Wir brauchen die „Produktive Stadt“ – Biomasse hat dabei einen Mehrfach-Nutzen

Die Kurzversion in einzelnen Sätzen bzw. Überschriften

  • An Städte und Kommunen werden vielschichte Anforderungen gestellt und der Anpassungsdruck an absehbare Veränderungen ist groß
  • Konzept einer Bilanz pflanzlicher Biomasse auf Basis des Kohlenstoff-Kreislaufes verdeutlicht die Handlungsfelder im Zusammenhang
  • Auch bei uns ist Waldrodung und Flächenversiegelung ein relevantes Thema – dabei vernachlässigen wir die eine bereits verfügbare Methode zur Kohlenstoff-Bindung
  • Es gilt die Flächen- und Materialnutzung optimiert bezüglich Kohlenstoff-Speicherung und Ertrag zu denken
  • Mögliche Geschäfts- bzw. Betreibermodelle
  • Immer profitiert die Stadt mit einem mehrfachen Nutzen
  • Exkurs: Müllverbrennungsanlagen zukünftig mit Biomasse befeuern

An Städte und Kommunen werden vielschichte Anforderungen gestellt und der Anpassungsdruck an absehbare Veränderungen ist groß

Städte und Kommunen stehen weltweit und auch bei uns vor großen Herausforderungen. Auch unsere Städte müssen sich ganz dem globalen Trend entsprechend auf einen Zuwachs ihrer Bevölkerung einstellen.
Gesellschaftlich werden Strategien zur CO2 Neutralität für das System Stadt immer stärker gefordert. Gleichzeitig stellen weiterwachsender Individual- und Gewerbe-Verkehr sowie der spürbare Klimawandel Herausforderungen bezüglich des Mikroklimas durch sommerliche Wärmeinselbildung und die Schadstoffbelastung der Menschen.

Unter anderem deshalb macht es Sinn, neben der lokalen Energieerzeugung, das Augenmerk auch auf lokal bzw. urban produzierte Biomasse zu setzen. Dies bringt dem System Stadt und damit uns allen mehrfachen Nutzen. Wir sind bereits auf dem Weg die unterschiedlichsten Technologien zu verwenden, um regenerative Energiequellen nutzbar zu machen und so Strom- und Wärmeenergie, soweit wie möglich lokal bzw. regional zu erwirtschaften. Besonders bei der Stromerzeugung der bereits eingeschlagene Weg und im Mix aus Wind, Sonne und Biomasse können bereits Gebäude, Quartiere und ganze Gemeinden zumindest stromautark, teilweise auch energieautark (also inklusive Wärme und Kühlung) betrieben werden. Diese Entwicklung gilt es weiter voranzutreiben.
Ergänzend, zu Strom und Wärme, ist es nun zusätzlich sinnvoll, ja sogar immer stärker notwendig, die produzierte pflanzliche Biomasse auf urbanen Flächen bzw. für eine Kommune als eine zusätzliche, explizite Kenngröße auch zu verfolgen.  

Konzept einer Bilanz pflanzlicher Biomasse auf Basis des Kohlenstoff-Kreislaufes verdeutlicht die Handlungsfelder im Zusammenhang

Wenn wir anstatt lediglich auf die lokalen (fossilen) CO2 Emissionen zu schauen, den stofflichen Teil Kohlenstoff-Kreislaufes betrachten, mit dem wir, im wahrsten Sinne des Wortes die atmosphärische Kohlendioxid Konzentration in der Hand haben, dann ergibt sich eine Bilanz pflanzlicher Biomasse. Diese Bilanz pflanzlicher Biomasse besteht für unseren Haushalt Erde im Schwerpunkt aus den folgenden Bilanzposten bzw. Teilprozessen:

Auf der einen Seite, bei mir links, stehen die Erzeugung und Speicherung bzw. Lagerung der pflanzlichen Biomasse

  • Pflanzen produzieren Biomasse, indem sie CO2 über den Prozess der Photosynthese und mit Hilfe von Sonnenlicht in unterschiedlichste Kohlenwasserstoffe umwandeln.
  • Als kurz und mittelfristige Speicher an pflanzlicher Biomasse bzw. Kohlenstoff ist etwa Holz, sowie auch sonstiges frisches und getrocknetes Pflanzenmaterial und daneben auch fruchtbare bzw. bewachsene Böden.
  • Langfristige Speicher an pflanzlicher Biomasse sind Torf bzw. Moore und eben auch all die typischen fossilen Ressourcen wie Braun- & Steinkohle, Erdöl und Erdgas. All diese fossile Biomasse wurde von Pflanzen vor Jahrmillionen aufgebaut und in einem langwierigen Prozess umgewandelt und unterschiedlich stark aufkonzentriert.

