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Bild: XTU Architects / zvg

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Klima & Energie

Energieversorgung der Zukunft: Frachtschiffe werden mit Segeln angetrieben, Jalousien gewinnen Solarstrom, und selbst die menschliche Haut soll sich als Kraftwerk bewähren

Die künftige Stromversorgung weckt die Phantasie von Architekten und Designern. Ihre teils realistischen, teils utopischen Projekte werden derzeit im Vitra Design Museum ausgestellt.

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Energieversorgung der Zukunft: Frachtschiffe werden mit Segeln angetrieben, Jalousien gewinnen Solarstrom, und selbst die menschliche Haut soll sich als Kraftwerk bewähren

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Das Pflaster klebt auf der Haut. Es erzeugt Strom durch die überschüssige Energie, die entsteht, wenn Schweiss verdunstet. Der Ertrag des briefmarkengrossen Bio-Films reicht aus, um ein Handy oder einen medizinischen Sensor zu laden. Das Energie-Pflaster der University of Massachusetts Amherst ist eines von hundert Projekten, die im Katalog zur aktuellen Ausstellung «Transform» im Vitra Design Museum vorgestellt werden.

Die Schau thematisiert die Energiegewinnung, die sich künftig immer weniger auf Länder beschränken wird, in denen Öl und Gas aus dem Boden sprudeln. Vielmehr wird sie allmählich in unseren Alltag, unsere Landschaften, unsere Städte, unsere Häuser, unsere Räume und unsere Kleider integriert. Die Kraftwerke rücken uns auf den Leib, im Extremfall werden sie direkt am Körper verbaut.

Die Zukunft des Energiehaushalts ist transdisziplinär. Das veranschaulicht etwa die Überbauung Copenhagen Hill des Architekturbüros BIG, die eine Kehrichtverbrennungs- und Heizkraftanlage mit einem künstlichen Hügel für Skifahrer auf dem Dach verbindet.

Die Energieversorgung wird ein Teil der gestalterischen Umwelt. Sie wird deshalb nicht nur von Ingenieuren errechnet, sondern auch von Architekten und Designern geformt. Nur so kann sie von der Bevölkerung akzeptiert und in unser Leben eingebunden werden. Im Vordergrund stehen deshalb nicht mehr nur Fragen nach Kilowattstunden, Energieeffizienz und Leitfähigkeit. Es geht auch um die Benutzerfreundlichkeit und die gute Form.

Zeitalter des Solarpunk

Jede Energie-Ära bringt eine eigene ästhetische Strömung mit sich. In den 1920er Jahren kam mit den ersten Automobilen das Streamline-Design auf, dessen Kurven der Aerodynamik folgten. Nach dem Zweiten Weltkrieg orientierte sich das Space-Age an den Materialien, die die Raumfahrt hervorgebracht hatte. Und nach der Ölkrise von 1973 begann die Architektur mit Solarmodulen zu experimentieren.

Heute imaginieren manche Architekten eine Energie-Baukultur mit dem Übernamen Solarpunk. Darin werden Aspekte von Science-Fiction und Cyber-Punk mit einem Techno-Futurismus rund um Solarkraft und Elektromobilität kombiniert: «Blade Runner»-Ästhetik nicht als düstere Dystopie, sondern als besonnte und begrünte Utopie.

Wie die Bauten der Zukunft aussehen, ist heute aber so offen wie schon lange nicht mehr. Es ist die Zeit gewagter Entwürfe und grosser Visionen, die viele Fragen aufwerfen. Die meisten spekulativen Ideen werden an der Realität scheitern. Dennoch erfüllen sie eine Funktion: Sie zeigen auf, dass neue Formen möglich sind. Design als Katalysator.

Viele neue Projekte stammen aus dem Hightech-Bereich. Photovoltaikzellen sollen direkt ins Gewebe eingearbeitet werden, Miniatur-Windkraftanlagen sollen Strassenlaternen versorgen. Und eine Kochstation könnte mit aus dem Solarstrom erzeugten Wasserstoff betrieben werden.

Tobias Trübenbacher, PAPILIO, windenergiebetriebene Straßenlaterne, 2021. Bild: Nikolai Marcinowski / zvg

Tobias Trübenbacher, PAPILIO, windenergiebetriebene Straßenlaterne, 2021. Bild: Nikolai Marcinowski / zvg

Doch es gibt auch vielversprechende Lowtech-Projekte. Relevant sind weniger die alten, romantischen Ansätze, die meist auf den Camping-Bereich abzielen. Der Solarkocher etwa gehört seit den 1980er Jahren zum Öko-Traum. Durchgesetzt hat er sich bis heute nicht. Wir wollen schliesslich auch warm essen, wenn es bewölkt ist.

Wenn Lowtech aber realitätsnäher eingesetzt wird, hat sie viel Potenzial. Die Firma B-Energy zum Beispiel hat einen Biogasbehälter entwickelt, der sich mit Gurten auf dem Rücken transportieren lässt. Der B-Pack fasst 1000 Liter Roh-Biogas, was ungefähr 4 Kilogramm wiegt und für zwei bis vier Stunden Kochzeit ausreicht. In ruralen Gegenden im globalen Süden kann das Produkt den Umstieg von Holz und Kohle auf Gas im Alltag begünstigen.

