Christian Stöcker

Durchbrüche und Wachstum 2021 Fünf hervorragende Nachrichten aus diesem Jahr

Christian Stöcker
Eine Kolumne von Christian Stöcker
2021 wird nicht als Jahr der Zuversicht in die Geschichte eingehen. Aber auch in diesem Jahr gab es wissenschaftliche Durchbrüche und Entwicklungen, die Hoffnung machen – hier sind fünf der wichtigsten.
Windkraftanlagen: Der Siegeszug der Erneuerbaren ist nicht mehr aufzuhalten

Windkraftanlagen: Der Siegeszug der Erneuerbaren ist nicht mehr aufzuhalten

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Anton Petrus / Getty Images

Das Jahr ist fast vorüber, Covid-19 hat gerade noch einmal nachgelegt in Sachen Gemeinheit, der Klimagipfel von Glasgow endete mit kleinen Fortschritten, aber einem insgesamt unbefriedigenden Ergebnis. Es scheint, als sei 2021 ein besonders schlechtes Jahr gewesen für die Menschheit und den Planeten Erde. Es gab aber auch eine ganze Reihe von wirklich guten Nachrichten, die in all der Pandemie-Verzweiflung, in Wahlkampfgetöse und gesellschaftlichem Zwist fast untergingen.

Hier sind fünf der besten Entwicklungen in Wissenschaft und Technik, die sich auf die Zukunft der Menschheit sehr positiv auswirken werden:

1. Erneuerbare Energie

Der Siegeszug der erneuerbaren Energien ist nicht mehr aufzuhalten, auch wenn man, sah man sich deutsche Wahlkampfdebatten an, einen anderen Eindruck bekommen konnte. Laut der Internationalen Energieagentur IEA  kamen im Jahr 2021 weltweit etwa 290 Gigawatt Stromerzeugungskapazität aus erneuerbaren Energien hinzu. Das war deutlich mehr als im vorherigen Rekordjahr 2020, und auch deutlich mehr als die IEA selbst vorhergesagt hatte . Schon im Jahr 2020 stammten laut IEA 29 Prozent der globalen Elektrizitätsproduktion aus erneuerbaren Energien, im Vorjahr waren es noch 27 Prozent gewesen.
Insgesamt wuchs die erneuerbare Kapazität 2021 um acht Prozent. Um die Pariser Klimaziele zu erreichen, müsste das Wachstum allerdings noch immer doppelt so groß sein, so die IEA.
Am stärksten wachsen die Erneuerbaren übrigens in China, aber auch anderswo geht es rasant vorwärts . Die IEA hofft, dass China sein Ziel, 1200 Gigawatt nur aus Sonne und Wind zu erzeugen, schon im Jahr 2026 erreichen könnte – vier Jahre früher als Chinas Regierung geplant hat.
Es gibt auf der Welt schon jetzt zehn Staaten , die ihren Elektrizitätsbedarf fast oder sogar vollständig aus erneuerbaren Energien decken. Bei den meisten davon spielt Wasserkraft eine zentrale Rolle: Albanien, Butan, Demokratische Republik Kongo, Äthiopien, Namibia, Nepal, Norwegen und Paraguay. Island erzeugt zusätzlich zur Wasserkraft 30 Prozent seines Stroms über Geothermie, also Erdwärme. Den buntesten Energiemix unter den Spitzenreitern hat das zu knapp 98 Prozent erneuerbar stromversorgte Costa Rica: Wasserkraft (68,2 Prozent), Windkraft (15,6 Prozent), Geothermie (13,2 Prozent) und Solarstrom (0,66 Prozent). Auf mehr als 80 Prozent Erneuerbare kommen auch Kenia und Uruguay. Schottland und Tadschikistan schaffen mehr als 90 Prozent.
Für Länder mit weniger Möglichkeit, Wasserkraft zu nutzen, ist die wichtigste Nachricht aber: Die Preise für Wind- und Solarstrom fallen noch immer exponentiell – es könnte allerdings sein, dass die aktuelle Ressourcenknappheit diese Beschleunigung in den nächsten Jahren abbremst, warnt die IEA. Trotzdem sind Wind- und Solarstrom in weiten Teilen der Welt die billigste Form der Energieerzeugung. Die IEA erwartet, dass zusätzliche Kapazität zur Stromerzeugung weltweit bis 2026 zu 95 Prozent auf erneuerbare Energien zurückgehen wird, mehr als die Hälfte davon durch Fotovoltaik.

2. Transparente Solarmodule

Eines von vielen Beispielen dafür, wie Solarstrom die Welt in den kommenden Jahren zur besseren verändern dürfte, ist durchsichtig: An transparenten Solarmodulen, die man wie Fenster im Gebäude einbauen oder sogar als Folien auf existierende Scheiben aufbringen kann, wird zwar schon seit Jahren geforscht, jetzt aber sind die ersten Modelle marktreif. Das US-Unternehmen Ubiquitous Energy beispielsweise, eine Ausgründung der University of Michigan, hat ein Gebäude der Hochschule dieses Jahr mit einer Testinstallation von Solar-Fensterscheiben ausgestattet . Das Unternehmen ist nicht das einzige , das Fenster baut, die Strom erzeugen. Gleichzeitig wird weltweit weiter an noch besseren Materialien für transparente Solarzellen geforscht – etwa auf Basis von Silizium-Nanodrähten . Bei der Entwicklung besserer Solarmodule wird auch die Entwicklung helfen, die auch in anderen Wissenschaftsbereichen derzeit für Beschleunigung sorgt: maschinelles Lernen . Die Gebäude oder Gewächshäuser der Zukunft könnten künftig rundum mit stromerzeugendem Material eingehüllt sein.

