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Mit «Cradle to grave», auf Deutsch «von der Wiege zur Bahre», beschreibt man das heute dominierende Modell der Linearität, das in einer «Take-Make-Waste»-Wirtschaft verankert ist. In der Bauindustrie und der gebauten Umwelt zeigt sich dieses lineare Denk- und Wirtschaftsmodell in herkömmlichen Wertschöpfungsketten und -prozessen, bei denen Rohstoffe aus den natürlichen Kreisläufen entnommen, zu Bauprodukten verarbeitet, in Bauwerken verbaut und verwendet und anschliessend nach Gebrauch als Abfall in Deponien entsorgt werden. In Hinblick auf die Prozesse wird von den Akteuren der Baubranche ein linearer Ablauf von der Planung über den Bau bis zur Entsorgung am Ende des Lebenszyklus verfolgt. Dieser lineare Ansatz hat grosse Umweltauswirkungen, die sich in Ressourcenverschwendung, Umweltbelastung durch Abbau und Produktion sowie einem höheren Abfallanteil beziehungsweise einer begrenzten Kreislaufführung manifestieren. In einer linearen Wirtschaft wird wenig Wert auf die Wiederverwendung und das Recycling gelegt. Die Herausforderung besteht darin, die etablierten linearen Modelle zu transformieren und sich stattdessen auf eine Kreislaufwirtschaft zu konzentrieren. Dies ist vor dem Hintergrund, dass das Bauwesen global für 50 Prozent des Primärstoffverbrauchs und mindestens 40 Prozent aller Treibhausgasemissionen verantwortlich ist, eine beachtliche Aufgabe.1
Zirkularität statt Linearität
Gemäss dem BAFU verfolgt die Schweiz als rohstoffarmes Land bereits seit Mitte der 1980er Jahre Ansätze einer Kreislaufwirtschaft. Es ist ihr gelungen, gewisse Kreisläufe zumindest teilweise zu schliessen. Im Jahr 2018 wurden von 17,5 Millionen Tonnen Abbruchmaterial wie Beton, Kies, Sand, Asphalt und Mauerwerk fast 12 Millionen Tonnen rezykliert. Mehr als 5 Millionen Tonnen, insbesondere Mischabbruch, sind immer noch nicht in einem Kreislauf.2 Der Innovationsprozess der Baubranche ist also im Gange. Jedoch erfordert der Übergang von der Linearität zur Zirkularität einen grundlegenden Wandel in der Herangehensweise an die Planung, den Bau und die Nutzung von Gebäuden. Darum finden die Umsetzung von Kreislaufprinzipien in Materialströmen, Prozessen und Zusammenarbeitsmodellen und damit die Kreislaufwirtschaft noch nicht wirklich statt.
Der Begriff «Kreislaufwirtschaft», auf Englisch «Circular Economy (CE)», hat seinen Ursprung in der Wirtschaft. Nach der Ellen MacArthur Stiftung basiert die Kreislaufwirtschaft auf drei Grundsätzen, die vom Design bestimmt werden: der Vermeidung von Abfall und Umweltverschmutzung, der Wiederverwertung von Produkten und Materialien (zu ihrem höchsten Wert) sowie der Regeneration der Natur.
Klimaneutralität und Kreislaufwirtschaft gehen Hand in Hand
Das Ziel, in geschlossenen, intelligent geplanten und sorgfältig gestalteten Stoffkreisläufen zu arbeiten, steht seit 2019 neben dem übergeordneten Ziel, Europa bis 2050 zum ersten klimaneutralen Kontinent zu machen, im Mittelpunkt des Green Deal der Europäischen Union. Mit den politischen Massnahmen und Investitionen im Rahmen des Green Deal soll der Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft gefördert und unterstützt werden. Damit wird die Unverzichtbarkeit der Kreislaufwirtschaft für die Bewältigung der Herausforderungen des Klima- und Umweltschutzes eindrucksvoll unter Beweis gestellt.
