Der Beitrag Klimaanlage ohne Strom? Forscher nutzen Abwärme zur Kühlung erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Ein großer Teil der weltweiten Energie fließt mittlerweile in Heiz- und Kühlsysteme von Räumen oder Geräten. Ein internationales Forscherteam demonstrierte kürzlich eine Alternative zu klassischen Kompressoren und ermöglicht das Kühlen ohne herkömmliche Kältemittel – und sogar ohne Strom. Das neuartige System nutzt Metallfolien, um Abwärme zu einer Kühlung zu machen. 

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat gemeinsam mit der Universität Tsukuba in Japan ein neuartiges Kühlsystem entwickelt. Die Wissenschaftler stellte ein Konzept vor, das die derzeit gängigen Elektromotoren in Klimaanlagen oder Kühlschränken überflüssig machen könnte. Denn anstatt Strom für den Betrieb zu verwenden, nutzt das System Abwärme als Antrieb.

Möglich macht das eine feste Legierung aus Nickel und Titan. Das Team nutzte für seinen Ansatz zwei Metallfolien anstatt gängiger, klimaschädlicher Kältemittel. Eine Folie zieht sich unter Wärme (im Versuchsaufbau: 86 Grad Celsius) zusammen; es entsteht eine mechanische Kraft. Diese Kraft wird genutzt, um die zweite Folie zu dehnen. Die Kristallstruktur verändert sich durch das kontinuierliche Be- und Entlasten, wodurch dem System Energie entzogen wird.

Kühlen ohne klassische Kältemittel und Strom

Genau dieser Vorgang erzeugt am Ende die gewünschte Kälte. Das Kältemittel erreichte dabei eine Temperaturänderung von knapp 13 Grad Celsius. Auf Bauteilebene soll die Temperatur bisher verlässlich um vier Grad Celsius sinken. Doktor Jingyuan Xu, Young Investigator Group Leader des ZEco Thermal Lab am Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) des KIT, betonte den Kern der Entwicklung:

Die entscheidende Neuerung ist, dass wir zwei komplementäre Funktionen von Formgedächtnislegierungen kombinieren, sodass eine Folie Wärme in mechanische Arbeit umwandelt, während die andere diese Arbeit in Kälte umwandelt.

Für den Ansatz gibt es einige mögliche Einsatzszenarien. Computer-Prozessoren könnten etwa ihre eigene Abwärme nutzen, um sich herunterzukühlen. Auch in Fahrzeugen könnte die Wärme aus dem Antriebsstrang genutzt werden, um die empfindliche Elektronik zu kühlen.

Der lange Weg aus dem Labor in den Alltag

Derzeit steht die Technologie noch am Anfang. Es handelt sich um eine reine Machbarkeitsstudie aus dem Labor. Die bisher erzielte Absenkung der Temperatur um vier Grad Celsius reicht bei weitem noch nicht aus, um in anspruchsvollen Alltagsanwendungen zu bestehen.

Zudem benötigt das System derzeit noch eine recht heiße Quelle von 86 bis 130 Grad Celsius, um verlässlich zu arbeiten. Gefördert von der Carl-Zeiss-Stiftung im Rahmen des CZS-Nexus-Projekts, der Baden-Württemberg-Stiftung sowie der Hector Fellow Academy arbeitet das Forscherteam aber bereits an der Skalierung.

Ein Mechanismus zur Optimierung soll in den verwendeten Folien liegen. Bei der Parallelschaltung mehrerer Folien könnte der Kühlungseffekt etwa deutlich ansteigen. Dann könnten Kühlgeräte eines Tages mit kostenloser Sonnen- oder Abwärme arbeiten und das Stromnetz auf diesem Weg massiv entlasten.

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Der Beitrag Silizium bekommt Konkurrenz: MIT baut Computer aus Bakterien erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Klassisches Silizium bekommt ungewöhnliche Konkurrenz aus dem Labor. MIT-Forscher erschufen einen funktionsfähigen Bakterien-Computer, der logische Operationen verarbeiten kann. Diese biobasierten Platinen sollen keine klassischen Chips ersetzen, sondern künftig als autonome Schutzschilde direkt auf Pflanzen in der Landwirtschaft agieren.

