKT „GRÜNELUNGE“ ERFORSCHT DIE RESILIENZ VON BÄUMEN IM URBANEN RAUM

Extreme Wetterverhältnisse machen besonders unseren Bäumen in der Stadt zu schaffen. Denn laut Beobachtungen sind sie, da sie nicht in einer natürlichen, sondern gebauten Umgebung wachsen, anfälliger für die Folgen globaler Erwärmung. Dazu gehören bekanntermaßen Hitzewellen, Dürren, Stürme oder Starkregen. Somit könnten natürliche Prozesse (ökophysiologische Prozesse) wie etwa das Verdunsten von Wasser über die Blätter, also die Transpiration wie auch die Photosynthese, insbesondere bei heimischen Baumarten künftig an Intensität verlieren.

Doch nicht nur das:

Wachsende und immer dichter bebaute Städte, Umweltverschmutzung sowie mechanische und chemische Schäden gefährden die Existenz und Vitalität städtischer Wälder“, erklärt Dr. Somidh Saha, Forstwissenschaftler am Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) des KIT.

Saha ist Leiter des kürzlich gestarteten dreijährigen Forschungsprojekts „Inter- und transdisziplinäre Entwicklung von Strategien zur Erhöhung der Resilienz von Bäumen in wachsenden Städten und urbanen Regionen (GrüneLunge)“.

ÖKOSYSTEMDIENSTLEISTUNGEN DER BÄUME

Die Bäume sind derzeit einem extremen Stress ausgesetzt, die die Gesundheit sowie auch die physiologische Aktivität der Pflanzen beeinflusst. Und das, obwohl wir sie doch so dringend benötigen – auch und gerade in der Stadt. Denn hier machen die Pflanzen nicht nur aus optischen Gründen Sinn. So kühlen sie beispielsweise während Hitzeperioden durch die Abgabe von Feuchtigkeit effektiv ihre Umgebung ab. Zudem bieten sie gleichzeitig den notwendigen Schatten. Auch filtern Bäume die verschmutzte Luft, indem sie CO2 und Abgaspartikel binden. All dies sind Ökosystemdienstleistungen, die angesichts des Klimawandels eine immer größere Bedeutung erhalten. Doch die rasch zunehmende Urbanisierung der Städte wirkt dagegen. Also muss gezielt an dem Erhalt der Grünflächen sowie einer gesunden Pflanzenpopulation in der Stadt gearbeitet werden.

Dies ist auch für die Forschenden der Stadt Karlsruhe der Anlass, im Rahmen des KIT-Projekts „Quartier Zukunft – Labor Stadt“, an kurz- und langfristigen Strategien zur Erhöhung der Resilienz von Bäumen zu forschen. Zumal gerade ihre Region als ‚besonders anfällig‘ für die Folgen des Klimawandels eingestuft wird.

Die Wissenschaftler arbeiten daran, die Pflege und Bewirtschaftung städtischen Grüns an die neuen Herausforderungen anzupassen. Ihr Idealziel ist es, die oben genannten Ökodienstleistung der Bäume sogar noch zu verbessern.

BEGRÜNUNGSKONZEPTE SOLLEN UMGESETZT WERDEN

„In den kommenden drei Jahren wollen wir besser verstehen, wie sich das Wachstum und die Ökosystemleistungen von Stadtbäumen und Stadtwäldern unter dem Einfluss von Luftverschmutzung und Dürre verändern“, so Saha. Messkampagnen in Karlsruhe, der Nachbarstadt Rheinstetten sowie andernorts sollen hier Aufschluss geben. Darauf aufbauend, wollen die Forschenden untersuchen, wie sich die Hitzebelastung in urbanen Räumen mithilfe von Bäumen am effektivsten verringern lässt. Der Blick richtet sich hier zum einen auf die Auswahl von Baumarten, die aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften besonders geeignet sind. Zum anderen wollen die Forscher größere Zusammenhänge betrachten. Hier sollen zugleich naturgemäße wie wirtschaftliche Begrünungskonzepte für Stadtteile, Parks, Straßenzüge und städtische Waldstücke entwickeln werden. Zum Abschluss des Projekts möchten die Wissenschaftler die gewonnenen Erkenntnisse in Karlsruhe und Rheinstetten auch umsetzen.

