v1.0 . (Neugierige Klänge) Die Studenten Marinus, Giulia und Sebastian auf ihrer Baustelle. Beim Verputzen mit Lehm. (Neugierige Musik) Heute, Mitte Januar, ist ein besonderer Tag. Die Holzmodule kommen. Die Kernbausteine ihres Forschungsprojekts. (Stimmen, Piepen im Hintergrund) Hier an der Hochschule Rosenheim erprobt die Studentengruppe das Bauen der Zukunft. (Neugierige Musik) (Musik verklingt.) Das geht sogar. - Geht, ja. Der Plan: Mit Hilfe ihres Lehrers Jochen Stopper wollen sie die Probleme beim Bauen lösen. (Gesprächsfetzen) Wir haben ein Abfallproblem, wir haben ein Ressourcenproblem und wir haben ein Treibhausgasproblem. Und aus dem Grund werden wir in Zukunft Gebäude bauen, die nachhaltige Ressourcen verwenden, die keinen Abfall produzieren. Das heißt, wir brauchen kreislauffähige Materialien, die sortenrein entnommen werden können nachher wieder auch und wiederverwendet werden können. Und wir müssen CO2-neutral bauen. Insofern glaube ich, in Zukunft werden wir so wenig Beton wie möglich verwenden. (Leise Gesprächsfetzten) Bis Ende April wollen die Studenten ein Demonstrationsprojekt an der Rosenheimer Hochschule abschließen. Die Idee: Bauen der Zukunft bedeutet Verdichtung ohne Flächenfraß. Besonders in den Innenstädten. (Klimpernde Klänge) Und das geht so: Bestehende Gebäude sollen ihr Dach verlieren und dafür eine Aufstockung bekommen. Gebaut wird in die Höhe, nicht in die Breite (Neugierige Musik) Eine solche Wohneinheit bauen sie auf dem Hochschulcampus tatsächlich. Als Beweis: Bauen der Zukunft ist nachhaltig, klimaneutral und dennoch bezahlbar. (Baulärm) (Stimmengewirr) Die Studenten setzen keinen Beton ein, sondern nur Holz, Lehm als Innenputz ... (Stimmengewirr) ... und Stahl. (Dröhnen, heller Schuss) Rückblende: Dezember letzten Jahres. Die Studenten beginnen mit zwei typischen Produktionsprozessen des Bauens der Zukunft. (Schleifen) Einmal fertigen sie Bauteile vor. Das spart Zeit auf der Baustelle. (Dröhnen, Rattern) Und sie bauen Module, die sie auf dem Campus nur noch zusammensetzen müssen. Das ist preiswert. Dabei setzen die Rosenheimer auf Holz. Für sie der Baustoff der Zukunft. (Rattern) Ist das wirklich so? (Vogelzwitschern) Ja, meint Hubert Röder. Der Holzexperte besucht einen Privatforst bei Augsburg. Er will die Holzernte begutachten. (Kettensäge) Das Hauptargument des Forschers: Holz hat eine sehr gute Klimabilanz. (Rattern einer Kettensägen) (Klopfen) (Knacksen) (Vogelzwitschern) Hubert Röder meint, Holz ist ein Baustoff der Zukunft. Holz ist ein fantastischer Baustoff, speziell jetzt im Klimawandel. Mit der Nutzung der Wälder und der Bereitstellung vom Rohstoff Holz, um Gebäude draus zu bauen, leisten wir den besten Klimaschutzbeitrag, den wir uns vorstellen können. Wir speichern in großen Mengen CO2 in diesen Gebäuden, idealerweise für Jahrhunderte. Und entziehen damit Kohlenstoff der Atmosphäre, der Klimawandel verursacht. Holz schlagen fürs Klima? Vielleicht überraschend, aber Forschungen haben gezeigt, ein solcher Privatforst wie hier hat eine wesentlich bessere CO2-Bilanz als jeder Nationalpark. (Dröhnen, Knarzen) Der Grund: Der Harvester fällt ältere Bäume, schont den Nachwuchs. Es gibt praktisch kein Totholz. Keine alten Bäume, die