Scientists for Future: Es ist fünf nach zwölf

Aktuell beschäftigen sich mehr als 400 Forschungsprojekte an der TU Berlin direkt mit Klima und Klimaneutralität. Das reicht von der Entwicklung neuer Gasturbinen über urbane Landwirtschaft bis hin zu innovativen Stadtklimamodellen oder zur Erprobung von Satellitenschwärmen im All für globale Frühwarnsysteme. Doch die Ingenieurwissenschaften allein reichen bei weitem nicht aus, um die globalen Fragen anzugehen und den großen Innovationsdrang zu stillen.

Das ist an einer der größten technischen Universitäten Deutschlands keine Neuigkeit. Belegt wird es aktuell durch den erfolgreichen Exzellenzcluster UniSysCat, der sich mit der volkswirtschaftlich wichtigen Katalyse beschäftigt. So will man verstehen, wie es Pflanzenzellen schaffen, so effizient, selektiv und ressourcenschonend zu funktionieren, um dieses Wissen in der chemischen Industrie zu nutzen. Die Vision ist ein „Greenopolis für nachhaltige Chemie“.

Darüber hinaus wird auch Methoden- und Planungswissen den Studierenden vermittelt. Sind sie es doch, die künftig die klimagerechte Umgestaltung unserer Gesellschaft voranbringen. Dafür gibt es starke Studiengänge in der Stadt- und Regionalplanung, der Landschaftsplanung und der Architektur. Gerade in diesem Sommer erlebten die Fächer „Nachhaltiges Management“ sowie „Ökologie und Umweltplanung“ eine sprunghafte Nachfrage.

Neben diesen Angeboten, die in der DNA einer technischen Universität als Forschungs- und Bildungsstätte festgeschrieben sind, richtet sich die TU Berlin auch in anderen Bereichen strategisch aus. Mit ihrer „grünen Wissenschaft“ und der „grünen Lehre“ wird sie auch als „grüne Institution“ vorangehen.

Sie hat als eine der wenigen Universitäten deutschlandweit einen Vizepräsidenten für Nachhaltigkeit und Digitalisierung. Ein Nachhaltigkeitsrat berät TU-Gremien und Hochschulleitung. Viele TU-Angehörige gehören zu den Mit-Initiatoren und Unterstützern von „Scientists for Future“. Auch die studentische Gruppe von „Fridays for Future“ ist sehr aktiv: Ihr erster TU-Nachhaltigkeitsmarkt fand im Juni 2019 statt, Gespräche mit dem Präsidenten laufen seit dem Frühsommer. Auf den Freitagsdemos sieht man nicht nur Studierende und Forscher*innen mit TU-Plakaten, auch die Hochschulleitung nimmt daran teil.

Darüber hinaus melden sich immer mehr TU-Wissenschaftler*innen selbst zu Wort, sie twittern, sitzen auf Podien oder stellen sich den Fragen der Journalisten. Ihnen wird ein breites Weiterbildungsangebot für Wissenschaftskommunikation geboten.

Die TU Berlin beginnt auch mit dem klimaneutralen Umbau auf dem eigenen Campus. Das ist ein langer Weg. Seit 2016 untersucht ein Forschungsprojekt rund 49 Campushäuser auf ihre energetische Bilanz. 1 000 Einzelmaßnahmen wurden daraus bereits abgeleitet, um das Energiewendeziel zu erreichen. Rund 5 Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium fließen in das Projekt.

Erdgas ist die Kohle von Gestern und gehört abgeschafft

Prof. Dr. Christian von Hirschhausen, Leiter des Fachgebietes Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik:

Die Dekarbonisierung des Energiesystems ist notwendig, um das Ziel des Pariser Klimaschutzabkommens zu erreichen: die Erderwärmung auf höchstens zwei Grad Celsius, möglichst weniger, zu begrenzen. Da Technologien zur CO2-Abscheidung, -transport und -speicherung auf absehbare Zeit nicht verfügbar sind, ist Dekarbonisierung gleichbedeutend mit einem Umstieg auf 100 Prozent erneuerbare Energien.

