TECHNOLOGIE
Fünf Innovationen für die Zukunft
Wir befinden uns gegenwärtig in einer Multikrise aus Krieg, COVID-Pandemie, Rezession und Klimawandel. Bei all den schlechten Nachrichten erscheint ein positiver Blick in die Zukunft manchmal schwer. Doch es gibt durchaus Grund zur Hoffnung. Zahlreiche Technologien stehen in den Startlöchern und haben das Potenzial, unsere Gesellschaft zu verändern.
Text: Dirk Assmann
TECHNOLOGIE
Fünf Innovationen für die Zukunft
Wir befinden uns gegenwärtig in einer Multikrise aus Krieg, COVID-Pandemie, Rezession und Klimawandel. Bei all den schlechten Nachrichten erscheint ein positiver Blick in die Zukunft manchmal schwer. Doch es gibt durchaus Grund zur Hoffnung. Zahlreiche Technologien stehen in den Startlöchern und haben das Potenzial, unsere Gesellschaft zu verändern.
Text: Dirk Assmann
Die Liste transformativer Innovationen ist schier endlos. Doch fünf Technologien könnten unsere Gesellschaft, unsere Wirtschaft und den Kampf gegen den Klimawandel in den nächsten Jahren und Jahrzehnten ganz besonders beeinflussen. Mit dem autonomen Fahren wird sich unsere Art der Fortbewegung grundlegend verändern. Mit der Blockchain wird unsere Wirtschaftswelt revolutioniert. Schnellladestationen können dem E-Auto zum endgültigen Durchbruch verhelfen. Neue Batteriespeichersysteme ermöglichen eine neue Art der Energieversorgung. Und mit Carbon Capture existiert ein neuer Baustein zur Bekämpfung des Klimawandels.
Autonomes Fahren
Schon heute sorgen Spurhalteassistenten, Abstandsregler und Einparkhilfen für ein entspannteres und sichereres Fahrerlebnis. Doch hier wird die Entwicklung nicht enden. Was lange Zeit als Science-Fiction galt, wird bald Realität: Das autonome Fahren wird ein zentraler Bestandteil unserer zukünftigen Mobilität sein. Verschiedene Autohersteller wie Mercedes, Tesla oder BMW nähern sich technologisch dem autonomen Fahren im schneller an und vermelden weitere Durchbrüche. Das autonome Fahren wird nicht nur unsere Art der Fortbewegung transformieren. Unser Blick auf das Auto an sich wird sich grundsätzlich verändern. Heute nutzen die meisten Menschen das Auto um von A nach B zu kommen. In Zukunft wird das Auto je nach Bedarf zum Arbeitsplatz oder zum Ort der Erholung. Sogar der Führerschein könnte in Zukunft überflüssig werden. Unsere Städte würden sich grundlegend verändern und auch der ländliche Raum bekäme eine neue Chance, da Fahrzeiten und Distanzen durch das autonome Fahren eine geringere Rolle spielen.
Bis Autos vollständig autonom unterwegs sein werden, wird es wahrscheinlich noch etwas dauern. Forscher von Prognos gehen davon aus, dass bis zum Jahr 2050 rund die Hälfte aller zugelassenen Autos über eine Automatisierungsfunktion verfügen könnte. Derzeit hält sich hierzulande die Begeisterung für das autonome Fahren noch in Grenzen. Laut Umfragen steht etwa jeder Zweite dem autonomen Fahren skeptisch gegenüber. Vielen fehlt derzeit noch das Vertrauen in die ungewohnte Technik.
Doch es spricht einiges dafür, dass sich diese Skepsis legen wird. Die Vorteile sind einfach zu groß: Autonomes Fahren ist deutlich sicherer – immerhin gehen aktuell mehr als 90 Prozent aller Unfälle auf menschliches Versagen zurück. Der Verkehrsfluss würde sich verbessern, der Kraftstoffverbrauch würde sich reduzieren, Menschen mit Behinderung könnten besser in den Straßenverkehr eingebunden werden und auch die lästige Parkplatzsuche ließe sich in Zukunft ganz einfach automatisch erledigen. Und ein weiterer positiver Nebeneffekt: Wir würden viel zusätzliche freie Zeit erhalten, die wir anderweitig sinnvoll oder auch weniger sinnvoll nutzen könnten – ganz wie wir wollen.