ÖFFENTLICHKEIT SENSIBILISIEREN

Für ihre Arbeiten koordiniert das ITAS-Team ein interdisziplinär besetztes Projektkonsortium. Partner sind das Zentrum für Medizin-Meteorologische Forschung des Deutschen Wetterdienstes (DWD) und die Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA) in Freiburg sowie die Städte Karlsruhe (Gartenbauamt und Forstamt) und Rheinstetten (Bauamt). Das Projekt „GrüneLunge“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt 1,4 Millionen Euro gefördert.

Begleitet wird die Forschung von verschiedenen transdisziplinären Aktivitäten im oben schon erwähnten Reallabor Quartier Zukunft – Labor Stadt. So arbeiten die Forschenden mit Bürgerinnen und Bürgern sowie Verantwortlichen in Karlsruhe und Rheinstetten zusammen. Denn das Projekt „GrüneLunge“ zielt darauf ab, einen Dialog und Wissenstransfer zwischen Bürgern, Förstern, Wissenschaftlern und politischen Entscheidungsträgern aus Karlsruhe und Rheinstetten anzustoßen. Somit sollen alle Beteiligten für die wesentliche Bedeutung einer grünen Stadt und deren gesunde Pflanzenpopulation sensibilisiert werden. Die Ergebnisse des Projekts ‚GrüneLunge‘ sind definitv auch für viele weitere Städe dieser Welt interessant.

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CROWD OIL: KRAFTSTOFF AUS DER KLIMAANLAGE

Wenn man von dem Konzept hört, fragt man sich, wieso vorher noch nie jemand auf die Idee gekommen ist: Die Herstellung eines synthetischen Kraftstoffes aus der Klimaanlage. Mit der Umsetzung könnten gleich mehrere, aktuelle Brennpunkte gelöst werden. Zum einen würden wir etwas unabhängiger von den begrenzten Ressourcen der fossilen Brennstoffe werden. Doch der Gedanke dahinter kam noch von einer ganz anderen Seite:

Wenn wir den erneuerbaren Wind- und Solarstrom sowie Kohlenstoffdioxid direkt aus der Umgebungsluft nutzen, um Kraftstoffe herzustellen, dann können wir große Mengen an Treibhausemissionen vermeiden“, so Professor Roland Dittmeyer vom Institut für Mikroverfahrenstechnik (IMVT) des KIT.

Denn die Wissenschaftler des Gemeinschaftsprojekts vom KIT und der University of Toronto (UoT)möchten mit ihrem Forschungsvorhaben einen Beitrag zur Verhinderung der katastrophalen Auswirkungen des Klimawandels leisten. Um dies zu erreichen müssen die Mobilität, die Stromerzeugung sowie auch die Gebäudebewirtschaftung umgestaltet werden.

CROWD OIL STATT CRUDE OIL

Ihre Idee ist, ein Verfahren zu entwickeln, das aus Kohlendioxid (CO2) und dem Wasser aus der Umgebungsluft von Klima- und Lüftungsanlagen synthetische Kraftstoffe herstellt. Das heißt, sie möchten kompakte Anlagen bauen, die direkt in Gebäuden CO2 aus der Umgebungsluft abtrennen, somit synthetische Kohlenwasserstoffe herstellen, die sich dann wiederum als erneuerbares, synthetisches Öl nutzen lassen. Ihr Motto lautet dabei „crowd oil statt crude oil“.