Unsere bebaute Umwelt – überwiegend Gebäude, Strassen und Infrastrukturen – verbraucht jedes Jahr fast die Hälfte der weltweit geförderten Rohstoffe und trägt erheblich zu den Treibhausgasemissionen bei. Da ein Grossteil der Weltbevölkerung in den nächsten Jahrzehnten in die Städte ziehen wird, wird sich die Fläche des weltweiten Gebäudebestands bis 2060 verdoppeln.4 Es wird erwartet, dass von 2020 bis 2060 weltweit rund 241 Milliarden Quadratmeter neue Geschossflächen zum globalen Gebäudebestand hinzukommen. Aktuellen Prognosen zufolge wird bis 2060 weltweit jede Woche das Äquivalent der Stadt Paris gebaut.5 Das verbraucht eine gewaltige Menge an Materialien und Produkten.6 Die Umsetzung von zirkulären Planungs- und Bauprozessen und die Etablierung der Kreislaufwirtschaft scheinen der einzige Weg zu einer klimaneutralen gebauten Welt zu sein.
Das Bild einer zirkulären Zukunft
In einer Welt, in der die Nachhaltigkeit und die Kreislaufwirtschaft höchste Priorität haben, wird die Bauindustrie einen bahnbrechenden Wandel vollzogen haben. In dieser Zukunft hat sich die Branche von einer linearen und ressourcenverschwenderischen Praxis zu einem Vorreiter bei der Umsetzung geschlossener Kreisläufe entwickelt. Es ist die Zeit, in der Benchmark-basierte Instrumente den Bestellern ermöglichen, frühzeitig die Weichen für einen Kreislaufprozess zu stellen und Kreislaufprinzipien und -materialien zu nutzen. Materialien werden nicht mehr als Wegwerfprodukte betrachtet, sondern als wertvolle Ressourcen, die in einem kontinuierlichen Kreislauf gehalten werden.
Die Entscheidung für die endgültigen Baustoffe und Produkte wird dann direkt im digitalen Zwilling auf der Grundlage von Simulationen getroffen. Digitale Zwillinge werden zum integralen Bestandteil jedes Bauprojekts. Sie überwachen den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes von der Planung über die Nutzung bis hin zum Rückbau. Sie dienen als Grundlage für die Analyse und Optimierung von Lebenszykluskosten, der Lebenszyklusbetrachtung (inklusive graue Energie, Betriebsenergie und Treibhausgasemissionen) sowie der Ressourceneffizienz und bringen diese Aspekte mit den vorgeschlagenen Baumassnahmen in Einklang.
So kann eine durchgängige vertikale und horizontale Integration der gesamten Wertschöpfungskette erreicht werden, und jeder Schritt ist konsequent auf die Bedürfnisse des nachfolgenden Schritts ausgerichtet. Das Projektziel und das kreislauffähige Projekt stehen dabei immer im Mittelpunkt. Unternehmer- und Hersteller-Know-how sind im Planungsprozess unverzichtbar und stellen sicher, dass die Kosten, Qualität und Umsetzung von CO2-reduzierenden Massnahmen im gesamten Prozess erreicht werden. Die Akteure sehen es als selbstverständlich und vorteilhaft an, in integrierten Teams zu agieren, Silodenken gehört der Vergangenheit an und neue Formen der Zusammenarbeit schaffen gemeinsame Anreize. Intelligentes Informationsmanagement und innovative Informationstechnologien erhöhen die Produktivität und unterstützen eine transparente Projektabwicklung.
In der Planungsphase wird besonderes Augenmerk auf die Auswahl nachwachsender und recycelter Materialien, nachhaltiger Produkte sowie sortenreiner Baumaterialien gelegt werden. Intelligentes Engineering sorgt dafür, dass nur so viele Ressourcen wie nötig, oder anders gesagt, so wenige wie möglich für die jeweilige Leistung eingeplant werden. Algorithmen und Wissensdatenbanken unterstützen die Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Materialien, Produkten und Komponenten. Die Suche nach geeigneten Materialien wird durch Materialdatenbanken und Plattformen unterstützt. Die Integration aller Baustoffe und Produkte wird so geplant, dass sie am Ende des Gebäudelebenszyklus sortenrein getrennt werden können. Dies ermöglicht einen werterhaltenden und schadstofffreien Rückbau.