Das bedeutet auch, dass wir heute, mit diesen fossilen Ressourcen Speicher bzw. Kredite von Sonnenenergie nutzen, die unser Haushalt Erde derzeit nicht selbst erwirtschaftet bzw. produziert.      

Auf der anderen Seite, bei mir auf der rechten, stehen die Nutzung und der Verbrauch pflanzlicher Biomasse

  • Solange wir die Materialien und Produkte tatsächlich nutzen, solange bleibt die pflanzliche Biomasse erhalten und das CO2 auch gebunden. Wir nutzen frische pflanzliche Biomasse zum Beispiel in Form von Holz oder Papier und auch als Kleidung, wenn diese aus Naturmaterialien wie Baumwolle und ähnlichem besteht.
    Daneben nutzen wir fossile Pflanzenmasse in Form von Kunststoffen in vielfältiger Weise.

Tatsächlich und schließlich verbrauchen wir die pflanzliche Biomasse auf zwei Arten:

  • Biologisch setzen wir pflanzliche Biomasse als Nahrung und Tierfutter um. Entweder wir Menschen verwerten diese als pflanzliche Nahrung direkt, oder wir produzieren über den Zwischenschritt unserer Nutztiere wiederum Nahrungsmittel wie Milch, Eier und Fleisch, die wir dann verzehren.
  • In technischen Prozessen verbrennen wir pflanzliche Biomasse direkt (u.a. Öl, Holz) oder indirekt (u.a. Biogas) pflanzliche Biomasse zur Energiegewinnung. Diese Energie nutzen wir, um Produkte herzustellen, zu transportieren und zu nutzen. Außerdem nutzen wir die Energie unter anderem zum Heizen und für unsere eigene Mobilität.
  • Dann gibt es, quasi informell noch Energiequellen, die wir nutzen für unser modernes Leben, die neutral bezüglich dieser Kohlenstoff Bilanz sind: Wind- und Solar-Energie (Photovoltaik und Wärme), sowie Atomstrom.

Die atmosphärische CO2 Konzentration oder besser deren derzeitiger Anstieg wirkt destabilisierend bzw. erwärmend auf unser Klima. Wir beeinflussen diese CO2 Konzentration defacto durch alle sieben Handlungsfelder zugleich, das bedeutet wiederum auch, dass wir auch allen diese sieben Wirkungsfelder haben und diese auch nutzen müssen.

Die absolut überwiegende Menge, der seit Beginn der Industrialisierung verbrauchten, fossilen Ressourcen, verbrauchen wir in den westlichen Industrieländern für unsere Infrastruktur und unseren heutigen Lebensstil. 

Über die Energie zur Herstellung von Produkten und für deren Transport zu uns, wird immer Energie aufgewendet, egal ob das um die Ecke passiert, oder auf der anderen Seite der Erde. Beides mal kann dies auf verschiedene Varianten erfolgen, d.h. dabei kann überall mehr oder weniger sorgsam mit der Energie umgegangen werden. Wir haben heutzutage meistens die Wahl aus unterschiedlich ressourcenschonenden Optionen und sollten uns bewusst entscheiden bzw. uns auch immer öfter fragen ob wir dies oder jenes auch tatsächlich brauchen.

Konkrete Beispiele aus Bereichen wie Bauen, Wohnen und zu anderen Alltagsgegenstände, bis hin zur Mobilität sollen an anderer Stelle ausführlicher thematisiert werden.

