Samuel, zehn Jahre alt, will zukünftig solarbetriebene Luftschiffe statt Flugzeuge nutzen. Lara, ebenfalls zehn Jahre alt, will den Verkehr auf drei unterirdische Ebenen legen, getrennt für Autos, U-Bahnen und für Züge. Im Forschungsprojekt «Co-creating Circular Economy», das vom Schweizerischen Nationalfonds, vom Haushaltgerätehersteller V-Zug und vom Digital-Wirtschaftsverband Swico getragen wird, untersuchten Forscherinnen und Forscher der Empa in Zusammenarbeit mit der Pädagogischen Hochschule St. Gallen Zukunftsthemen wie die Kreislaufwirtschaft. Erwachsene hätten von vielen Dingen fixe Vorstellungen und würden viele Gründe finden, warum etwas nicht funktionieren soll – frage man aber Kinder, bekomme man tausend Ideen, lässt sich eine Projektverantwortliche zitieren. Nur mit Visionen lasse sich eine Gesellschaft zum Handeln bewegen, heisst es auf der Projektwebseite weiter. Demnächst soll ein Buch zum Thema erscheinen.
Die Komponenten leben viel länger als die Gebäude
Mengenmässig haben Baumaterialien wie Beton und Asphalt laut Empa die grösste Bedeutung für die Kreislaufwirtschaft. Auf diese Materialien entfallen rund 60 Prozent des jährlichen Abfallaufkommens in der Schweiz. Mitte 2023 hatten sich ein Dutzend grosse Einrichtungen wie grosse Immobilienfirmen, Versicherungen und Bundesämtern auf die «Charta kreislaufbasiertes Bauen» verständigt. Die Unterzeichnung hatte im «Nest» stattgefunden, dem modularen Forschungs- und Innovationsgebäude der Empa und der Eawag. Hier werden unter Beteiligung der mehr als 150 Partner aus Forschung, Wirtschaft und öffentlicher Hand neue Technologien und Baukonzepte unter realen Bedingungen getestet, weiterentwickelt und im Praxisalltag eingesetzt. «Urban Mining & Recycling» und «Sprint» bilden zwei Projekte, die auf der These aufbauen, wonach sich alle für die Herstellung eines Gebäudes erforderlichen Materialien vollständig wieder verwenden, verwerten beziehungsweise kompostieren lassen. Oder Gebäude lassen sich innert kurzer Zeit flexibel neu respektive anders nutzen.
Zement bildet die Grundlage vieler Gebäude: Eine im Juli 2024 von Forschenden des Imperial College in London zusammen mit der Empa publizierten Arbeit wies nach, dass und wie die CO₂-Mineralisierung von Zementabfällen ein kostengünstiger Weg darstellt, wie Emissionen deutlich reduziert werden können. Rezyklierter Zementstein aus Abrissbeton erwies sich dabei als am effektivsten und am günstigsten.
Bisher weniger im Rampenlicht stehende weitere Materialien, die am Bau verwendet werden, sind karbonverstärkte Kunststofflamellen (CFK-Lamellen). Das Recycling hierfür gilt als zu aufwendig und zu teuer. Ein neues Forschungsprojekt der Empa untersucht, wie sich die Lebensdauer von Gebäuden mit solchen wieder genutzten Elementen verlängern lässt.
Abflug in den Feriensimluator
Mit «Mining the Atmosphere» erforscht man bei der Empa Wege, CO₂ aus der Luft zu entfernen. Das Gas lässt sich umwandeln und in andere Materialien überführen, wodurch genutzte fossile Rohstoffe ersetzt werden. Die ersten Anwendungsfälle richten sich auf hochwertige Massenprodukte aus, die sich gut verkaufen lassen und mit denen man wieder massgebliche Beiträge zur Finanzierung einspielen kann.
Und auch im Energiebereich stecken viele Materialien, die im Rahmen der Kreislaufwirtschaft wieder genutzt beziehungsweise zurückgewonnen werden können. Grundlage für solche Vorhaben ist laut Empa eine konsequente Umsetzung des «Design for Disassembly»-Ansatzes. Hierbei plant und baut man Gebäude, Anlagen und Fahrzeuge so, dass am Ende der Nutzung die Materialien so einfach wie möglich zurückgewonnen werden können.
Und auch die Ferien lassen sich anders konzipieren, wenn es nach dem neunjährigen Lars aus dem eingangs erwähnten Forschungsprojekt geht: Die Simulation einer Reise in den Süden kann auch im gemütlich warmen Gewächshaus nebenan erfolgen.