Die Zirkularität von immateriellen Gütern wie Prozessschritten und Konstruktionsmethoden, Konzepten und Systemlösungen wird zu einer weitgehenden Standardisierung führen. Durch die Nutzung von Wiederholungseffekten und die Etablierung einer modularen Denkweise können neue intelligente, sichere und teilweise automatisierte Bauprozesse eingesetzt werden. Die modulare Bauweise und die flexiblen Designs ermöglichen eine einfache Umgestaltung von Räumen und Strukturen, was die Lebensdauer von Gebäuden deutlich verlängern wird. So werden die Gebäude der Zukunft flexibel und anpassungsfähig. Sie sind so konzipiert, dass sie auf veränderte Bedürfnisse reagieren können. Dafür werden auch die notwendigen raumplanerischen Regulatorien angepasst.
Bei der Übergabe eines Gebäudes an den Kunden wird zusammen mit dem digitalen Zwilling auch der in der Planungs- und Bauphase erstellte Materialpass übergeben. Dieser dient als digitales Inventar aller verwendeten Materialien, Bauteile, Komponenten und Produkte, inklusive detaillierter Angaben zu Mengen, Qualitäten, Abmessungen und Positionen der Materialien. Der Materialpass wird während des Betriebs, der durch erneuerbare Energien unterstützt wird, gepflegt und schafft so einen Mehrwert, der auch Vorteile für den Vermögenswert und das Abfallaufkommen bringt.
Zudem fördert die Kreislaufwirtschaft in diesem Zukunftsszenario innovative Ansätze und neue Geschäftsmodelle. Start-ups und Unternehmen arbeiten gemeinsam an der Entwicklung nachhaltiger und kreislauforientierter Bauprozesse und Technologien. Die gesamte Wertschöpfungskette ist durch integrative Kollaborationsmethoden und Abwicklungsmodelle gekennzeichnet. «Integrativ» versteht sich dabei nicht als «miteinander nett sein», sondern äussert sich in Agilität, Transparenz und einem tiefen Vertrauen in die gegenseitige Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit – diese wird vorausgesetzt, aber auch eingefordert. Bauunternehmen werden erkennen, dass die Umsetzung von Kreislaufwirtschaftsverfahren nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch wirtschaftlich vorteilhafter ist und ihre Wettbewerbsposition im Markt stärkt. Durch die Minimierung von Abfällen und die Wiederverwendung von Materialien verbessern sie ihre Gewinnmargen und verringern ihren ökologischen Fussabdruck. Mit anderen Worten: In diesem Zukunftsszenario wird das Wachstum durch geschlossene Kreisläufe für technische Komponenten und den zunehmenden Einsatz nachhaltiger erneuerbarer Materialien von der Ressourcengewinnung immer mehr entkoppelt. Dies trägt weiterhin dazu bei, den Abbau von Ressourcen und damit die Auswirkungen auf das Klima zu verringern.
In Bezug auf die Kosteneffizienz und Wirtschaftlichkeit wird das Angebot der Kreislaufwirtschaft auch für den Kunden von grossem Wert sein. Kreislaufprozesse haben dann längst bewiesen, dass sie zu Produktivitätssteigerungen in Form von Lebenszykluskosteneinsparungen führen, indem sie den Bedarf an neuen Materialien verringern, die Entsorgungskosten senken und die Lebensdauer von Gebäuden verlängern.