Wenn wir eins aus der Natur wissen, dann, dass Mikroorganismen so einiges aushalten können. Mit einem neuen Ansatz eines Forscherteams des Massachusetts Institute of Technology könnten sie bald auch noch Daten verarbeiten. Die Wissenschaftler haben genetisch veränderte Bakterien in echte Rechenbausteine verwandelt. In ihren Ergebnissen beschreiben sie, wie sogenannte Pantoea-agglomerans-Bakterien komplexe logische Operationen ausführen. Anstatt eine einzelne Zelle mit zu vielen Aufgaben zu überfordern, teilt das Team die Arbeit auf mehrere miteinander vernetzte Bakterienkolonien auf. Das Ergebnis ist eine biologische Platine, die nach den gleichen logischen Grundregeln funktioniert wie eine elektronische Leiterplatte.

Das Prinzip funktioniert wie der Versand eines Paketes. Die Forscher platzierten einzelne Bakterienkolonien auf einem Nährboden in Petrischalen. Diese fungierten daraufhin als chemische Schalter. Empfängt eine Station ein Signal, verarbeitet sie die Information und schickt einen neuen molekularen Botenstoff weiter zur nächsten Station. Damit die Signale zielgerichtet fließen, werden die Kolonien in einem Abstand von etwa fünf Millimetern zueinander platziert. Das soll sicherstellen, dass die Informationen nur zur nächstgelegenen Kolonie wandern und so geordnet in eine Richtung fließen.

Brieftauben im Mikromaßstab: So funktionieren die Bakterien-Computer

Insgesamt basiert das System auf genau fünf spezialisierten Stämmen der Bakterienart. Zwei davon übernehmen die Rolle von Transistoren und fungieren so als klassische Schalter. Die übrigen drei Stämme arbeiten als Relaisstationen, die Signale übersetzen und weiterleiten. Zur Steuerung nutzt das Forscherteam spezifische Moleküle. Das Molekül OC-6 schaltet etwa den biologischen Transistor an oder aus. Als Zielmolekül dient OC-12, während das Molekül OHC-14 als finales Ausgangssignal zur nächsten Kolonie wandert. So lassen sich mathematische Logikgatter wie ODER-Verknüpfungen bauen oder Signale wie bei einer Weiche gezielt umleiten.

Der bislang größte biologische Schaltkreis der Forscher soll aus 24 miteinander verschalteten Bakterienkolonien bestehen. Dieses Netzwerk ist laut den Angaben bereits in der Lage, zwei Eingangssignale korrekt miteinander zu addieren. Doch die Rechenleistung unterscheidet sich stark von klassischen Computerchips. Ein einziger Rechenschritt dauert etwa acht Stunden. So eine Verarbeitung ist in klassischen Computersystemen zwar unzureichend. Gehen wir in die Biologie, dann ergibt sich aber ein anderes Bild. Denn natürliche Prozesse wie das Wachstum einer Pflanze laufen ohnehin in stundenlangen Zyklen ab.

Kein Ersatz für Prozessoren, aber perfekt für das Feld

Das bedeutet folglich, dass wir wohl zeitnah keine organischen Laptops in unseren Händen halten. Trotzdem gibt es einen Nutzen für diese langsame Datenverarbeitung. Und zwar auf den Feldern der Landwirtschaft. Das Forscherteam stellt sich vor, die lebenden Schaltkreise als hauchdünne Schutzschicht direkt auf Pflanzenblätter oder Wurzeln aufzutragen. Dort könnten die Bakterien als autonome Wächter agieren, die Dürreperioden oder Schädlingsbefall frühzeitig erkennen.

Denn trifft eine solche Bedrohung ein, berechnen die Mikroorganismen die Lage selbstständig vor Ort. Diese Informationen könnten dann dazu dienen, direkt mit der Produktion eines passenden Abwehrstoffes zu beginnen. Mit ihrem Ansatz umgehen die Forscher auch eine Hürde herkömmlicher biologischer Schaltkreise. Denn häufig ist die die Proteinherstellung überlastet, wenn eine einzelne Zelle zu viele Aufgaben auf einmal ausführen muss.