verrotten und Treibhausgase erzeugen. Wir haben natürlich einen bewirtschafteten Wald als wesentlich bessere Maßnahme, um das Klima zu schützen. Wenn wir ihn nicht nutzen und stilllegen, dann erreicht er sehr schnell eine Nettobilanzsumme von Null. Das heißt, genauso viel CO2 entweicht, wie gebunden wird. Wenn wir ihn nachhaltig nutzen, dann haben wir auf der einen Seite zuwachsstärkere, dynamische, junge Bestände. Und auf der anderen Seite das Produkt Holz, das wir sehr lange in Gebäude speichern können. Also, die Bewirtschaftung ist für die Kohlenstoffbilanz die wesentlich bessere Maßnahme als die Nutzungseinschränkung oder Stilllegung. Aber das Holz muss noch verarbeitet werden. Verdirbt das energieintensive Sägewerk noch die Klimabilanz? (Dynamische Musik) Nicht, wenn die Energie vor Ort regenerativ erzeugt wird. Wie in einem Sägewerk nördlich des Aichacher Forsts. Ein Kraftwerk produziert Strom und Wärme. (Dröhnen) Klimaneutral. Verfeuert wird die anfallende Rinde der Baumstämme. Die Energie aus den Holzabfällen speist den Produktionsprozess. Die Wärme wird hier gebraucht. Das Schnittholz muss bei 70 Grad tagelang trocknen. (Maschinendröhnen) (Rattern) Und hier wird der Strom benötigt - für die Maschinen im Sägewerk selbst. (Dumpfe, abfallende Klänge) (Schleifen) Es gibt eine 100-Prozent-Verwertung. Aus Holz wird Baustoff, aus Rinde Energie, aus Spänen Pellets. (Rauschen) (Angespannte Musik) Nun wollen die Macher die Logistik verbessern. Als weitere Optimierungsschritte wollen wir in den nächsten Jahren versuchen, die Elektrifizierung weiter zu fördern. Sowohl bei unserem internen Staplerverkehr, als auch bei Lkws, bei Anlieferung aber auch ausgangsseitig. Und setzen bei Rundholzlieferungen in weiteren Entfernungen auch auf die Zuglieferungen. Unser Ziel ist, dass wir bis 2025 komplett CO2-neutral produzieren. (Musik baut sich auf.) Der Baustoff Holz hat also eine tolle Ökobilanz, bei Einsatz regenerativer Energie vor Ort. Eigentlich wie früher. Jahrhundertelang produzierte der Standort die Energie selbst. Erneuerbar. Nicht aus Holzabfällen, aber mit Wasserkraft. (Rauschen) Die Wissenschaftler Thomas Kränkel und Kai Osterminski erforschen an der TU München die mechanischen Eigenschaften von Baustoffen. Wie zäh ist Stahl? Wie fest Beton? (Neugierige Musik, leise Stimmen) Jetzt steht der Baustoff Holz auf dem Prüfstand. (Abwartende Musik, leise Stimmen) (Flirrende Klänge) Holz unter dem Elektronenmikroskop. Grob gesprochen, besteht es vor allem aus Fasern, die alle gleich ausgerichtet sind. Die mechanischen Eigenschaften sind parallel oder quer zur Faserrichtung völlig unterschiedlich. (Flirrende Klänge) (Maschinendröhnen) Die Druckfestigkeit von Holz ist am kleinsten senkrecht zur Faser, wie hier. (Knarzen) Am größten parallel dazu. (Knarzen, angespannte Musik) (Lautes Knacken) Der Biegetest. Solche Belastungen muss Holz, etwa als Deckenbalken, aushalten. (Angespannte Musik) (Lautes Knacken, abfallender Ton) Die mechanische Belastbarkeit, also was ja Holz mechanisch kann, ist für sein Gewicht sehr gut. Das heißt, da ist es eigentlich annähernd konkurrenzlos für die normalen Bauprodukte. Aber wenn Holz Feuchtigkeit aufnimmt, verliert es seine Tragfähigkeit. Das