Grüne Start-ups: Mit Innovationskraft gegen die Klimakrise

Die Klimakrise: Wer kann sie noch aufhalten?

Die Ernsthaftigkeit der Problematik macht es schon deutlich, dass die Lösungsansätze und die Bewältigung der Klimaherausforderungen nicht lang auf sich warten lassen dürfen. Wie der WWF gezeigt hat, auch wenn wir die Erderwärmung, wie nach dem Pariser Klimaabkommen auf höchstens 1,5 Grad bis Jahr 2100 zu begrenzen schaffen würden, bliebe die Artenvielfältigkeit weiterhin bedroht.

Das heißt, wir sollten nicht nur die aktuellen Herausforderungen reduzieren, sondern die Folgen komplett weginnovieren. Dies stellt letztendlich die Frage, wer in der Lage ist, die notwendigen Innovationen hervorzubringen, um rechtzeitig die Klimaprobleme wegzuschaffen?

Start-ups als die Lösung gegen die Klimakrise

Die Antwort verbirgt sich natürlich nicht hinter einer einzigen Institution oder Organisation, sondern hinter den größten Innovationstreibern heutzutage, nämlich Startups. Hier sind natürlich insbesondere die Wegbereiter aus dem Climate Tech Bereich gemeint, welche gezielt die Reduktion von CO₂-Emissionen und seine Folgen anstreben.

Mit der Einführung diverser Gesetze und staatlicher Verordnungen muss fast jedes Unternehmen seine Strukturen verändern und auf die Verbesserung seiner Nachhaltigkeit achten. Doch neben den Bestrebungen zur Nachhaltigkeit von Unternehmen, die bereits bestehende Strukturen und Prozesse verbessern, gibt es auch innovative Startups, die auf disruptive Technologien setzen, um die problematischsten und klimaschädlichen Branchen von Grund auf zu verändern.

Die innovativen Technologien, an denen die Startups arbeiten, bieten Antworten zu der Klimakrise. Um deren Potenzial zu verdeutlichen, schauen wir uns einige vielversprechende Beispiele aus Deutschland an, und aus den Branchen, die das meiste CO₂-Einsparpotential aufweisen (2).

Start-ups für die Energiewende

Enpal

• Branche: Erneuerbare Energien
• Hauptsitz: Berlin
• Problem: Die Solarenergie stellt eine kostengünstige, saubere und flexible Energiequelle dar. Der Einstieg erfordert jedoch eine erheblich finanzielle Erstinvestition für die Solaranlagen, die sich nur wenige leisten können.
• Lösung: Vermietung von Solaranlagen in der Form eines All Inclusive Pakets - ganz ohne erhebliche Anschaffungskosten für die Nutzer.

Die Industrie, welche die Klimakrise am stärksten vorantreibt, ist zweifellos die Energieerzeugung. Um die Klimaziele zu erreichen, ist die Energiewende besonders wichtig. Der Übergang von fossilen Energieträgern auf erneuerbare Energien ist jedoch mit hohen Erstinvestitionen verbunden, die sich viele einfach nicht leisten können.

Um dieses Problem zu lösen, entwickelte Enpal eine integrierte Gesamtlösung, welche die Vermietung von Solaranlagen, Stromspeicher und Wallboxen zum All-Inclusive-Tarif umfasst. Außerdem bietet das Unternehmen auch einen günstigen Ökostromtarif, um eventuellen Restbedarf zu decken.

Mowea

• Branche: Erneuerbare Energien
• Hauptsitz: Berlin
• Problem: Solaranlagen als dezentrale erneuerbare Energieversorger sind für viele Gebiete aufgrund der Witterungsverhältnisse keine passende Lösung - Windkraftanlagen aber schon. Diese stehen aber nur in der Form von ländlich gelegenen Megawattanlagen zur Verfügung.
• Lösung: Modulare und flexible Windanlagen, welche die dezentrale Energieversorgung im urbanen Raum ermöglichen.

Und während Solarlösungen als dezentrale Energiequelle bereits heute weit verbreitet sind, ist dies bei der Windkraft noch nicht der Fall. Um dieses Problem anzugehen, denkt MOWEA die Kleinwindkraft neu - sowohl im industriellen Bereich als auch für städtische Anwendungen, wo sie bis vor kurzem noch undenkbar war.

