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Die besten Umweltinitiativen für das Smartphone

Wenn es um die Umwelt geht, ist das Smartphone alles andere als ein Musterschüler! Doch was nützt es, das Glas immer nur halb voll zu sehen? Welche Anstrengungen unternehmen eigentlich die Hersteller, um die globale Katastrophe, zu deren Komplizen sie uns gemacht haben, abzumildern? Und gibt es nicht auch immer mehr Initiativen, die sich das Ziel gesetzt haben, der Umweltverschmutzung Einhalt zu gebieten, die wir mit unseren teuren Handys verursachen?

Mangelndes Umweltbewusstsein: eine kleine Gedächtnisauffrischung

Von der Erschöpfung der Ressourcen, die bei seiner Herstellung zum Einsatz kommen, bis hin zum offensichtlichen Eingriff und Schaden der Biodiversität durch die Einleitung von Giftstoffen in die Umwelt: Das Smartphone verursacht gesundheitliche und soziale Schäden und erweist sich als echte Umweltplage. 80% der Treibhausgase, die ein Smartphone während seines gesamten Lebenszyklus produziert entstehen bereits bei seiner Herstellung. Montage, Transport, Vertrieb und schließlich die Nutzung kommen hinzu. Darüber hinaus werden Smartphones meist aus Materialien hergestellt, die zu stark umweltbelastendem Abfall werden. Das gilt besonders für solche, die in komplexen elektronischen Komponenten wie dem Mikroprozessor oder dem Bildschirm zum Einsatz kommen. Letztere sind – wenn überhaupt – nur schwer zu recyceln.

Nicht besonders „smart“ für den Planeten, unser Smartphone!

Von der programmierten zur technologischen Veralterung

Beim Smartphone kommt alles zusammen: programmierte, technologische, ästhetische und sogar psychologische Veralterung. Wenn’s weiter nichts ist …

Wenn Geräte mit fest verbauten Batterien auf den Markt gebracht werden, ohne Ersatzteile (was die Lebensdauer beträchtlich verkürzt), aber auch mit der ausschließlichen Verwendung bestimmter Betriebssysteme und in einigen Fällen der Einschränkung von Software-Updates befinden wir uns schon mitten in der programmierten und technologischen Veralterung.

Hinzu kommt, dass die Hersteller regelmäßig neue Modelle mit neuen Features anbieten, welche den Kunden jedoch kaum Neues bieten. Die Hersteller tun alles dafür, zwecks Profit, den Kauf neuer Modelle zu forcieren. „Alte“ Handys haben oft nicht einmal 2 Jahre auf dem Buckel, gelten aber im Vergleich zu den neusten Geräten bereits als mittelalterlich. In diesem Zusammenhang spricht man dann von ästhetischer und psychologischer Veralterung.

Zugegebenermaßen ganz schön schlau …

Aber es geht noch schlauer: Wenn du dein Smartphone so lange wie möglich nutzt, trägst du aktiv dazu bei, die Produktion neuerer Geräte zu begrenzen und leistest damit einen Beitrag zum Schutz der Umwelt. Und das haben glücklicherweise etliche Leute schon begriffen!

Auf dem Weg zu einer umweltgerechten Herstellung

Um ein einziges Smartphone herzustellen, werden heute 70 kg natürliche Ressourcen benötigt. Diese stammen häufig aus Konfliktgebieten, bestehen aus Plastik und toxischen Substanzen oder auch aus seltenen Materialien, die noch dazu durch Zwangsarbeit gewonnen werden, von Sklaverei ganz zu schweigen.

Die Europäische Union will nun die Hersteller unter anderem dazu anhalten Geräte mit herausnehmbaren Batterien anzubieten, die der Konsument leicht austauschen kann, wenn sie einmal ausgedient haben; dies ist eine der Initiativen für weniger umweltschädliche Technologien. Wie bereits erwähnt, enthalten zu viele Telefone verschweißte Batteriefächer, die einen Batteriewechsel effektiv verhindern, es sei denn, man wendet sich an spezialisierte Dienste oder ist auf dem Gebiet sehr begabt. Das gilt insbesondere für das iPhone und für Samsung-Geräte, um nur die wichtigsten zu nennen. Auf der anderen Seite gibt es jedoch auch einige Hersteller, die selbst die Initiative ergriffen haben und modulare Telefone anbieten. Ein Beispiel dafür ist das Fairphone.

Es ist wichtig zu verstehen, dass es heute sowohl für die Verbraucher als auch für die Umwelt von Vorteil wäre, die Art und Weise zu ändern, wie Smartphones entworfen und hergestellt werden. Durch die Verschärfung der Regeln einer umweltgerechten Gestaltung würde der Druck, den die massive Produktion von Telefonen auf die begrenzten Ressourcen des Planeten ausübt, vermindert UND die Lebensdauer unserer Geräte erhöht. Durch solch eine Aktion könnten sie leichter repariert, aktualisiert und schließlich recycelt werden.