Informationen, die einmal in die Blockchain eingegangen sind, können nachträglich nicht mehr unbemerkt verändert werden.
Blockchain
Kennen Sie das auch? Sie sind auf einer Party. Plötzlich bringt ein Gast das Thema Blockchain auf und erzählt ausschweifend von den unendlichen Möglichkeiten dieser Technologie. Während ein Teil der Gäste begeistert in das Gespräch einsteigt, sucht der andere Teil ganz schnell das Weite. Es stimmt: Die Vorteile der Blockhain sind auf den ersten Blick nicht sofort ersichtlich. Doch aufgepasst: Die Blockchain ist bereits dabei, unsere Wirtschaftswelt zu revolutionieren.
Im Grunde handelt es sich bei der Blockchain um eine große Datenbank, in der neu hinzukommende Informationen chronologisch angehängt und gespeichert werden. Alle Personen, die an einem Blockchain-System teilnehmen, haben – ähnlich wie bei einem Chat-Protokoll – eine Kopie aller gespeicherten Informationen auf ihrem Endgerät.
Das Besondere daran: Informationen, die einmal in die Blockchain eingegangen sind, können nachträglich nicht mehr unbemerkt verändert werden. Da ein großer Personenkreis Zugriff auf den gesamten Informationsverlauf hat, können Manipulationen umgehend aufgedeckt werden. Dieses einfach klingende Prinzip ist die Grundlage für Bitcoin und alle anderen Kryptowährungen, die derzeit im Umlauf sind. Anders als herkömmliche Währungen werden Kryptowährungen weder von finanziellen Institutionen noch von der Regierung kontrolliert. Stattdessen werden alle Transaktionen fälschungssicher in der Blockchain festgehalten.
Die Blockchain-Technologie ist jedoch keinesfalls auf Kryptowährungen beschränkt. In der Wirtschaft sorgt die Blockchain mit sogenannten Smart Contracts bereits für effizientere Abläufe, da vereinbarte Vertragsinhalte automatisch und unbürokratisch abgewickelt werden. In der Kunst wertet die Blockchain virtuelle Massenware zu Einzelstücken auf, die nicht beliebig vervielfältigt werden können. In Zukunft wird die Blockchain noch ganz andere Dinge möglich machen: Wahlen können manipulationssicher online durchgeführt werden. Im Gesundheitswesen können sensible Daten sicher gespeichert und an ausgewählte Personen weitergegeben werden. Ein Blockchain-basiertes Grundbuch könnte beim Immobilienkauf den kostspieligen Gang zum Notar überflüssig machen und damit sogar Wohneigentum wieder erschwinglicher machen. Sollte das Blockchain-Thema also mal wieder auf einer Party aufkommen, lohnt es sich vielleicht ja doch am Gespräch teilzunehmen.
Schnellladestationen
Der Kampf gegen den Klimawandel drängt. Aus diesem Grund haben EU-Mitgliedsstaaten und das Europäische Parlament entschieden: Ab dem Jahr 2035 sollen nur noch emissionsfreie Fahrzeuge innerhalb der EU zugelassen werden. Pkw-Besitzer können dann zwar weiterhin mit ihrem Verbrenner fahren, neue Benzin- und Diesel-Autos werden jedoch nicht mehr verkauft. Aktuell gibt es bereits rund 1,6 Millionen zugelassene Elektroautos in Deutschland. Bis zum Jahr 2030 soll diese Zahl auf sieben bis zehn Millionen steigen. Neben unzureichenden Lademöglichkeiten und der geringen Reichweite sprechen für viele Menschen die langen Ladezeiten derzeit noch gegen den Kauf eines Elektroautos. Während Verbrenner in unter fünf Minuten vollständig aufgetankt sind, beträgt die Wartezeit an einer herkömmlichen Ladesäule für Elektroautos zwischen zwei und vier Stunden.