ist auch das Problem, das wir an der Stelle vielleicht sogar die Dauerhaftigkeit, also die Beständigkeit des Holzes verlieren, indem es dann anfängt, ja, zu gammeln, um es eindeutig zu sagen. (Dynamische Musik) (Klacken, Maschinengeräusche) Auf der Baustelle eines Holzhauses geht es schnell voran. Die Bauteile sind vorgefertigt. Dieses Holzhaus wurde auf der grünen Wiese in drei Tagen aufgestellt. Das spart Kosten. (Dynamische Musik) (Leise Stimme, Maschinengeräusche) Alles ist aus Holz. Wände, Decken und Böden. (Schrauben) Das zeigt, der Baustoff Holz kann auch bei tragenden Teilen, Beton vollständig ersetzen. Zudem benötigt ein solches Haus weniger Beton für das Fundament, da es sehr leicht ist. (Dynamische Musik, Klacken) Ein Nachteil: Holz dämmt Wärme zwar schon recht gut, dennoch braucht es zusätzliches Material zur Wärme- und Schalldämmung. (Dynamische Musik, Baugeräusche) Gerade bei Wohnhäusern wird die Holzbauweise immer beliebter. Jedes fünfte neuerbaute Haus in Deutschland ist ein Holzhaus. (Leise Stimmen) (Rascheln) Kann der wachsende Bedarf des Baustoffs Holz aber auch aus den heimischen Wäldern gedeckt werden? Die Antwort lautet ja. Bei Weitem. (Rauschen, Vogelzwitschern) In den bayrischen Privatforsten stehen die größten Holzvorräte pro Hektar weltweit. Das klingt gut, ist aber für den Wald schlecht. Ein so dichter Baumbestand ist zu alt, zu anfällig. (Vogelzwitschern) Das ist im Zeichen des Klimawandels, ein irrsinnig hohes Risiko. Das heißt, wir müssen aktiv diesen Wald umbauen. Wir müssen also die älteren Bestände ernten und bereitstellen als Baustoff Holz. Damit haben wir kein Versorgungsproblem, um Gebäude aus Holz zu bauen. Im Gegenteil. Wir müssten eigentlich noch viel intensiver diese Wälder umbauen, damit sie klimafit für die Zukunft werden. Also mehr Gebäude aus Holz bauen. Und das, was wir jetzt an Holz bereitstellen, dauerhaft, langfristig diesen Kohlenstoff binden im Gebäudesektor. (Maschinengeräusche) In den nächsten 20 Jahren müsste in den heimischen Wäldern rund doppelt so viel Holz geschlagen werden wie heute. (Leise Stimmen, Vogelzwitschern) Dann gäbe es zwei Gewinner, so Hubert Röder. Der umgebaute Wald, der als gesunder Mischwald dem Klimawandel trotzen kann. Und eine nachhaltige, heimische Holzwirtschaft mit Ressourcen in Hülle und Fülle. (Vogelzwitschern, Windrauschen) (Dröhnen) Auf der Rosenheimer Baustelle Mitte März. Die Studenten sind mit Holzarbeiten beschäftigt. (Dröhnen, Schuss) Doch heute wird ein anderer Baustoff geliefert. Stahl. Für eine Fluchttreppe. Heute Abend schon soll sie fertig sein. Stahl ist ein Baustoff der Zukunft, weil er immer wieder verwendet werden kann, clever ist, in Zukunft sehr viele Bauteile durch Bauteile aus Beton ersetzen kann. Und abschließend auch in naher Zukunft eigentlich CO2-frei produziert werden kann, wenn die Energieversorgung entsprechend umgestellt worden ist. (Sanfte Klänge) Stimmt das? Noch ist die Stahlproduktion alles anderes als CO2-neutral. Das wissen auch die Studenten. Sie verbauen hier ein Material, das die Klimabilanz ihrer Baueinheit drastisch verschlechtert. (Sanfte Klänge) (Dröhnen, Zischen) In einem Hochofen der Salzgitter AG, hier wird Stahl produziert. Und damit jede Menge