Holz statt Stahlbeton: Der weltweit renommierte Klimaforscher Hans Joachim Schellnhuber fordert eine radikale Wende beim Bauen, um die Klimakrise zu stoppen. Auch Gewerbegebäude lassen sich mit Holz realisieren.
Um die Erderwärmung aufzuhalten, muss der Atmosphäre CO2 entzogen werden. Inwiefern kann dies durch das Bauen mit Holz gelingen?
Hans Joachim Schellnhuber: Wenn wir Stahlbeton durch organische Materialien wie Holz oder Bambus ersetzen, können wir zum einen erhebliche Mengen an klimaschädlichen Emissionen vermeiden. Zum anderen entsteht eine mächtige CO2-Senke, mit der wir einen erheblichen Teil der historischen Emissionen wiedergutmachen könnten. Mit regenerativer Architektur könnten wir uns gewissermaßen aus der Klimakrise herausbauen. Ein einziges Einfamilienhaus aus Massivholz kompensiert den CO2-Ausstoß von 100 Hin- und Rückflügen zwischen Berlin und New York!
Bislang wurde der Faktor „Gebaute Umwelt“ in der Klimagleichung nicht angemessen berücksichtigt. Das muss sich schleunigst ändern. Durch den Bau, die Nutzung, den Rückbau und den Abriss von Gebäuden und Infrastrukturen ist das Siedlungswesen für etwa 40 Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Etwa 11 Prozent der globalen Emissionen gehen direkt auf das Konto der Betonproduktion. Das entspricht grob dem vierfachen Klimaeffekt des gesamten Flugverkehrs, der weltweit zu 2 bis 3 Prozent der Treibhausgasemissionen beiträgt.
Vision der Wald-Bau-Pumpe
Der CO2-Gehalt der Atmosphäre lässt sich absenken – auf natürliche Weise, kostengünstig und frei von Nebenwirkungen. Dazu muss die klimagemäße Transformation der Forstwirtschaft mit der Ablösung der mineralischen durch die organische Architektur kombiniert werden. In Summe ergibt sich daraus die Vision der Wald-Bau-Pumpe.
Den Schlüssel bildet die Photosynthese: Aus CO2 und Wasser stellen bestimmte Organismen mit Hilfe von Sonnenlicht energiereiche Kohlenhydrate („Zucker“) her und setzen dabei Sauerstoff frei. Besonders fleißig wird diese Zauberformel von den Bäumen angewandt. Sie besitzen zudem die einzigartige Fähigkeit, Biomasse zu einem Stoff zu verdichten, der Jahrhunderte, ja Jahrtausende leben kann: Holz. Dieses bindet den der Atmosphäre entzogenen Kohlenstoff dauerhaft.
Damit wird klar, wie die Wald-Bau-Pumpe funktionieren kann: Die globale Forstwirtschaft wird so ausgerichtet, dass sie die Wälder klimagerecht umbaut und zugleich möglichst viel Nutzholz für Siedlungen und Infrastrukturen auf nachhaltige Weise erzeugt. Dieses Holz und andere kohlenstoffspeichernde Naturmaterialien ersetzen Stahlbeton, Ziegel, Aluminium, Glas, Plastik usw. So erzielt man einen doppelten Klimagewinn: positive CO2-Emissionen (z.B. durch Eisenverhüttung und Kalkbrennen) werden vermieden, negative CO2-Emissionen (durch atmosphärische Extraktion und langfristige Einlagerung) werden erzeugt. Selbst in eher bedächtigen Szenarien für die gebaute Umwelt kombinieren sich beide Effekte zu einer mächtigen Waffe gegen die Erderwärmung.
Etwa 40 Prozent der CO2-Emissionen gehen also auf das Konto des Gebäude- und Bausektors. In welcher Größenordnung müsste sich das Bauen mit Holz durchsetzen, damit diese Bilanz massiv verbessert würde?
Schellnhuber: Um das Klimasystem auf den vorindustriellen Zustand zurückzuführen, müsste man schätzungsweise 500 Milliarden Bäume pflanzen und hegen und etwa zwei Milliarden Wohneinheiten aus geernteter Biomasse bauen. Eine gewaltige Aufgabe! Gleichzeitig bleibt uns keine andere Wahl, wenn wir das Pariser Klimaabkommen zumindest perspektivisch umsetzen wollen. Ohne „negative“ Emissionen, wie sie die regenerative Architektur in großem Stil realisieren kann, dürfte die Erderwärmung weit und lange über die 2°C-Leitplanke hinausschießen. Vermutlich wird diese Leitplanke in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts durchbrochen, aber es ist enorm wichtig, das Überschießen so flach und kurz wie möglich zu halten. Dann kann man erwarten, dass gefährliche Kipp-Prozesse im Erdsystem – wie das Abschmelzen des Grönländischen Eisschilds – noch verhindert werden. Selbst wenn wir nur die Hälfte oder ein Drittel der oben genannten Kontingente erzielten, könnte dieser Stabilisierungseffekt eintreten.
Ihr Ansatz ist ein globaler, doch woher soll in Deutschland das benötigte Holz fürs Bauen kommen?
