Bislang gehörte Wolframdiselenid nicht zu meinem aktiven Wortschatz. Das könnte sich jetzt ändern, denn das Material hat dieser Tage für eine kleine Sensation gesorgt. Wissenschaftlern der TU Wien ist es gelungen, aus dem Material eine ultradünne Solarzelle herzustellen.  Sie ist nur drei Atome dick: Eine Schicht Wolfram-Atome, die oberhalb und unterhalb mit Selen-Atomen verbunden ist. Das entspricht nur winzigen 0,7 Nanometern. Dünner geht´s bislang nicht, sagen die Forscher: Ihr Wolframdiselenid wäre die dünnste Solarzelle der Welt.

Das Material absorbiert Licht, das sich in elektrische Leistung umwandeln lässt. 95 Prozent des Lichts lässt es zwar durch – doch von den verbleibenden fünf Prozent kann ein Zehntel in elektrische Leistung umgewandelt werden. Der interne Wirkungsgrad des Materials ist also relativ hoch.

Der Charme: Weil das Material so lichtdurchlässig ist, könnte man es auf Glasfassaden aufbringen, die dann Solarstrom erzeugen könnten. „Das Material ist günstiger als das bisher eingesetzte Silizium und man braucht weniger davon“, sagt Thomas Müller vom Institut für Photonik. Die Solarzelle wäre zudem viel leichter. Außerdem sei das Material nicht spröde wie Silizium, sagt Müller. Daher ließen sich auch flexible und biegsame Solarzellen herstellen.

Und es gibt noch einen Clou: Wolframdiselenid  kann nicht nur Sonnenlicht in Strom umwandeln. Es geht auch in die andere Richtung: Das Material selbst kann auch mit Strom zum Leuchten gebracht werden. So könne man eines Tages dünne, flexible Displays herstellen oder gar leuchtende Wände oder großflächig-diffuse Raumbeleuchtungen, sagt Müller.

Bis es allerdings die ersten Wolframdiselenid-Solarzellen im Baumarkt gibt, wird es wohl noch einige Jahre dauern. Bislang forschen die Wissenschaftler im Labor und können nur winzige Flocken herstellen. Nächstes Etappenziel: Ein ein Quadratzentimeter großes Stück Wolframdiselenid. Vom Solarmodul ist man also noch weit entfernt.

Die ersten Tests sind erfolgreich geschafft, nun soll in den kommenden Monaten vor Stralsund die erste Pilotanlage gebaut werden: Das Ingenieurbüro Gicon aus Dresden hat ein schwimmendes Offshore-Windrad entworfen, das die Kosten der Windenergie auf See senken soll. Das Windrad wird nicht in den Meeresboden gerammt, sondern treibt mithilfe von Schwimmkörpern auf dem Wasser und ist nur auf dem Meeresboden vertäut.

Die Idee hat einen gewissen Charme, denn im Unterschied zu den bisherigen Systemen muss man das Windrad nicht erst auf hoher See und im Zweifelsfall bei schlechtem Wetter installieren, sondern kann die Türme und Turbinen bereits an Land zusammenbauen und es dann aufs Meer hinausziehen. Bisher werden erst die Fundamente in den Meeresboden gerammt und später dann die Turbinen oben installiert. Das würde nun wegfallen.

Man habe wegen des „niedrigeren Installations- und Wartungsaufwands“ großen Wettbewerbsvorteil, sagt ein Gicon-Sprecher. Und je tiefer die Gewässer, desto größer der Kostenvorteil. Mit einer 6-Megawatt-Turbine könne man eines Tages die Kilowattstunde Ökostrom für neun Cent produzieren – und in der Serienproduktion sei noch eine Kostenersparnis von bis zu 30 Prozent drin. „Das ist ein internationaler Spitzenwert“, so der Sprecher. Zum Vergleich: Zurzeit wird Offshore-Windstrom im aktuellen Stauchungsmodell mit rund 19 Cent vergütet – das wäre also ein gutes Geschäft, wenn ein solches Windrad sofort ans Netz gehen könnte.

Für Deutschland kommen solche Ideen wohl zu spät, auch wenn das Interesse von Offshore-Windplanern groß sei. Die bisherigen Projekte draußen auf der Nordsee sind angestoßen, die Fundamente – ob als Turm oder Stahlgestell oder Dreibein – sind schon lange bestellt. Solche Projekte, die schnell ein Investitionsvolumen von rund einer Milliarde Euro umfassen, haben eine extrem lange Anlaufzeit. Und nun streicht der neue Bundeswirtschaftsminister Sigmar Gabriel (SPD) in der Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes die Ausbaupläne auf See zusammen. Dass wir in den kommenden zehn Jahren noch schwimmende Offshore-Windräder vor Helgoland sehen, ist unwahrscheinlich.