Wichtig erscheint, dass über dieses Bilanz-Konzept auch Themen in einen direkten Zusammenhang gestellt werden und dessen Relevanz für un bei uns verdeutlicht wird, die bisher weniger offensichtlich oder mit anderem Handlungsursache vermittelt werden.
Ebenfalls wichtig ist auch der folgende Grundsatz: Was im globalen Maßstab gilt, dessen Relevanz beginnt im Kleinen und hat deshalb dieselbe Relevanz, egal ob vor unseren Haustüren, oder wo auch immer auf der Welt.

Auch bei uns ist Waldrodung und Flächenversiegelung ein relevantes Thema – dabei vernachlässigen wir die eine bereits verfügbare Methode zur Kohlenstoff-Bindung

Generell stehen wir vor der Herausforderung unsere Material- und Energieströme weiter und zielgerichtet umzubauen.
Schwerpunkt in diesem Artikel ist es letztlich das Augenmerk auf die eine verfügbare und weltweit einsetzbare „Technik“, besser Methode, die wir haben, um CO2 zu binden und das sind schlicht Pflanzen und mit ihnen die Produktion pflanzlicher Biomasse.

Nicht nur in Brasilien und Indonesien werden Wälder gerodet, um die Fläche anders zu nutzen. Auch bei uns in Deutschland wird täglich eine Fläche in der Größe von etwa 10 Fußballfeldern versiegelt. Dem vorausgegangen war eine Umnutzung von Wald, teilweise über landwirtschaftlich genutzter Fläche hin zu Siedlungsfläche, also Verkehrswege, Gewerbe oder Siedlungsfläche. 

Hier besteht in der Tat eine Nutzungskonkurrenz der Flächen, zwischen Pflanzenwachstum, Kohlenstoff-Speicherung in Holz und Böden und unserem Flächenbedarf für Gebäude und Verkehrswege.

Zusätzlich ist erneuerbare Energie eine, oder sogar die entscheidende Engpassressource, damit wir unser modernes Leben von fossilen Kohlenstoff-Ressourcen entkoppeln können, dabei können für alle Technologien, die mit fossilen pflanzlichen Rohstoffen betrieben werden, auch frische pflanzenbasierte Energieträger gegenübergestellt werden. Angefangen von Frischkohle (Fachjargon Biokohle) bzw. Holz als feste Brennstoffe, über flüssige Biotreibstoffe bis hin zu Biogas. 

Es gilt die Flächen- und Materialnutzung optimiert bezüglich Kohlenstoff-Speicherung und Ertrag zu denken

Städte und Kommunen stehen in der Situation die kommunale Entwicklung wirtschaftlich und siedlungstechnisch mit dem Naturerhalt zusammen zu bringen. Bisher findet jedoch eine Flächenumwandlung statt, die weitestgehend zur Versiegelung und stetigen Reduzierung der Biomasse Produktivität führt. So haben wir in der Flächennutzung, entsprechend auch bei uns noch viel Potenzial diese optimiert auf die Kohlenstoff-Bindung bzw. Speicherung zu bewirtschaften.

Siedlungsflächen können zusätzlich zur derzeitigen Nutzung auch Biomasse produzieren.
Dazu können im einfachsten Fall bestehende Grünflächen teilweise anders bepflanzt werden. In praktisch allen Parkanlagen gibt es Areale die sich ohne eine Einschränkung der Bürgernutzung dafür eignen. Hierbei lassen sich angepasst an lokale Bedingungen unterschiedlichste Pflanzen nutzen.

Auch auf sonstigen urbanen Flächen lassen sich Biomasse-produktive Nutzungen ohne eine Umplanung denken. Wenn etwa Straßenbäume als sogenannte Kopfbäume angelegt werden, dann werden die Kronen in definierten Zeiträumen auf den Stamm zurückgeschnitten. Jeder einzelne Baum wächst kontinuierlich am Stamm und produziert in Summe deutlich mehr Biomasse als beim stetigen Wachstum. Im ländlichen Raum hatte dies über Jahrhunderte Tradition. Unter anderem die Weidenzweige, die zur Herstellung von vielseitig genutzten Behältnissen, auch noch immer genutzt werden, können aus solchen Kulturen stammen.

