Studien

In den Feldern Umwelt und Energie wird ausgiebig Forschung betrieben, um neue Methoden zu entwickeln, innovative Techniken zu testen aber auch aktuelle Umweltbelastungen abschätzen zu können. Einige der neuesten Studien und Ergebnisse werden im Folgenden vorgestellt.

Wind

Windenergie ist zum jetzigen Zeitpunkt die kosteneffizienteste Methode der alternativen Energiegewinnung. Gleichzeitig sind noch einige Probleme zu lösen, vor allem bezüglich der optischen Erscheinung im Landschaftsbild sowie des Vogel- und Fledermausschutzes. Speziell Greifvögel, die in größerer Höhe fliegen, können in den Sog der Rotoren geraten und auf diese Art zu Tode kommen. Aktuelle Studien beschäftigen sich daher vor allem damit, welche Vogelarten in welchem Maße betroffen sind, wo Wanderrouten verortet sind und ob Windkraftwerke vogelfreundlicher gestaltet werden können. 2016 lag der Fokus der Forschung insbesondere auf dem Rückgang des Rotmilans (Milvus milvus) im Zusammenhang mit Windkraftanlagen. Dabei kam die „Progress“ genannte Studie zum Schluss, dass regelmäßig Vögel an den Rotoren verunglücken. Hier wird auch ein Zusammenhang zwischen Gebieten mit intensiverer Windkraftnutzung und stärker schwindenden Rotmilanbeständen vermutet. Auswege werden in der richtigen Platzierung und neuen Modellen gesehen, auch die temporäre Abschaltung zur Risikominimierung stellt eine Möglichkeit dar.

Zurzeit werden verschiedene Machbarkeitsstudien mit neuen Techniken durchgeführt, darunter Windkraftanlagen aus Holz, die günstiger und nachhaltiger wären. Weiterhin existieren innovative Modelle mit flexiblen Rotorblättern, die die Effizienz steigern und weniger anfällig sein sollen. Dazu möchten einige Länder die stärkeren Winde vor der Küste nutzen und schwimmende Anlagen einsetzen.

Solarenergie

Solarenergie wird weltweit stetig beliebter, da sie die mit Abstand nebenwirkungsärmste Nutzungsform natürlicher Energie darstellt. Neue Studien versprechen vor allem mehr Ausbeute bei gleicher Fläche, aber auch anpassungsfähigere Anlagen. So möchte beispielsweise Tesla bereits im kommenden Jahr verschiedene Solarziegel anbieten, ebenso wie ein leistungsstärkeres Speichermodul. Letztere stellen, neben dem Platzbedarf, bislang das größte Problem dar, da Sonnenlicht nicht permanent verfügbar ist und die resultierende Energie zurzeit nur begrenzt gespeichert werden kann. Trotzdem gibt es spannende neue Nutzungsformen, ganz besonders in Gebieten, die ohnehin über starke Sonneneinstrahlung verfügen. So versorgt Indien in einem Pilotprojekt einen Flughafen vollständig mit Solarstrom aus einer eigenen Anlage. Eine weitere Idee zur idealen Flächennutzung besteht in schwimmenden Solarmodulen auf Stauseen – genutzt wird dies bereits in Japan.

Besonders wichtig wird die Versorgung mit Solarstrom in heißen, armen und dünn besiedelten Gebieten der Erde. Hier wäre ein Anschluss an das zentrale Stromnetz oft teuer und schwer zu realisieren. Solarthermie, also die Erhitzung von Flüssigkeiten, deren Dampf Generatoren betreibt, wird ebenfalls in südlichen Gegenden genutzt, so in Marokko. Das „Noor“ genannte Projekt soll nach der Fertigstellung 1,2 Millionen Menschen mit Strom versorgen. Ideal ist in vielen Gegenden vor allem die Kombination aus hoher Einstrahlung und ohnehin ungenutzter Fläche, wie beispielsweise in der Sahara.

Weltmeere

Überfischung und Verschmutzung sind die Hauptsorgen, die Umweltschützer und Forscher gleichermaßen umtreiben. Es überrascht daher wenig, dass die Ellen MacArthur Foundation eine düstere Prognose für die Zukunft der Ozeane abgibt: Steigt die Verschmutzungsrate weiterhin an wie bisher, wird es in 35 Jahren mehr Plastikmüll als Fische in den Meeren geben. Das lässt sich in erster Linie darauf zurückführen, dass die Nutzung von Plastikmaterial stetig zunimmt, obschon sich Politiker aller Welt offiziell um eine Reduzierung des Verbrauchs bemühen. Die resultierenden Plastikpartikel stellen eine Gefahr für nahezu alle Lebewesen im Meer, jedoch auch für den Menschen dar. Das Alfred-Wegener-Institut konnte durch eine Studie bestätigen, dass in den Mägen der meisten Speisefische Plastik gefunden wurde – die Auswirkungen auf die menschliche Physiologie sind noch nicht abschließend geklärt.

Grundwasser

Das weltweite Grundwasser erlangt oft weniger Aufmerksamkeit als beispielsweise die Ozeane oder andere Oberflächengewässer. Dabei sind sie ebenso wichtig und mindestens genauso gefährdet wie diese. Insgesamt 35% des menschlichen Trinkwasserbedarfs werden aus unterirdischen Reservoirs unterschiedlichen Alters gedeckt – das schließt auch fossile Grundwässer ein, die nicht erneuerbar sind. Insgesamt wurden bislang 37 derartige Speicher entdeckt, wobei 21 schneller geleert werden als erwartet und 13 sogar dauerhaft geschädigt sein könnten, wie eine aktuelle Studie der NASA belegt.

