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10 Innovationen, um uns vor dem Ablassen der Ressourcen der Erde zu bewahren
Da die Bevölkerung weiter wächst und die fossilen Brennstoffe weiter schwinden, wird es zunehmend schwieriger, Energie, Nahrungsmittel und sauberes Wasser zu produzieren. Aber Fortschritte in der Technologie - einige einfach, einige verwirrend - eröffnen uns neue Wege, um die begrenzten Ressourcen des Planeten zu nutzen.
10Warka Wasser
Äthiopien hat unter allen afrikanischen Ländern den geringsten Zugang zu sauberem Trinkwasser. Frauen und Kinder aus den meisten Dörfern müssen täglich viele Stunden reisen, um Wasser zu sammeln, das oft schmutzig und kontaminiert ist, weil es mit Vieh und anderen Tieren geteilt wird.
"Warka Water" ist eine von zwei italienischen Ingenieuren entwickelte Lösung, die auf einem sehr einfachen Prinzip basiert. Es fängt durch Kondensation Wasserdampf aus der Luft ein. Der Rahmen ist 9 Meter hoch und besteht aus Bambus und einem speziellen Polyethylengewebe, das Wassertröpfchen sammelt. Es wiegt etwa 60 Kilogramm und kann von vier Personen in wenigen Stunden ohne Gerüst zusammengestellt werden. Jede Säule kann aus dünner Luft mühelos rund 100 Liter sauberes, frisches Wasser pro Tag produzieren.
Das äthiopische Wort Warka bezieht sich auf einen wilden Feigenbaum, der im Land heimisch ist. Der Warka-Baum symbolisiert Fruchtbarkeit und Großzügigkeit und wird häufig für öffentliche Versammlungen und Schulklassen verwendet.
Das Warka Water-Projekt soll 2015 in einigen Dörfern des Landes in Betrieb genommen werden. Es ist eine einfache, billige und elegante Lösung, um einen kleinen Teil eines großen Problems zu lösen.
9Energieturm
Der Energieturm basiert auf dem gleichen Prinzip wie der Solar Updraft Tower, ist jedoch umgekehrt. Anstatt die Luft am Boden zu erwärmen und sie aufsteigen zu lassen, ist es hier geplant, die Luft oben zu kühlen und sie fallen zu lassen. Dazu sprühen die Wissenschaftler Wasser am Kopf des Turms und ahmen Regen nach. Die Luft kühlt sich ab, wenn das Wasser verdampft. Da kalte Luft schwerer als warme Luft ist, fällt sie bei sehr hohen Geschwindigkeiten ab. Die Kraft der vertikalen Winde treibt Turbinen an der Basis des Turms an und produziert Strom.
Ein solcher Turm müsste erstaunlich hoch sein - 1.000 Meter, was fast dreimal so hoch ist wie das Empire State Building und etwa 20 Prozent höher als das derzeit höchste Gebäude der Welt. Aber es wäre relativ preisgünstig, wenn man die Größe bedenkt. Es würde effizient an heißen, trockenen Orten in der Nähe von Wasserquellen arbeiten.
Neben der sauberen Stromerzeugung senkte der Turm die Entsalzungskosten um etwa 50 Prozent. Abwasser kann auch gereinigt werden, wenn Städte und Städte in der Nähe sind. Meerwasserbecken in der Nähe des Turms können auch bis zu 160.000 Tonnen Fisch beherbergen. Die kühlere, feuchte Luft kann das örtliche trockene Klima verändern und für die Landwirtschaft geeignet machen.
Im Laufe der Zeit können Salz oder andere feste Materialien die Turbinen verstopfen, aber ansonsten wäre der Energy Tower weitgehend autark.
8Der Bio-Kühlschrank
Gewöhnliche Haushaltskühlgeräte, selbst die umweltfreundlicheren Modelle, machen rund 8 Prozent unserer gesamten Stromrechnung aus. Seit der ersten Entwicklung im Jahr 1748 und einigen weiteren Modifikationen in den 1920er Jahren hat sich die Kältetechnik nicht wesentlich geändert. Ihr Design ist sicherlich anders, aber sie werden immer noch mit chemischen Kältemitteln betrieben, die bei Einatmen ein erhebliches Gesundheitsrisiko darstellen.
Auf dem Electrolux Design Lab-Wettbewerb präsentierte der junge russische Designer Yuriy Dmitriev 2010 seine Idee der zukünftigen Kühlung. Anstelle einer mit Luft gefüllten Standardbox legt sein Design Lebensmittel in ein Biopolymergel. Das Gel nimmt Wärme aus dem Essen auf und stößt es als sichtbares Licht aus.
Der Kühlschrank hat keinen Motor. Bis zu 90 Prozent seines Volumens können als Speicherplatz genutzt werden. Es gibt verschiedene Formen und Größen. Da es keine Türen oder Schubladen gibt, können Sie es sogar an der Decke montieren, wenn Sie das wirklich wollen.
