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Donnerstag, 23. März 2017, Ausgabe Nr. 12

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Energiewende

Energiewende in der Stadt: Dezentrale Selbstversorgung im Visier

Von Marcus Franken | 11. April 2014 | Ausgabe 15

Weniger Autos, effizientere Häuser und immer mehr Freiflächen, Fassaden und Dächer, die sich in Mini-Kraftwerke verwandeln. Die urbanen Zentren der Zukunft erzeugen ihre Energie wieder selbst. Sogar die Landwirtschaft rückt in die Metropolen ein. Das Stadtbild wird sich verändern.

Bioreaktorfassade
Foto: IBA

Die 200 m2 große Bioreaktorfassade in Hamburg erzeugt durch Umwandlung von Algen in Biogas einen Nettoenergiegewinn von rund 4500 kWh pro Jahr – was dem Energieverbrauch einer vierköpfigen Familie entspricht.

Berlin, sonnig, 15 °C. Wie eine wärmehungrige Eidechse dreht sich das rund 50 m2 große Solarpanel in die Nachmittagssonne. Drei Angestellte haben sich unterhalb des Photovoltaik-Kolosses postiert und lehnen an Ladesäulen, die hier wie Pilze aus dem Boden geschossen sind. Hellblaue Steckdosen von RWE, blau-gelbe von Vattenfall und die rot-weißen Strompfosten der Deutschen Bahn. Dazwischen graue Prototypen, noch ohne Firmen-Label.

Auch die Autos auf dem "Euref"-Campus, dem Testgelände für die urbane Energiewende mitten in Berlin, wirken futuristisch: Der elektrifizierte 1er BMW namens ActiveE – ein Forschungsfahrzeug – steht einträchtig neben den Elektrowagen der Konkurrenzmarken Smart, Opel und Citroen. Gemeinsam saugen sie Sonnenstrom aus der Leitung.

Energiewende in der Stadt – das ist auch Verkehrswende. Darauf jedenfalls hofft Frank Müller. In seiner Manufaktur werden neuartige Zweiräder der Marke "Urban-e" montiert: Lastenräder mit E-Antrieb. "Das hat Riesen-Markpotenzial", schwärmt er. Wachsende CO2-Emissionen und die Verstopfung der Innenstädte lassen die Alternativen zum Privatwagen boomen. Müllers Lastenräder ersetzen bei einem Berliner Kurierdienst schon heute etliche Pkw. "Eine wunderbare Alternative zum Auto, gerade in der Stadt", findet er. Tatsächlich sind sie im Straßenbild präsent. Hier ein Mann, der mit einem Lasten-Dreirad schwere Pflanzenkübel transportiert. Dort eine Mutter, die ihre Kinder per Lastenrad aus dem Kinderladen abgeholt hat.

Frank Müller

„Die Elektromobilität wird sich in den urbanen Räumen wie eine Revolution durchsetzen.“ Frank Müller, Geschäftsführer der Pedelec-Manufaktur Urban-e. Foto: Marcus Franken

Die Politik dreht an der langsamen Verbannung der Autos aus der Stadt der Zukunft: "Blaue Umweltplaketten" sollen die Innenstädte zum Revier der emissionsfreien Elektroautos machen. Baden-Württembergs grüner Verkehrsminister, Winfried Hermann, rechnet schon in zehn Jahren mit ihrer Einführung.

Schon heute haben sich bei deutschen CarSharing-Anbietern 750 000 Teilnehmer angemeldet. Gerade ihre Flotten sind der ideale Marktzugang für die energieeffizienten, aber immer noch teuren Stromer. Durch solche Fahrzeugpoole werde die "Stadt leiser, sauberer, der Verkehr flüssiger", glaubt Andreas Knie, Geschäftsführer des Innovationszentrums für Mobilität und gesellschaftlichen Wandel (InnoZ), Berlin.

Eine Stadt wie Berlin – das zeigt eine Studie des Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) – kann bis 2050 eine "90%ige Eigenversorgung mit Energie" erreichen; vor allem durch Solaranlagen. Die urbane Energiewende beinhaltet aber mehr als Sonnenkollektoren auf Dächern.

Auf dem Euref Campus kann man das erkunden: Seien es die Straßenlaternen der Firma Selux mit strom- sparenden LED-Leuchten und Masten aus Holz. Seien es Elektroautos, die hier als temporäre Stromspeicher dienen oder die energieeffizienten Neubauten, denen man den Wandel gar nicht ansieht. Oder die Kleinwindräder auf den Dachkanten.

Wenn es nach Plan geht, werden bis 2018 auf dem Euref-Campus zwei 4300 m tiefe Bohrungen niedergebracht, mit denen dann heißes Wasser für die Gebäudeheizung nach oben gepumpt wird. So wird das Gelände sich selbst komplett mit erneuerbarer Energie versorgen. Das Ziel: Energieautarkie – mitten in der Hauptstadt.