So könnte dem Bakterien-Computer eine spannende Zukunft bevorstehen und die Verschaltung von Biologie und Logik den Pflanzenschutz grundlegend verändern. Gerade in einer Welt, in der Schädlinge und Dürren aufgrund des Klimawandels eher zur Regel als zur Ausnahme werden.

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Die Bemühungen gegen den Klimawandel geraten ins Stocken. Obwohl viele Länder ihre Treibhausgasemissionen senken konnten, verzeichnet mit den USA ein großes Industrieland einen deutlichen Anstieg und gefährdet damit die globalen Temperaturziele. (Weiter lesen)

Der Beitrag Aus Plastikmüll werden Häuser: Diese KI soll zwei Krisen auf einmal lösen erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Acht Gigatonnen Plastikmüll belasten unsere Umwelt in Ozeanen und Städten, während weltweit bezahlbarer Wohnraum fehlt. Ein Forscherteam des Massachusetts Institute of Technology (MIT) will beide Krisen gleichzeitig lösen und hat ein KI-Konzept entwickelt, um stabile Häuser aus Plastikmüll zu drucken.

Ein Forscherteam des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat einen neuen Ansatz zur Lösung von zwei drängenden Problemen präsentiert. Das Spin-off Atlas Building Composites nutzt geschredderte Kunststoffabfälle als elementaren Rohstoff für tragende Bauteile. Die beiden Gründer A. J. Perez und Matt Pouliot wollen mit der Initiative „MIT HAUS“ die Bauwirtschaft in eine neue Richtung lenken, indem sie innerhalb von 30 Jahren eine Milliarde Häuser bauen.

Der geschredderte Einweg-Plastikmüll stammt etwa aus alten Wasserflaschen. Dieser wird eingeschmolzen und mit Glasfasern vermischt, die für zusätzliche Stabilität sorgen sollen. Das Gemisch soll traditionelles Holz bei der Belastbarkeit übertreffen. Ein einzelner gedruckter Träger hält einer Last von etwa 1.800 Kilogramm stand. Gleichzeitig benötigt die Herstellung lediglich etwa 13 Minuten. Möglich macht das eine KI-gestützte Roboterplattform.

Gedruckter Verbundstoff statt klimaschädlichem Beton ermöglicht Häuser aus Plastikmüll

Geht es um die Auswirkungen auf die Umwelt, müsste sich beim Bau von einer Milliarde Häuser die derzeitige Betonproduktion verdoppeln. Gleichzeitig benötigt es eine nicht unerhebliche Menge an Holz aus Forstwirtschaften. Durch die Nutzung des recycelten Kunststoffs möchten die Gründer eine zusätzliche Abholzung und Emissionen verhindern. Zudem unterstreichen sie, dass ihr Verfahren ohne den Einsatz von Wasser funktioniert. Das soll bürokratische Hürden reduzieren und einen Aufbau an Orten ermöglichen, an denen Wasser knapp ist.

Ein weiterer Vorteil soll in der Langlebigkeit liegen. Durch den Einbau in Gebäuden würde der Müll laut den Angaben für Jahrzehnte sicher eingeschlossen sein. Anstatt Plastik immer wieder zu recyceln, bis es verbrannt wird, ließe sich das globale Müllproblem einfach verbauen. In der Praxis baute das Team etwa bereits Fundamente, Terrassen und Scheunen. Auch eine zwölf Meter lange Brücke für das U.S. Army Corps of Engineers ist bereits im Einsatz. Der Aufbau im Feuchtgebiet von Massachusetts dauerte dabei weniger als einen Tag.

