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Geo-Engineering mit vier Rädern.

Ingenieure für den Klimaschutz.

Die Menschheit ist dem Klima seit jeher ausgesetzt. Sie hat sich mit den Jahreszeiten und Klimazonen arrangiert, indem sie T-Shirts und dicke Mäntel im Schrank hat, die Heizung anstellt oder das Obst und Gemüse isst, das eine Region saisonal hergibt. Und doch schlummert im Menschen die Fantasie, das Klima selbst zu beeinflussen. Schon 1889 schickte der Science-Fiction-Pionier Jules Verne in seinem Roman „Der Schuss am Kilimandscharo“ eine Gruppe aus Baltimore in die Arktis. Unter dem Eis wurde Kohle vermutet, und so sollte mit dem Rückstoß einer riesigen Kanone die Erdachse geradegerückt werden, um das Klima zu kippen und das Eis zum Schmelzen zu bringen.

Die Herausforderungen des Klimawandels beflügeln auch heute die Kreativität vieler Forscher und Ingenieure. Allerdings geht es ihnen nicht um Kohlevorkommen, vielmehr wollen sie die Weichen für den künftigen Klimaschutz stellen und die Klimaerwärmung stoppen. Unter dem Begriff Geo-Engineering, auch Climate Engineering genannt, ist eine internationale Bewegung entstanden, die mit gesteuerten Maßnahmen in das globale Klima eingreifen will. Zwei Prinzipien werden dabei diskutiert: So sollen zum einen Technologien das CO2 der Atmosphäre entziehen und dauerhaft speichern. Zum anderen wird die Idee verfolgt, die Sonneneinstrahlung so zu beeinflussen, dass es auf der Erde zeitweise kühler ist.

Sonnenschirme aus Schwefel.

Erdachsenverrückende Kanonen spielen dabei keine Rolle. Dafür sind Riesenspiegel oder reflektierende Nanopartikel im Gespräch, die im Weltraum das wärmende Licht der Sonne von der Erde wegleiten. Oder großflächig angelegte Schwefelwolken in der Stratosphäre, welche die Erde wie ein Sonnenschirm vor direkter Sonneneinstrahlung schützen. Bei Vulkanausbrüchen sorgt dieser Effekt ganz natürlich für temporäre Abkühlungen. Eine weitere Geo-Engineering-Idee nutzt die CO2-bindende Kraft der in Ozeanen lebenden Phytoplankton-Algen. Mit speziellen Düngungen könnte ihr Wachstum gefördert werden, damit mehr CO2 gebunden wird.

Obwohl viele der Geo-Engineering-Ansätze visionär klingen, bleiben doch viele offene Fragen. Erst kürzlich zeichnete der Hollywood-Blockbuster „Geostorm“ ein bedrohliches Bild davon, wenn beim Eingriff ins Klima etwas schiefläuft. Bettet man die Ideen des Geo-Engineerings jedoch in alltägliche Produkte und Prozesse ein, kann es im Kleinen Großes bewirken. Und auch das Auto wird in Zukunft seinen Beitrag dazu leisten.

Kraftstoffe aus dicker Luft.

Um zu verändern, was beim Auto hinten herauskommt, muss vorn beim Motor umgebaut werden. Elektro- und Hybridantriebe senken in wenigen Jahren flächendeckend die CO2-Emissionen. Mit synthetischen Kraftstoffen, sogenannten eFuels, fahren aber auch Verbrennungsmotoren emissionsfrei – sofern der zur Herstellung notwendige Strom aus erneuerbaren Energien und das ebenfalls nötige CO2 aus der Atmosphäre stammt. Bis zu 2,8 Gigatonnen CO2 ließen sich bis 2050 mit dem europäischen Pkw-Bestand einsparen, rechnet Bosch vor. MIT-Forscher und das Dresdner Unternehmen Sunfire arbeiten an einem ähnlichen Ansatz.

Neben neuen Kraftstoffen verringern auch Fahrprogramme den Spritverbrauch und den Ausstoß von Emissionen. Im Dynamic-Select-Modus „Eco“ von Daimler braucht es auf geraden Strecken den Fuß nicht auf dem Gaspedal – der Wagen „segelt“ dann nur mit der Kraft der Bewegungsenergie über die Straße.

Unterwegs mit Sonne und Wind.