Bisher versiegelte Flächen in Fußgängerwegen und -zonen auf Plätzen und in Höfen können punktuell so mit konventionellen, also bereits üblichen Mitteln begrünt werden, es Bedarf alleine des entsprechenden Gestaltungswillens.

Böschungen und Randstreifen von Straßen und Bahntrassen sind bisher teilweise begrünt, auch auf diesen Flächen braucht es oft lediglich den Willen zur Bewirtschaftung im Sinne der Biomasseproduktion.  

Dächer und Fassaden sind weitere, letztlich brachliegende urbane Flächen. Beim Konventionellen Bauen sind die Gebäude-Außenflächen lediglich eine Schutzhülle für den genutzten Innenraum.
Einige Städte haben bereits für neue Dachflächen die Vorgaben, dass diese begrünt sein müssen. Wobei dafür bisher letztlich nur eine pflegefreie Bepflanzung genutzt wird.
So haben auch bestehenden Dächer ein großes Flächenpotential zur Biomasseproduktion und bezüglich der Gebäudestatik bei dieser zusätzlichen und nicht einkonstruierten Nutzung bietet die sich Hydroponik-Kulturen an, die sowohl pflanzbodenfrei zusätzlich pflegearm durch die automatisierte Bewässerung auskommen. So lassen sich Sommernutzungsszenarien gestalten, die im Rahmen der berücksichtigten Schneelast liegen. Für Erntezwecke lassen sich die Materialrutschen nutzen, die in der Bauindustrie üblich sind.

Festplätze und Messegelände sind Areale die nicht durchgängig genutzt werden, oft werden diese als Ganzes nur für wenige Wochen im Jahr genutzt. Auch hier sind Bewirtschaftungsszenarien denkbar, die mit mobilen Pflanzsystemen keine wirkliche Einschränkung für die kulturelle Nutzung darstellen. Auf Messegeländen mit festen Nutzungsszenarien kann zumindest die punktuelle Begrünung stärker eingeplant bzw. zugelassen werden, die sich einfügt in das Tagesgeschäft.

Mehr Willen zu neuem Handeln auf verschiedenen Seiten, von Stadtplanern, Behörden, Bauherren bis zum Nutzern, können gefragt sein wenn es um Neuplanung, Umnutzung und Neubau geht.

Techniken bzw. Bauweisen die vertikale Gärten an bestehenden und neuen Fassaden als Standard erlauben. Wie groß ist hierfür das Flächenpotenzial alleine bei fensterlosen Gewerbeimmobilien (auch hier seien wieder die Messehallen genannt)?

Parkflächen in Wohngebieten bzw. entlang von Straßen partiell und schrittweise grün bewirtschaften  

Gewerbeparklätze können konventionell oder neugedacht auch Biomasse produzierend angelegt werden.

Man könnte hier als planerisches Prinzip ausrufen oder einfordern: Für Urbane Flächen muss immer ein mehrfacher Nutzen geplant werden oder es lässt sich der Grundsatz aufstellen: Jede Fläche muss im Sinne des mehrfachen Nutzens auch (ein wenig) produktiv sein, entweder sie muss Energie direkt liefern oder über den Weg der Biomasse diese zumindest speichern.

Mögliche Geschäfts- bzw. Betreibermodelle

Klassisch kann diese Biomasse-produktive Bewirtschaftung sicher direkt durch kommunale Gartenbaubetriebe erfolgen, natürlich mit den verbundenen Auswirkungen bei Logistik und Personal.

Aber auch lokale Partnerunternehmen (bestehende und neue) können sich sowohl im Nebengewerbe oder sogar als zentrales Geschäftsmodell zu einem passgenauen Dienstleister entwickeln. Ob es Gärtnereien sind, lokale Landwirte oder die entsprechenden Verwertungsbetriebe, es Bedarf der lokalen Absprache passend für die lokale Situation.