Dezentrale Mini-Fabriken schlagen globale Transportwege

Statt auf riesige Fabriken setzt das Konzept auf dezentrale Einheiten. Der sogenannte Atlas Factory Stack soll die Einrichtung von lokalen Fabriken nahe den jeweiligen Bauorten ermöglichen. Im Labor erreichte das System bereits einen Durchsatz von etwa 27 bis 36 Kilogramm pro Stunde. Kommerzielle Einheiten sollen hingegen 68 bis 91 Kilogramm pro Stunde schaffen. In der Praxis bedeutet das, dass eine Fertigungszelle täglich die tragenden Komponenten für ein kleines Wohnhaus herstellen soll.

Künstliche Intelligenz dient dabei als wichtige Steuerzentrale. Sie fertigt etwa Teile in einer Reihenfolge, durch die sie optimal und platzsparend gelagert werden können. Um das Modell weltweit zu skalieren, befinden sich die Gründer in Gesprächen mit internationalen Franchise-Partnern. Ziel ist es, Tausende der KI-gesteuerten Roboter-Produktionssysteme weltweit einzusetzen. So könnte eine vielversprechende Methode entstehen, um den weltweiten Wohnungsmangel zu reduzieren und gleichzeitig Millionen Tonnen an Müll einzusparen.

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Der Beitrag Goldgrube Schublade: Verstaubte Smartphones sind richtig viel Geld wert erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

In europäischen Schubladen verstauben Millionen alte Smartphones, in denen wertvolle Rohstoffe ungenutzt lagern. Angesichts einer steigenden Rohstoffknappheit zwingt der Markt die Elektronikbranche zum Umdenken. Eine neue Untersuchung belegt ein riesiges wirtschaftliches Potenzial. Denn: Ausgediente Technik ist eine nachhaltige Rohstoff- und Einnahmequelle.

Auf der diesjährigen Internationalen Funkausstellung (IFA) präsentierten die Vorstände der Cradle to Cradle NGO zusammen mit der Unternehmensberatung Boston Consulting Group eine gemeinsame Studie. Das Papier mit dem Titel „Materialien, Margen, Regulierung: Der Cradle to Cradle Case für Europas Konsumerelektronikmarkt“ plädiert für eine zirkuläre Kreislaufwirtschaft. Ausgediente Technik soll nicht auf dem Müll landen, sondern als lukratives Rohstofflager dienen.

Bisher wandern alte Endgeräte bei vielen zunächst in irgendwelche Schränke oder Schubladen und fristen dort ein stilles Dasein. Das Prinzip Cradle to Cradle soll das ändern. Die Projektleiter empfehlen, Geräte von Grund auf so zu bauen, dass ihre Materialien nach Gebrauch ohne Qualitätsverlust wieder in die Produktion fließen können. Denn jährlich sollen rund 1,6 Millionen Tonnen an wichtigen Rohstoffen wie Kupfer, Aluminium oder Lithium in europäischen Geräten landen.

Cradle to Cradle: Elektronik verbleibt im ewigen Kreislauf

Vorbild ist die Kreislaufwirtschaft. Es entsteht nahezu kein Abfall, da jeder Bestandteil als Basis für etwas Neues dient. Das soll sich auch rechnen. Denn ein zirkuläres Design schafft neue Gewinnspannen und ökonomische Vorteile für die Hersteller.

Dass der Wandel in der Praxis funktionieren soll, versuchen die Branchenexperten von der GFU und dem Smartphone-Hersteller Shift zu belegen. Im Rahmen einer Mitmach-Aktion rund um Shiftphones zeigte sich, dass ein modulares Design die Reparatur im Alltag einfacher gestaltet. In diesem Fall können Verbraucher die Bauteile tauschen, statt das gesamte Gerät zu entsorgen.

Elektronik verwandelt sich dadurch nach dem Erstverkauf auch in eine dauerhafte Einnahmequelle. Unternehmen schöpfen einen Mehrwert aus Komponenten und Ersatzteilen, die früher eher einen Verlust darstellten. Außerdem landen deutlich weniger Rohstoffe im Abfall. Derzeit fallen jährlich rund 13 Millionen Tonnen Elektroschrott an, die Sammelquote liegt lediglich bei 43 Prozent.