Das Forscherteam rund um Dittmeyer und Professor Geoffrey Ozin von der UoT schlägt vor, die Herstellung synthetischer Energieträger dezentral zu organisieren. Sie denken hier vor allem daran, bestehende Lüftungs- und Klimaanlagen von Gebäuden, wie zum Beispiel denen der drei größten Supermarktketten in Deutschland, zu koppeln. Immerhin wären das an die 25.000 Filialen. Laut dem Entwicklungsteam sind die notwendigen Technologien dafür im Wesentlichen schon vorhanden. Durch eine thermische als auch stoffliche Integration ließe sich mit ihrem Konzept eine hohe Kohlenstoffausnutzung sowie auch Energieeffizienz erreichen. Dazu Dittmeyer:

Wir wollen die Synergien zwischen der Lüftungs- und Klimatechnik auf der einen und der Energie- und Wärmetechnik auf der anderen Seite nutzen, um Kosten und Energieverluste bei der Synthese zu senken. Darüber hinaus könnten durch ‚crowd oil’ viele neue Akteure für die Energiewende mobilisiert werden. Wie gut das funktionieren kann, haben wir bei den privaten Photovoltaik-Anlagen gesehen.“

SIGNIFIKANTE SENKUNG DER NUTZUNG FOSSILER BRENNSTOFFE

Für die Umwandlung des CO2 würden allerdings große Mengen an elektrischem Strom zur Herstellung von Wasserstoff beziehungsweise Synthesegas benötigt. Dieser Strom sollte CO2-frei sein. Er darf also nicht aus fossilen Quellen kommen. Somit sei auch ein forcierter Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung, unter anderem auch der gebäudeintegrierten Photovoltaik, notwendig, ist Dittmeyer überzeugt.

Als Beispiel für die Vision der dezentralen, an Gebäudestrukturen gekoppelten, sogenannten Konversionsanlagen, legen die Wissenschaftler quantitative Betrachtungen von Bürogebäuden, Supermärkten und Energiesparhäusern vor. Anhand ihrer Berechnungen gehen sie davon aus, dass in Deutschland durch den Einsatz von crowd oil ein signifikanter Anteil an fossilen Energieträgern ersetzt werden könnte.

Zum Beispiel würde allein die Menge an CO2, die potenziell bei den etwa 25.000 Supermärkten der drei größten Lebensmittelhändler abgeschieden werden könnte, ausreichen, um etwa 30 Prozent des Kerosinbedarfs oder rund acht Prozent des Dieselbedarfs in Deutschland zu decken.

VORUNTERSUCHUNGEN AUS KOPERNIKUS-PROJEKT P2X

Das Team kann übrigens für seine Berechnungen unter anderem auf Voruntersuchungen zu einzelnen Prozessschritten und Prozesssimulationen aus dem Kopernikus-Projekt P2Xzurückgreifen. Auf dieser Grundlage rechnen die Wissenschaftler mit einer Energieeffizienz – das bedeutet in diesem Zusammenhang der Anteil der aufgewendeten elektrischen Energie, die in chemische Energie umgewandelt werden kann – von etwa 50 bis 60 Prozent. Darüber hinaus erwarten sie eine Kohlenstoffeffizienz – also der Anteil der aufgewendeten Kohlenstoffatome, die sich im produzierten Kraftstoff wiederfinden – von etwas 90 bis annähernd 100 Prozent. Um diese Simulationsergebnisse bestätigen zu können, bauen die Forscher des IMVT zusammen mit Projektpartnern derzeit einen voll integrierten Prozess auf. Dieser soll einen geplanten CO2-Umsatz von 1,25 Kilogramm pro Stunde haben.

WEITERHIN REDUKTION VON ROHÖLBEDARF NOTWENDIG

Nichtsdestotrotz kann das vorgeschlagene Konzept – auch bei flächendeckender Einführung – den heutigen Bedarf an Rohölprodukten nicht vollständig decken. Somit ist auch die Reduktion des Bedarfs eine weitere Notwendigkeit. Dies könnte beispielsweise durch neue Mobilitätskonzepte und auch durch den Ausbau des öffentlichen Nahverkehrs möglich werden.

Zusammenfassend kann gesagt werden: Die Bausteine, um Anlagen zur CO2-Abtrennung zu fertigen, sind heute schon vorhanden. Doch bedarf es noch großer Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen sowie der Anpassung rechtlicher und gesellschaftlicher Rahmenbedingungen, um die deutsch-kanadische Vision in die Praxis umzusetzen.

Die gesamte Studie ist in der Nature Communications nachzulesen.