Seit einigen Tagen hat Gicon nun auch ein Patent für den US-Markt – und hofft dort vor allem auf ein gutes Geschäft. Bislang gibt es dort keinen einzigen großen kommerziellen Windpark, doch einige Unternehmen arbeiten mit Hochdruck an Projekten. Das bekannteste ist Cape Wind, eine Offshore-Windfarm mit 130 Turbinen vor der Ostküste, die kürzlich eine wichtige Genehmigungshürde nahm. Was die geologischen Voraussetzungen angeht, seien die US-Küsten perfekt für die schwimmenden Windräder, so Gicon: Nach Angaben des National Renewable Energy Laboratory würden mehr als zwei Drittel der guten Windstandorte an Ost- und Westküste in Wassertiefen von mehr als 60 Metern liegen.

Ich gestehe: Auch in meinen Schubladen und Bücherregalen lagern in den hintersten Ecken diverse ungenutzte Handys. Zu alt, zu langsam, keine Kamera. Das Problem ist offensichtlich: Wir alle wechseln viel zu oft unsere Mobiltelefone aus. Die Vereinten Nationen schätzen, dass allein im Jahr 2012 jeder Bürger weltweit im Schnitt sieben Kilogramm Elektroschrott produziert hat.

Im vergangenen Jahr hat daher das Fairphone aus den Niederlanden für Furore gesorgt. Es kostet rund 325 Euro – im Gegenzug kann sich der Käufer sicher sein, ein fair und ökologisch produziertes Smartphone in der Hand zu halten. Das Gerät wird zu sozialverträglichen Arbeitsbedingungen, ökologisch und mit fairen Löhnen produziert. Und am Ende soll es im besten Fall gar vollständig recycelt werden, in den wichtigsten Elektroschrottländern will das Unternehmen Recyclingkapazitäten aufbauen. Dafür sind etwa der Akku und das Display-Glas austauschbar.

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Smitha Raos Leidenschaft misst sich in Millimetern. Die Wissenschaftlerin an der Universität Texas in Arlington hat stromproduzierende Mikro-Windräder erfunden, die nicht einmal 1,8 Millimeter groß sind. Ihre Idee: Wer Hunderte dieser Windräder etwa auf einer Handyhülle installiert, könnte den Handy-Akku damit aufladen, indem er das Telefon für einige Minuten in der Luft schwenkt. Die Windräder sind so klein, dass auf einem Reiskorn etwa zehn Stück Platz finden könnten.

Noch steckt die Idee in der Anfangsphase, aber die Mini-Windräder wurden im vergangenen Jahr bereits erfolgreich im Labor getestet. Rao hat als Material eine Nickel-Legierung gewählt, weil sie besonders widerstandsfähig ist. „In der Regel haben solche mikro-elektronischen, mechanischen Systeme das Problem, dass das Material zu spröde ist“, zitiert die Uni Rao in einer Pressemitteilung. Das sei bei ihrem Material nicht der Fall.

Schon jetzt hat ein taiwanesisches Unternehmen Interesse an der Technologie angemeldet. WinMEMS ist spezialisiert auf die Produktion von winzigen 3-D-Strukturen, etwa im medizinischen Bereich, und hat zusammen mit der Uni in einem Pilotprojekt gezeigt, dass sich so kleine Windräder tatsächlich auch drehen. Hier das Beweisvideo:

Fragt sich nur, wie realistisch der Einsatz solcher Windräder im Alltag ist. Wahrscheinlich ist es praktikabler, sie etwa an geschützten Hauswänden für die Stromherstellung zu installieren als auf einer Handyhülle, die ständig in Handtaschen herumrutscht. Entscheidend wird natürlich auch sein, wie viel Energie diese kleinen Flügel tatsächlich produzieren können, leider gibt es bislang keine Angaben. Ein Kostenproblem sehen die Macher nicht, die kleinen Windräder seien optimal für die Massenfertigung. Na, mal schaun.

Ich bin ein großer Fan von kleinen Innovationen, die den Alltag verbessern. Ein gutes Beispiel ist, tatataa: dieser Pappkarton. Zwei Studenten des Colleges Cooper Union in New York haben damit bereits einen Innovationswettbewerb ihrer Hochschule gewonnen und bekommen nun Unterstützung beim Patentantrag. Man könnte denken: Wie trivial, was gibt es am Pappkarton noch zu verbessern? Aber wenn es um den Klebeband-Einsatz, die Pappmenge und damit den Ressourcenverbrauch geht, sieht man: Da geht noch was.

Der Schnellpack-Karton der beiden jungen Männer soll nach deren Angaben bis zu 20 Prozent weniger Pappkarton verbrauchen – „Millionen von Bäumen“ müssten dadurch nicht gefällt werden, sagen die Erfinder. Er wird mit Hilfe eine kleinen Form gefaltet und braucht nur einen Klebenstreifen, um zu halten. Hier ein kurzes Werbevideo, das erklärt, wie der Rapid Packing Container funktioniert.