Eine aktuelle Veröffentlichung aus meinem Fachgebiet zeigt, dass dies global bis 2050 möglich ist, und für Deutschland auch. Natürlich muss der Anstieg des Energieverbrauchs möglichst gering gehalten werden, und Energieeffizienz ist eine bisher stark vernachlässigte Ressource. In diesem Zusammenhang sind Preissignale sinnvoll. So beziffert das Umweltbundesamt die Umweltschäden von einer Tonne CO2 mit 180 Euro, während der Preis derzeit nur bei 20 bis 30 Euro pendelt.

Jedoch reicht dies nicht um die „große Transformation“ des Energiesystems anzustoßen beziehungsweise zu beschleunigen. Auch infrastrukturelle Unterstützung und Ordnungsrecht, wie zum Beispiel ein Kohle- oder Erdgasausstiegsgesetz, sind notwendig. Es sollte sich von selbst verstehen, dass Atomkraft wegen der radioaktiven Strahlung und ungelöster Lagerfragen für Abfälle die gefährlichste aller Energiequellen ist und deshalb weder technisch noch ökonomisch eine Alternative darstellt.

Nicht nur die internationale Staatengemeinschaft, auch Deutschland ist von den gesetzten Klimaschutzzielen weit entfernt. Das deutsche Klimaziel für 2020, eine 40-prozentige Reduktion der Treibhausgasemissionen im Vergleich zu 1990, wird gerade krachend verfehlt. Bisher fokussierte sich die Diskussion auf den Kohleausstieg, der – unseren Berechnungen nach – bis 2030 machbar ist. Im Schatten der Kohleausstiegsdiskussion ist jedoch von der fossilen Energiewirtschaft ein Narrativ entwickelt worden, das die Energiewende und den Klimaschutz wiederum ad absurdum führt: das Narrativ des „sauberen Erdgases“ als Brückenenergieträger. Nichts ist falscher als das, insbesondere ist die Bedeutung von fossilem Erdgas (Methan) als Treibhausgas lange unterschätzt worden.

Aufgrund seines Absorptionsspektrums wirkt Methan aber in den ersten zwei Jahrzehnten etwa 100-mal stärker auf die Erderwärmung als CO2. Der Methangehalt in der Atmosphäre hat sich seit der vorindustriellen Zeit verdreifacht und trägt somit circa 25 Prozent zur globalen Aufwärmung bei. Zum Vergleich: Der CO2-Gehalt hat sich „nur“ verdoppelt. Erdgas ist nicht sauber, sondern ist die Kohle von gestern und gehört daher aus dem Energiesystem entfernt. Das Bundeswirtschaftsministerium hat die Dramatik der Situation noch nicht verstanden und versucht im Gegenteil, den Erdgassektor mit hohen staatlichen Subventionen zu päppeln.

Tatsächlich muss der Ausbau der Erdgasinfrastruktur unterbleiben: Das betrifft die Pipeline Nord Stream 2 genauso wie Flüssiggas-Importe aus den USA oder Erdgasbohrungen in Deutschland. Es ist absurd, dass 60 Kilometer nördlich von Berlin nahe des Biosphärenreservats Schorfheide-Chorin nach Erdgas gebohrt werden soll oder dass wenige Kilometer östlich der Stadtgrenze von Berlin noch eine neue Erdgaspipeline gelegt wird.

Packen wir's an

Prof. Dr. Tilman Santarius, Professor für Sozialökologische Transformation und Nachhaltige Digitalisierung an der TU Berlin und am Einstein Center Digital Future (ECDF):

Ist es bereits fünf nach Zwölf? Ist das künftige Aussterben der Spezies Homo Sapiens nicht mehr verhinderbar? Sind unsere Handlungsoptionen für eine Lösung der großen Probleme der Menschheit – Hunger, Klimawandel, Artensterben – ausgereizt? Ich meine, es ist nie zu spät für die Überzeugung, dass es noch nicht zu spät ist!