Noch gibt es Hürden in der Wertschöpfungskette

Allein in europäischen Schubladen verstauben dem Vernehmen nach rund 700 Millionen ungenutzte Smartphones. Diese binden geschätzte 50.000 Tonnen strategischen Rohstoff. Hersteller müssen für die Produktion neuer Geräte wiederum viel Geld ausgeben. Zudem treiben Rohstoffimporte, Exportbeschränkungen und der KI-Boom sowohl Beschaffungspreise als auch Endgerätpreise nach oben.

Der GFU-Untersuchung zufolge schlummern in ausgedienten Haushaltsgeräten und alter Unterhaltungselektronik allein in der EU ungenutzte Rohstoffwerte von über 65 Milliarden Euro. Einzelne Smartphones können je nach Gerät, Hersteller und Zustand derweil einen Preis von 15 bis 100 Euro erzielen – vor allem aufgrund der verbauten Rohstoffe.

Es gibt aber nicht nur positive Aspekte. Denn gerade bei der Umstellung der Wertschöpfungskette lauern teils größere Aufwände. Herstellungsverfahren, die auf Einweg basieren und starr auf lineare Strukturen setzen, bremsen derzeit viele Hersteller aus.

Der Druck wächst jedoch von mehreren Seiten. Einerseits zwingt die Rohstoffverknappung zum Handeln, andererseits greifen immer strengere Umweltauflagen. Firmen, die das Kreislaufprinzip ignorieren, riskieren ihre Wettbewerbsfähigkeit. Vielleicht sehen wir also künftig immer häufiger, dass Hersteller auf eine geringere Modellpalette bei breiter verfügbaren Ersatzteilen setzen.

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Der Beitrag Ranking 2026: Diese 10 Autos sind am umweltfreundlichsten erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Elektroautos sind in der Regel umweltfreundlicher als Verbrenner, so viel ist klar. Aber wie viele Schadstoffe setzt ein Wagen von der Herstellung bis zur Verschrottung wirklich frei? Die Institution Green NCAP hat den kompletten Lebenszyklus einiger Modelle durchgerechnet und das Ergebnis vorgelegt.

Im Verbrauch sind E-Autos normalerweise umweltfreundlicher als Verbrenner, denn Strom lässt sich mit erneuerbaren Energien erzeugen und verursacht beim Fahren keine Emissionen. Ein Gegenargument sind die Herstellung und Verschrottung. Denn bei diesen Prozessen entstehen vor allem durch die verbaute Batterie durchaus eine Menge Emissionen. Deshalb ist es bei der Berechnung des CO2-Abdrucks wichtig, den gesamten Lebenszyklus eines Autos zu betrachten.

So entstehen Schadstoffe bei Autos mit Elektroantrieb

Durchgeführt wurde die Studie von Green NCAP, einer Initiative von Euro NCAP. Die Institution prüft seit 2019 die Umweltfreundlichkeit von Autos. Mit dem Green NCAP soll der Ecotest des ADAC ersetzt werden – der Automobilclub ist eines der Gründungsmitglieder. Berücksichtigt werden Aspekte wie Rohstoffgewinnung, Produktion, Wartung, Nutzung, Entsorgung und Recycling. Bisher wurden 37 Modelle nach dem Schema getestet, die maximal fünf Sterne erreichen können.

Wenig überraschend dominieren E-Autos. Sie machen die ersten 16 Plätze komplett unter sich aus. Der beste Verbrenner ist der Seat Ibiza 1.0 MPI, der auf 67 Prozent und 3,5 Sterne kommt, gefolgt vom Toyota C-HR Hybrid mit 66 Prozent und ebenfalls 3,5 Sternen. Ein Elektromotor ist also nicht gleichbedeutend mit einer guten CO2-Bilanz. Der schlechteste Vertreter der Antriebsart ist der Kia EV9, der lediglich 56 Prozent und 3 Sterne erreicht. Grund ist die Größe der Batterie.

Ganz am Ende der Rangliste steht der MG HS 1.5 T-GDI mit 26 Prozent und 1,5 Sternen. In Sachen Treibhausgase wird der Wagen mit null von zehn Punkten bewertet. Uns interessiert allerdings das andere Ende der Liste. Deshalb präsentieren wir in der folgenden Galerie die zehn Autos mit der aktuell besten Umweltbilanz.