Von einer kleinen Revolution sprechen schon die Macher von Treehugger-Blog. Schließlich könnte der Karton die gesamte Verpackungsindustrie einfacher und schneller machen. Na, mal schauen. Es hängt davon ab, ob der Pappkarton seine Kunden findet. Am Ende könnte die Idee auch an uns Kunden und den Unternehmen scheitern, die doch darauf bestehen, dass alle Schlitze noch einmal mit Klebeband verbunden werden. Sicher ist sicher.

Was ich an den Japanern mag, ist ihre extreme Technikbegeisterung. Jüngstes Beispiel ist Shimizu, einer der größten Baukonzerne Japans (operativer, geplanter Gewinn: 90 Millionen Euro in 2013). Das Unternehmen will – ernsthaft – einen riesigen Solaranlagen-Gürtel namens Luna Ring entlang des Mond-Äquators bauen. Hier ein Video des Chefs des Entwicklungssparte von Shimizu, Tetsuji Yoshida, der die Pläne ganz seriös erklärt:

Die Idee in Kurzform: Ein bis zu 400 Kilometer und 11.000 Kilometer breites Band aus Solaranlagen soll einmal komplett den sich drehenden Mond umspannen. Es produziert auf der sonnenzugewandten Seite Solarstrom, der mithilfe von Kabeln auf die der Erde zugewandte Seite transportiert wird.

Mithilfe von Mikrowellen und Lasern wird der Strom wiederum zur Erde geschickt und dort in riesigen Konvertern umgewandelt. Nach Angaben des britischen Telegraphs ließen sich so 13.000 Terawattstunden Solarstrom produzieren. In welchem Zeitraum ist allerdings unklar (zum Vergleich der deutsche Strombedarf: rund 500 Terawattstunden im Jahr). Spätestens im Jahr 2035 lasse sich, so Shimizu, ein solches gigantisches Energieprojekt realisieren.

Nun lässt sich das alles leicht als Humbug abtun. Spielt man die Pläne einmal durch, stößt man nur auf Probleme: Wie soll sich der Mond in eine gigantische Energiewenden-Baustelle verwandeln? Werden künftig Astronauten-Bautrupps im Schichtdienst auf dem Mond Betonmischer rühren? Wie steht es um die Eigentumsrechte? Und überhaupt: Die letzte bemannte Mondmission war im Jahr 1972. Damals haben wir dort oben das Sammeln von Gesteinsbrocken perfektioniert. Eine Baustelle im Weltall zu unterhalten und ein Technikprojekt zu warten, das ist wohl eine andere Liga.

Mir gefällt allerdings an dem Projekt, an dem Shimizu bereits seit Jahren feilt, das Visionäre. Shimizu präsentiert den Luna Ring gleich zu Beginn auf seiner Homepage unter der Rubrik „Träume“. Dort gibt es noch andere abgefahrene Ideen wie etwa eine künstliche, schwimmende Öko-Insel.

Auch wenn das Konzept extrem unrealistisch ist und vielleicht auch einfach gar keinen Sinn macht: Wann haben deutsche Konzerne mal nicht über die Energiewende geklagt, sondern einfach mal unkonventionelle Ideen präsentiert? Das kann gerne als Aufruf verstanden werden: Her mit den Präsentationen: marlies.uken@zeit.de

Die Ökobilanzen von Aquakulturen sind tricky. Auf der einen Seite entlasten sie die natürlichen Fischbestände: Aufzucht statt Überfischung. Auf der anderen Seite werden wertvolle Mangrovenwälder gerodet und Antibiotika eingesetzt, wenn es sich nicht um Aquakulturen mit Ökolabel handelt. Und natürlich müssen die Fische gefüttert werden. Das passiert in der Regel mit Fischmehl – und zwar in gigantischen Mengen. Allein 20 Millionen Tonnen kleine Fische werden jährlich nur gefangen, um sie zu Fischmehl  zu verarbeiten. Das entspricht rund einem Viertel der weltweiten Fangmenge von Fischen und Meerestieren.

Das Fischmehl kommt etwa in der Lachszucht zum Einsatz. Ein Lachs von einem Kilo Lebendgewicht hat etwa ein Kilogramm Futter gefressen, davon etwa ein Drittel Fischmehl. Und um diese Menge Fischmehl herzustellen, braucht es etwa 1,2 – 1,5 Kilogramm Fisch.

Weil die Nachfrage nach Fisch aus Aquakulturen jährlich um etwa neun Prozent steigt, ist entsprechend Fischfutter auch begehrt. Für Länder wie Chile und Peru, in deren Gewässern jede Menge kleine Fische leben, die sich gut dafür eignen, ist es eine wichtige Einkommensquelle.