Meine spezielle Forschung befasst sich mit der Frage nach Chancen und Risiken der Digitalisierung für soziale und ökologische Nachhaltigkeit. Hier nähern wir uns tatsächlich schon der „Fünf vor Zwölf“. Die Digitalisierung ist durch soziale Medien, Smartphones, vernetzte Roboter, das wachsende Internet der Dinge und andere bereits weit vorangeschritten. Wenn wir diesen Megatrend politisch und normativ stärker gestalten wollen, drängt die Zeit.

Dass Digitalisierung automatisch die Lösung für menschgemachte Probleme ist, haben wir viel zu lange angenommen. Es scheint, als ob sich Digitalisierungsprozesse künftig noch wesentlich stärker entfalten werden und gegenwärtige Machtverhältnissein der digitalen Ökonomie bereits stark zementiert sind, so dass Handlungsspielräume für eine „nachhaltige Digitalisierung“ nur noch sehr klein sind. Wenn wir wollen, dass sie nicht weiter zum Wohlstandsgefälle zwischen Arm und Reich beiträgt, dass der Material- und Energieverbrauch für Hardware und für die Anwendung digitaler Geräte nicht durch die Decke geht, und dass es künftig mehr digitale Anwendungen gibt, die einen echten Beitrag zu einer zukunftsfähigen Wachstumswende in Energie, Mobilität und Konsum leisten – dann ist es wahrlich fünf vor Zwölf!

Doch ein erster Schritt ist getan: Digitalisierung, ökologische Nachhaltigkeit, soziale Gerechtigkeit und ihre Zusammenhänge werden endlich öffentlich diskutiert und sind auch in der Politik angekommen. Die große Vernetzungs-Konferenz „Bits & Bäume“ an der TU Berlin im letzten November, auf der knapp 2000 Menschen aus der Tech-Gemeinde und der Nachhaltigkeits-community eine nachhaltige Digitalisierung diskutierten und forderten, sowie unser Buch „Smarte grüne Welt?“ konnten dazu wesentlich beitragen.

Im Juli 2019 haben wir den Konferenz-Band „Was Bits und Bäume verbindet“ veröffentlicht. Darin ist aufgezeigt, welche Ideen, Initiativen und (neuen) Allianzen nun antreten, die Digitalisierung zu einem Motor für eine zukunftsfähige Gesellschaft zu machen. Doch um etwas zu bewegen, brauchen wir noch deutlich mehr fundierte Nachhaltigkeitsforschung. Sie muss sich den vielfältigen Herausforderungen der Digitalisierung widmen und sie muss interdisziplinär sein. Informatik, Ingenieurwissenschaften, Ökonomie, Sozialwissenschaften und andere müssen gemeinsam Handlungswissen und -optionen erarbeiten.

Ich meine, gute Wissenschaft muss aktiv zur Lösung gesellschaftlicher Herausforderungen beitragen! Ferner dürfen couragierte politische Akteure nicht länger wie das Kaninchen auf die Schlange auf neue Produkte aus dem Silicon Valley starren, sondern müssen Digitalisierung im Sinne gesellschaftlich ausgehandelter Ziele gestalten. Packen wir’s an, solange es noch viele Handlungsspielräume gibt!

Wissen über Stoffströme verbessern

Prof. Dr.-Ing. Vera Susanne Rotter, Leiterin des Fachgebietes für Kreislaufwirtschaft und Recyclingtheorie:

Technische Lösungen gegen den vom Menschen verursachten Klimawandel werden mit Hochdruck entwickelt: Solar- und Windkraftanlagen, Elektro- und Wasserstofffahrzeuge, energieeffiziente Gebäude. Sie alle reduzieren den Kohlenstoffumsatz auf der Erde, benötigen aber steigende Mengen an teils knappen oder in der Gewinnung umweltbelastenden Rohstoffen.