Laut einer Untersuchung des Umweltbundesamts gibt es neben der schon lange bekannten Nitratbelastung durch die Landwirtschaft auch neue Gefahren für das Grundwasser. Dazu zählen vor allem Medikamente, sowohl zum Gebrauch durch Menschen, wie die Antibabypille, als auch aus der Viehwirtschaft, insbesondere Antibiotika. Aus diesem Grund fordert das Amt, ebenso wie viele Umweltorganisationen, Grenzwerte für Arzneimittel, die kontrolliert werden müssen.

Polareis

Eine der Hauptsorgen bezüglich des anhaltenden, anthropogenen Klimawandels gilt dem Abschmelzen der Polkappen. Neue, interessante Daten liefert auch hier die NASA, die Satellitenbilder genutzt hat, um das Auf- und Abtauen des Eises im Verlauf der Jahreszeiten aber auch insgesamt zu beurteilen. Gemeinsam mit der Volumenzunahme durch den Temperaturanstieg des Wassers erhöht sich der Meeresspiegel deshalb zurzeit jedes Jahr um drei Millimeter.

Während das Eisvolumen in der Antarktis durch stärkere Niederschläge in Form von Schnee teilweise sogar zunimmt, schmelzen andere Eisreservoirs insbesondere in der Arktis nach wie vor dramatisch schnell. In diesem Zusammenhang ist allerdings insbesondere die Stabilität der Eismassen unterhalb des frisch gefallenen Schnees wichtig. Einige Studien, die sich der Beobachtung unterirdischer Wasserströmungen und Hohlräume widmen, sagen voraus, dass das Schmelzen schneller vonstatten gehen könnte als man zuvor angenommen hatte. Speziell die Westantarktis ist nach Meinung einiger Forscher stark gefährdet, während die Ostantarktis zurzeit verhältnismäßig stabil zu bleiben scheint.

Artenschutz

In direktem Zusammenhang zum Klimawandel steht das weltweite Artensterben. Grund dafür könnten vor allem Veränderungen des Lebensraumes sein, denen sich viele Arten nicht rasch genug anpassen können. Erschwert wird dies durch geographische oder anthropogene Barrieren, die ein Ausweichen der Tiere in geeignetere Lebensräume verhindern. Allein mehr als 20% aller Säugetiere sind akut vom Aussterben bedroht, des Weiteren knapp ein Drittel der Amphibien und etwa 12% der Vögel. Viele Wissenschaftler, so etwa die Autoren einer gemeinsamen Studie einiger renommierter britischer und mexikanischer Universitäten, sprechen sogar von einem neuen Massenaussterben, vergleichbar mit dem nach Einschlag des Meteoriten, der die Dinosaurier auslöschte. Weitere Gründe liegen im Zusammenbrechen von Nahrungsketten und dem Schrumpfen vieler Lebensräume begründet.

Zusätzlich ergibt sich auch ein wirtschaftlicher Verlustfaktor für den Menschen: Jede aussterbende Tier- oder Pflanzenart trägt das Potential zur Entwicklung neuer pharmazeutischer Wirkstoffe, die mit dem Aussterben unwiederbringlich verloren gehen.

Fossile Brennstoffe

Fossile Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas, Braun- und Holzkohle haben durch den hohen CO2-Ausstoß bei ihrer Nutzung einen schlechten Ruf erworben. Einen weiteren kritischen Faktor stellt die mangelnde Nachhaltigkeit dar – einmal verbraucht, werden diese Brennstoffe nicht innerhalb eines für Menschen relevanten Zeitraumes neu entstehen. Diesen beiden Punkten widmet sich daher auch die Forschung der letzten Jahrzehnte. Aktuelle Studien gehen davon aus, dass die zurzeit geschätzten Reserven noch etwa hundert bis zweihundert Jahre lang ausreichen werden, abhängig von der weiteren Ausbeute und Nutzung. Während die USA zurzeit vor allem durch Fracking enorme Mengen Öl gewinnen, sind die Förderhöchstmengen der meisten Länder schon erreicht oder gar überschritten. Vielfach ist die Gewinnung des so genannten Schieferöls zudem sehr aufwendig und ökologisch mehr als umstritten. So dürften einer kürzlich im Fachjournal ‚Nature’ veröffentlichten Rechnung nach nur noch maximal 20% der vorhandenen Vorräte genutzt werden, sofern sich die Klimasituation nicht weiter verschlechtern soll.

Wasserkraft

Eine der erneuerbaren Energieformen mit dem größten Potential stellt die Wasserkraft dar. In vielen europäischen aber auch asiatischen und südamerikanischen Ländern bestehen Ausbaumöglichkeiten, die bislang nicht genutzt wurden. In einer Expertenumfrage von EMNID wurden vor allem Sicherheit, Konstanz, Rentabilität und Langlebigkeit von Wasserkraftanlagen hervorgehoben. Doch es gibt auch Kritik, denn große Staudammprojekte, die zur Erzeugung relevanter Energiemengen notwendig sind, unterbrechen den Flussverlauf und verändern sein Ökosystem damit nachhaltig.