Kohlendioxid. (Dröhnen, angespannte Musik) Der Grund für die miserable Klimabilanz des Stahls: Koks. Auf dem Gelände der Salzgitter AG liegt er im wörtlichen Sinne auf Halde. Der Koks macht aus dem Ausgangsstoff Eisenerz reines Eisen und Kohlendioxid. (Schräge Klänge, Dröhnen) Die Klimabilanz von Stahlprodukten ist viel schlechter als die von Beton. (Klimpernde Klänge) (Dröhnen) Sehr schade, finden Kai Osterminski und Thomas Kränkel. Denn Stahl hat einzigartige mechanische Eigenschaften. Das zeigen die Tests der Münchner Baustoffprüfer. (Rattern) (Zischender Ton, sanfte Klänge) Einfach ausgedrückt besteht Stahl aus Körnern, die sich voneinander abgrenzen. Größe und Art der Körner bestimmen die mechanischen Eigenschaften. (Sanfte Klänge, Rattern) Stahl im Zugtest. Der Baustoff bricht nicht plötzlich, sondern warnt vor. Das verhindert böse Überraschungen. (Angespannte Musik) Kurz vor dem Bruch schnürt er sich ein. (Angespannte Musik) (Krachen) Die Forscher stellen ein ziemlich gutes Zeugnis aus. Wir haben 'ne relativ hohe Festigkeit. Eine unglaublich gute Dehnfähigkeit, was auch ganz wichtig ist für ein Bauprodukt. Er ist wasserundurchlässig. Nachteile sind: Die Dichte vielleicht zu nennen, dass es ein relativ schweres Produkt ist, dafür können wir die Träger etwas schlanker machen. Bei Wasserkontakt kann Korrosion entstehen. Das ist ein kleiner Nachteil. Und die Wärmeleitfähigkeit ist eher hoch, als Dämmmaterial nicht einsetzbar. (Lebhafte Musik) Ein Baustoff der Zukunft. Wäre da nicht die Klimabilanz. Doch die ändert sich gerade. Im Stahlwerk Salzgitter sollen Windräder immer mehr grünen Strom produzieren. (Lebhafte Musik) Damit werden Elektrolysegeräte betrieben. Sie stellen Wasserstoff her. Der Wasserstoff ersetzt den Koks. Es entsteht kein Kohlendioxid mehr. (Lebhafte Musik) Im Jahr 2050 soll das Werk so aussehen. Hunderte Elektrolyseanlagen produzieren mit Windstrom Wasserstoff. Mit seiner Hilfe wird dann hier aus Eisenerz reines Eisen hergestellt. Das macht die Stahlherstellung nahezu klimaneutral. (Lebhafte Musik) Die Rosenheimer Studenten bauen ihre Treppe aus Stahl, weil sie dann schlanker sein kann als aus Holz. Das spart auch Material. (Stimmengewirr) Und noch einen großen Vorteil hat Stahl, gerade gegenüber Beton: Wir können ihn gut sortenrein wieder auseinanderbauen, wenn wir ihn nicht mehr benötigen am Ende des Lebenszyklus. Wir können ihn immer wieder einschmelzen und wiederverwerten und wiederverwenden. Das heißt, wir haben mit dem Stahl ein Material, das super recyclebar ist. Gegenüber Holz hat es den Vorteil: Es ist nicht brennbar. Das ist bei einem Fluchttreppenhaus vom großem Vorteil. Am späten Nachmittag ist es dann soweit: Die Treppe steht. (Aufgeregte Musik) Stahl kommt vor allem da zum Einsatz, wo hohe Zugfestigkeit gefragt ist. Etwa bei der Überdachung von Sportstätten. (Aufgeregte Musik) (Stimmengewirr im Hintergrund) Der dritte Baustoff der Rosenheimer: Lehm. Allerdings nur als Putz. (Stimmengewirr, Hämmern) Für tragende Bauteile könnte Lehm in gebrannter Form ein Baustoff der Zukunft sein. Als Tonziegel. Wie hier in einer Ziegelei nahe Moosburg an der Isar (Lebhafte Musik) Betriebsleiter Georg Bauer und Bauberater Michael Priller setzen auf den