Hier sind die 6-10 bahnbrechenden Technologien. Wenn Sie die 1-5 bahnbrechenden Technologien kennenlernen möchten,klicken Sie hier!

Nun, lasst uns weitermachen.

6. Saubererer Düsentreibstoff

Bedeutung:Es wird erwartet, dass Industrieabfälle und Kohlendioxid in umweltfreundliche Flugkraftstoffe umgewandelt werden, wodurch die Emissionen erheblich reduziert werden.

Hauptteilnehmer:Gevo, LanzaJet, Montana Renewables, Neste, World Energy

Reifestadium:Jetzt

Im Jahr 2024 verbrauchte die globale Luftfahrtindustrie rund 100 Milliarden Gallonen Kerosin, wovon umweltfreundliche Kraftstoffe nur 0,5 % ausmachten. Diese Situation wird sich jedoch ändern.

Daten zeigen, dass die Treibhausgasemissionen der Luftfahrtindustrie etwa 4 % der weltweiten Treibhausgasemissionen ausmachen. Neue alternative Kraftstoffe dürften diese Emissionen deutlich reduzieren. Neue Kraftstoffe können aus Rohstoffen wie Altöl aus der Gastronomie, Erntestroh, Industrieabfällen und aus der Luft abgeschiedenem Kohlendioxid hergestellt werden. Je nach Rohstoff können sie die Kohlenstoffemissionen um die Hälfte reduzieren oder fast vollständig eliminieren. Wichtiger noch: Bestehende Flugzeuge können diese Kraftstoffe unverändert nutzen, wodurch sich der Emissionsminderungseffekt schnell einstellen kann.

Immer mehr Regierungen legen Wert auf diesen Bereich und haben Gesetze erlassen, die Fluggesellschaften zur Nutzung alternativer Kraftstoffe, sogenannter nachhaltiger Flugkraftstoffe (SAFs), verpflichten. Ab 2025 sollen alternative Kraftstoffe mindestens 2 % des Kraftstoffverbrauchs an Flughäfen in der Europäischen Union und Großbritannien ausmachen. Dieser verpflichtende Anteil wird in den nächsten Jahrzehnten schrittweise erhöht, und die Europäische Union fordert, dass der Anteil bis 2050 70 % erreicht.

Derzeit werden die auf dem Markt verfügbaren alternativen Kraftstoffe hauptsächlich aus Altfett gewonnen. Montana Renewables erhielt kürzlich vom US-Energieministerium ein Darlehen in Höhe von 1,44 Milliarden US-Dollar für den Ausbau seiner Produktionsanlagen. Das Angebot an Altfett ist jedoch begrenzt, und es ist schwierig, den zukünftigen Bedarf zu decken.

Erfreulicherweise entwickeln sich auch andere technologische Ansätze rasant. Anfang 2024 schloss LanzaJet den Bau der ersten kommerziellen Ethanol-zu-Flugbenzin-Anlage mit einer jährlichen Produktionskapazität von 9 Millionen Gallonen ab. Obwohl synthetische Kraftstoffe aus Kohlendioxid noch nicht den kommerziellen Maßstab erreicht haben, dürften sie der Luftfahrtindustrie neue Möglichkeiten eröffnen.

Eine zentrale Herausforderung in diesem Bereich sind derzeit die Kosten. Derzeit ist der Durchschnittspreis für nachhaltige Flugkraftstoffe fast dreimal so hoch wie der herkömmlicher Kraftstoffe. Da immer mehr Unternehmen in diesen Bereich einsteigen, dürfte der Preis sinken, die Kosten für neue Kraftstoffe könnten jedoch weiterhin höher bleiben.

7. Schnelles LernenRoboter

Bedeutung:Künstliche Intelligenz hat die Geschwindigkeit, mit der Roboter neue Fähigkeiten erlernen, erheblich verbessert.

Hauptteilnehmer:Agilität, Amazon, Kovariant, Robust, Toyota Research Institute

Reifestadium:Jetzt

Generative künstliche Intelligenz verändert die Art und Weise, wie Roboter trainiert werden, völlig und es scheint, als kämen die allmächtigen Roboter aus der Science-Fiction uns immer näher.