Dank ihrer Modularität und Skalierbarkeit können die kleinen Windturbinen auch direkt auf Gebäuden montiert werden, um deren Energiebedarf lokal zu decken und somit die umweltschädlichen Emissionen durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe weiterhin zu reduzieren.

Start-ups aus der nachhaltigen Produktion

Makersite

• Branche: Softwareentwicklung, SaaS
• Hauptsitz: Stuttgart
• Problem: Schädliche Emissionen entstehen nicht nur durch direkte Freisetzung vom eigenen Unternehmen, sondern entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Diese indirekten Emissionen können bis zu 80 % der Gesamtemissionen eines Unternehmens ausmachen (3).
• Lösung: Eine KI-gesteuerte Software, die die Umweltauswirkungen misst und optimale Strategien zur Emissionsminderung entlang der Lieferkette ermittelt.

Makersite ist ein Daten- und Softwareunternehmen, das Produktdatenmanagement-Tools für die globale Fertigungsindustrie entwickelt. Zu diesem Zweck nutzt das Startup künstliche Intelligenz und Graphentechnologien, um die Entwicklung und Verbesserung von Fertigungsprodukten zu unterstützen. Zu den wichtigsten Verbesserungspunkten gehören die Einhaltung von Vorschriften, Umweltauswirkungen, Lieferrisiken und Produktionskosten. Auf der technischen Seite verwendet Makersite sogenannte digitale Zwillinge von Prozessen und Produkten innerhalb einer Lieferkette, die es den Teams ermöglichen, die Auswirkungen zu messen und gemeinsam optimale Strategien sowie neue Beschaffungsmöglichkeiten in Echtzeit zu ermitteln und so schneller bessere Produkte herzustellen.

Diese Lösung ist extrem wichtig, da sie beachtet, dass die Emissionen in der gesamten Wertschöpfungskette entstehen. Mit dem entwickelten intelligenten Tool unterstützt Makersite Hersteller und Lieferanten dabei, bereits bei der Produktentwicklung die Nachhaltigkeit der Lieferketten einzubeziehen und zugleich regulatorischen Vorschriften zu erfüllen.

Celonis

• Branche: Softwareentwicklung, SaaS
• Hauptsitz: München
• Problem: Um ihre Klimaziele zu erreichen, ändern Unternehmen häufig ihre Betriebsabläufe auf Grundlage erforschter Annahmen. Ob diese wahr sind und im konkreten Fall funktionieren, wird jedoch selten überprüft.
• Lösung: Process Mining - das Aufdecken, Überwachen und Verbessern von Geschäftsprozessen mit Hilfe der analytischen Ermittlung von Schwachstellen

Mit der unternehmenseigenen Software können Schwachstellen in Geschäftsprozess schnell entdeckt und aufgebessert werden. Zu diesem Zweck verknüpft die Software Daten über sämtliche Systeme, Anwendungen und Desktops hinweg. Sie liefert den Kunden analytisch fundierte Informationen darüber, wie die Geschäfte tatsächlich abgewickelt werden.

Auf der Grundlage der Daten wendet die Software dann Prozessintelligenz an, um alle beweglichen Teile über Menschen, Prozesse und Technologien hinweg zu koordinieren. Mit diesem proprietären, technologiebasierten und faktengestützten Ansatz zur Prozessoptimierung hat sich Celonis zum wertvollsten Startup Deutschlands mit einer Bewertung von mehr als 10 Milliarden Euro hochgearbeitet.

Nachhaltige Mobilitätsunternehmen

Ineratec

• Branche: Synthethische Treibstoffe
• Hauptsitz: Karlsruhe
• Problem: Unternehmen aus der Transportbranche stehen vor großen Herausforderungen bei der Dekarbonisierung ihres Geschäfts
• Lösung: Eine industrielle Pionieranlage für die Herstellung nachhaltiger synthetischer Kraftstoffe

Ineratec ist ein wissenschaftliches Spin-Off des Karlsruher Institute für Technologie (KIT) und hat eine chemische Reaktortechnologie für die Synthese von klimaneutralen Flüssigkraftstoffen (sogenannte e-Fuels) entwickelt. Mit solchen nachhaltigen Kraftstoffen können beispielsweise die Luftfahrt-, die Schifffahrt- und Automobilindustrie defossilisiert werden

Die Technologie löst mehrere Herausforderungen der Energiewende: Management eines schwankenden Angebots an erneuerbarer Energie, große und langfristige Energiespeicherung sowie nachhaltige Mobilität und Klimaneutralität.