Zum Kraftstoffproduzenten kann auch die Sonne werden: Ihre Energie hat bereits zahlreiche Solarauto-Studien in Bewegung gesetzt. Mit dem Sion bringt das Münchner Start-up Sono Motors 2019 einen Kompaktwagen für 20.000 € auf den Markt, der seinen Akku mit 330 integrierten Solarzellen selbst auflädt. Deutlich teurer, aber auch sportiver ist der Solarflitzer des niederländischen Start-ups Lightyear. Bis zu 800 Kilometer weit soll er kommen. Möglich machen dies dünne, biegsame Solarfolien, wie sie u. a. in Dresden von Heliatek hergestellt werden. Mit dem Mineral Perowskit kann in Zukunft auch ein hauchdünner Solarfilm auf Karosserien aufgetragen werden – Greatcell Solar und Oxford PV arbeiten daran. Und dank durchsichtiger Solarzellen verwandeln sich bald auch Autoscheiben in Kraftwerke.

Neben der Sonne lädt vielleicht bald genauso der Wind Autobatterien auf. Design-Studenten aus Barcelona haben die Idee in einem futuristischen Konzept aufgegriffen. Ihr Rennwagen leitet Luftströme über vertikale Turbinen in den Rädern ins Heck. Dort befindet sich eine weitere, noch größere Turbine, die schließlich Strom für die nächsten Runden erzeugt.

Das Auto wird vegan.

Mit rund zehn Prozent trägt auch Methan zum Treibhauseffekt bei. Das mag überschaubar klingen, doch Methan ist 25-mal klimawirksamer als CO2 und daher ein ernstzunehmender Faktor für die Erderwärmung. Als einer der weltweit größten Methan-Emittenten gilt die Landwirtschaft, insbesondere die Rinderzucht. Bei der Verdauung wird das Gas täglich freigesetzt – immerhin von einer Milliarde Rindern. Weniger Fleisch zu essen, hilft demnach dem Klima. Das haben auch die Zulieferer für Sitzbezüge und Verkleidungen im Innenraum erkannt und verblüffend gleichwertige Alternativen zum echten Rindsleder entwickelt. Das synthetische Acella-Material von Benecke-Kaliko sorgt bereits heute dafür, dass viele Autos vegan eingerichtet sind und so das Klima schonen. Und auch pflanzliche Stoffe wie z. B. aus Ananasblättern haben das Zeug zum neuen umweltfreundlichen Leder.

Fahrende Luftfilter.

CO2 aus der Atmosphäre herauszuziehen, ist ein Kernziel des Geo-Engineerings. Hierbei wird das Auto in Zukunft mithelfen. Neue Filter für den Innenraum erreichen immer bessere Ergebnisse. In einem Test von Tesla reinigte das Model X nicht nur die Luft der Insassen, sondern darüber hinaus auch die Außenluft. Das Dach von Autos bietet ebenso Raum zum Filtern der Luft: So erprobt der Zulieferer Mann+Hummel mit seinem „Feinstaub-Fresser“ einen Dachfilter. Dass sich auch CO2 aus der Luft saugen und gewinnbringend verkaufen lässt, beweist das Schweizer Unternehmen Climeworks. Das mit einer Filteranlage gewonnene Kohlenstoffdioxid wird als Dünger für die Landwirtschaft verkauft. Beide Ideen verbunden könnten das Auto zum mobilen Filter verwandeln, mit dem sich nebenbei die Urlaubskasse aufbessern lässt.

Interessant als Luftfilter sind zudem die Karosserien von Autos. Mit einer Titandioxid-Beschichtung versehen, könnten sie Stickoxide aus der Luft binden. Das Berliner Unternehmen Elegant Embellishments hat die positive Wirkungsweise an der Fassade eines Hauses gezeigt. Und vielleicht wird das Auto auch bald CO2-bindende Moose umherfahren und so zum rollenden Luftreiniger. Das Berliner Start-up Green City Solutions bietet Städten beispielsweise künstliche Moosbäume an, damit die Luftqualität besser wird.

Die vielleicht schönste Filter-Idee hat der niederländische Künstler Daan Roosegaarde entwickelt – seine Methode saugt Smog aus der Luft, um den Kohlenstoff zu Diamanten zu pressen. Man stelle sich vor, solch eine Technologie ließe sich als kompaktes Gerät in ein Auto einbauen und belohnte den Fahrer alle 100.000 Kilometer mit einem selbst erschaffenen Diamanten.