FORSCHUNGSPROJEKT ZU UMWELTFREUNDLICHEN UND LEISTUNGSFÄHIGEN NATRIUM-IONEN-BATTERIEN

Eine nachhaltige Energiespeicherung ist die zentrale Motivation, die hinter dem gerade gestarteten Forschungsprojekt „Transition“ ‒ bei dem umweltfreundliche, hochleistungsfähige sowie kostengünstige Natrium-Ionen-Batterien entwickelt werden sollen ‒, steckt. Denn die Märkte für Elektromobilität und stationäre Energiespeicherung werden im Zuge der Energiewende deutlich wachsen. Entsprechend erfordern sie energieeffizientere und leistungsfähigere Speichertechnologien. Noch gelten Lithium-Ionen-Batterien als einer der größten Erfolge für Energiespeicheranwendungen des letzten Jahrhunderts. Ihr Vorteil: Lithium-Ionen-Batterien sind leicht, kompakt und bieten eine hervorragende Energie- und Leistungsdichte. Somit dominieren sie den Markt für tragbare Elektronik, Hybrid- und Elektrofahrzeuge. Doch sie sind nicht unumstritten:

Angesichts der zunehmend steigenden Nachfrage nach Lithium und den in der Lithium-Technologie eingesetzten Rohstoffen wie Kobalt werden jedoch Bedenken hinsichtlich der zukünftigen und langfristigen Verfügbarkeit der kritischen Rohstoffe und der Kosten laut. In diesem Szenario stellen Natrium-Ionen-Batterien eine alternative, kostengünstige und umweltfreundlichere Energiespeichertechnologie dar“, so Professor Stefano Passerini, Direktor des HIU.

ALTERNATIVE ZU LITHIUM-IONEN-BATTERIEN

Ziel des neuen Forschungsprojekts ist es, die Natrium-Ionen-Batterien der nächsten Generation umweltfreundlich, kostengünstig und hochleistungsfähig zugleich zu gestalten. Denn nur so können sie eine echte Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien sein. Um dieses Ziel zu erreichen haben sich Wissenschaftler des Helmholtz-Instituts Ulm (HIU) mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) zwecks Technologietransfer zusammengeschlossen. Gemeinsam möchten sie leistungsfähige, flüssige und polymere Natrium-Ionen-Batterien entwickeln. Bei diesen soll auf der Kathodenseite Übergangsmetallschichtoxide und auf der Anodenseite Hartkohlenstoff aus Biomasse verwendet werden. Leiter der wissenschaftlichen Gruppen sind Professor Stefano Passerini (HIU), Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) und Professor Philipp Adelhelm von der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU). Neben den drei wissenschaftlichen Partnern ist zudem ein umfassender Industriebeirat am Projekt beteiligt. Gefördert wird das dreijährige Projekt im Rahmenprogramm „Batterien 2020“ durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 1,15 Millionen Euro.

BIOMASSE, POLYMERE ELEKTROLYTE UND KOBALTFREIE KATHODEN

„Dies ist das erste vom BMBF geförderte deutsche Konsortium, das an der Entwicklung hochskalierter Natrium-Ionen-Batterien arbeitet und ein breites Spektrum an Herausforderungen von der Materialentwicklung bis zur Herstellung von Prototypenzellen abdeckt“, so Passerini vom HUI. In dem Projekt wird das Team des HUI an einem innovativen, auf Biomasse basierenden Hartkohlenstoff in Kombination mit wässrigen Bindemitteln und Aluminium als Stromabnehmer forschen.

„Die Entwicklung von hochskalierten Prototypen der Natrium-Ionen-Batterien und das Erreichen der gewünschten Ziele stellen eine große Herausforderung dar, die sich nur in einem Netzwerk mit den komplementären Kompetenzen der Partner bewältigen lässt“, ist Stefano Passerini überzeugt. So wird das Team der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) die Forschungsaktivitäten zur Entwicklung fortschrittlicher flüssiger und polymerer Elektrolyte koordinieren. Während das Team des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) die Entwicklung kobaltfreier Kathoden vorantreibt. Mit ihren Forschungsarbeiten hoffen die Wissenschaftler, die internationale Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands zu stärken. So soll seine führende Position auf dem Gebiet der elektrochemischen Energiespeicherung unterstützt werden.