Sowohl in der Bewirtschaftung als auch bei der Verwertung wird es betriebswirtschaftlich sinnvoll sein, die Biomasse nach möglichen Abnehmern und einer differenzierten Wertigkeit zu steuern.
Für höherwertige und damit finanziell ertragreichere Verwertung wird es notwendig sein definierte Qualitäten zu liefern. Diese können auch neue Impulse für lokales Gewerbe liefern. Mögliche Beispiel könnten die Weidenruten, sein die ein lokaler Handwerker im Nebengewerbe zu hochwertigen Alltagsgegenständen verarbeitet, oder Pflanzenteile die, analog der Medizin oder Kosmetik, an zentralen Stellen recht hochpreisig Abnehmer finden. Des weiteren können aus verschiedenen Kommunen Mengen von definierten Qualitäten anfallen, die eine industrielle Verarbeitung erlauben.

Daneben haben wir mit der energetischen Verwertung immer Absatzkanäle, die letztlich einen praktisch beliebig großen Materialstrom aufnehmen können. Ob als direktes Brennmaterial oder über Biogasanlage für feuchtes Grünmaterial.

Wenn das Modell der städtischen Biomasse Produktion in kommunaler Verantwortung erstmal lokal Schule macht, dann ist auch damit zu rechnen, dass andere private und gewerbliche Flächen analog genutzt werden. Für die aufzusetzenden Verwertungsketten ist damit mit zusätzlichen Mengen zu kalkulieren, was die gesamte Wirtschaftlichkeit dieser Verwertungsketten erhöht.  

Ergänzend sei noch das Modell der Verwertungsgenossenschaften genannt, ein solches Modell entspricht ganz der weltweit üblichen landwirtschaftlichen Produktion, bei der eher kleine und verteilte Anbauflächen ihre Produktmengen bündeln und so die Verarbeitung und Vermarktung wirtschaftlicher gestalten.  

Immer profitiert die Stadt mit einem mehrfachen Nutzen   

Das erzeugt kaskadierende Nutzen, so suchen Städte händeringend nach Möglichkeiten die Wärmeinselbildung zu verringern. Hierzu bietet Stadtgrün eine funktionale Lösung. Hier lassen sich sehr gut Biomasse ströme denken, die dann energetisch genutzt werden können.

Möglichst viel Pflanzen, bis hin zum Ernten von Biomasse auf urbanen Flächen hat für eine Stadt kaskadierende, also vielfältige Nutzen und kann sollte deshalb nur bedingt mit der reinen finanziellen Wirtschaftlichkeitsbrille betrachtet werden.
Verringerung lokaler Hitzespots, reduzieren der Schadstoffbelastung, Steigerung der sozialen Wertigkeit (Mehr grün fühlt sich besser an), mögliche Förderung des lokalen (Klein-) Gewerbes sind eine erste Zusammenstellung. Indem das Wirtschaften mit Naturmaterialien wieder physisch in die Mitte des gesellschaftlichen Lebens geholt wird, wird darüber hinaus wieder mehr Bewusstsein für biologische und ökonomische Zusammenhänge und lokale Wirtschaftskreisläufe geschaffen und kulturell sichtbar etabliert.  
Wir müssen unsere Material- und Energieströme transformieren.
Die Städte und Kommunen sind unsere konkreten und physischen Lebenswelten, was dort passiert ist für jeden sichtbar und greifbar, wird also direkt erlebt.

Wenn die Kommunen hier bewusst und messbar Ihre Materialströme gezielt ins Visier nehmen, dann hat dies die Chance unsere Gesellschaft auf breiter Ebene mitzunehmen. Vorhandenes Stadtgrün wird oft wenig beachtet, neu kultiviertes Stadtgrün, das zusätzlich verwertet wird, das wird anders wahrgenommen werden. An vielen Stellen kann es zudem direkt als wohltuend erlebt werden, sei es als Schattenspender oder Regenschutz, oder einfach durch die bewiesene Wirkung von grüner Natur in unseren steinernen Städten. Damit wird mehr Erntegrün in unseren Städten viel mehr leisten, als nur einen Anteil beizutragen, die CO2 Bilanzen unserer Städte auszugleichen.   

Um die Transformation der kommunalen Energie- und Materialströme greifbar und belegbar zu machen, macht es Sinn einige Kennzahlen in Ihrer Entwicklung zu dokumentieren.