Ziegel. Der Ziegel ist der Baustoff der Zukunft, weil man mit ihm am Bau alles bauen kann. Er wird regional gefördert und regional produziert. Er ist nachhaltig und in Zukunft wird man ihn fast klimaneutral produzieren können. Stimmt das? (Nervöse Musik) Stichwort Nachhaltigkeit: Der Rohstoff liegt gleich neben der Ziegelei. In einer der vielen heimischen Lehmgruben. Lehm, also der Rohstoff des Ziegels, ist hierzulande in Hülle und Fülle vorhanden. Vor allem in Südbayern. (Belebte Musik) Stichwort Klimabilanz: Kurze Wege sparen Transportkosten und Treibstoff. (Atmosphärische Musik) Wie gut ist aber die Klimabilanz der Herstellung? In diesem Werk sparen die Produzenten CO2, wo es nur geht. Zum Beispiel mit einem Trick: Seit Jahrhunderten werden dem Lehm Zusatzstoffe beigemengt. Etwa Papier oder Sägemehl. Das verbessert die Qualität. (Rauschen) Der Zusatz spart aber auch Kohlendioxid. Später, beim Brennen. (Sphärische Musik) Die ersten Prozesse benötigen wenig Energie, und könnten in Zukunft, mit grünem Strom, nahezu klimaneutral ablaufen. (Sphärische Musik) Dann müssen die Lehmziegel in den Trockner zum Wasserentzug. Das ist energieintensiv. Da hilft Technik. In diesen Rohren werden die im Ofen entstehenden, heißen Rauchgase gereinigt an den Trockner zurückgeleitet. So benötigt der Trockner selbst keine Energie. (Sphärische Musik) Dann geht es in den Ofen. Bei bis zu 1.000 Grad werden die Ziegel gebrannt. Hier wirken die Zusatzstoffe wie regenerativer Brennstoff, und steuern mehr als 70 Prozent der Heizenergie bei. Der Rest wird mit Erdgas bestritten, also fossil. Noch. CO2-Emissionen im Ofen können durch Wasserstoff ersetzt werden. Wir setzen Wasserstoffbrenner ein, mit denen wir, genauso wie beim Erdgas jetzt, mit Wasserstoff den keramischen Brand durchführen können. Die 1.000 Grad Celsius, die wir benötigen zum Brennen der Ziegel, erreichen wir auch mit Wasserstoff, und die Energiefreisetzung geschieht gleich wie mit Erdgas. (Rattern) Auch hier werden Treibhausgase eingespart, mithilfe von Nadelholzfasern. Sie werden in die Hohlräume der Ziegel eingerieben, und wirken später als Dämmstoff im Gebäude. (Belebte Musik) Fazit: Die Ziegelproduktion der Zukunft kann nahezu klimaneutral ablaufen. Der Rohstoff Lehm ist reichlich vor Ort vorhanden, der Ziegel also ein nachhaltiger, heimischer Baustoff. (Belebte Musik) Aber wie gut sind seine Baueigenschaften? Zum Beispiel die Druckfestigkeit? (Angespannte Musik) Der Ziegel unter dem Mikroskop. Eine Keramik mit vielen Hohlräumen. Sie sind mit Luft gefüllt. Das sorgt schon mal für eine gute Wärmedämmung. (Angespannte Musik) Der Drucktest offenbart die Schwächen. (Angespannte Musik) Er ist spröde und kündigt den Bruch nicht an. (Bedrohliche Musik) Im Vergleich dazu Beton: Er warnt vor. Und bricht erst bei höherem Druck. (Bedrohliche Musik, Krachen) Der Hochlochziegel hat also eine geringere Festigkeit als etwa der Beton. Bezogen auf sein Gewicht wäre dann das Leistungsgewicht, von den Werkstoffen, die wir uns heute angeschaut haben, das geringste. Ein großer Vorteil ist, dass diese Materialien Bausteine sind, die man auf der Baustelle relativ leicht verarbeiten kann. Also dort relativ leicht Wände mauern kann. Das ist sicherlich