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BREEZE: LUFTSENSORIK FÜR SMARTE CITYS

15 bis 20 Atemzüge machen wir als erwachsene Menschen pro Minute. Glücklich derjenige, der im Grünen wohnt. Denn in der Stadt weiß keiner so genau, was er da gerade an Luft durch seine Lungen zieht. Und mit welchen – eventuell schädlichen – Stoffen er seinen Körper versorgt. Das kann sich ab sofort ändern. Schon 2015 gründeten die beiden Informatiker Robert Heinecke und Sascha Kuntze das Unternehmen Breeze Technologies in Hamburg. Mit der vom Start-up entwickelten Technologie zur Luftsensorik sowie der passenden Infrastruktur kann sich jeder über die Luftqualität an seinem Ort informieren. Während Heinecke heute Chief Executive Officer bei Breeze ist, übernahm Kunze den Posten des Chief Technology Officers des stetig wachsenden Unternehmens.

INTERAKTIVE KARTE ÜBER LUFTQUALITÄT

Das Produkt von Breeze ist weltweit gefragt: Die Jungunternehmer bieten nicht nur Luftqualitätssensoren an, sondern überzeugen zudem durch eine strukturierte Aufbereitung und Verarbeitung der Daten in anschaulicher Form. Hierfür stellt das Unternehmen auf seiner Website eine interaktive Karte als Bürgerinformationsportal zur Verfügung. Auf dieser kann man schon jetzt an einigen Standorten die Qualität der Luft erfahren. Doch je flächendeckender die von dem Hamburger Unternehmen entwickelten, kleinen Sensorenkästen eingesetzt werden, desto präziser sind auch die Infos.

Breeze Environmental Analytics Cloud & Air Quality Sensor ©Breeze Technologies

Die Stadtentwicklung ist ein erster relevanter Einsatzbereich“, so Heinecke zu den Zielen von Breeze, „jede Stadt, die das Leben für seinen Bürger lebenswerter machen möchte, die heute das Leben in der Stadt von Morgen plant, sollte in der Lage sein, Daten über die Luftqualität zu liefern und in Echtzeit einzugreifen, um diese zu verbessern.“

Und genau auf diese Thematik hat sich Breeze spezialisiert. Die etwa nur 9 cm großen Sensoren messen alle Indikatoren, die die Weltgesundheitsorganisation (WHO) zur Bestimmung der Luftqualität identifiziert hat. Dazu gehören Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2), Feinstaub (PM10 und PM2.5), Schwefeldioxid (SO2), Ozon (O3) und Ammoniak (NH3).

SCHNELLE LÖSUNG VON QUALITÄTSPROBLEMEN MÖGLICH

Breeze sammelt all diese Daten in Echtzeit mit einem Messintervall von 30 Sekunden. So können potenzielle Probleme wie beispielsweise Staus umgehend identifiziert werden. Die Informationen wiederum befähigen das Stadtmanagement, diese sofort zu entschärfen und aktiv Gegenmaßnahmen einzuleiten. Die Plattform von Breeze Technologies lernt dank Künstlicher Intelligenz mit jeder Luftreinhaltemaßnahme dazu: Denn da mit den Echtzeit-Luftqualitätsdaten auch die Erfolge umgehend messbar sind, können die so gewonnenen Erkenntnisse direkt in den nächsten Projekten eingesetzt werden. Zudem kann durch die Sensoren die Auswirkung von baulichen Maßnahmen auf das Stadtklima analysiert und optimiert werden.

Übrigens sind die Sensoren auch in Bürogebäuden einsetzbar. Hier werden die Daten gleichzeitig mit smarten Lösungsvorschlägen zur Luftverbesserung – wie das Anbringen von Wandbeschichtungen mit photokatalysatorischen Effekten, also Sonnenlicht, oder auch von Mooswänden zur Luftfilterung –, ergänzt.

