Nicht mehr genug Sand am Meer
Durch den weltweiten Betonboom wird der körnige Rohstoff knapp. Wissenschaftler Dirk Hebel spricht im Interview über den Raubbau an einer umkämpften Ressource und wie man sie beim Bauen ersetzen könnte.
Der Welt geht der Sand aus. Warum wird das wertvolle Gut knapp?
Sand ist nach Süßwasser der meist gebrauchte Rohstoff weltweit. Das heißt, wir setzen diesen Rohstoff für unglaublich viele Produkte unseres täglichen Lebens ein.
Für welche?
In der Glasherstellung, in Kosmetika, in Zahncreme, in Leiterplatten für unsere Elektronikgeräte, und eben auch – und das ist der Hauptverbrauch – als Zuschlagstoff in unserem Beton. Denn neben Zement ist in Beton auch Kies und Sand gebunden.
Die Welt ist also auf Sand gebaut.
Ja, sozusagen (lacht). Und da wir über die letzten Jahrzehnte hinweg einen regelrechten Boom in der Baubranche erlebt haben, gerade auch in den großen Gebieten Asiens und Afrikas, die jetzt erst beginnen ihre Städte im großen Maßstab um- und weiterzubauen, haben wir heute das Problem, dass wir uns mit dieser endlichen Ressource einer natürlichen Grenze nähern.
Zur Person
Dirk Hebel ist Professor für Entwerfen und Nachhaltiges Bauen am Karlsruher Institut für Technologie. Davor war er Assistenzprofessor für Architektur und Bauwesen an der ETH Zürich, wo er auch Architektur studierte.
Als Forschungsleiter hat Hebel am Future Cities Laboratory in Singapur gearbeitet und war Gründungsdirektor des Ethiopian Institute of Architecture in Äthiopiens Hauptstadt Addis Abeba. (cd)
Aber eigentlich gibt es den körnigen Rohstoff doch wie Sand am Meer.
Ja, es gibt unglaublich viel Sand. Aber wir entnehmen immer mehr von diesen Sanden. Das heißt, wir betreiben Raubbau, auch an den Meeren. Es gibt diese berühmten Beispiele an Stränden in Tunesien und Marokko, wo seit den letzten drei, vier Jahrzehnten immer mehr Sand – auch illegal – abtransportiert wird. Lastwagen und Bagger fahren an den Strand, laden den Sand einfach auf und geben ihn in die Produktion für industrielle Produkte, vor allem für Beton.
Inseln scheinen vor dem Raubbau auch nicht sicher zu sein.
Es existiert weltweit eine große Flotte von Schiffen, die Sand vom Meeresgrund absaugen. Und Sie können sich vorstellen, wenn man irgendwo im Meeresboden ein Loch saugt, rutscht aus der benachbarten Inselregion der Sand in diese Löcher hinein. Indonesien hat angeblich schon über 80 Inseln verloren, indem benachbarte, maritime Sandvorkommen abgesaugt werden und dadurch die angrenzenden Inselgruppen verschwinden.
Gibt es denn ein Problembewusstsein?
Ja, gerade auf den Inseln im Pazifik, im asiatischen und ostasiatischen Meer sind sich die Menschen darüber im Klaren, dass durch den Sandabbau nicht nur Inseln verschwinden, sondern ganze Ökosysteme zerstört werden. Das heißt, die Grundlage für Fische, dort laichen zu können und Lebensraum aufzubauen, geht verloren und im Endeffekt brechen dadurch auch die Einnahmequellen für sehr, sehr viele Inselbewohner dieser Region weg. Auf der anderen Seite steigt der Meeresspiegel und man holt noch mehr Sand aus dem Meer, um mit Sandsäcken die bestehenden Inselgebiete zu schützen. Man kann schon sagen, das ist eine Lose-lose-Situation und die Auswirkungen auf die menschliche Existenz sind gerade in diesen Gebieten extrem hoch.
Und wie geht man in anderen Teilen der Welt, insbesondere in Deutschland und Europa, mit der Sandknappheit um?
Dort ist man längst gezwungen, Sand zu importieren, gerade auch für Straßen- und Tiefbau, weil die Vorkommen vor Ort nicht reichen. Das ist dann auch eine Kostenfrage. Wenn Sand über weite Entfernungen transportiert werden muss, verteuert sich natürlich das Bauen. Dass durch die erhöhten Baukosten eine soziale Schieflage generiert wird, ist das eine. Ganz zentral ist aber auch die Frage, ob wir das überhaupt ökologisch wollen: Dass wir massiv CO2 einsetzen, um diese Sande von wirklich weit weg gelegenen Gebieten nach Europa – teilweise aus Australien – zu importieren. Man kann schon von mehreren roten Lichtern sprechen, die angehen. Und wir müssen uns gesellschaftlich einigen, wie wir damit umgehen möchten.