3. Elektromobilität

Für (echte) Elektrofahrzeuge gilt Ähnliches wie für erneuerbar erzeugten Strom: Das Wachstum in diesem Bereich könnte deutlich schneller verlaufen, als die Prognosen der Automobilindustrie bislang vorhersagten. In Norwegen wurden schon 2020 mehr Elektrofahrautos verkauft als Benziner und Diesel zusammengenommen . In Großbritannien werden E-Auto-Verkäufe wohl im Jahr 2022 zumindest Dieselverkäufe deutlich überholen, glaubt man einer Prognose  des dortigen Verbands der Automobilhersteller. Auch dieses Wachstum hat wieder mit einer erfreulichen Marktentwicklung zu tun: Die Preise für Batteriekapazität fallen seit etwa zehn Jahren exponentiell. Auch hier könnte es wieder zu Ressourcenproblemen kommen – gleichzeitig wird aber auch hier weiter an neuen Technologien gearbeitet, die höhere Energiedichte oder schnelleres Laden erlauben.

4. Biotechnologie und Lebenswissenschaften

Sehr gute Nachrichten gibt es auch aus den Bereichen Biotechnologie und Lebenswissenschaften, und zwar tatsächlich zu viele, um hier alle aufzuzählen. Stellvertretend für viele sei ein weiteres Beispiel für die wachsende Rolle von maschinellem Lernen in der Forschung genannt: Die Alphabet-Tochter Deepmind hat im Juli dieses Jahres etwas allgemein zugänglich gemacht, von dem Fachleute bis dahin angenommen hatten, dass es noch viele Jahre in der Zukunft liegen dürfte: Eine Datenbank mit sogenannten Strukturvorhersagen fast des gesamten menschlichen Proteoms, also nahezu aller Proteine, die im menschlichen Körper vorkommen. Dazu kamen Hunderttausende Proteinformen anderer , in der Forschung häufig eingesetzter Modellorganismen wie Mäuse oder Fruchtfliegen. Manche der mithilfe einer lernenden Maschine ausgerechneten im Menschen vorkommenden Proteinformen sind genauer, andere weniger . Zumindest bei einem Drittel aber sind sich die Deepmind-Entwickler sehr sicher, dass die ausgerechnete Form sehr genau der Realität entspricht. Das Ergebnis und vor allem die Veröffentlichung der gewaltigen Proteindatenbank feierten nicht nur Unternehmensvertreter. Edith Heard vom Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) in Heidelberg etwa sagte: »Das wird unser Verständnis darüber revolutionieren, wie Leben funktioniert. Die Anwendungsmöglichkeiten sind nur durch unsere Vorstellungskraft begrenzt.«

5. mRNA-Impfstoffe und Medikamente

Wie wichtig das Verständnis der Proteine im menschlichen Körper – oder an der Oberfläche von Viren – ist, wurde spätestens mit der Einführung von mRNA-Impfstoffen fast zu Allgemeinwissen. Proteine sind die Grundbausteine des Lebens, sowohl des menschlichen als auch dessen aller Tiere, Pflanzen und Krankheitserreger. Auch der nagelneue Malariaimpfstoff, der dieses Jahr erstmals als wirksam eingestuft wurde , basiert auf der Struktur von Proteinen, die sich auf der Oberfläche des Parasiten Plasmodium falciparum finden. Der Impfstoff kann offenbar Kleinkinder zumindest zum Teil vor Malaria-Infektionen schützen, und das ist eine sehr gute Nachricht, denn diese Krankheit tötet noch immer jährlich 400.000 Menschen, 260.000 davon afrikanische Kinder unter fünf Jahren. In China gilt Malaria seit diesem Jahr als ausgerottet , und auch El Salvador erklärte die Weltgesundheitsorganisation 2021 zum Malaria-freien Gebiet . Vor allem viele afrikanische Länder aber sind davon weit davon entfernt, die Krankheit zu besiegen.
Biontech versprach dieses Jahr, einen noch wirksameren Impfstoff gegen Malaria zu entwickeln, wieder auf mRNA-Basis, und auch Curevac forscht an mRNA-Impfstoffen gegen die Krankheit. Vakzine und Medikamente, die auf dieser neuen Technologie basieren, werden die Medizin in den kommenden Jahren dramatisch verändern. An der Yale University in den USA etwa wurde dieses Jahr ein Kandidat für einen mRNA-Imfstoff gegen Borreliose und andere durch Zecken übertragene Krankheiten  entwickelt , Biontech selbst verspricht mRNA-Medikamente gegen Krebs und Impfstoffe gegen diverse Infektionskrankheiten, darunter Tuberkulose. Und noch eine weitere Menschheitsgeißel wird demnächst womöglich endlich mit Impfstoffen bekämpft werden können, wenn auch mit herkömmlicheren Methoden: das HI-Virus , das Aids auslöst.

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