SO KOMMT JEDER ZU REINER LUFT

Zwar gibt es auch im Endkundenbereich, Messgeräte für die Luftqualität, doch, so Heinecke: „Ich kenne keines, bei dem ich mit der Qualität der Daten zufrieden bin. Die Messgenauigkeit und -zuverlässigkeit ist eine der größten Herausforderungen bei dem sehr wissenschaftlichen Thema der Luftqualitätsmessungen. Genau deshalb veröffentlichen wir auch detaillierte Informationen dazu, wie wir unsere Geräte kalibrieren und wie es um die Genauigkeit bestellt ist.“ Heinecke schlägt vor, dass sich Privatpersonen besser an Projekten zur Verbesserung der Luftqualität beteiligen und beispielsweise detaillierte Informationen über die aktuelle Situation bei den öffentlichen Stellen einfordern. Einen Überblick über die Luftqualität ist auf dem oben bereits erwähnten Bürgerportal zu finden. Dort sind auch alle öffentlichen Messstationen integriert. Stadtverwaltungen sollten Auskunft über die Luftqualität in den Straßen geben können. Doch man sollte auch mehr Infos, wie beispielsweise Echtzeitdaten, erhalten. Breeze arbeitet mit NGOs zusammen – so stammt die Technologie für ein Luftmessnetz entlang der Elbe, das von der NABUinitiiert ist, von Breeze.

VISIONEN

Derzeit betreut Breeze Projekte in den Städten Hamburg, Neckarsulm, Hennef und Moers. Kürzlich ist erst das Luftmessnetz in Neckarsulm online gegangen. Nun wird gespannt auf die ersten Rückmeldungen gewartet. Neben den Städten arbeiten die Hamburger auch mit Unternehmen zusammen, um ihre Lösungen weiter auszubreiten. Und sogar in mehreren europäischen Ländern sowie im außereuropäischen Geschäft ist das Start-up vertreten.

Die gesammelten Daten sollen zukünftig für weitere Anwendungsszenarien integrierbar werden. So könnten Asthmatiker anhand von flächendeckenden aktuellen Luftqualitätsdaten entscheiden, wann und wo sie draußen Sport treiben, wie zum Beispiel Laufen gehen. Heinecke zeigt noch weitere Visionen auf:

Stellen Sie sich vor, dass Ihre Lauf-App Ihnen die von Ihrer Position aus zum aktuellen Zeitpunkt gesündeste Laufroute generiert. Oder dass Sie, wenn Sie zukünftig eine Wohnung suchen, detaillierte Informationen über die durchschnittliche Luftqualität in der Straße erhalten. Wir arbeiten genau daran, so etwas zukünftig möglich zu machen.“

HINTERGRUND

Die Breeze Technologies UG wurde 2015 im Rahmen eines europäischen Innovations- und Accelerator-Programms für Smart Cities gegründet. Das Team des Unternehmens besteht aus Wissenschaftlern, Ingenieuren, Analysten, Informatikern, Designern und ehemaligen Beratern mit internationaler Berufserfahrung. Auch arbeiteten die Jungunternehmer eng mit bekannten Forschungsinstituten und Universitäten wie der Hafencity Universität und der Universität Hamburgzusammen. Nach der Förderung durch mehrere EU-Start-up-Programme wurde das Unternehmen ‒ neben etablierten Konzernen wie Bosch Sensortec und Siemens ‒, in der letzten Studie zum Markt der Umweltsensorik von MarketsAndMarkets als Schlüssel-Startup gekürt. Zudem wurde Breeze Technologies vom Europäischen Parlament als eines der vielversprechendsten Startups in der Europäischen Union ausgezeichnet. Und nicht zuletzt zählen die Gründer Robert Heinecke und Sascha Kuntze in den Forbes 30 Under 30 zu den wichtigsten europäischen Sozialunternehmern.

Hier geht es zum Unternehmensvideo, in dem die Technologie detaillierter erklärt wird.