Bezüglich der Flächenumwandlung macht es Sinn, die lokale Entwicklung der letzten Jahrzehnte zu zu dokumentieren. Damit wird sicher schnell gut veranschaulicht, was alleine in den letzten beiden Generationen tatsächlich passiert ist. Ich kenne es aus meiner Heimatregion im Schwarzwald. Scheinbar ist alles grün. Die Gewerbegebiete und Siedlungsflächen für die Ackerfläche umgewandelt und auch Wald gerodet wird in Summe erst erfassbar machen was sich zu unseren eigenen Lebzeiten vollzieht. Diese Dokumentationsarbeit kann ich mir sowohl kommunal vorstellen, als auch zivilgesellschaftlich unter dem Stichwort Bürgerwissenschaften (citizen science), ich glaube dafür finden sich praktisch überall engagierte Bürger.

Materialströme in kommunaler Hand lassen sich mengenmäßig erfassen und beeinflussen.
Mehr Holz als Baumaterial, weniger Müll, mehr Biomasse die stofflich oder energetisch genutzt wird, das sind einige wenige Kenngrößen die sinnvoll erscheinen.

Solche Kenngrößen und konkrete Kennzahlen sind nach dem unternehmerischen Grundsatz gefordert: Nur was gemessen wird, wird auch gesteuert.
Das große Ziel, beim Energie-Eigenverbrauch klimaneutral zu werden haben die Städte und Kommunen letztlich bereits auf dem Tisch, teilweise bereits per Landesgesetz, durch einen gesellschaftlich mehrheitlichen Auftrag haben sie besteht dieser allemal.

Ganz unbestritten sollen die Städte für uns alle eine hohe soziale Wertigkeit bieten. In diesem Sinne: Wir brauchen die produktive Stadt, jetzt und in Zukunft.

Konkrete Fallbeispiele werden folgenfolgen.

Exkurs: Müllverbrennungsanlagen zukünftig mit Biomasse befeuern

Um in ganz großem Maßstab zu denken und vielleicht etwas visionär erscheinend, könnten die bisherigen Müllverbrennungsanlagen zu Biomasse Verbrennungsanlagen umgenutzt eine neue Zukunft bekommen, da wir ja konsequent Müll reduzieren müssen und hier zuerst zu echten Materialkreisläufen kommen müssen. Für diese Szenarien wären die urban produzierte Biomasse auch nur ein Teilstrom. Mit dem Ansatz des Mehrfachnutzens bzw. der kaskadierenden Wertströme sind auch große Biomasse Mengen aus bisher landwirtschaftlich genutzten Flächen zu erwarten.
Zum einen sind hier die trockengelegten, ehemaligen Moorflächen zu nennen, die derzeit ca. 5% der deutschen und sogar 40% der CO2 Emissionen unserer Landwirtschaft verursachen. Diese 1,5 Millionen Hektar bieten wiederbewässert viel potential für Schilf als Energielieferant.
Außerdem bietet es sich auch in der konventionellen Landwirtschaft an, zur langfristigen Erhaltung der Boden-Fruchtbarkeit und damit der Ertragskraft über Generationen hinweg wieder in Fruchtfolgen zu denken. Jahresweise oder saisonal gepflanzte Zwischenfrüchte werden so gewählt, dass diese den Boden ausgleichend mit Stickstoff und anderen Wertstoffen wieder anreichern. So lassen sind Kaskaden von unterschiedlichen Biomassen realisieren, die mit Blick auf die Bodenqualität ergänzende Biomasseströme, sowohl für die Materialien der Bioökonomie als auch für die energetische Verwertung liefern. Als Beispiel seien uckermärkische Biobauern genannt, die jahresweise als Zwischenfrucht zum Weizenanbau Hanf kultivieren, der als Dämmstoff verwertet wird. Der Hanf regeneriert dabei den Boden u.a. bezüglich des Stickstoff-Gehaltes und stabilisiert so die Weizenerträge auf Dauer, ganz ohne die Verwendung von Kunstdünger.
Fazit: Wenn wir Kohlenstoff optimiert unsere Flächen bewirtschaften, werden große Mengen an Biomasse anfallen, die so betrachtet keine Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion darstellen und dann wertvolle Rohstoffe für die Bioökonomie und die energetische Verwertung liefern werden.    

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