Iemand zou eens een Kleine Geschiedenis van Grote Uitvindingen moeten schrijven, al was het maar omdat een exploratie van dat rijke verleden belangrijke lessen zou kunnen opleveren voor de toekomst.

Uiteindelijk is onze moderne wereld, met zijn inmiddels bijna 8 miljard mensen, niet veel meer dan het eindresultaat van een hele reeks revolutionaire uitvindingen. Waar de historicus Niall Ferguson schrijft dat ‘All history is the history of empire’ (‘De hele geschiedenis is de geschiedenis van het imperium’), zou je evengoed kunnen schrijven ‘All history is the history of invention’ (‘De hele geschiedenis is de geschiedenis van de uitvinding’).

Bovendien worden we in de nabije toekomst wellicht meer dan ooit afhankelijk van dat soort radicale innovaties. Daar waar ze vroeger voor meer welzijn en welvaart zorgden, gaan ze ons straks in de eerste plaats moeten behoeden voor achteruitgang en zelfs chaos.

Toekomstgids

Aan kandidaten geen gebrek: kwantumcomputers, een goedkope manier om groene waterstof op te slaan, een medicijn tegen alzheimer en hartfalen, artificiële fotosynthese, een verlenging van de natuurlijke levensduur van de mens, 3D-printen van organen, enzovoorts.

Hier belicht ik twee andere technologische innovaties die, me dunkt, in geen geval zouden mogen ontbreken in een Toekomstgids van Grote Uitvindingen.

Automobiel

Een van de opvallendste kenmerken van dat soort revolutionaire uitvindingen is dat ze vaak een combinatie zijn van twee of meer afzonderlijke technologieën.

Denk maar aan de uitvinding van het wiel. Het ontstond toen iemand op de idee kwam om een paar pottenbakkerschijven onder een slee te zetten (een wiel met spaken dateert van later). Of de stoomauto, de stoomtrein en het stoomschip: een combinatie van karren of schepen en moderne stoommachines.

Tijd

Wat ook opvalt aan tal van belangrijke uitvindingen, is dat het vaak zeer lang duurt vooraleer ze eindelijk gerealiseerd kunnen worden. Of vooraleer ze voldoende op punt staan om door te breken. Zoals de computer: de idee dateert van 1821 (Charles Babbage) maar kwam pas in een stroomversnelling tijdens de Tweede Wereldoorlog.

De automobiel werd zelfs al in de zeventiende eeuw uitgevonden, door de Vlaamse pater Ferdinand Verbiest. Het was een stuk speelgoed voor de Chinese keizer, aangedreven door een primitieve stoommachine. Die stoomkarren hadden een aantal nadelen, zoals afhankelijkheid van water en grote hoeveelheden hout of kolen. Daardoor braken ze nooit door op de weg (maar wel op het spoor of op schepen). Daarvoor was het wachten op de interne verbrandingsmotor. Ook hier vervulde een Belg trouwens een pioniersrol: Etienne Lenoir.

Ruimtelift

Dat brengt me bij mijn eerste revolutionaire innovatie: de ruimtelift. Wat die ruimte betreft, zitten we nog altijd in het stoomkarrenstadium. Een van de problemen is dat het een fortuin kost om in de ruimte te geraken. Met dank aan de zwaartekracht.

Inmiddels is die kost wel al teruggevallen van bijna 200 000 dollar per kilo tot minder dan 2000 dollar per kilo (voor een relatief goedkope ‘low earth orbit’), mede dankzij de introductie van herbruikbare raketten. Met een ruimtelift, een combinatie van lift- en satelliettechnologie, zou ze echter gereduceerd kunnen worden tot een schamele 250 dollar per kilo en op termijn nog een pak minder.

De idee van een vaste connectie met een ‘Hemelkasteel’ dateert van 1895. Al dacht de Rus Konstantin Tsiolkovski daarbij aan een lange Eiffeltoren. En het concept van een ruimtelift of een ‘elektrische trein naar de ruimte’ werd pas in 1959 gelanceerd. De realisatie ervan, en met name de constructie van een 35 000 kilometer lange kabel, komt zo langzamerhand in zicht, dankzij het wondermateriaal grafeen.