MOBILE LADESTATION FÜR E-AUTOS

Laut Statista gab es am 1. Januar 2019 rund 83.200 Elektroautos in Deutschland. Dem gegenüber stehen 13.900 Ladestationen (Stand: 6. März 2019). Doch meist befinden sich diese Ladestationen eher in Ballungsgebieten. Um eine Rundumversorgung in ganz Deutschland zu ermöglichen, aber die E-Mobilität vor allem auch C02-neutral zu gestalten, entwickelt derzeit das Berliner Start-up Me Energy an den mobilen Schnellladestationen „Me Charge“. Diese sollen per Biokraftstoff betrieben werden. Ein eigens konzipierter Generator im Inneren der Säule wandelt diesen dann in Strom um. So wird das Schnellladen ohne Anschluss an das Stromnetz möglich. Der Vorteil: Die Säule ist komplett unabhängig von jedweder Infrastruktur. Auch entfällt der teure Anschluss an das Mittelspannungsnetz. Ziel des Systems ist eine flexible und flächendeckende Verbreitung von Zapfsäulen für Elektrofahrzeuge. Insbesondere außerstädtische Gebiete, die bis dato mangels Infrastruktur von der E-Mobilität ausgeschlossen waren, sollen somit erschlossen werden.

AUSBAU DER INFRASTRUKTUR UND NUTZUNG VON BIOKRAFTSTOFF

Zwei Themen, warum die Elektrifizierung des Verkehrs nur langsam voranschreitet haben die innovativen Ingenieure besonders im Auge: So soll zum einen durch die Mobilität der Ladestationen den Menschen die Angst genommen werden, mit dem Elektroauto liegenzubleiben, da der Akku leer ist und keine Ladesäule in der Nähe. Dank der Schnelllademöglichkeit – die Stationen laden ein E-Auto übrigens für eine Reichweite von etwa 200 Kilometern innerhalb von 10 Minuten – sollen auch die Wartezeiten so kurz wie möglich gehalten werden.

Als zweiten Punkt entspricht die Gewinnung des Stroms durch Biokraftstoff, statt wie derzeit noch üblich zum Beispiel durch Kohle, dem Trend und dem Muss zur Gewinnung von Strom durch Erneuerbare Energien.

Me Charge ©MeEnergy

Doch es sprechen noch weitere Argumente für die Schnellladestationen:

Durch die hocheffiziente Technologie sind die Investitions- und Lebensdauerkosten deutlich geringer als bei vergleichbaren Produkten“, erklärt Alexander Sohl, von Me Energy, „es handelt sich daher um die erste profitable und nachhaltige Ladesäule.“

Mitgründer Holger Adler, ergänzt: „Der Verkehrssektor macht etwa 30% der gesamten CO2-Emissionen der EU aus. Unser Ziel ist es, eine flächendeckende, emissionsfreie und CO2-neutrale Elektromobilität zu ermöglichen. Mit unseren Säulen können ‒ im Vergleich zum aktuellen Strommix ‒ mindestens 7,5 kg CO2 pro 100 Kilometer eingespart werden. Damit können wir mit unserer Entwicklung einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz leisten.“

ZWEI NACHFÜLL-OPTIONEN

Zum Nachfüllen der Ladestation stehen zwei verschiedene Varianten zur Verfügung: So könnte sie einerseits auf einen klassischen Tank zurückgreifen. An der Station selbst soll dabei Platz für 2.000 L ‒ also ca. 200 Ladevorgänge ‒ zur Verfügung stehen. Auch könnte der Tank separat, z. B. unter der Erde platziert werden. Die eigentliche Ladestation umfasst dann 2 x 1 x 1,5 m (H x B x T). Angeliefert wird das Material klassisch über Tanklaster.

Bei der zweiten Variante steht der Kraftstoff in Patronen à 35 L zur Verfügung. Diese besitzen einen Verschluss, der automatisch beim Einsetzen geöffnet wird. Ähnlich einer DHL-Packstation oder eines Amazon Lockers verfügt die Ladestation über ein Schließfachsystem. So können die Patronen von verschiedenen Lieferdiensten wie DHL, UPS, Hermes usw. an die Station geliefert werden.