Roboter verfügen über eine lange Geschichte mit künstlicher Intelligenz. Seit vielen Jahren nutzen Roboter künstliche Intelligenz, um Hindernisse zu erkennen. In den letzten Jahren hat die rasante Entwicklung großer Sprachmodelle Roboterexperten jedoch neue Möglichkeiten eröffnet.

Umfangreiche Sprachmodelle können riesige Mengen an Textmaterial – von Lehrbüchern über Gedichte bis hin zu Bedienungsanleitungen – „verdauen“ und anschließend bei Bedarf neue Inhalte generieren. Die Anwendung dieser Methode auf Roboter erscheint vielversprechend, ist aber auch eine große Herausforderung. Schließlich ist die Textgenerierung eine Sache, die Anleitung physischer Roboter zu komplexen Aktionen eine andere.

Forschern ist nun endlich ein großer Durchbruch auf diesem Gebiet gelungen. Sie haben eine Methode gefunden, verschiedene Daten zu kombinieren und in für Roboter verständliche Informationen umzuwandeln. Ein Beispiel hierfür ist das Geschirrspülen: Menschen können Sensoren tragen, um Daten zum tatsächlichen Spülvorgang zu erfassen, Roboterarme ferngesteuert steuern und Demonstrationsdaten sammeln oder im Internet nach zahlreichen Bildern und Videos von Menschen beim Geschirrspülen suchen. Nach der entsprechenden Verarbeitung und Eingabe dieser Daten in das KI-Modell kann ein Roboter trainiert werden, der mehr Vorteile bietet als herkömmliche Roboter. Da künstliche Intelligenz mehrere Möglichkeiten zur Erledigung derselben Aufgabe erlernt hat, kann sie sich besser an Veränderungen anpassen und in der realen Umgebung angemessene Urteile fällen.

Dieser Durchbruch wird die Lernweise von Robotern grundlegend verändern. Einige Lagerroboter setzen diese fortschrittliche Trainingsmethode bereits ein. Die dabei gesammelten Erfahrungen werden den Grundstein für den Bau intelligenter Heimroboter der Zukunft legen.

8. Effektive Stammzelltherapien

Bedeutung:Stammzellen könnten die neue Hoffnung für die Heilung von Krankheiten werden.

Hauptteilnehmer:Kalifornisches Institut für Regenerative Medizin, Neurona Therapeutics, Vertex Pharmaceuticals

Reifestadium:In 5 Jahren

Vor 25 Jahren isolierten Wissenschaftler leistungsstarke Stammzellen aus Embryonen, die durch künstliche Befruchtung gewonnen wurden. Diese Zellen könnten sich theoretisch in jedes Gewebe des menschlichen Körpers verwandeln, und so entstand die Hoffnung auf eine medizinische Revolution. Stellen Sie sich vor: Egal, wo etwas schiefgeht, man findet immer „Ersatzteile“.

Die Stammzellenforschung verlief jedoch nicht reibungslos. Zwar fanden Wissenschaftler schnell Wege, Stammzellen ohne Embryonen zu züchten, doch die Umwandlung in wirklich funktionsfähiges und reifes Gewebe erwies sich als weitaus schwieriger als erwartet.

Doch nun wird das Potenzial von Stammzellen endlich ausgeschöpft. Ein Beispiel dafür ist Justin Graves, ein Epilepsiepatient. Ihm wurden im Labor gezüchtete Neuronen transplantiert. Diese Neuronen wurden speziell entwickelt, um die anormalen elektrischen Entladungen im Gehirn zu unterdrücken, die epileptische Anfälle auslösen.

Seit er 2023 an der University of California in San Diego behandelt wurde, ist die Häufigkeit seiner epileptischen Anfälle von einmal täglich auf einmal wöchentlich gesunken. „Das ist eine unglaubliche Veränderung“, sagte er. „Ich bin jetzt fast ein Befürworter von Stammzelltherapien.“

Diese von Neurona Therapeutics durchgeführte Epilepsiestudie befindet sich noch in der Anfangsphase. Bisher wurden nur 15 Patienten behandelt, die vorläufigen Ergebnisse sind jedoch ermutigend.