Platz 10: Volvo EX30 Single Motor

Eröffnet wird die Top Ten vom Volvo EX30 Single Motor. Der Wagen wird mit 89 Prozent und 4,5 Sternen bedacht. Nur ein Prozentpunkt fehlt, um die vollen 5 Sterne zu kassieren. Vor allem bei den Treibhausgasen kann der Elektro-SUV punkten.

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Der Beitrag Deutsche Forscher machen Akkus dicker – und holen 15 Prozent mehr raus erschien zuerst beim Online-Magazin BASIC thinking. Über unseren Newsletter UPDATE startest du jeden Morgen bestens informiert in den Tag.

Ein deutsches Forscherteam hat ein neues Zellkonzept für Akkus ohne PFAS präsentiert. Durch vierfach dickere Elektroden stieg die Kapazität um bis zu 15 Prozent, während man komplett auf giftige Ewigkeits-Chemikalien verzichten konnte. Das spart Produktionskosten, verringert den Energiebedarf im laufenden Betrieb und eröffnet neue Chancen für den Mittelstand. Doch kann sich dieTechnologie auch in der Praxis durchsetzen?

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat zusammen mit Partnern ein neues Zellkonzept für Energiespeicher entwickelt. Dahinter steckt die Idee, die eigentliche Speicherschicht zu vervierfachen, anstatt mehrere dünne Schichten aufeinanderzustapeln. Das soll überflüssiges Gewicht einsparen und zusätzlichen Platz für weiteres Speichermaterial im Gehäuse freigeben.

In bisherigen Ansätzen bremsten sogenannte Stromableiter das mögliche Potenzial der Akkus. Diese verbauen Hersteller normalerweise im Wechsel mit der Elektrodenbeschichtung. Durch das neue System steigt die Dicke der Elektrodenbeschichtung von bisher 100 bis 200 Mikrometern auf bis zu 800 Mikrometer. Ein Großteil der Stromableiter fällt dadurch weg. Im Endergebnis soll die Kapazität um etwa zehn bis 15 Prozent bei gleichbleibendem Gesamtgewicht steigen.

Akku ohne PFAS lässt sich auf verschiedene Technologien anwenden

Der Ansatz punktet nicht nur beim Gewicht, sondern auch bei der Chemie. Bei der Herstellung verzichtete das Team komplett auf PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen). Diese sind auch als Ewigkeits-Chemikalien bekannt. Die Forscher kamen zudem ohne giftige Lösungsmittel aus. Das Konzept funktioniert bei der klassischen Lithium-Ionen-Technologie ebenso wie bei Zink-Ionen- oder Natrium-Ionen-Akkus. Beim Projekt VORAN läuft die Forschung an Natrium-Speichern noch bis Juni 2027.

Die neue Vorgehensweise birgt einige Kostenersparnisse. Da die aufwendige Nassbeschichtung entfällt, können die Fertigungsmaschinen einfacher aufgebaut werden. Das reduziert nicht nur die Investitionskosten beim Anlagenbau, sondern auch den Energiebedarf im laufenden Betrieb.

Dadurch könnte eine Chance für den Mittelstand entstehen. Die niedrigeren Hürden sollen den Aufbau einer eigenen Zellfertigung in Deutschland finanziell machbar gestalten. Für Industriepartner wie Hechinger, bei denen die E-Mobilität bereits über 30 Prozent des Umsatzes ausmacht, eröffnet dies neue Perspektiven.

Puffer für die Energiewende mit offenem Praxistest

Für die Zukunft könnte das bedeuten, dass sich die Akkus als stationäre Großspeicher eignen könnten, um Stromschwankungen von Wind- und Solaranlagen in den Morgen- und Abendstunden abzufangen. Gefördert wird das Vorhaben vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie dem Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg.