Gehen wir mal dorthin, wo es ganz viel Sand gibt. Wieso holen wir das umkämpfte Material nicht aus der Wüste?
Da gibt es das Beispiel des weltweit höchsten Turms, dem Burj Khalifa, den man mit Wüstensand bauen wollte. Nur, bei den ersten Tests stellte sich heraus, dass das nicht funktioniert. Und zum Schluss musste der ganze Sand zum Bau des Turms aus Australien importiert werden.
Warum klappte es nicht mit Wüstensand?
Gerade für die Betonherstellung ist es wichtig, dass man unterschiedliche Korngrößen hat, weil man dann weniger Zement braucht, um die Hohlräume zwischen den einzelnen Teilen zu füllen. Der Wüstensand dagegen hat eine unglaublich gleichmäßige Körnung. Und zweitens sind die Sandkörner durch die ständige Windbewegung sehr rund geschliffen. Der Wind in der Wüste wirbelt die Teilchen hoch und beim Herabfallen auf die Sandfläche schleifen sich die Ecken und Kanten immer wieder ab, und man hat hinterher fast runde, fast gleich große Sandkörner. Wenn Sie also Wüstensand nutzen wollen, muss sehr viel Zement eingesetzt werden, um die großen Hohlräume auszufüllen. Außerdem kann sich das rund geschliffene Wüstensandkorn viel schlechter mit anderen Körnern verdichten. Die Masse ist damit nicht gut geeignet, um die Druckkräfte im Beton effizient und gut abzuleiten.
Was spricht noch gegen Wüstensand?
Ich bin der Meinung, dass wir jetzt, nachdem wir unsere maritimen Systeme durch das Absaugen und Abbauen von Sand sehr, sehr beansprucht haben, nicht noch anfangen sollten, das Ökosystem der Wüste zu zerstören.
Sand findet sich noch an vielen anderen Orten. Woraus entsteht er eigentlich?
Sand ist ein natürliches Verwitterungsprodukt aus den Gebirgen. Stein wird durch Einfluss von Wetter, Klima, von tiefen und hohen Temperaturen, von UV-Belastung immer wieder gespalten. Größere Brocken brechen aus Gesteinsschichten ab, auch durch tektonische Bewegungen landen diese in Gebirgsbächen, werden durch das Wasser transportiert. Sie reiben sich ständig. Immer kleinere Teile entstehen und diese immer feineren Teile, zuerst Kies und dann Sand, werden durch das Regenwasser in unsere Weltmeere hineingespült. Das ist ein Kreislauf.
Wie lange dauert es in diesem Kreislauf bis aus Stein ein Sandkorn entstanden ist?
Es vergehen Millionen von Jahren, bis ein solcher Kreislauf geschlossen ist. Dieser Prozess passiert ständig. Es entsteht also immer wieder neuer Sand. Nur kommt uns das aufgrund dieser unglaublich langen Zeit als sehr ungreifbar und nicht wirklich erneuerbar vor. Und wir verbrauchen eben erheblich größere Mengen als die, die sich neu bilden.
Wann ist Sand dann zu einem „Megastar“ geworden, wie Sie ihn mal genannt haben?
Man kann davon ausgehen, dass grob ab der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts, also kurz nach dem Zweiten Weltkrieg, durch die vermehrte Industrialisierung in Europa, China, Indien, Japan, mittlerweile auch in Afrika, Beton flächendeckend eingesetzt wurde. Seitdem wird auch Sand als Wertstoff Nummer eins angesehen. Bei allen Bauvorhaben, sei es im Hoch- oder Tiefbau, hat Beton einen Siegeszug angetreten. Berechtigterweise. Denn Beton ist ein sehr einfach und relativ lokal herzustellender Werkstoff.
Wann sind die feinen Körnchen zu einer so umkämpften Ressource geworden?
Die ersten Bedenken kamen so Anfang der 2000er Jahre. Bis dahin galten Kies und Sand als scheinbar fast unendliche Ressource. Damals gab es, wie erwähnt, Berichte aus Tunesien, Marokko, auch Sri Lanka. In Deutschland wird seit Mitte der ersten Dekade öffentlich darüber diskutiert, dass hier der Sand ausgeht.
Haben wir unseren Baustoff also komplett in den Sand gesetzt?
Natürlich ist es nicht so, dass wir irgendwann kein Sandkorn mehr haben werden. Aber große, verbliebene natürliche Vorkommen liegen oft in Naturschutzgebieten oder unter unseren Dörfern und Städten, bei denen wir uns richtigerweise gesellschaftlich darauf verständigt haben, sie nicht umzusiedeln, um an diese Reserven ranzukommen, mit der Folge, dass der Sand gerade vermehrt auch in Europa zur Neige geht, sodass für größere Vorhaben das Material aus anderen Gebieten importiert werden muss, um unseren Bedarf überhaupt noch decken zu können.