HINTERGRUND

Die Gründer Alexander Sohl (CEO) und Holger Adler (CTO) lernten sich durch Ihre gemeinsame Leidenschaft HiFi kennen. Holger ist übrigens auch Gründer vpn Voxativ, einer der weltweit führenden High-End Marken im Bereich Lautsprecherboxen. Der Markteintritt für die mobilen Säulen ist für Mitte 2020 geplant. Derzeit ist das 2018 gegründete Unternehmen übrigens auf der Suche nach Ingenieuren sowie auch Kapitalgebern.

KLIMAWANDEL BEDROHT ÜBERLEBEN DER DELFINE

Shark Bay in Westaustralien Anfang 2011: Eine Hitzewelle lässt die Wassertemperaturen um mehr als 4 Grad über den langjährigen Durchschnitt steigen. Als Folge der langanhaltenden Hitzeperiode sterben zunächst große Teile der Seegraswiesen. Auch die Fischbestände in dem zum UNESCO-Weltkulturerbe zählenden Küstengebiet reduzieren sich auffällig. Forscherinnen und Forscher der Universität Zürich (UZH) stellten nun fest, dass sich diese Umweltschädigung auch auf das Überleben und die Fortpflanzung von Delfinen auswirkte. So brachten die Delfine in Westaustralien nach der Hitzewelle im Meer deutlich weniger Junge zur Welt als in den Jahren zuvor.

NEGATIVER EINFLUSS DER HITZEWELLE BEISPIELLOS

Die Wissenschaftler nutzten für ihre Untersuchungen Langzeitdaten von über Hundert Tieren aus den Jahren 2007 bis 2017. Ihr Ergebnis ist alarmierend: Die Überlebensrate der Delfine sank nach der Hitzewelle 2011 um 12 Prozent. Zudem hatten die Delfinweibchen weniger Kälber — ein Phänomen, das bis 2017 anhielt.

Das Ausmaß des negativen Einflusses der Hitzewelle hat uns überrascht“

…, so Sonja Wild, ehemalige Doktorandin an der Universität Leeds und Erstautorin der Studie. „Äußerst ungewöhnlich ist insbesondere, dass sich der Fortpflanzungserfolg der Weibchen selbst nach sechs Jahren noch nicht normalisiert hatte.“ Für den geringeren Fortpflanzungserfolg gibt es mehrere mögliche Erklärungen, die die Forscher im Detail jedoch nicht untersuchten. So könnten eine Vernachlässigung der Kälber, eine erhöhte Neugeborenensterblichkeit oder eine Verzögerung der Geschlechtsreife aufgrund der Hitzewelle eine Ursache dafür sein.

NICHT ALLE DELFINGRUPPEN GLEICH BETROFFEN

Interessanterweise wirkte sich die Hitzewelle nicht auf alle Delfingruppen gleich aus. So waren Delfine, die Schwämme als Werkzeuge benutzen – eine Technik die kulturell erlernt ist und Delfinen hilft, Nahrung in tieferen Gewässern zu finden –, nicht so stark betroffen, wie Tiere, die diese Technik nicht beherrschen. „Wir gehen jedoch davon aus, dass diese plötzlichen Klimaereignisse auf lange Sicht sogar bei Tiergruppen, die sich neuen Umweltbedingungen normalerweise relativ gut anpassen, äußerst negative Auswirkungen haben können“, so Wild.

PROBLEMATISCH FÜR DAS GANZE MEERES-ÖKOSYSTEM

Die Forschenden der UZH zeigen in ihrer Studie zum ersten Mal, dass marine Hitzewellen nicht nur niedrigstehende Tiere innerhalb von Nahrungsketten bedrohen, sondern auch erhebliche Langzeitkonsequenzen für Tiere an der Spitze haben.

Marine Hitzewellen werden aufgrund des Klimawandels in Zukunft gehäuft auftreten“, so Studienleiter Michael Krützen, Professor am Anthropologischen Institut der UZH. „Dies ist nicht nur problematisch für die langfristige Perspektive von Delfinpopulation[en], sondern für die gesamten Ökosysteme des Meeres.“

Die Studie wurde aus Mitteln der Schweizerischen Nationalfonds, der National Geographic Society, der SeaWorld Research and Rescue Stiftung, der W.V. Scott Stiftung sowie der A.H. Schultz Stiftung gefördert.