Das Design ist zu diesem Zeitpunkt nur ein Konzept, und wir haben nicht die Technologie, um es zum Laufen zu bringen, aber es ist eine Ansicht, wie Kühlschränke im Jahr 2050 aussehen könnten.
7Mine Kafon
In Ländern wie Angola, Kambodscha, Afghanistan, Irak und Mosambik sind über 50 Millionen Landminen nicht bekannt. Menschen verlieren immer noch regelmäßig ihre Gliedmaßen oder sogar ihr Leben an diese versteckten Mörder. Die Entwaffnung sogar einer Mine kostet schätzungsweise 1.200 USD, und wenn man bedenkt, dass Angola allein über 20 Millionen hat, könnte die Gesamtmenge, die erforderlich ist, um das Land von dieser schrecklichen Not zu befreien, über 24 Milliarden USD betragen.
Massoud Hassani, ein afghanischer Designer und ehemaliger Flüchtling, hat sein eigenes preiswertes Detonationsgerät gebaut. Mit einem Gewicht von 70 Kilogramm ist es schwer genug, um eine Mine auszulösen, aber leicht genug, um allein vom Wind angetrieben zu werden. Es sieht aus wie ein Löwenzahn und bewegt sich wie ein Tumbleweed. Dieses Gerät aus Bambus und biologisch abbaubarem Kunststoff kann drei oder vier Ladungen detonieren, bevor es vollständig zerstört wird. Die Kosten für die Herstellung eines Mine Kafon betragen nur 40 US-Dollar.
Das Mine Kafon verfügt auch über ein integriertes GPS-Trackingsystem, das die Bewegungen jedes einzelnen Geräts erkennt und zeigt, wo eine Detonation stattgefunden hat. Dies hilft den Leuten herauszufinden, welche Gebiete minenfrei sind und welche nicht.
Trotzdem befindet sich das Mine Kafon noch in einem frühen Entwicklungsstadium und weist Nachteile auf. Es ist möglich, dass ein solches Gerät nicht jede Mine auslöst, die es überschlägt, insbesondere wenn es bereits einige Male detoniert hat. Ein weiterer Schluckauf betrifft das Gelände. Egal wie stark der Wind weht, die Chancen stehen gut, dass er den Mine Kafon nicht auf einen steilen Hügel, aus einem Graben oder durch ein stark bewaldetes Gebiet schieben kann.
Hassani ist sich dieser Probleme bewusst und sagt, dass zukünftige Generationen des Geräts mit Elektromotoren für erhöhte Mobilität und Metalldetektoren ausgestattet sein werden, um jedes Metallobjekt im Falle einer fehlgeschlagenen Detonation abzubilden. Auch wenn dies nicht das perfekte Gerät ist, ist es ein Schritt in die richtige Richtung.
6Aerogel
Aerogel ist ein festes Material, das aus Kieselgel durch einen Prozess hergestellt wird, bei dem die gesamte Flüssigkeit entfernt wird, die Molekülstruktur jedoch intakt bleibt. Es besteht aus bis zu 99,98 Prozent Luft und ist dadurch extrem leicht, aber auch spröde. Es hält das 4000-fache seines Eigengewichts, kann aber durch leichtes Biegen leicht brechen.
Gegenwärtig wird es in der Weltraumforschung und -forschung eingesetzt, um Kometenstaub zu sammeln und als Isolation von Raumfahrzeugen zu dienen. Wissenschaftler versuchen derzeit herauszufinden, wie sie gegen äußere Kräfte widerstandsfähiger gemacht werden können, damit sie noch praktischer eingesetzt werden kann.
Aerogel, auch als „gefrorener Rauch“ bezeichnet, könnte uns erheblich bei den Heizkosten sparen. Da es sich meist um Luft handelt und Luft ein guter Isolator ist, kann dieses Material auf Siliziumbasis Wärme in oder außerhalb unseres Hauses halten. Andere ähnliche Substanzen, die aus Elementen wie Kohlenstoff hergestellt werden, werden weiterhin umweltfreundlich verwendet.
5Soylent
Gutes Essen braucht Zeit, um sich vorzubereiten, wohingegen praktisches Essen normalerweise viel Fett und leere Kalorien enthält. Wenn Sie also nicht viel Zeit haben, essen Sie wahrscheinlich schlecht. Eine Gruppe junger amerikanischer Unternehmer hat es sich zur Aufgabe gemacht, dieses Problem zu lösen, indem sie feste Nahrung durch eine vorgefertigte Mischung aus allen Mineralien und Nährstoffen ersetzt, die der Körper benötigt.
Soylent-Pulver wurde nach dem etwas ähnlichen Produkt in einer klassischen Science-Fiction-Geschichte benannt und verwandelt sich in ein Getränk, das der idealen Mahlzeit ernährungsmäßig entspricht. Hunderte von Menschen, darunter auch der Designer, leben seit Monaten ausschließlich von Soylent und fühlen sich besser als je zuvor.