Doch der energieautarke Euref-Campus wirkt fast bieder im Vergleich zu den hochfliegenden Projekten, welche die angepeilte Energiewende andernorts hervorbringt. Das Karlsruher Start-up E-volo entwickelt einen intuitiv zu bedienenden 2-Mann-Helikopter mit Elektroantrieb. Weltweit erntet das Team begeisterte Reaktionen. Geschäftsführer Alexander Zosel warnt aber vor Übertreibung. Die 16 Mini-Rotoren des Öko-Helis arbeiteten zwar emissionsfrei, ein klimafreundlicher Autoersatz für Jedermann seien sie aber nicht. Langfristig kann er sich eher vorstellen, dass Ärzte in Städten damit zum Unfalleinsatz fliegen.

Zeitnäher könnten die CO2-Kollektoren der Schweizer Firma Climeworks im Stadtbild auftauchen. Deren erste Demonstrationsanlage arbeitet seit 2012 in Zürich. Ein weißer Blechkasten auf sechs Rollen, aus dem Gebläseschläuche hervorragen. Sie saugen Umgebungsluft ein, die im Inneren chemisch von CO2 befreit wird. Der Schlüssel dazu ist ein patentgeschütztes Absorbermaterial, welches das Klimagas bei 95°C wieder freigibt – mit über 99 %iger Reinheit.

Climeworks-Bereichsleiter Dominique Kronenberg verortet diese Technik neben Getränkefabriken oder Gewächshäusern – in der Stadt. "Zuerst soll sie dort zum Einsatz kommen, wo reines CO2 gebraucht wird." Bei Cola & Co fungiert CO2 als Prickelgas, im Gewächshaus als Dünger aus der Luft. Im Mai soll im Züricher Technopark ein Modul in Betrieb gehen, das pro Jahr 50 t CO2 produziert. Bis Ende 2015 sollen Einheiten von je 20 Modulen den kommerziellen Betrieb aufnehmen. Und im Businessplan sind nach 2016 zwei bis drei Großanlagen pro Jahr mit Leistungen von 5000 t/Jahr CO2 geplant. Das entspricht immerhin den jährlichen CO2-Emissionen von 1500 Bundesbürgern.

Blickpunkt München: Dort wandelt das Start-up Orcan Energy Abwärme in Strom um. Im Inneren des "modularen Verstromungswunders" arbeitet ein Verdampfer auf Basis von Butan oder Pentan statt Wasser. 110 °C heißer Abwärme reicht aus, um eine Turbine anzutreiben. Die "ePacks" von Orcan könnten eines Tages an vielen Stellen in der Stadt stehen, um die Abwärme aus Industrieprozessen zu nutzen.

Der Fantasie und dem Erfindungsreichtum gegen den Klimawandel sind keine Grenzen gesetzt. In Hamburg wurde unlängst eine Wärme und Strom produzierende Algenfassade präsentiert. Das fünfstöckige Haus im Stadtteil Wilhelmsburg strahlt grün in der Sonne – algengrün. Denn zwei Seiten des Hauses sind mit einem schmalen Biomassereaktor verkleidet: Zwischen zwei Glasscheiben fließt ein träger Strom aus Wasser und Mikroalgen, die mit Sonne und CO2 aus den Abgasen einer Gastherme "gefüttert" werden. Die Algen produzieren gleichzeitig Wärme und Biomasse. Denn in der Energiezentrale im Keller wird ein Teil der ständig nachwachsenden Algen aus dem umlaufenden Wasser gefiltert, ein Wärmetauscher überführt die Wärme in das Heizsystem des Gebäudes. "Insgesamt können wir 10 % des eingestrahlten Sonnenlichts für Strom aus Biomasse und 38 % direkt als Wärme aus der Photosynthese gewinnen", erklärt Martin Kerner, Geschäftsführer der Hamburger Biotechnikfirma SSC. Diesen Prototypen würde er in Zukunft gerne an größeren Fassaden – etwa von Baumärkten oder Firmenzentralen – verwirklichen.

Inzwischen erfinden kleine Unternehmen sogar eine neue, stadtgerechte Landwirtschaft. "Unsere Barsch- und Gemüsefarmen könnten bald auf jedem Dach stehen", sagt Nicolas Lesch, einer der Gründer des Start-ups ECFarmsystems. Statt Fische, wie den afrikanischen Tilapia-Barsch über zehntausend Kilometer hinweg zu transportieren und dabei permanent zu kühlen, lässt er sich umweltfreundlich auch in der Stadt produzieren. Dabei wird der Fischteich mit einem Gemüsegewächshaus kombiniert. In einem Standard-Container sind große Kunststoffbottiche mit den Barschen untergebracht, darauf steht ein Gewächshaus, in dem Tomaten aber auch Auberginen, Paprika und Gurken gezogen werden. Das System ist verbunden: Die Ammonium-Ausscheidungen der Fische werden in einem Filter durch Mikroorganismen zu Phosphat umgewandelt. Damit werden die Pflanzen gedüngt. Die Fische müssen allerdings immer noch mit herkömmlichen Futterpellets versorgt werden – auf Tomaten haben sie sich noch nicht umstellen lassen.   MARCUS FRANKEN

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