C1 Green Chemicals

• Branche: Chemie und nachhaltige Kraftstoffe
• Hauptsitz: Berlin
• Problem: Methan ist der zweitgrößte Verursacher des Klimawandels.
• Lösung: Abschaffung der Umweltprämie für Methan

Das erste Verfahren, das C1 Green Chemicals entwickelt hat, ist eine Methode, um Methanol wesentlich effizienter, kostengünstig und nachhaltiger herzustellen. Methanol ist eine aufstrebende Energiequelle, die als künftiger Kraftstoff für alle Sektoren, die nicht elektrifiziert werden können und schwer zu defossilisieren sind, von großer Bedeutung ist.

C1 nutzt dafür erneuerbare Energien, um aus Wasser elektrolytisch Wasserstoff zu erzeugen, der mit CO₂ in Methanol umgewandelt wird. Der Kohlenstoff wird jedoch nicht durch fossile Brennstoffe geliefert, sondern durch CO₂ aus Biomasse oder aus der Luft bzw. aus Industrieanlagen gewonnen. Außerdem ist die Technologie des Unternehmens so konzipiert, dass sie in kleinen und dezentralen Anlagen eingesetzt werden kann, also dort, wo CO₂ als Abfallprodukt entsteht und erneuerbare Energie billig und leicht verfügbar ist.

So lassen sich die kohlenstoffbasierte Chemieindustrie und die Schifffahrt zu CO2-Kreisläufen transformieren: Zusammen sind diese heute nämlich für mehr als 5% der globalen CO2-Emissionen verantwortlich.

Nachhaltige Food-Start-ups

Planet A Foods

• Branche: FoodTech, BioTech
• Hauptsitz: München
• Problem: Hinter der Süße der Schokolade verbirgt sich die bittere Realität der Kakaoproduktion: Abholzung von Wäldern, extreme Armut, ein enormer CO2-Fußabdruck und vieles mehr.
• Lösung: Herstellung von umweltfreundlicher Schokolade ohne Kakao und Palmöl durch Präzisionsfermentation

Kulturpflanzen wie Kakao und Palmöl können nur in bestimmten Teilen der Welt angebaut werden, wo Regenwälder gedeihen. Die steigende Nachfrage nach diesen Rohstoffen hat jedoch ein solches Ausmaß erreicht, dass sie zu massiver Abholzung und enormen CO₂-Emissionen führt, was das Problem des Klimawandels noch weiter verschärft. Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, sollten alternative Proteine und innovative Lebensmittelsysteme entlang der Wertschöpfungskette ein integraler Bestandteil einer umweltfreundlichen Ernährung werden.

Ein Unternehmen, das genau das tut, ist Planet A Foods. Unter Verwendung lokaler Feldfrüchte wie Hafer, die auf viel nachhaltigere und menschenfreundlichere Weise geerntet werden, sowie einer firmeneigenen Technologie, produziert das Unternehmen zukunftssichere Schokolade. Dadurch ist diese Schokolade zehnmal nachhaltiger und um 20 % billiger als herkömmliche Schokolade. Das Ziel des Unternehmens ist es, einen großen Teil der 25 Millionen Kilogramm Schokolade, die täglich verbraucht werden, durch nachhaltige Schokolade zu ersetzen.

Freshflow

• Branche: Lieferkettenmanagement, KI
• Hauptsitz: Berlin
• Problem: Für Lebensmittelhändler ist es unglaublich schwer, die richtige Menge an frischen Produkten zu bestellen.
• Lösung: Mit Hilfe von KI hilft Freshflow den Frischeabteilungen, optimale Bestellungen mit genau der richtigen Menge an Produkten aufzugeben und so die Lebensmittelverschwendung auf ein Minimum zu reduzieren.

Freshflow ist ein KI-basiertes Softwareprogramm, das in jedes bestehende ERP-System integriert werden kann. Das macht es einfach zu installieren, da keine langwierige IT-Integration erforderlich ist. Auf der Grundlage historischer Daten und KI, aber auch unter Berücksichtigung lokaler Ereignisse, des Wetters, der Haltbarkeitsdauer und dutzender weiterer Faktoren, platziert die Software die perfekte Bestellung für frische Produkte, indem sie das perfekte Gleichgewicht zwischen Fehlbeständen und Produktabfällen findet.

