Nach Angaben des Weltklimarats stammen etwa 15 Prozent der anthropogenen Netto-Treibhausgasemissionen aus dem Verkehrssektor. Um die globalen Klimaziele zu erreichen, müssen wir Wege finden, Menschen und Güter von Punkt A nach Punkt B zu bringen, ohne fossile Brennstoffe zu verbrennen.

Im Sonderbericht dieses Monats über die Ökologisierung des Transportwesens untersuchen wir eine Moonshot-Idee für den Antrieb von Elektrofahrzeugen, die größte Veränderung in der Luftfahrt seit dem Düsentriebwerk, und Frachtschiffe mit einer kampferprobten Stromerzeugungsart.

Laut Statista waren Verbrennungsmotoren (ICEs) in Autos und Transportern im Jahr 2022 für fast die Hälfte aller Kohlendioxidemissionen des Transportsektors verantwortlich. Und die Welt wird sich der gewaltigen Herausforderungen bewusst, die der Umstieg auf Elektroautos mit sich bringt, wie der Redakteur Robert N. Charette letztes Jahr in der Zeitschrift betonte IEEE-Spektrum Serie „The EV Transition Explained.“

Während seiner Berichterstattung für diese Serie stieß Charette auf ein Startup namens Influit Energy, das versucht, einen neuen Typ von Flow-Batterien zu kommerzialisieren. Flow-Batterien werden typischerweise in stationären Anwendungen wie der Stromnetzspeicherung eingesetzt, aber wie Charette in unserer Titelgeschichte feststellt: „Können Flow-Batterien endlich Lithium schlagen?“ Die Batterie von Influit zirkuliert einen energiedichten Nanoelektrokraftstoff, um 15 bis 25 Mal so viel Energie zu speichern wie eine herkömmliche Durchflussbatterie ähnlicher Größe. Auch in puncto Sicherheit und Stabilität schneidet die Influit-Batterie im Vergleich zu Lithium-Batterien gut ab und könnte die Reichweite eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor bieten. Autos und Lastwagen mit solchen Batterien könnten den Nanoelektrokraftstoff an der Zapfsäule tanken und dabei möglicherweise die bestehende Infrastruktur für Spritfresser nutzen.

„Wir befinden uns in der Anfangsphase eines wichtigen Wandels: Die Elektrifizierung könnte die erste grundlegende Änderung der Flugzeugantriebssysteme seit der Einführung des Strahltriebwerks sein.“–Amy Jankovsky, Christine Andrews und Bill Rogers

Der zweite Artikel unseres Berichts untersucht, wie jüngste Innovationen in der Leistungselektronik, bei Elektromotoren und Batterien für die Automobilindustrie beginnen, Anwendung im Flugzeugdesign zu finden. GE Aerospace und Boeings Aurora Flight Sciences arbeiten gemeinsam an einem hybridelektrischen Antriebssystem für ein Flugzeug mit 150 bis 180 Sitzplätzen. Das von Amy Jankovsky, Christine Andrews und Bill Rogers in „Fly the Hybrid Skies“ beschriebene Projekt begann im Jahr 2021 und zielt darauf ab, ein Saab 340-Flugzeug mit zwei GE CT7-Motoren in Kombination mit elektrischen Antriebseinheiten für ein System der Megawattklasse zu modifizieren. Wie die Autoren anmerken: „Wir befinden uns in der Anfangsphase eines wichtigen Übergangs: Die Elektrifizierung könnte die erste grundlegende Änderung bei Flugzeugantriebssystemen seit der Einführung des Strahltriebwerks sein.“

Die maritime Industrie braucht einen ähnlichen grundlegenden Fortschritt, berichtet Prachi Patel in „Merchant Shipping’s Nuclear Option“. Fast alle kommerziellen Flotten der Welt werden immer noch mit Dieselkraftstoff betrieben. Die Branche muss viel schneller vorankommen, wenn sie das von der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation der Vereinten Nationen festgelegte Ziel von Netto-Null-Emissionen bis 2050 erreichen will.

Eine Möglichkeit, dieses Ziel zu erreichen, ist die Atomenergie. Etwa 160 Schiffe mit Atomantrieb sind heute auf hoher See unterwegs, fast alle sind jedoch Marineschiffe und U-Boote. Kleine modulare Reaktoren (SMRs) der nächsten Generation könnten für kommerzielle Frachtschiffe eine entscheidende Rolle spielen. Patel beschreibt mehrere weltweite Bemühungen, SMRs an die Meeresumwelt anzupassen. Theoretisch sollten die kleinen Reaktoren sicherer und einfacher zu betreiben sein als herkömmliche Kernreaktoren.

Es ist leicht, auf die Herausforderungen zu blicken, die der Klimawandel mit sich bringt, und zu seufzen. Oder weinen. Die Ingenieure, die Sie in dieser Ausgabe finden, haben keine Zeit zur Verzweiflung. Sie sind zu sehr damit beschäftigt, das Problem zu lösen.

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By rb8jg

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