Das Passivauto.

Temperaturschwankungen wirken sich natürlich auch auf den Innenraum von Autos aus. Mit Heizungen und Klimaanlagen vergisst man schnell, dass draußen Sommer oder Winter ist. Innen ist es immer angenehm temperiert – allerdings auf Kosten des Tanks und der Batterie. In der Architektur ist das nicht anders, gut gedämmte Häuser verbrauchen weniger Energie. Passivhäuser reduzieren beispielsweise ihren Energieverbrauch auf ein Minimum, indem sie intelligent lüften, wärmen und dämmen. Das erste „Passivhaus“ war übrigens gar kein Haus. Beim 1892 gebauten Polarschiff „Fram“ sorgten Dreifachverglasung und eine 40 cm dicke Wandverkleidung aus Filz, Kork, Holz und Linoleum dafür, dass der Ofen auch bei -30 °C aus bleiben konnte.

Der Weg zum Passivauto führt unter anderem über spezielle Lacke und Scheiben. Schon länger gibt es Autolacke, die das Sonnenlicht reflektieren, so dass sich der Innenraum weniger aufheizt – beim BASF Solaric System sinkt die Innentemperatur um bis zu 4 °C. Auch Toyota färbt seinen Prius in Japan auf Wunsch mit einem kühlenden „Thermo-Tect Lime Green“ ein. Damit kann die Klimaanlage eine Pause einlegen, was zugleich Sprit und Kältemittel spart.

Ein neuralgischer Punkt für das Klima im Auto sind ebenfalls die Scheiben. Werden sie intelligent, lassen sie sich auf Knopfdruck, mit einer Geste oder per Stimme dimmen oder tönen, so dass die Sonnenwärme abgewehrt wird. Durch elektrische Spannungen gelingt dies, und Ferrari nutzte die Technologie schon 2005 im Dach seines 575 M Superamerica.

Autos, die Städte mit Energie versorgen.

In der Architektur ist das Passivhaus jedoch nicht das Maß aller Dinge. Mittlerweile produziert ein Nullenergiehaus ungefähr so viel Energie, wie es selbst benötigt, Plusenergiehäuser erzeugen sogar Stromüberschüsse. Mit Fahrzeugen ist dies genauso möglich: Die Kuhn Schweiz AG hat einen Kipper entwickelt, der sein tonnenschweres Gewicht und die Schwerkraft nutzt, um Strom zu produzieren. Auf Baustellen geht es oft auf und ab – die Fahrer müssen ständig auf die Bremse treten. Durch die stromerzeugende Traktion des Schweizer Kippers hat das Bremsen nun einen Mehrwert, denn der Baustellenriese gibt nach dem eigenen Wiederaufladen einen Stromüberschuss von 10 % ab.

Wie die von Autos gewonnenen Stromüberschüsse auch Städte mit Strom versorgen könnten, zeigte Toyota auf der Paris Motor Show 2016 mit seinem FCV Plus. Wird er nicht gefahren, kann er als mobiler Generator genutzt werden und Strom für das Zuhause des Fahrers liefern. Mehrere miteinander verbundene Autos könnten sogar einen integralen und zugleich flexiblen Teil urbaner Stromnetze bilden. In Solarautos steckt dieses Potenzial ebenfalls: Mit dem Sion können elektrische Geräte bis zu 2,7 kW betrieben werden – in sonnenreichen Regionen quasi endlos.

Geo-Engineer par excellence.

Geo-Engineering muss nicht nur groß gedacht werden. So wie jeder zu Hause die Umwelt schützen kann, indem der Stand-by-Knopf am Fernseher oder die Heizung in nicht genutzten Räumen ausgeschaltet werden, kann auch die individuelle Mobilität mit dem Auto zu einer sauberen Welt beitragen. Vorausgesetzt, die richtigen Technologien sind integriert. Schafft es die Autoindustrie, Technologien zum Filtern und Senken von Emissionen und Temperaturen in Serie zu bauen, wird das Auto ein „Geo-Engineer“ par excellence. Und das garantiert, ohne an der Erdachse herumzuspielen.

Autoren: Christian Geiss und Jens Wollweber