Umweltgerechte Herstellung von außen aber auch von innen

Wenn wir von umweltgerechter Herstellung sprechen, meinen wir nicht nur die Herstellung der physischen Geräte (Hardware). Auch die umweltgerechte Gestaltung im Inneren der Geräte spielt eine Rolle, nämlich die umweltgerechte Gestaltung der Programme (Software), die den Betrieb unserer Geräte ermöglichen. Um zu verstehen, wie wichtig solche Maßnahmen sind, denken wir zunächst daran, dass jede Aktion im Internet ein Netz erfordert (egal ob WLAN, 4G oder bald 5G). Der Datenverkehr in diesem Netzwerk und die Datenspeicherung in den Data Centers erfordert jede Menge Energie. In der Konsequenz ist die heutige Digitaltechnik für 4% der Treibhausgase und für mehr als 10% des weltweiten Energieverbrauchs verantwortlich. In den kommenden Jahren dürften diese Zahlen wahrscheinlich noch steigen. Dieser Anstieg erklärt sich aus der Tatsache, dass jedes Jahr immer mehr von uns ein Smartphone besitzen und das Internet nutzen. Einige Milliarden Nutzer plus eine massive Inanspruchnahme mobiler Anwendungen macht im – traurigen – Endergebnis mehr als 20 Terrawattstunden. Eine Summe, die sich beispielsweise mit dem Jahresenergieverbrauch eines Landes wie Irland vergleichen lässt. Durch die Optimierung der Anwendungen ließen sich diese Umweltauswirkungen allerdings reduzieren, insbesondere durch den Einsatz von Systemen zur Reduzierung des Batterieverbrauchs.

Aus all diesen Gründen versuchen einige Unternehmen, Anwendungen zu implementieren, die die Aktivität unseres Smartphones analysieren und eine Bestandsaufnahme des Energieverbrauchs machen, um sie sodann durch geeignete individuelle Lösungen weniger energieintensiv zu gestalten. Dieser Fall lässt sich mit der Anwendung Plana veranschaulichen, mit der sich die Empfangszeiten von E-Mails so legen lassen, dass unnötige CO2-Emissionen vermieden werden. Die Mails würden damit z. B. dann abgeholt, wenn der Besitzer des Geräts aufwacht. Android entwickelt derzeit auch eine Anwendung, die darauf abzielt, Aufgaben auf die Zeit nach dem Laden zu verschieben, um die Batterie des Telefons nicht unnötig zu belasten. Um ihren Kohlenstoffabdruck zu reduzieren, wird auch die Verkleinerung von Anwendungen erwogen.

Innovationen für den Fortschritt

Wir können dann auch gleich bei dem Thema Batterie bleiben: Es stimmt, dass hier eine der Hauptschwächen unserer Smartphones liegt, je nachdem, wie wir sie benutzen. Während es für einige Benutzer genügt, ihr Gerät einfach abends aufzuladen, hängt es bei anderen den ganzen Tag über immer wieder am Ladegerät, da sich der Akku durch intensiven Gebrauch in wenigen Stunden leert. Glücklicherweise befasst sich die Forschung mit diesem Problem, um der breiten Öffentlichkeit zukünftige Verbesserungen bieten zu können. Und einiges davon ist schon genial!

Die Graphen-Batterie

Die Graphen-Batterie, angekündigt als der „Heilige Gral“ der Energiewende, könnte zur neuen „Wundertechnologie“ werden, mit der sich ein Smartphone bei einer Kapazitätssteigerung von 45 % fünfmal schneller aufladen ließe. Dabei käme ein Superkondensator der neuen Generation zum Einsatz, der eine Batterie statt in einer Stunde in 12 Minuten auflüde. Die Gerüchteküche brodelt und es dürfte nicht mehr lange dauern, bis diese Batterie auf den Markt kommt. Nur noch ein bisschen Geduld!

Menschliche Energie

Es gibt bereits Geräte auf dem Markt, die sich mit Bewegungsenergie aufladen. Auch bestimmte Uhren wären hier zu nennen, die durch die Körperwärme geladen werden. Da diese Technologie einen Körperkontakt erfordert, ist sie natürlich nur schwer auf unsere Smartphones übertragbar und bleibt einstweilen auf gewisse vernetzte Uhren beschränkt.

Eine Batterie, die mit Urin(!) läuft

So seltsam es scheinen mag, so ist es Forschern der Bill-Gates-Stiftung doch gelungen, ein System zu finden, das aus menschlichem Urin genug Energie gewinnt, um damit ein Smartphone aufzuladen. So wird es uns die Technologie Microbial Fuel Cell demnächst ermöglichen, unsere Geräte auf die umweltfreundlichste (und seltsamste) Art aufzuladen, die man sich vorstellen kann, indem wir in eine Röhre urinieren, die direkt in das Smartphone eingelassen ist. Praktisch, wenn man mal dringend muss und der Akku gleich leer ist …

Eine natürliche Wiederaufladung der Batterie

Eine interessante Idee aus dem MIT: Diese Innovation würde es uns ermöglichen, die uns umgebende Schallenergie zu nutzen, um unsere Smartphones zu betreiben. Dazu würden wir Batterien nutzen, die nur mit Nanogeneratoren und Schall funktionieren, sodass es genügen würde, in der Nähe zu sprechen, damit sie sich selbständig aufladen.