Im Juni 2024 gelang auch in der Stammzellenforschung ein Durchbruch. Diesmal ging es um Typ-1-Diabetes – eine Autoimmunerkrankung, die früher als juveniler Diabetes bezeichnet wurde. Das Immunsystem des Patienten greift die Betazellen in der Bauchspeicheldrüse an, wodurch der Blutzuckerspiegel nicht mehr kontrolliert werden kann und der Patient auf tägliche Blutzuckertests und Insulinspritzen angewiesen ist, um am Leben zu bleiben.

In einer laufenden Studie von Vertex Pharmaceuticals in Boston konnten einige Patienten, denen im Labor gezüchtete Betazellen transplantiert wurden, auf exogenes Insulin verzichten. Die neuen Zellen in ihrem Körper können bei Bedarf selbstständig Insulin ausschütten.

Keine epileptischen Anfälle mehr und kein Insulin mehr nötig – das sind die Neuigkeiten, auf die sich Patienten schon lange gefreut haben. Das bedeutet, dass die Stammzellenforschung der Entwicklung funktioneller Heilungen sehr nahe kommt und der Körper der Patienten seine Selbstregulationsfähigkeiten wiedererlangen und zu einem normalen Leben zurückkehren kann.

9.Robotaxis

Bedeutung:In immer mehr Städten kommen selbstfahrende Autos auf den Markt, die mit nur einem Klick herangerufen werden können.

Hauptteilnehmer:Baidu, Cruise, Pony.ai, Waymo, Wayve, Zoox

Reifestadium:Jetzt

Wenn Sie in bestimmten Städten in China oder den USA leben, haben Sie vielleicht schon selbstfahrende Autos gesehen, die Passagiere aufnehmen und absetzen, oder vielleicht sogar selbst erlebt. Das ist ein gewaltiger Unterschied im Vergleich zu vor drei Jahren, als diese Dienste noch die Verkehrsregeln erarbeiteten. Und bald werden selbstfahrende Taxis in weiteren Städten zum Einsatz kommen.

In vielen Städten Chinas können Fahrgäste auf selbstfahrende Taxis von Unternehmen wie Baidu, AutoX, WeRide und Pony.ai zurückgreifen. Diese Unternehmen planen den Markteintritt in Singapur, dem Nahen Osten und den USA.

Obwohl selbstfahrende Autos bereits seit vielen Jahren Trainingsdaten auf amerikanischen Straßen sammeln und Millionen von Kilometern zurücklegen, hat die Öffentlichkeit erst vor Kurzem begonnen, mit diesen Fahrzeugen mitzufahren.

Waymo, ein Unternehmen der Google-Muttergesellschaft Alphabet, ist Marktführer in der US-amerikanischen Branche. Nach dem Start selbstfahrender Taxidienste in San Francisco, Los Angeles und Phoenix plant das Unternehmen Anfang 2025 in Zusammenarbeit mit Uber die Expansion nach Austin und Atlanta. Zoox, ein Unternehmen der Amazon-Gruppe, plant, 2025 selbstfahrende Taxidienste in Las Vegas (USA) anzubieten und führt derzeit auch in San Francisco, Austin und Miami Testbetriebe durch. Das britische Start-up-Unternehmen Wayve stellt sich auf den Rechtsverkehr um und hat mit der Erprobung seiner Technologie in San Francisco begonnen.

Bis zur Realisierung selbstfahrender Taxis sind jedoch noch viele Hürden zu überwinden. In China haben die niedrigen Preise für selbstfahrende Taxis den Widerstand von rund 10 Millionen Taxifahrern ausgelöst. In den USA stellte Cruise, ein Unternehmen von General Motors, im Oktober 2023 seinen Betrieb ein, nachdem eines seiner Fahrzeuge einen Fußgänger angefahren hatte. Die Fahrzeugtests wurden erst kürzlich wieder aufgenommen. Tesla muss die Zuverlässigkeit seiner Technologie unter Beweis stellen und die erforderlichen Lizenzen einholen, bevor das Unternehmen seinen Plan, 2025 selbstfahrende Mitfahrdienste in Kalifornien und Texas einzuführen, umsetzen kann.