Mithilfe der Software können Geschäfte also ganz einfach eine Bestandsoptimierung vornehmen und eine Just-in-Time-Lieferkette einrichten. Dies kann dann dazu beitragen, das Problem der Lebensmittelverschwendung zu bekämpfen. Laut UN Food Waste Index 2021 landeten im letzten Jahr weltweit mehrere 100 Millionen Tonnen eigentlich noch geeignete Nahrungsmittel im Abfall, bevor sie überhaupt die Chance hatten, konsumiert zu werden. Allein in Deutschland wurden im Jahr 2021 6,3 Millionen Tonnen Lebensmittel weggeschmissen.

Nachhaltige Materiale und Entsorgung

Traceless materials

• Branche: Biotechnologie, Fertigung
• Hauptsitz: Hamburg
• Problem: Kunststoffmaterialien sind nicht kompostierbar und landen in der Regel auf Mülldeponien oder im Meer, was zu einer erheblichen Umwelt- und Meeresverschmutzung beiträgt.
• Lösung: Ein Alternativmaterial zu Kunststoff, das aus Nebenprodukten der Industrie hergestellt wird und in der Umwelt vollständig abbaubar ist.

Die Problematik von Plastikprodukten und die daraus resultierende Verschmutzung infolge ihrer Entsorgung ist allgemein bekannt. Da Kunststoffe nicht kompostierbar sind, befinden sich 79 % aller jemals produzierten Kunststoffe immer noch auf Mülldeponien oder schwimmen in unseren Ozeanen. Ein erklärtes Ziel der EU-Plastikstrategie ist es, dass bis 2030 alle Kunststoffverpackungen recycelbar oder wiederverwendbar sein sollen - doch für Produkte, die leicht in der Umwelt landen, brauchen wir eine Materiallösung, die in der Natur vollständig und schnell abbaubar ist.

Um dieses Problem zu lösen, hat das Hamburger Start-up traceless materials eine ganzheitlich nachhaltige Alternative für Kunststoffe und Biokunststoffe entwickelt, die in der Natur vollständig kompostierbar ist. Die innovative Technologie basiert auf der Nutzung von landwirtschaftlichen Reststoffen zur Herstellung von lagerstabilen Folien, Hartstoffen und Beschichtungen.

One.Five

• Branche: Biomaterialien, Fertigung
• Hauptsitz: Holm
• Problem: Mit der zunehmenden Plastikverschmutzung steigen auch die Ansprüche der Verbraucher und der Druck der Gesetzgeber - doch es fehlt an der Skalierbarkeit neuer Ansätze und alternativer Materialien.
• Lösung: Eine materialagnostische Plattform für maschinelles Lernen, die in Forschungseinrichtungen schlummernde Biomaterial-Innovationen aufspürt und bewertet und dann die vielversprechendsten Lösungen in marktreife Produkte umwandelt.

Auch im Bereich der Plastikverschmutzung will das Startup One.five die Meeresverschmutzung und die Belastung der kommunalen Recyclingsysteme rund um den Globus verringern. Zu diesem Zweck arbeitet das Unternehmen an einer Lösung für die Skalierung der nachhaltigen Produktentwicklung von Verpackungsalternativen. Dies soll durch die Entdeckung, Entwicklung und Vermarktung innovativer Lösungen auf der Grundlage von Papier und neuartigen Biokunststoffen erreicht werden.

Das Unternehmen zielt nicht nur auf eine bestimmte Lösung ab - stattdessen baut one.fıve eine materialunabhängige Plattform für maschinelles Lernen auf, welche Biomaterial-Innovationen entdeckt und bewertet, die in Forschungseinrichtungen schlummern. Nachdem das Team die attraktivsten Lösungen in marktreife Produkte umgewandelt hat, werden diese in die bestehenden Wertschöpfungsketten für Verbraucherverpackungen integriert, um messbare, positive Auswirkungen auf die Umwelt zu erzielen.