Im Hinblick auf die Entwicklung von Smartphones, die nur durch natürliche Energie betrieben werden könnten, ist es dem MIT auch gelungen, Energie aus dem in der Atmosphäre enthaltenen Wasser zu gewinnen. Auch wenn sie nur ein einziges Mikrowatt erzeugen konnten, sollte man bedenken, dass an der Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie, wie wir sie heute kennen, auch 30 Jahre lang geforscht wurde …

Die uBeam-Technologie

Nikola Tesla träumte von einer Technologie, die eine Übertragung von Energie durch die Luft ermöglichen würde. Der Astrobiologin Meredith Perry gelang es nun mit 25 Jahren das System uBeam zu entwickeln, das es ermöglicht, eine Batterie über Mikrowellen fernzuladen, die die Energie über eine Distanz von mehreren Metern direkt zum Telefon übertragen. Nikola Tesla hätte seine Freude daran gehabt. Obwohl für dieses Projekt 28 Millionen Dollar eingeworben wurden, ist diese Technologie noch sehr energieintensiv, äußerst kostspielig und bietet gegenwärtig nur eine sehr langsame Aufladung. Aber über kurz oder lang wird es möglich sein, Smartphones, Autos, PCs und andere elektronische Geräte dauerhaft mit Luftwellen aufzuladen, wie sie derzeit für 4G-Netze verwendet werden. Nicht sehr umweltfreundlich, sicher, aber der Fortschritt kann Wunder wirken.

Schwefelbatterie

Diese Innovation, die Ende 2020 im Feldversuch getestet werden soll, verdanken wir einer australischen Forscherin, der es gelungen ist, eine Lithium-Schwefel-Batterie zu entwickeln, die leistungsfähig genug ist, um unseren Smartphones eine Akku-Laufzeit von fünf Tagen zu geben, ohne dass sie dazwischen aufgeladen werden müssen! Diese bereits seit vielen Jahren bekannte Batterietechnologie war damals noch nicht effizient genug, da sich die Elektrode auf Schwefelbasis zu schnell zersetzte. Der Wissenschaftlerin ist es gelungen, dieses Problem auf einfache Weise zu lösen: mit Hilfe der Waschpulverindustrie! Ein weiteres Projekt, das sich voll und ganz auf den Weg der Energiewende begibt!

Und warum nicht Smartphones ohne Batterien?

Bei all diesen Versuchen, die von Smartphones verbrauchte Energie maximal zu reduzieren, könnten Batterien am Ende völlig nutzlos werden. Ein Geräteprototyp ohne Batterie wurde im Übrigen bereits von Ingenieuren der University of Washington entwickelt. Unter Verwendung bereits verfügbarer Komponenten erhält dieses Gerät seine Energie durch ein kleines Solarpanel und eine Antenne zum Empfang von Funksignalen. Diese Kombination verbraucht nur 3,5 Mikrowatt. Auch wenn diese Technologie die Nutzung eines Smartphones, wie wir es heute kennen, nicht zulässt, bringt sie uns doch zum Träumen …

Biomimikry zur Verlängerung der Lebensdauer unserer Smartphones

Neben dem Akku ist da auch noch der Bildschirm… Wenn du dein Smartphone fallen lässt, dann stehen die Chancen gut, dass du gleichzeitig die Spiderapp runterladen wirst, wenn er nicht sogar ganz zersplittert (sofern du den Stunt nicht mit einem speziell gehärteten Glas geplant hast). Eine Studie von SquareTrade aus dem Jahre 2018 zeigt übrigens, dass jede Stunde mehr als 5760 Telefone in die Brüche gehen! Und wie bei den Batterien ist auch der Austausch des Bildschirms ein echter Hindernislauf. Aber vielleicht nicht mehr lange …

Kanadische Forscher haben tatsächlich eine neue Art von Glas entwickelt, das flexibler und vor allem widerstandsfähiger ist, und sich dabei die Welt der Tiere und besonders der Austern(!) zum Vorbild genommen.

Ihre Schale besteht aus mehreren Schichten Calciumcarbonat, die sich bei einem Aufprall trennen, um gleich wieder ihre vorige Gestalt anzunehmen. Durch die Verwendung dieses Materials für unsere Smartphones könnte man dann Bildschirme erhalten, die viel solider, wenn nicht gar unzerbrechlich sind, womit sich die Nutzungsdauer natürlich erhöhen würde.

Obwohl das Smartphone an und für sich eines der schädlichsten Objekte für unseren Planeten ist, versuchen Wissenschaftler, nach und nach umweltfreundlichere Initiativen und Lösungen zu entwickeln, damit wir unsere Geräte weiterhin verwenden können, während die Umweltschäden gleichzeitig reduziert werden. 

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