Dennoch entwickelt sich diese Branche weiter. Immer mehr Menschen erleben selbstfahrende Taxis und gewöhnen sich zunehmend an diese Technologie. Es ist zu erwarten, dass die großen Marktteilnehmer ihre Aktivitäten auf neue Städte ausweiten und einen Preiswettbewerb starten werden.

10.Grüner Stahl

Bedeutung:In Schweden wird derzeit das weltweit erste Stahlwerk im industriellen Maßstab mit nahezu null CO2-Emissionen gebaut.

Hauptteilnehmer:Boston Metal, LKAB, Midrex, Stegra

Reifestadium:In 1 Jahr

Ein Verfahren zur Verwendung von aus erneuerbaren Energiequellen erzeugtem Wasserstoff zur Stahlherstellung soll dazu beitragen, eine Industrie „sauberer“ zu machen, die für 8 % der weltweiten Kohlendioxidemissionen verantwortlich ist.

Derzeit wird der Großteil des Stahls noch in kohlebasierten Hochöfen produziert, wobei pro Tonne produziertem Stahl etwa zwei Tonnen oder sogar mehr Kohlendioxid ausgestoßen werden. Eine relativ neue kommerzielle Technologie namens Direktreduktion nutzt Erdgas, um Eisenerz in Eisen (den Hauptbestandteil von Stahl) umzuwandeln. Dadurch können die Emissionen um etwa 40 % reduziert werden. Allerdings entsteht auch hier immer noch eine große Menge an Kohlenstoffemissionen.

Daher entwickeln mehrere Unternehmen Verfahren zur Eisenproduktion durch die Reaktion von Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen mit Eisenerz. Dieser Schritt ist der energieintensivste und umweltschädlichste im Stahlproduktionsprozess. Theoretisch können diese Verfahren nahezu emissionsfrei sein.

Das schwedische Start-up Stegra (im September 2024 von H2 Green Steel umbenannt) hat fast 7 Milliarden US-Dollar für den Bau einer solchen Anlage im nordschwedischen Boden aufgebracht. Die Anlage wird sauberen Strom aus einem Mix aus Wind- und Wasserkraft nutzen, um durch Elektrolyse von Wasser Wasserstoff zu erzeugen. Die Anlage soll 2026 die Produktion aufnehmen und voraussichtlich die erste industriell betriebene Anlage ihrer Art sein.

Die vom Stahlhersteller SSAB, dem Bergbauunternehmen LKAB und dem Energiekonzern Vattenfall entwickelte Hybrit-Technologie nutzt ein ähnliches Verfahren zur Herstellung von grünem Stahl. LKAB baut in Gällivare in der Nähe seiner Eisenerzminen ein Werk. Aufgrund von Umweltgenehmigungsproblemen wurden diese Pläne jedoch verschoben.

Es gibt eine weitere Möglichkeit, grünen Stahl herzustellen: Durch das Leiten von elektrischem Strom durch eine Mischung aus Eisenerz und Elektrolyt werden die Eisenoxidbindungen aufgebrochen und das gereinigte Metall abgetrennt. Bei Verwendung von sauberem Strom können die CO2-Emissionen dieses Prozesses extrem gering sein. Boston Metal plant, die von ihm entwickelte Technologie 2026 zu kommerzialisieren.

Sobald das Stegra-Werk voll betriebsbereit ist, wird es voraussichtlich 4,5 Millionen Tonnen Stahl pro Jahr produzieren – ein Tropfen auf den heißen Stein im Vergleich zu den Milliarden Tonnen der weltweiten Jahresproduktion. Es wird jedoch beweisen, dass Stahl ohne große CO2-Emissionen produziert werden kann. Es ist zu hoffen, dass Kunden, die umweltfreundliche Produkte nutzen möchten, bereit sind, einen Aufpreis zu zahlen. Dies wäre ein guter Start für die grüne Transformation der gesamten Branche.