Buitenaardse grondstoffen

In de niet zo verre toekomst gaan we sowieso dat soort van ‘snelwegen’ naar de ruimte nodig hebben, samen met betere ruimteschepen. Kwestie van aan voldoende grondstoffen te raken voor onze economie (aangezien de aardse grondstoffen niet oneindig zijn).

Denk maar aan de asteroïde 16 Psyche die NASA volgend jaar van nabij gaat bekijken. Dit is een gigantische brok steen vol ijzer, nikkel en goud die meer waard is dan de hele wereldeconomie. Ook de ontginning van de maan of Mars wordt op termijn mogelijk.

Energie

Een ruimtelift zou ook de constructie van superefficiënte zonne-energiecentrales in de ruimte een pak goedkoper maken (iets waar China mee bezig is). Al is de kans reëel dat we tegen dan geen ruimte zonne-energiecentrales meer nodig gaan hebben.

Neen, met zon en wind gaan we er niet geraken, wat groene Gaia-gelovigen daar verder ook over mogen beweren. Toch niet zonder supergoedkope en -efficiënte manieren om energie op te slaan. Wel met kernfusie bijvoorbeeld, al is dat al heel lang een droom (en gaat het misschien een droom blijven). Of met ‘advanced small modular reactors’ (kleine modulaire reactoren of SMR’s).

Geothermische centrales

Maar geen nood: er zijn alternatieven. Zoals geothermische centrales. Er zit zoveel energie verborgen in het binnenste van de aarde dat het aftappen van een minieme fractie ervan zou volstaan om ruimschoots in al onze energiebehoeften te voorzien.

Tot voor kort was het grote probleem echter dat we op de meeste plaatsen op aarde niet voldoende diep konden boren om de grens van 500 graden Celsius te bereiken. Dit is de temperatuur waarbij water, bij voldoende druk, een superkritische vloeistof wordt en plots tot tien keer meer energie oplevert.

Tussen 1970 en 1989 boorden de Russen een schacht die 12 kilometer diep reikte. Daar is het echter ‘maar’ 180 graden warm. Dankzij gyrotrons, machines die gebruikt worden om plasma te verhitten in kernfusie reactoren, komt daar straks verandering in. Zij zijn namelijk voor het boren van diepe gaten in de aarde wat de interne verbrandingsmotor was voor de auto.

Quaise, een spin-off van het Massachusetts Institute of Technology, gaat met die machine straks in een luttele 100 dagen gaten boren tot 20 kilometer diep. Daar is het voldoende warm (500 graden Celsius) voor hun op superkritisch water werkend ‘super-hot enhanced geothermal system’ (‘superheet verbeterd geothermisch systeem’).

Dat systeem kan gebruikmaken van de bestaande fossiele infrastructuur, zoals energiecentrales die op kolen werken. Het volstaat om er een 20 kilometer diepe schacht onder te boren, om ze vervolgens terug op te starten als CO2-neutrale, geothermische centrales. De eerste omschakeling is gepland voor 2028.

Wonderoplossing

Eén zaak is zeker: we hebben dat soort technologische wonderoplossingen nodig, en snel ook. De energieconsumptie gaat deze eeuw namelijk minstens verdubbelen en is momenteel nog altijd voor een 80% afhankelijk van fossiele brandstoffen. Tegen 2050 zou dat aandeel slechts gereduceerd zijn tot 60%.

Zoals het er nu naar uitziet, gaat de wereldwijde productie van CO2 dus niet afnemen. Ze zal verder toenemen terwijl de snel opwarmende aarde nu al steeds meer methaan uitstoot. Geen wonder dat zelfs The Economist inmiddels radicale manieren promoot om de planeet af te koelen, zoals ‘solar geoengineering’.

Konstantin Tsiolkovski

Twee uitvindingen die de wereld kunnen veranderen