Um sicherzustellen, dass auch künftige Generationen von klimafreundlichen Technologien profitieren können, müssen nachhaltige Rohstoffgewinnung und geschlossene Kreisläufe bei der Produktplanung berücksichtigt und dokumentiert werden – eine Aufgabe, die Konstrukteure heute oft noch zu wenig beachten. Damit ist es aber noch nicht getan, da die Lebensdauer der Produkte lang ist und Recyclinginfrastrukturen erst zeitversetzt aufgebaut werden. Das Wissen hierzu muss dennoch heute schon bereitgestellt werden.

Die Rolle der Forschung ist es, eine Brücke zu bilden zwischen Industrien und Unternehmen, die Produkte erzeugen oder Abfälle entsorgen, sowie staatlichen Institutionen mit der Aufgabe der Daseinsvorsorge und Zukunftssicherung. Nur gemeinsam können sie die Grundlage für nachhaltiges, zirkuläres Wirtschaften aufbauen. Denn aktuellen Herausforderungen können wir nur begegnen, wenn wir Stoffströme absolut reduzieren, über reine Effizienz- und Recyclingstrategien hinaus. Der Rohstoffbedarf für Konsumprodukte und Infrastrukturen in Deutschland und anderen industrialisierten Ländern ist zu hoch.

Wichtige Maßnahmen zur Verringerung des Primärrohstoffbedarfs sind die Verlängerung der Lebensdauer, Wieder- und Weiterverwendung von Materialien, aber auch Re-Design von Produkten und Produktsystemen. Werden Smartphones vier oder fünf statt nur zwei Jahre genutzt, Wasser aus der Leitung statt aus Einweg-Plastiklaschen getrunken oder Kinderspielzeug Second-Hand gekauft, senkt dies den Rohstoffbedarf so wie die Umweltbelastungen deutlich. Der schnelle und extensive Stoffumsatz macht Städte zu idealen Orten, um neue Ansätze einer abfallarmen und zirkulären Wirtschaft zu testen. Innovationen im Umgang mit Materialien könnten in „urbanen Zentren für zirkuläres Wirtschaften“ entstehen. Die umfassen sowohl den physischen Ort, wo gebrauchte Materialien gesammelt, damit experimentiert und wiederverwendet werden, als auch das Netzwerk von Akteuren, die hier zusammenarbeiten.

Diese Zentren sollen den Zweck erfüllen, Praktiken zum nachhaltigen Konsum und zur Abfallvermeidung sowie Wiederverwendung, Reparatur und Wiederaufbereitung zu testen. So sollen Erfahrungen gesammelt und zu dem ihre Wirkung und Umsetzbarkeit im größeren Maßstab bewertet und alltagsfähig gemacht werden–forschen im Reallabor! Es sind die täglichen Entscheidungen und Handlungen eines jeden Einzelnen, die über den Rohstoffbedarf und die globalen Umweltbelastungen entscheiden. Als Wissenschaftlerin sehe ich eine besondere Verantwortung, dazu beizutragen, dass zukunftsfähige Entscheidungen in der Praxisgetroffen werden.

Ein Obstgarten auf dem Campus

Fabian Lambertz, Masterstudent Technischer Umweltschutz:

Gemeinsam mit Kommilitonen entwickelten wir im Rahmen der Projektwerkstatt „Campus in  Transition“ die Idee, auf dem TU-Campus Obstbäume zu pflanzen. Wir entschieden uns für alte, regionale und reproduzierbare Obstsorten. Die neun Obstbäume wiederum sind Teil des Projekts ,Essbarer Campus’, mit dem wir das Augenmerk auf eine regionale und bewusstere Ernährung legen wollen. Als Städter hat man ja kaum noch eine Vorstellung, was es bedeutet, Lebensmittel herzustellen. Darüber hinaus soll der Obstgarten ein Ort der offenen Kommunikation werden. Dafür wird die Projektwerkstatt ,Benchmark Reloaded’ Bänke aufstellen.