Solche „normalen“ Ladestationen arbeiten mit Wechselstrom und können eine Ladeleistung von bis zu 22 Kilowatt erreichen. Doch inzwischen gibt es auch Ladestationen, die mit Gleichstrom arbeiten und deutlich höhere Ladeleistungen erreichen können. Sogenannte High Power Charger oder Ultraschnellladestationen können Ladeleistungen von bis zu 350 Kilowatt erreichen und die Ladedauer auf rund 30 Minuten reduzieren. Es gibt berechtigten Grund, dass sich der Ladevorgang in den nächsten Jahren nochmal deutlich beschleunigt. Aktuell wird an der Entwicklung neuer Akkus gearbeitet, die schneller und ohne erkennbaren Verschleiß geladen werden können. Erst kürzlich haben Wissenschaftler den Prototyp für einen Lithium-Akku entwickelt, der sich in unter zehn Minuten vollständig laden lässt.
Doch es braucht auch mehr verfügbare Ladepunkte. Das Bundesverkehrsministerium hat hierzu einen Masterplan Ladeinfrastruktur II vorgelegt. Dieser Plan sieht bis zum Jahr 2030 der Einrichtung von einer Million öffentlich zugänglicher Ladepunkten vor. Ein ehrgeiziges Ziel, denn aktuell existieren in Deutschland nur rund 35.000 öffentliche Ladestationen. Das angestrebte exponentielle Wachstum kommt nicht nur den etablierten Energieriesen entgegen, sondern bietet auch kleineren deutschen Ladesäulen-Herstellern wie Mennekes, Walther-Werke oder Webasto eine Chance.
Wenn der Ladevorgang tatsächlich immer schneller und das Netz verfügbarer Ladepunkte immer breiter wird, dann funktioniert das Laden eines Elektroautos bald genauso einfach wie das Tanken eines Verbrenners. Dann gäbe es umweltfreundliche Mobilität ohne lange Wartezeiten und einige Gründe weniger, auf ein Elektroauto zu verzichten.
Batteriespeicher
Das größte Problem bei der Nutzung erneuerbarer Energien sind die Schwankungen bei der Energieeinspeisung. Während Wind- und Solarkraftwerke an wind- und sonnenreichen Tagen viel Energie erzeugen, speisen sie an windstillen und wolkenreichen Tagen wenig Energie ins Netz ein. Gleichzeitig spielen die äußeren Umstände für den Energieverbrauch eine untergeordnete Rolle. An manchen Tagen kann also eine große Lücke zwischen Erzeugung und Verbrauch entstehen. Damit diese Lücke ausgeglichen werden kann, braucht es Verfahren, um überschüssige Energie kurzzeitig zu speichern und bei Bedarf wieder abzugeben.
Insbesondere im Heimgebrauch kann die neue Generation intelligenter Batteriespeicher dieses Problem lösen und den Verbrauch von selbst erzeugtem Strom steigern. Mit Hilfe Künstlicher Intelligenz und Machine Learning sorgen intelligente Batteriespeicher zum einen dafür, dass der beispielsweise auf dem Dach produzierte Strom ausreichend auf alle Haushaltsgeräte, das E-Auto oder die Wärmepumpe verteilt wird. Zum anderen können intelligente Batteriespeicher überschüssig produzierten Strom in einer Cloud zwischenspeichern und zu einem späteren Zeitpunkt selbst auf die Cloud zugreifen, um die gleiche Menge Strom in Anspruch zu nehmen.