Das Produkt ist relativ günstig herzustellen und leicht zu lagern. Ab 2014 kostet es 3 US-Dollar pro Portion und wird an vielbeschäftigte Menschen in Industrieländern vermarktet. Dieselbe Technologie könnte an Umfang zunehmen, um den Welthunger billig zu bekämpfen.
4Biolumineszenz
Wissenschaftler arbeiten daran, Tieren die Fähigkeiten von Quallen und Glühwürmchen zu verleihen und Bäume zu schaffen, die im Dunkeln leuchten. Der Zweck dieses Experiments besteht nicht nur darin, ehrfürchtig und romantisch zu sein, sondern auch, Straßenlaternen in Städten und Gemeinden zu ersetzen. Große Summen und große Mengen an Treibstoff werden jede Nacht für die Straßenbeleuchtung ausgegeben. Autarkes, natürliches Licht würde also zu großen Einsparungen führen.
Die State University of New York versucht, Gene aus Biolumineszenzbakterien in Chloroplasten von Pflanzen zu spleißen, also Körpern in Pflanzenzellen, die Energie aus Sonnenlicht absorbieren. Bisher ist das Projekt mit winzigen Hauspflanzen gelungen. In einem größeren Maßstab könnte derselbe Prozess tatsächlich Bäume schaffen, die Straßenlaternen ersetzen.
3Der Wanderfeldreaktor
Atomkraft ist ein sehr wirksamer Weg, um das Dilemma von CO zu lösen2 Emissionen. Während einige Katastrophen (Tschernobyl 1986 und Fukushima 2011) Angst und Misstrauen gegenüber der Technologie hervorgerufen haben, ist die Kernenergie insgesamt weitaus sicherer und sauberer als die weiter verbreiteten Alternativen.
Obwohl sie keine fossilen Brennstoffe verbraucht, hat die Kernenergie ihr eigenes Ressourcenproblem. Es verwendet ein vergleichsweise seltenes Uranisotop, Uran-235. Das abgereicherte Uran (U238) ist ein Nebenprodukt der Kernspaltung und wird als Abfall angesehen, der nur für die Lagerung und Bewaffnung geeignet ist.
Das Unternehmen TerraPower entwickelt einen neuen Reaktortyp, der mit erschöpftem Uran betrieben wird, oder mit 99 Prozent Uran, das als Abfall herumliegt. Derzeit gibt es allein in den USA mehr als 825.000 Tonnen davon. Mit dem Wanderwellenreaktor könnte dieses Material Amerika für die nächsten 700 Jahre antreiben. Und aufgrund seines Designs und der Art des verwendeten Urans und Kühlmittels ist ein Unfall nahezu unmöglich.
Dieser Reaktortyp wird seit Jahrzehnten in Betracht gezogen, aber die neuesten Entwicklungen in der Technologie haben unter anderem von Bill Gates neue Aufmerksamkeit gefunden.
2 Solarkocher
Der Solarkocher ist ein billiges und umweltfreundliches Gerät, das die Sonnenstrahlen mithilfe von Spiegeln oder reflektierenden Metallen auf einen Punkt konzentriert. Im Vergleich zu einem gewöhnlichen Ofen dauert es nur 10 bis 15 Prozent, bis das Essen fertig ist, aber es arbeitet ohne Kraftstoff.
In Entwicklungsländern, in denen viele Menschen nicht einmal Zugang zu den Grundlagen für ein menschenwürdiges Leben haben, ist ein autarker Ofen Gold wert. Das heißt aber nicht viel - ein Solarkocher wiegt sehr wenig und kann sogar von einem kleinen Kind bedient werden. Sie entlastet auch die große Nachfrage nach Holz in Gegenden, die mit Abholzung und Wüstenbildung zu kämpfen haben.
1Flachplattformen
Das Hauptproblem bei erneuerbaren Energiequellen wie Windenergieanlagen und Sonnenkollektoren besteht darin, dass sie für die ordnungsgemäße Stromerzeugung viel Platz benötigen. Sie beeinflussen auch die natürliche Schönheit der Landschaft. Ein paar Windturbinen auf einem grünen Feld mit schneebedeckten Bergen im Hintergrund sehen sehr nett und friedlich aus, aber Hunderte und Tausende zusammengepackt schaffen einen solchen Schandfleck, dass die Leute ihre Projekte routinemäßig ablehnen. Die Antwort auf dieses Problem kann darin liegen, die Turbinen auf schwimmenden Oberflächen weit weg von der Küste zu platzieren.
Beim Designwettbewerb der Land Art Generator Initiative (LAGI) 2014 präsentierte der Künstler Felix Cheong seine eigene Variante dieser Lösung. Oszillierende Plattformen schwimmen auf dem Meer und nutzen die Kraft des Windes durch ihre schlanken Segel. Sie absorbieren auch die Kraft der Gezeiten durch ihre Untergeschosse. Sie erzeugen sogar Energie aus der einfachen Bewegung, die von den Leuten gemacht wird, die oben laufen.