Es werden nicht nur Materialien, Produkte und Gebäude im Umlauf gehalten, sondern auch Informationen, Wissen und bewährte Verfahren integriert und wiederverwendet. Die Kontinuität von Informationen – von der Produktion bis zur Wiederverwendung oder Entsorgung – wird von entscheidender Bedeutung sein. Neue Eigentums-, Unterhalts-, Abwicklungs-, Vertrags- und Anreizmodelle entlang des gesamten Lebenszyklus führen zu Lösungen, bei denen nicht ein Produkt verkauft wird, sondern dessen Nutzung und die damit verbundene Leistung. Mit anderen Worten: Das Verbraucherverhalten wird sich ändern, und Produkte müssen nicht mehr besessen werden, um sie nutzen zu können. Innovative Geschäftsmodelle wie «Product as a Service» oder «Material as a Service» werden dieses neue Bewusstsein bedienen und Kunden mit einer ganzheitlichen, langfristigen, nachhaltigeren Denkweise anlocken, indem sie neue Wege in der Geschäftsabwicklung bieten. Hiermit wird der Übergang von der Linearität zur Zirkularität vollzogen sein.
Kreislaufgerechtes Planen und Bauen
Das skizzierte Zukunftsbild zeigt auf, dass die Bauindustrie in der Lage sein könnte, einen aktiven Beitrag zur Anpassung an den Klimawandel und zu dessen Eindämmung zu leisten. Die Bau- und Immobilienindustrie kann ihre Umweltauswirkungen erheblich reduzieren, indem sie ressourceneffiziente und zirkuläre Materiallebenszyklen sicherstellt. Um den Wert einer Kreislaufwirtschaft zu maximieren, sind mehrere Faktoren erforderlich, die sich in die drei Kategorien Design, Information und Zusammenarbeit7 zusammenfassen lassen: Das Design gewährleistet die effiziente und effektive Umsetzung wichtiger Schritte im späteren Prozess, wie zum Beispiel die Demontage (Design for Disassembly) oder die Remontage (Design for Reassembly), sowie die zukünftige Flexibilität der Nutzung; die Informationen sorgen für Transparenz und unterstützen Entscheidungs- und Abwicklungsprozesse bei Themen wie Lebenszykluskosten und CO2-Bilanz, Ressourceneffizienz und -effektivität, Eigentumsverhältnisse, Garantie und Rückverfolgbarkeit; die Zusammenarbeit führt zu mehr Transparenz, Innovation, neuen Anreiz- und Vertragsmodellen und zur Schaffung neuer Geschäftsmodelle, die eher langfristig als kurzfristig ausgerichtet sind.
Hindernisse auf dem Weg zur zirkulären Transformation
Die Komplexität und die Vielfalt der Herausforderungen im Zusammenhang mit der Umsetzung von Kreislaufwirtschaftsmodellen in der Bauwirtschaft und in gesellschaftspolitischer Hinsicht ist ernüchternd. Aktuelle Erfahrungen zeigen, dass eine erfolgreiche Transition zu kreislauffähigen Praktiken nicht ohne gezielte Interventionen möglich ist. Eine entscheidende Massnahme werden Gesetze und Verordnungen sein, die die Langlebigkeit von Gebäuden fördern oder echte Preise oder Prämien für CO2-Emissionen einführen. Derzeit werden in der Schweiz Umweltschutz, Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft auf politischer Ebene durch ein komplexes Geflecht von Gesetzen, Verordnungen, Initiativen und Programmen angegangen, das zwar noch Widersprüche enthält, aber hoffentlich genug Innovation zulässt und so die notwendigen Rahmenbedingungen für eine nachhaltigere und kreislaufähigere Zukunft schafft.
Praxisbeispiele und Pilotprojekte aus der Wirtschaft zeigen bereits mögliche Wege zu mehr Zirkularität auf. Innovationen, die nicht der Norm folgen, sondern von ihr abweichen, sind notwendig, um neue Ansätze umzusetzen, wie die Verwendung von RC-Material in Projekten oder Bauen-4.0-Methoden im Zusammenhang mit 3D-Druck, robotergestützter Vorfertigung oder generativer Planung. Allerdings fehlt es oft an Anreizen zur Wiederverwendung von Ressourcen nach ihrer ersten Nutzung, was noch immer zu einer Dominanz des linearen Modells führt. Die derzeitigen Wiederverwendungsverfahren sowie Recyclingmethoden und -technologien sind oft kosten- und zeitintensiver als die Verwendung neuer Materialien und Produkte. Darüber hinaus sind die seit langem etablierten linearen Abwicklungsmodelle nicht auf eine Integration der Wertschöpfungskette ausgerichtet, was eine kreislauforientierte Entscheidungsfindung und die Förderung zirkulärer Praktiken verunmöglichen.