Da ist mächtig Sand im Getriebe. Was kann getan werden, um den Baustoff nicht um die ganze Welt karren zu müssen?
Wenn wir grundsätzlich über Nachhaltigkeit nachdenken, können wir über drei Szenarien sprechen. Das Erste ist die Effizienz zu steigern. Was können wir tun, um das bestehende System besser zu machen, beispielsweise, indem wir die Rezeptur des Betons verändern.
Wie kann diese veränderte Rezeptur aussehen?
Man könnte zum Beispiel vermehrt recycelten Sand und Kies aus Rückbauten von abgerissenen Häusern, Autobahnen oder aus dem Tiefbau einsetzen. Hier schlummert ein unglaubliches Potenzial.
Ist das so einfach machbar?
Im Moment noch nicht, weil wir viel mit Komposit-Werkstoffen arbeiten, also alles miteinander verkleben, was im Rückbau wiederum als Sondermüll anfällt und eben nicht als neue Ressource. Das gilt zur Zeit auch für Beton. Notwendig ist aber, dass wir künftig sortenrein oder kreislaufgerecht bauen, um einzelne Stoffe, also auch Sand, recyceln zu können. Hier braucht es Innovation und neue technische Verfahren.
Welche Möglichkeiten gibt es noch, um mit dem knappen Sand zu haushalten?
Der zweite Punkt ist die Suffizienz-Strategie, also weniger Beton zu verbrauchen. Das heißt nicht, dass weniger – besonders Wohnraum – gebaut wird. Aber Gebäude können zum Beispiel aus Holz oder eben aus wiederverwendeten Bauteilen oder wiederverwerteten Materialien statt aus neu hergestelltem Beton entstehen.
Und das dritte Szenario.
Als drittes ist ein Andersmachen notwendig, die Konsistenz-Strategie. Dies sind Systeme, die im Einklang mit unseren natürlichen Kreisläufen stehen, sie nicht blockieren oder gar zerstören. Die Natur bietet uns dabei so unglaublich viele Möglichkeiten im Baugewerbe neu zu denken. Für Wandelemente, Fenster- und Türstürze, Ringanker und Deckensteine können speziell gezüchtete Pilze verwendet werden, die extrem gut mit Druck belastbar sind, vergleichbar mit Beton. Natürlich braucht es noch Forschung, aber die Grundlagen sind vorhanden. Erste Ideen werden langsam verwirklicht und auf den Markt gebracht.
Ab wann könnten Pilze so eingesetzt werden?
Da bin ich vorsichtig geworden, aber ein Zeithorizont von zehn bis 15 Jahren ist durchaus realistisch.
Gibt es weitere Innovationen am Bau?
Zurzeit boomen Wärmedämmmaterialien aus biologischen Materialien, wie etwa Hanf, Schilf, Stroh oder Holzwolle. Auch Seegrasbälle, die am Mittelmeer anfallen und durch Wind in tennisballgroße Bälle geformt werden, sind ein wunderbares Dämmmaterial. Das Schöne ist, dass keine chemischen Zusatzstoffe zum Erreichen von geforderten Brandklassen notwendig sind, weil Seegras im Salzwasser wächst und viele Mineralien gebunden hat.
Wie ist es mit Lehm als alternativem Baustoff?
Seit einigen Jahren arbeiten wir nur noch mit Lehmputzen, weil Lehm Feuchtigkeit aufnimmt und abgibt und dadurch unglaublich tolle Wohnklimata für Bewohner erzeugen kann, ohne irgendwelche Ausdünstungen oder chemische Keulen, die dahinter versteckt sind.
Auf dem Weg in eine neue Zeitrechnung des Bauens.
Wir müssen so ein bisschen eine Revolution anstoßen, dass wir vielmehr in diese natürlichen Materialien hineinschauen, was auch unglaubliche Vorteile für unsere Wohnhygiene und damit unsere Gesundheit aufweist. In dieser Richtung werden wir in den nächsten Jahren und Jahrzehnten einen unglaublichen Schub erleben.
Wir stecken also nicht den Kopf in den Sand.
Naja, es ist schon erschreckend, dass unser Sandverbrauch so groß ist und die größten Straßenbaufirmen keinen europäischen Sand mehr bekommen, der deshalb aus Übersee importiert werden muss. Ich glaube schon, dass wir den halben Kopf im Sand drin haben. Wir müssen uns also schnellstens Gedanken darüber machen, wie wir zukünftig da rauskommen.