Schellnhuber: Deutschland verfügt über die größten Holzvorräte in Europa. Von den 25 Millionen Kubikmetern Nadelschnittholz, die im vergangenen Jahr gesägt wurden, gingen zehn Millionen in den Export. Die meisten Wälder in Europa produzieren Überschüsse – nicht zuletzt durch den durch unsere Emissionen erhöhten CO2-Gehalt der Luft. Durch die weltweite Wiederaufforstung lässt sich das Angebot noch deutlich steigern. Und wir sprechen hier nicht von hoch diversen und deshalb unantastbaren Primärwäldern, sondern von aktiv bewirtschafteten Forsten! Die machen in Deutschland 94 Prozent der gesamten Waldfläche aus.
Aktuell arbeiten wir im Bauhaus Erde an einer globalen Studie, die Angebot und Nachfrage biogener Baustoffe untersucht. Diese wird uns auch für den deutschen Markt, in dem die ökologische Sanierung der Altbausubstanz im Vordergrund steht, stichhaltige Antworten liefern. Grundsätzlich wird in der Diskussion um den Klimawandel tatsächlich oft vergessen, dass wir neben der Verminderung fossiler Emissionen gleichzeitig den Raubbau an natürlichen Senken (Wälder, Mangroven, Moore usw.), insbesondere die Entwaldung im globalen Süden, stoppen bzw. umkehren müssen.
Wir opfern für die „Bauwende“ also nicht die (restlichen) Wälder unserer Erde?
Schellnhuber: Nein, denn die Grundlage liegt in einer nachhaltigen Forstwirtschaft, die organische Materialien produziert und für den Baubereich nutzbar macht. Auf der Nordhalbkugel nimmt die Waldfläche momentan zu. Dramatisch ist die Lage im globalen Süden. Dort muss die Entwaldung für die Soja- und Palmölproduktion unbedingt gestoppt werden. Darüber hinaus müssen wir degradierte Flächen wieder aufforsten. China hat es geschafft, mit einem gigantischen Aufforstungsprogramm die Wüstenbildung im Land teilweise umzukehren. Darüber hinaus gibt es interessante Initiativen, etwa die Sinai-Halbinsel wieder zu begrünen, die vor 5.000 bis 6.000 Jahren über weitverzweigte Flusssysteme verfügte.
Braucht eine großflächige Wiederaufforstung nicht viel zu lange, um das Klima zu retten?
Schellnhuber: Aufgrund des Wachstumszeitraums der Bäume handelt es sich in der Tat um ein Jahrhundertprojekt. Prinzipiell müssen wir in zwei Jahrhunderten wiedergutmachen, was wir zuvor in 200 Jahren durch die Verbrennung fossiler Energieträger an Schaden angerichtet haben. Gerade weil es ein Langfristprojekt ist, muss man damit unverzüglich beginnen.
Nicht alle organischen Rohstofferzeuger wachsen jedoch so langsam wie die deutsche Eiche. Pappeln legen zum Beispiel pro Jahr bis zu einem Meter zu. Noch eindrucksvoller sind verholzende Gräser wie der Riesenbambus: 40 Meter in 6 Jahren! Es gibt inzwischen schon einige innovative Firmen, die das für das Bauwesen nutzen wollen.
Leidet unter einer schnellen Aufforstung, die notwendig ist, nicht die Biodiversität der Wälder?
Schellnhuber: Am klimaangepassten Waldumbau und der Wiederaufforstung degradierter Flächen führt aus Sicht der Umweltforschung kein Weg vorbei. Das heißt, gerade weil wir die Lebensbedingungen der Wälder durch den Eingriff ins Klimasystem so massiv verändern, müssen wir proaktiv den Ökosystemen helfen, sich an die Erderwärmung anzupassen. Dass dies nicht durch die Ausweitung von Monokulturen geschehen kann, versteht inzwischen jeder Laie.
Tatsächlich kann eine konstruktive Intervention vielerorts sogar den Raubbau der Vergangenheit wiedergutmachen: An die Haine rund ums Mittelmeer wurde für den Schiffbau schon in der Antike die Axt angelegt; die Sahelzone war in weiten Teilen eine Savannenlandschaft. Die Wiederaufforstung solcher Flächen würde nicht nur dem Klimaschutz dienen, sondern auch wertvolle Ökosysteme wiedererstehen lassen.
Zurück zum Bauen mit Holz: Können auch große Industriegebäude, Fabrikhallen etc. mit Holz und ohne den Einsatz von Stahlbeton gebaut werden?
Schellnhuber: Bei Fundament und Bodenplatte gibt es derzeit noch keine kostengünstige Alternative zum Beton, obgleich bereits neue Ansätze erprobt werden. Ab Oberkante Bodenplatte lassen sich inzwischen auch große Industriegebäude vollständig mit Holz realisieren. Für Furore hat in dieser Hinsicht zuletzt der Schraubenhersteller SWG in Waldenburg gesorgt, der seine neue, 12.800 Quadratmeter große Produktionshalle für Langschrauben, komplett aus Holz gebaut hat. Insgesamt wurden laut SWG etwa 1.800 Kubikmeter Holz verbaut. Dies entspricht eine CO2-Einsparung von rund 3.600 Tonnen gegenüber einer konventionellen Bauweise – bezogen auf eine Nutzungsdauer von 50 Jahren.