Und hier genau kommt Andreas Stamer aus der Schweiz ins Spiel. Der Mann arbeitet am Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FibL) im schweizerischen Frick. Weitab vom Meer hat Starmer vielleicht eine Alternative zum Fischmehl entdeckt: die Soldatenfliege, Hermetia illucens. Sie lebt in den Tropen, aber auch im Schwarzwald. „Ihr letztes Larvenstadium scheint von der Zusammensetzung her ideal geeignet für die Fischfütterung“, sagt Stamer. Das mit ihrer Hilfe produzierte Fischfutter hat also einen ähnlichen Proteingehalt. Die Fische wuchsen mit ihm genauso gut wie mit konventionellem Fischfutter. Und der Clou: Die Soldatenfliege liebt Lebensmittelabfälle aus der Biotonne und Kompost, sorgt also hier auch noch für weniger Abfall.

Stamer und sein Forschungsteam planen zurzeit im süddeutschen Raum eine Pilotanlage. Dort werden die kleinen Fliegenlarven gezüchtet, getötet, getrocknet und dann zu Insektenmehl verarbeitet, das auf einen Proteingehalt von 58 Prozent kommt. Auf EU-Ebene läuft ein Zulassungsantrag, Insektenmehl auch als Tierfutter einsetzen zu dürfen.

Stamer ist fest überzeugt, dass sich die Anlage rechnen wird, wenn sie einmal im großen Stil produziert. Lagen die Preise für Fischmehl vor etwa fünf Jahren noch bei etwa 500 Euro die Tonne, zahlen Fischzüchter inzwischen weit über das Doppelte. „Auf längere Sicht ist das Insektenmehl günstiger als Fischmehl“, sagt er.

Anmerkung 13.11.2013: Der Wissenschaftler heißt Andreas Stamer und nicht, wie ursprünglich geschrieben, Alexander Starmer. Ich habe einige Ergänzungen gemacht. Danke für die Hinweise, Herr Stamer.

Minamata, dieser Ort in Japan klingt so wunderbar leicht und poetisch. Doch tatsächlich erzählt er von einem grauenhaften Chemieunglück in den fünfziger Jahren. Der japanische Chemiekonzern Chisso leitete damals quecksilberhaltiges Abwasser in die Minamata-Bucht im Süden Japans. Die Folgen waren eine Katastrophe:

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Die amerikanische Großbank Morgan Stanley ist mir bislang ja nicht untergekommen, wenn es um Energie- und Ökothemen geht. Asche auf mein Haupt: Morgan Stanley finanziert zurzeit das weltweit größte Gezeitenkraftwerk. Es soll vor der Küste Schottlands entstehen. Vor sieben Jahren sind die amerikanischen Banker in das damals kleine Projekt eingestiegen und halten inzwischen einen 45-Prozent-Anteil daran. Offenbar hatten sie 2007 einen guten Riecher. Kürzlich hat die britische Regierung dem Projekt MeyGen das grüne Licht gegeben, die Bauarbeiten dürfen beginnen. Morgan Stanley plant das Projekt zusammen mit dem französischen Energiekonzern GDF Suez  und dem Turbinen-Entwickler Atlantis Resources.

Im kommenden Jahr starten die Bauarbeiten für sechs Unterwasserturbinen im Pentland Firth, der Meeresenge zwischen der Spitze Schottlands und der Insel Orkney. Die Turbinen werden erst einmal eine Kapazität von 86 Megawatt besitzen – ja, liebe Kritiker und Skeptiker, das ist noch nicht viel. Langfristig sollen es knapp 400 Megawatt werden. Das entspricht etwa der Leistung eines klassischen Kohlekraftwerks. Weiter„Morgan Stanley startet weltweit größtes Gezeitenkraftwerk“

Kaum ein Land in Europa geht derart verschwenderisch mit seiner Fläche um wie Deutschland, sagen Fachleute. Neben dem Lidl entsteht gleich ein Aldi, daneben am besten noch ein Fressnapf – und Parkplätze müssen auch her. Für Einkaufszentren, aber auch für Straßen, Windparks, Grünanlagen oder neue Wohngebiete werden täglich etwa 80 Hektar Fläche verbraucht, so das Umweltbundesamt. Das entspricht etwa einer Fläche von 116 Fußballfeldern, die täglich verloren geht. Zum Vergleich: In Großbritannien sind es gerade einmal 15 Hektar am Tag.

Die Bundesregierung will diesen Flächenfraß beenden. Bis zum Jahr 2020 sollen es nur noch 30 Hektar pro Tag sein, also fast die Hälfte. Denn der unbedachte Flächenkonsum hat seine Folgen: Weiter„Deutschland verschwendet Land“