der größte Vorteil. (Surren) Diesen Vorteil kann man auf jeder Baustelle sehen. (Aufgeweckte Musik) Bauen mit Ziegel ist ein bisschen wie Lego. Baustein auf Baustein. (Aufgeweckte Musik) Und wenn die Größe mal nicht passt, wird zugeschnitten. (Aufgeweckte Musik) Ein idealer Baustoff vor allem für Wände, wo er Beton leicht ersetzen kann. (Surren) (Entspannte Musik) Der Ziegel ist Marktführer unter den Baustoffen. Besonders in Bayern, da sind mehr als die Hälfte aller Wohngebäude aus Ziegel. (Klicken) (Entspannte Musik) (Musik klingt aus.) Ein Problem des Ziegels galt es aber noch zu lösen: die schlechte Wiederverwertung. Im Ziegelwerk Leipfinger-Bader bei Mainburg wird zu 100 Prozent wiederverwertet. Eine Weltneuheit. Und so geht's: Der Ziegelbruch wird in drei Fraktionen geteilt. Einmal Ziegelsplitt. Er wird schon heute beim Straßenbau verwendet, oder als Pflanzensubstrat. (Klappern) Dann die Dämmstoffe im Ziegel. Sie werden in dieser Anlage regelrecht aus den Löchern gepustet, und können wieder als Dämmstoff eingesetzt werden. Drittens: der Problemstoff, Ziegelsand. Das war bislang Abfall. Jetzt nicht mehr. Aus Ziegelsand wieder Ziegel herstellen, das ist Forschern des Unternehmens gelungen. (Aufgeweckte Musik) Das Rezept ist streng geheim. Aber neben Ziegelsand kommen noch normaler Sand, Wasser, und ein Bindemittel dazu. (Belebte Musik) Das Gemisch kommt in eine Presse. Nach dem James-Bond-Motto: geschüttelt, nicht gerührt. (Belebte Musik) Und fertig ist der Kaltziegel. Er muss nur noch an der Luft getrocknet werden. (Belebte Musik) Er hat vor allem hervorragende Dämmeigenschaften. (Belebte Musik) (Ruhige Musik) Und noch ein Plus in der Ökobilanz des Ziegels, gut zu sehen beim Werk Nahe Moosburg. Ale Abbauflächen werden wieder Wiese mit Solaranlagen, oder in Biotope verwandelt. (Ruhige Musik) (Vogelzwitschern) (Wasserrauschen) (Leises Gespräch) Ende April in Rosenheim. Die Hochschüler geben Gas, heute noch wollen sie Richtfest feiern. (Surren) (Klackern) Giulia, Marinus und Sebastian arbeiten an der Holzfassade. Es gibt aber auch noch andere Arbeitsschritte. Neben dem Bauen mit nachhaltigen Rohstoffen wird das Bauen der Zukunft auch einen gewissen Technikanteil brauchen, mit dem wir regenerativ Strom erzeugen. Unsere Gebäude der Zukunft müssen mehr Energie erzeugen, als sie selber brauchen. Und wir müssen auch an andere Kreisläufe denken, etwa an Wasserkreisläufe. Damit wir die Ressource Wasser in Zukunft besser schonen als bislang. (Hämmern) Sogenannte PVT-Module produzieren Energie. Diese Module sind eine Mischung aus Solarthermie und Photovoltaik. Sie liefern also Warmwasser und Strom. Übrigens mehr Strom als verbraucht wird. Wie groß ist das? - Ich weiß es nicht mehr. Vermessen für die spätere Installation. Der Anschluss von den Modulen ... Ein Wechselrichter macht aus dem solaren Gleichstrom Wechselstrom für die Steckdose. Der Überschuss wird in einer Batterie gespeichert. Inbetriebnahme der Wasseraufbereitung. In dem Tank wird Brauchwasser gesammelt, etwa aus der Dusche. (Klappern) In den schwarzen Kunststoffteilen befinden sich Bakterien. Es ist also eine biologische Aufbereitung. (Leises Gespräch) Prost. Und dann: endlich Richtfest. (Verspielte Musik) SWR 2022