Auch wenn Hybridkonstruktionen aus unterschiedlichen Holzwerkstoffen oder Kombinationen von Holz mit anderen Baustoffen wie Beton oder Stahl das alltägliche Bauen heute prägen, sind in den letzten Jahrzehnten eindrucksvolle Gebäude mit einer Primärkonstruktion aus Holz entstanden. Etwa der Odate Dome in Japan von Toyo Ito als Bogentragwerk mit einer Spannweite von 178 Metern. Die spektakulärste Entwicklung ist inzwischen im mehrgeschossigen Bauen mit Holz zu beobachten. Mit dem H8 in Bad Aibling und dem LifeCycle Tower in Dornbirn sind in Deutschland vor gut zehn Jahren erstmals achtgeschossige Holzgebäude am Rande der Hochhausgrenze entstanden. Deutschlands erstes Holzhochhaus mit zwölf Geschossen ist 2019 im Rahmen der Bundesgartenschau in Heilbronn entstanden.
Ist die Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit (Brandschutz!) von Stahlbeton nicht höher als von Holz?
Schellnhuber: Feuer, Sturm, Termiten – für all das hält die moderne Holzverarbeitung inzwischen zahlreiche Ansätze bereit. Auch Hochhäuser lassen sich heute schon problemlos organisch konstruieren, zum Beispiel aus Brettsperrholzelementen („cross-laminated timber“). Wenn man die richtigen Materialien und Techniken einsetzt, sind Holzgebäude zudem wesentlich erdbebensicherer als Stahlbeton-Konstrukte. Auch im Kostenbereich liegt der Bau mit organischen Materialien fast schon auf gleichem Niveau wie konventionelles Bauen.
Was raten Sie Unternehmen, die diesen Weg gehen wollen?
Schellnhuber: Kaum ein Unternehmen aus der Baubranche wird ganz am Holzbau vorbeikommen, für viele wird er ein zentrales Geschäftsfeld werden. Solche, die jetzt ernsthaft in organische Architektur und Nachhaltigkeit investieren, sind klar im Wettbewerbsvorteil, auch wenn neue Betonformen weniger klimaschädlich sind. Darüber hinaus können Unternehmen aller Branchen alte Gebäude klimaneutral sanieren und neue Bürokomplexe bzw. Produktionsstätten aus organischen Materialien bauen, um so zusätzliche Kohlenstoffsenken zu bilden. Darüber hinaus können Unternehmen unsere Initiative Bauhaus Erde unterstützen, um auf diese Weise innovatives Denken und Experimentieren für die „Bauwende“ zu fördern.
Sie haben die eben angesprochene Initiative Bauhaus Erde gegründet, die weltweit u.a. die Substitution von Stahlbeton fordert und vorantreiben will. Wie kann das auf einem Kontinent wie Afrika gelingen, wo in den kommenden Jahren gewiss sehr viel gebaut wird?
Schellnhuber: Der Klimaschutz wird letztlich beim Bauen in den Städten entschieden – zum Guten oder zum Schlechten. Das gilt insbesondere für Afrika, der Weltregion mit dem stärksten Bevölkerungswachstum, wo ca. 80 Prozent aller im 21. Jahrhundert benötigten Gebäude noch errichtet werden müssen! Wenn dies auf konventionelle Weise geschieht, werden erhebliche zusätzliche Mengen an Klimagasen emittiert. Gerade Afrika könnte jedoch mit den dort nachhaltig erzeugten biologischen Rohstoffen klimapositiv bauen und damit einen gewaltigen Beitrag zum Umweltschutz leisten. Dies sollte der Globale Norden allerdings angemessen honorieren.
Holzbau für die wachsende Bevölkerung
Würden wir die bis 2050 erwartete zusätzliche Weltbevölkerung von etwa zwei Milliarden Bürgern zu 90 Prozent in Stahlbetongebäuden und nur zu 10 Prozent in Holzgebäuden unterbringen, würde dies zusätzliche Emissionen von 71 Gigatonnen CO2äq verursachen. Würden die für diese Menschen benötigten neuen Gebäude dagegen zu 90 Prozent in Holzbauweise errichtet, würden 75 Gigatonnen CO2äq dauerhaft gespeichert und nur sieben Gigatonnen – also nur ein Zehntel der im konventionellen Fall entstehenden Emissionen – ausgestoßen. Eins plus eins macht zwei – wir würden also im zweiten Szenario knapp 140 Gigatonnen CO2äq einsparen. Fazit: Wenn wir die Waldzerstörung stoppen, den Wald nachhaltig umbauen, großflächig aufforsten und mit Holz statt Beton bauen, wird der Bausektor vom Klimasünder zum Klimafreund.
Interview: Eckart Baier
Zur Person
Prof. Dr. Hans Joachim Schellnhuber ist emeritierter Direktor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), das er 1992 gegründet hat. Er ist Gründer und Geschäftsführer der Bauhaus Erde gGmbH.