Start-ups für die Bauwende

Made Of Air

• Branche: Baumaterialien
• Hauptsitz: Berlin
• Problem: Nicht nur der Betrieb von Gebäuden verursacht Treibhausgas-Emissionen, sondern auch deren Bau, also Materialien und Bauverfahren.
• Lösung: Herstellung von kohlenstoff-negativen Materialien für eine CO₂-neutrale Wirtschaft

Made of Air verwandelt geringwertige Holzabfälle in hochwertige, kohlenstoff-negative Thermoplaste. Diese Thermoplaste können mit allen herkömmlichen Formverfahren unter Wärme geformt und für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, wobei die hergestellten Produkte zu technischen Kohlenstoffsenken werden.

Bislang wurden diese Holzabfälle deponiert, vergast oder verbrannt werden – dabei wird aber das darin gespeicherte CO₂ wieder freigesetzt anstatt gebunden wie es nun Made in Air möglich macht.

Das Material von Made of Air wird bereits in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt. Dazu zählen beispielsweise eine Fassade des Audi Flaggschiff, die dauerhaft CO₂ bindet oder Sonnenbrillen von H&M.

Ecoworks

• Branche: Bau, Architektur und Planung
• Hauptsitz: Berlin
• Problem: Ein Großteil der deutschen Gebäude wurde noch im letzten Jahrtausend gebaut und weist somit ein immenses Verbesserungspotenzial in Hinsicht auf Energieeffizienz.
• Lösung: Modernisierung von Mehrfamilienhäusern zu kleinen, dezentralen Kraftwerken durch die Installation von Solaranlagen, Wärmepumpen und Wärmespeichern.

Gemäß Schätzungen der UN aus dem Jahr 2020 ist die Baubranche weltweit für rund 40 Prozent der energiebezogenen Treibhausgasemissionen verantwortlich. In Deutschland sind Gebäude allein für 35 % des Endenergieverbrauchs und 30 % der CO₂-Emissionen verantwortlich. ****Um diese Emissionen deutlich zu reduzieren, setzt das Berliner Unternehmen Ecoworks für die Beschleunigung der Energiewende im Gebäudesektor durch Net Zero-Modernisierung.

Durch den Einsatz digitale Prozesse, modulare Bauweise und industrielle Vorfertigung wird der Arbeitsaufwand bei einem Projekt um bis zu 80 Prozent reduziert. So können Gebäude schnell und kosteneffizient modernisiert werden, was nicht nur den Klimawandel sondern auch der Knappheit bezahlbarer Wohnräume entgegenwirken soll.

Können wir wirklich noch den Klimawandel stoppen?

Ja, die Zusammenarbeit durch Start-ups und die Förderung von Innovationen kann tatsächlich etwas bewirken. Solange die Bemühungen global und konsistent sind, werden auch die Veränderungen entsprechend sein. Ein perfektes Beispiel dafür ist das Ozonloch.

In den späten 1970er Jahren begann Jonathan Shanklin, ein Nachwuchsforscher des British Antarctic Survey Teams, Veränderungen in den Ozonwerten zu bemerken. Nach jahrelangen Untersuchungen wurde die Existenz eines Ozonlochs bestätigt und ein Zusammenhang mit Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) vermutet. 1987 wurde das Montrealer Protokoll verabschiedet, um die Ozonschicht durch die schrittweise Abschaffung der ozonabbauenden Chemikalien zu schützen. Darin ersetzte die Industrie Fluorchlorkohlenwasserstoffe durch Fluorkohlenwasserstoffe, welche nicht zur Zerstörung des stratosphärischen Ozons beitragen. Infolge dieses Protokolls wurden die Produktion und der Verbrauch von FCKW zu Beginn des Jahrtausends eingestellt. Heute existiert das Ozonloch zwar noch immer und bildet sich jedes Jahr im Frühjahr über der Antarktis. Aber es schließt sich im Laufe des Sommers wieder und es gibt bereits Anzeichen dafür, dass es zu verschwinden beginnt.

Dies ist nur ein Beispiel dafür, wie die Erkenntnis der katastrophalen Folgen eines solchen Phänomens die wissenschaftliche Forschung mobilisiert und die Regierungen der Welt zu einer noch nie da gewesenen Zusammenarbeit veranlasst hat.

Wenn wir es also schon einmal geschafft haben, warum dann nicht noch einmal?

(1) EDGAR - Emissions Database for Global Atmospheric Research

(2) Air emissions accounts for greenhouse gases by NACE Rev. 2 activity - quarterly data

(3) Planet A Portfoliounternehmen

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