Hier kann über Privates genauso wie über Gesellschaftliches – Ernährung, Klima, Nachhaltigkeit–gesprochen werden. Für mich ist Nachhaltigkeit etwas Ganzheitliches und beginnt mit Kommunikation auf Augenhöhe, Wertschätzung und hierarchiearmem Arbeiten. In der Projektwerkstatt, Campus in Transition’ habe ich hierarchiearmes Arbeiten gelernt, was mich dazu befähigte, mit anderen diese Gartenidee umzusetzen. Wenn wir zu einem wirklich nachhaltigen Handeln kommen wollen, müssen wir uns von diesen strengen Hierarchien, in denen ein Chef das Sagen hat und die unsere Gesellschaft bestimmen, verabschieden. Eine andere Welt braucht andere Strukturen. So eine andere Struktur bieten zum Beispiel die Kooperativen der solidarischen Landwirtschaft. In einer bin ich Mitglied.

Mit „Terra Preta“ gegen den Klimawandel

Hannah Sachße, Masterstudentin Technischer Umweltschutz:

Im Studium wächst bei vielen das Bewusstsein für die Probleme unserer Welt. Das ist einerseits positiv, andererseits erlebe ich, dass es die Studis frustriert, weil vieles auf einer theoretischen Ebene bleibt. Bloßes Wissen ändert nichts, obwohl man weiß, dass sich der Umgang mit Ressourcen dringend verändern muss. Da sind die studentischen Projektwerkstätten an der TU Berlin großartig: Sie ermöglichen, etwas Praktisches auf den Weg zu bringen, im Tun zu lernen. Ich bin Tutorin des Projekts „Terra Preta – Kohlenstoffspeicher und Nährstoffkreislauf in der Stadt“. Terra Preta heißt „schwarze Erde“ und ist ein fruchtbarer, wasserspeicherfähiger Boden, der ursprünglich von indigenen Kulturen im Amazonasbecken geschaffen wurde.

Dieser Boden speichert CO2 langfristig in Form von Pflanzenkohle und wird deshalb als eine Technik angesehen, dem Klimawandel zu begegnen. In unserem Projekt haben wir eine Trockentoilette und einen Holzvergaserofen gebaut. Mit deren Hilfe werden wir auf einem Areal in der Friedrichstraße Terra-Preta-Substrat selbst herstellen und Versuchsbeete düngen. Es ist spannend zu erleben, wie aus gemeinsam erarbeitetem Wissen, etwas Konkretes entsteht. Mit meinem Engagement möchte ich Studis Mut machen, Dinge anzupacken.

Pflanzenanbau in aufbereitetem Grauwasser

Andreas Horn, Masterstudent Urban Design:

Für den Klimaschutz ist von der Politik, Wirtschaft, Landwirtschaft und im Verkehr, aber auch von der Zivilgesellschaft bislang viel zu wenig unternommen worden. Dabei verfügt unsere westliche Welt über so viel Wissen, aber es führt viel zu langsam zu einem Umdenken. Ich engagiere mich in dem studentischen Projekt Roof-Water-Farm. Dort beschäftigen wir uns mit hydroponischem, also erdlosem Pflanzenanbau in einem städtischen Umfeld. Es geht darum, die von der Stadt abgekoppelte Produktion von Lebensmitteln wieder in die Stadt zurückzuholen, um Transportwege und damit den CO2-Ausstoß zu minimieren und Ressourcen effizient zu nutzen.

Das Wasser, in dem unsere Pflanzen wachsen, ist aufbereitetes Grauwasser der umliegenden Häuser. Ziel ist es auch, hauptsächlich nährstoffreiche Pflanzen mit einem hohen Proteingehalt wie Bohnen anzubauen. Ich lerne in diesem Projekt, wie ressourcenschonendes Bauen integraler Bestandteil der Stadtplanung werden kann. Als ausgebildeter Stadtplaner möchte ich in meiner späteren beruflichen Tätigkeit solche nachhaltigen Systeme in der Stadtplanung verankern. Persönlich fahre ich nur Fahrrad, ernähre mich Bio, baue mein Gemüse auf meinem Balkon an und nutze zum Gießen das Regenwasseraus der Regenrinne meines Hauses.

Stefanie Terp, Katharina Jung, Patricia Pätzold, Sybille Nitsche