Ein Ausblick
Gerade mit der Einführung von integrierten Abwicklungsmodellen können Bauherren und Entwickler heute noch fehlende Anreize in den Kreislaufwertschöpfungsketten der Immobilien- und Bauindustrie kontinuierlich setzen und die dafür erforderlichen Geschäftsmodelle entwickeln. Mit dem Ziel einer vollständigen und konsequenten Etablierung der Kreislaufwirtschaft stehen wir vor einem notwendigen radikalen Paradigmenwechsel im Immobilien- und Bausektor. Die Mindestanforderung ist das Umdenken. Der Minimalanspruch heisst echte Innovation in allen laufenden Projekten, anstatt sich mit Marketing-Pilotvorhaben zu begnügen. Ein Denken und Handeln, das Verantwortung für Materialien, Produkte und Bauteile übernimmt und einen ganzheitlichen, kontextbezogenen, nachhaltigen Ansatz anstrebt, ist gleichzeitig auch produktivitätssteigernd – auch wenn nicht klar ist, ob diese Produktivitätspotenziale bereits heute ausgeschöpft werden können. Umso wichtiger ist es, in einem bewussten Prozess und in Absprache mit den Kunden die richtige Balance für das Hier und Jetzt in einem Projekt zu finden. Das Prinzip «Aufgabe, Verantwortung und Kompetenz an einem Ort» wird den Wandel ermöglichen und den Paradigmenwechsel vorantreiben.
Die Zukunft der Bauindustrie im Zeitalter der Kreislaufwirtschaft wird durch nachhaltige Praktiken, Ressourceneffizienz und systemische Innovation gekennzeichnet. Es liegt an jedem Akteur der Branche, sich dieser Herausforderung zu stellen und eine bessere Welt zu gestalten. Die Halter Gruppe hat beschlossen, hier eine Vorreiterrolle zu spielen. Alle Unternehmen verbindet die gemeinsame Leitidee, das Nachhaltigkeitsziel Netto-Null in allen ihren Projekten durch die Etablierung der Kreislaufwirtschaft zu unterstützen. Im Zentrum der Umsetzung dieser Leitidee steht der interdisziplinäre und integrierte Ansatz des Design-Build-Abwicklungsmodells mit zwei Schlüsselelementen: die Werkgruppen und das Informationsmanagement. Auf diese Weise wird die Halter Gruppe durch ihr Handeln aktiv zum zirkulären Wandel beitragen. Zum Nutzen der Umwelt und zukünftiger Generationen.
Quellenverzeichnis
- «Kreislaufgerechtes Bauen und Kreislaufwirtschaft», Dirk E. Hebel, Felix Heisel, Verlag Birkhäuser, 2022
- Bundesamt für Umwelt, BAFU – «Was ist Kreislaufwirtschaft»
- Abbildung: «Kreislaufgerechtes Bauen und Kreislaufwirtschaft», Dirk E. Hebel, Felix Heisel, Verlag Birkhäuser, 2022
- Bill and Melinda Gates Foundation
- Ellen MacArthur Foundation – “Reimagining our buildings and spaces for a circular economy”
- Bezogen auf den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes ist der EU-Bausektor für die Hälfte aller gewonnenen Materialien, die Hälfte des Gesamtenergieverbrauchs, ein Drittel des Wasserverbrauchs, ein Drittel des Abfallaufkommens und ein Drittel der CO2-Emissionen verantwortlich. «Achieving EU’s climate goals through circular construction» #CEstakeholder EU – European Circular Economy Stakeholder Platform
- Circular business Models for the Built Environment, ARUP, BAM und CE100