Doch es geht auch eine Nummer größer: Größer dimensionierte Batteriespeicher können in einem Stadtquartier eingesetzt werden und eine gemeinschaftliche Nutzung des lokal erzeugten Stroms ermöglichen. Besonderes Potenzial hat zukünftig der Ausbau stationärer Großspeicher. Schon in zweieinhalb Jahren soll in Baden-Württemberg der mit einer Fläche von 4,5 Fußballfeldern weltweit größte Batteriespeicher in Betrieb gehen. Von den Betreibern heißt es, dass der Speicher in kürzester Zeit Reservekapazitäten bereitstellen kann, sollte etwa bei der Übertragung von Windenergie aus dem Norden Deutschlands in den Süden eine Leitung ausfallen. Batteriespeichersysteme machen gerade einen enormen Wandel durch. Sie werden intelligenter und größer. Mit dieser Entwicklung erscheint es sehr wahrscheinlich, dass die natürlichen Fluktuationen bei Erneuerbaren Energien schon bald kein Problem mehr darstellen werden.
Primär sollen CO2-Emmissionen durch höhere Energieeffizienz und regenerative Energiequellen ganz vermieden werden.
Carbon Capture
Der steigende Ausstoß an Kohlendioxid – kurz CO2 – ist die Hauptursache für den Klimawandel. Durch die hohe CO2-Konzentration in der Atmosphäre reflektiert die Erde immer weniger Wärme ins Weltall. Und das hat dramatische Konsequenzen: Die Erde erwärmt sich, die Polkappen und Gletscher schmelzen, die Meeresspiegel steigen, wir beobachten immer mehr Überschwemmungen und Waldbrände, aber auch Flüchtlingsströme und Konflikte, die auf den Klimawandel zurückzuführen sind.
Weltweit gibt es massive Anstrengungen, den globalen CO2-Ausstoß zu reduzieren und die Erderwärmung auf höchstens 1,5 Grad zu begrenzen. Primär sollen CO2-Emmissionen durch höhere Energieeffizienz und regenerative Energiequellen ganz vermieden werden. Doch unsere bisherigen Anstrengungen werden wahrscheinlich nicht ausreichen. Mit dem Carbon Capture-Verfahren besteht nun eine Möglichkeit, den Ausstoß besonders CO2-intensiver Industriezweige in großem Umfang zu reduzieren. Beim Carbon Capture wird das im Produktionsprozess entstehende CO2 eingefangen. Besonders nützlich ist diese Anwendung bei Prozessen, die besonders viel CO2 freisetzen, also beispielsweise in der Eisen-, Stahl- und Chemieindustrie. Mit den heute verfügbaren Technologien lassen sich auf diese Weise bereits bis zu 90 Prozent der erzeugten CO2-Emissionen absorbieren.
Für das eingefangene CO2 gibt es unterschiedliche Verwendungen. Eine Option besteht darin, das CO2 dauerhaft und möglichst sicher zu speichern, beispielsweise in ehemaligen Erdgas- und Erdöl-Lagerstätten. Eine weitere Möglichkeit ist, das abgeschiedene CO2 als Rohstoff für andere chemische Prozesse zu verwenden, beispielsweise für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe oder für die Produktion von Baustoffen. Derzeit stehen die Technologien zum Carbon Capture noch am Anfang. Das ist einerseits schlecht, da die Zeit drängt. Auf der anderen Seite gibt es jedoch auch berechtigten Grund zur Hoffnung, dass diese Carbon Capture in Zukunft noch deutlich effizienter werden könnte. Klar ist: Carbon Capture ist kein Ersatz für unsere Anstrengungen für mehr Energieeffizienz und Energieeinsparungen. Aber wenn wir unsere Ziele beim Kampf gegen den Klimawandel ernst nehmen, dann ist Carbon Capture eine Technologie, auf die wir in Zukunft nicht verzichten können.
Dirk Assmann ist am Liberalen Institut der Friedrich-Naumann-Stiftung für die Freiheit als Referent für den Bereich Innovationsräume und Urbanisierung verantwortlich.
Dirk Assmann ist am Liberalen Institut der Friedrich-Naumann-Stiftung für die Freiheit als Referent für den Bereich Innovationsräume und Urbanisierung verantwortlich.
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