Doch noch ist der Erfolg nicht garantiert. Ob sich die Fertigung im großen Maßstab wirtschaftlich rechnet und dauerhaft verlässlich bleibt, müssen erst die nächsten Skalierungsschritte zeigen. Zudem liegt es an der Bundesrepublik, schnell eigene Produktionskapazitäten aufzubauen. Denn ansonsten droht eine weitere Abhängigkeit von ausländischen Anbietern.

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Wie viel Beton steckt im Wohnblock und wie viel Holz im Nachbarhaus? Ein Forscherteam der TU Graz macht verbaute Rohstoffe per Klick sichtbar. Der neue Urban Mining Screener analysiert freie 3D-Geodaten, verwandelt graue Gebäude in transparente Daten und soll den Weg für eine nachhaltige Bauwende ebnen. 

Ein Blick auf eine Straßenkarte reicht meistens nicht aus, um den ökologischen Einfluss eines Straßenzugs zu verstehen. Doch genau hier setzt ein neues System der Technischen Universität Graz und des Projektpartners Revitalyze an. Über die einfache Eingabe einer Adresse ermittelt ein entwickelter Algorithmus auf Basis freier 3D-Geodaten aus OpenStreetMap, auf welchen Baustoffen ein Gebäude basiert.

Das Tool nutzt Grundflächen, Umfang und Gebäudehöhen als Basis und verwandelt so leblosen grauen Beton in eine wichtige Informationsquelle. Hinter dem Projekt steckt eine Datenbank mit 154 Gebäude-Archetypen. Diese beinhaltet Informationen über Baujahr, typische Baumaterialien und Energieklassen.

Zusätzlich soll das System auf Informationen zu nachträglichen Umbaumaßnahmen zugreifen können. Ergebnis ist so etwas wie ein digitaler Röntgenblick, der verbaute Ressourcen sichtbar macht. Laut dem Projektteam soll dieser die Erhebung von Daten beschleunigen und zeitaufwendige Begehungen vor Ort überflüssig machen.

Urban Mining Screener liefert präzise Rohstoffströme für die Bauwende

Erste Ergebnisse zeigen die hohe Genauigkeit der Software bei mineralischen Baustoffen wie Beton oder Ziegeln. Das könnte dahingehend ein wichtiger Schritt sein, da es bei Umbau- und Abrissarbeiten planbarer wird, welche Materialmengen anfallen werden. Der neue Ansatz soll also verlässliche Prognosen liefern. Projektleiter Matthias Lang-Raudaschl betont den praktischen Nutzen der Technologie:

Das Wissen um vorhandene Ressourcen, die in Gebäuden verbaut sind, ist sehr wertvoll. Mit der Information über zukünftig verfügbare Materialien in einer Region können etwa Rückbauunternehmen ihre Aufwände und die Logistik besser kalkulieren, Baustoffhersteller die Produktion von Recyclingbeton besser planen und Bauträger Teile wie Holzträger oder Fenster wiederverwenden.

Der Hebel liege vor allem in der direkten Wiederverwendung. Wenn durch Arbeiten alte Balken oder Fenster überflüssig werden, können diese gezielt in anderen Projekten zum Einsatz kommen. Das könnte nicht nur Kosten sparen, sondern soll auch Emissionen im großen Stil senken. Baustoffhersteller würden zusätzlich profitieren, da sie die Herstellung von Rohstoffen kostengünstig an den lokalen Bedarf anpassen könnten.

Wo der digitale Röntgenblick noch an seine Grenzen stößt

Perfekt ist das System noch nicht. Denn gerade bei komplexen Bauteilen gerät der Algorithmus noch ins Straucheln. Kunststoffe oder komplexe Metallkonstruktionen wie Handläufe sind in den Archetypen bisher noch gar nicht abgebildet. Die Genauigkeit reicht somit für einen lückenlosen Bericht nicht aus. Weitere Feinanpassungen sollen das künftig ändern.

Auf Stadt- und Regionalebene soll die Anwendung ihre Stärken aber bereits jetzt schon zeigen. Vorerst ist das System für Österreich konzipiert und für jeden Interessierten frei zugänglich. Die Programmdateien liegen dazu öffentlich auf der Plattform GitHub bereit.

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