Mit der Kraft der Sonne

Auch bei der Energieversorgung von Gebäuden kann man mit einfachen Lösungen weit kommen. Fensterläden aus Terrakotta kühlen dank Wasserfüllung die Luft, faltbare Jalousien können Solarstrom gewinnen. Aber Strom sollte man auch sparen. Das Büro Takk hat in Madrid eine Wohnung mit drei unterschiedlichen Klimazonen eingerichtet. So weit wie früher, als es nur in der guten Stube warm war, wird man nicht gehen. Aber unbeheizte Räume oder Wintergärten mit Sonnenbestrahlung könnten einen Beitrag zum Stromsparen leisten.

Nachdem sich die Architekten lange schwer damit getan hatten, die Photovoltaik (PV) in Fassaden zu integrieren, ist aus der Solararchitektur unterdessen ein eigener Baustil geworden. Dabei haben neue Beschichtungen den gestalterischen Spielraum erweitert. Die Copenhagen International School von C. F. Møller Architects ist beispielsweise mit 12 000 PV-Modulen bestückt, die hinter farbigem Glas verschwinden. Auch höhere Breitengrade schrecken Solaringenieure heute übrigens nicht mehr ab, wenngleich die Leistung sinkt. Das Büro Snøhetta hat 2019 in Trondheim in Norwegen das nördlichste energiepositive Gebäude der Welt gebaut.

Die Copenhagen International School von C. F. Møller Architects ist mit 12 000 PV-Modulen bestückt, die hinter farbigem Glas verschwinden. Bild: Adam Mørk / zvg

Die Copenhagen International School von C. F. Møller Architects ist mit 12 000 PV-Modulen bestückt, die hinter farbigem Glas verschwinden. Bild: Adam Mørk / zvg

Ein weites Feld für energetische Spekulationen ist die Mobilität. Seit der Elektrifizierung von Autos und Flugzeugen sind Ingenieure wie Designer gefordert. Viele träumen davon, die Energie für den Antrieb direkt am Gefährt zu erzeugen. Volvo hat schon vor zehn Jahren einen faltbaren PV-Pavillon entworfen, der ein Auto in 12 Stunden lädt. Der Covestro-Sonnenwagen, den Studenten aus Aachen 2019 konstruierten, fährt bis zu 500 Kilometer weit – direkt angetrieben von den Solarmodulen auf der Karosserie. Doch die breite Anwendung solcher Projekte bleibt Wunschdenken , solange der Wirkungsgrad der PV-Elemente nicht drastisch steigt – und solange die Sonne nicht jeden Tag strahlt.

Realistischer scheint die Idee des Berliner Startups Ono, das ein E-Cargo-Bike entwickelt hat, das Zalando-Pakete ausliefern soll und dafür Velowege nutzt. Auch im grossen Massstab soll der Gütertransport ökologischer werden – dank einer alten Idee: In Schweden wird Oceanbird entwickelt – ein Frachtschiff, das von 40 Meter grossen Segeln angetrieben und nur mit einem Hilfsmotor ausgestattet sein wird.

Mit dem E-Cargobike des Berliner Startups Ono sollen Pakete ausgeliefert werden. Bild: Janine Graubaum / zvg

Mit dem E-Cargobike des Berliner Startups Ono sollen Pakete ausgeliefert werden. Bild: Janine Graubaum / zvg

Energie in der Landschaft

Die Energiegewinnung in industriellem Massstab ist unbeliebt, weil sie stark in die Landschaft eingreift. Gegen Solarparks in den Schweizer Alpen gibt es bereits vehementen Widerstand. Und in Deutschland dauert die Bewilligung von Windkraftanlagen meist Jahre. Neben rechtlichen und technischen Verbesserungen könnte die Gestaltung helfen, die Akzeptanz zu erhöhen.

Studierende der École cantonale d’art de Lausanne (Écal) haben Windkraftanlagen entworfen, die besser in die Landschaft passen – dank grünen Rippen im Schaft. Das Problem erinnert aber insgesamt daran, dass der Mensch die Natur seit Jahrtausenden markant verändert. Die Landschaften der Zukunft sehen anders aus als früher. Doch ein Feld ist eigentlich schon fast so künstlich wie ein Windpark.

Weniger umstritten ist die Integration der Energiegewinnung in gebaute Kontexte. Das Schweizer Startup Energy Vault hat ein System entwickelt, das mit hochgehievten Betonblöcken Energie speichert – ähnlich wie ein Pumpspeicherkraftwerk potenzielle Energie nutzt. In China und in Texas sind die ersten Anlagen im Bau. Andere Firmen forschen an Windkraftanlagen, die im urbanen Kontext funktionieren und zum Beispiel die Fallwinde von Hochhäusern nutzen.

Studierende der École cantonale d’art de Lausanne entwickeln Windkraftanlagen, die besser in die Landschaft passen. Bild: Arthur Seguin / zvg

Studierende der École cantonale d’art de Lausanne entwickeln Windkraftanlagen, die besser in die Landschaft passen. Bild: Arthur Seguin / zvg

Grosse Energiereserven birgt auch der Himmel. Mehrere Weltraumbehörden forschen an Methoden, Solarenergie im All einzufangen, wo die Sonne immer scheint. Der Strom soll dabei mittels Mikrowellen auf die Erde geschickt werden. Was nach Science-Fiction klingt, hat das California Institute of Technology 2023 in ersten Tests bereits realisiert.

Die Zukunft der Energieversorgung fordert die Phantasie von Ingenieuren, Designern und Architekten heraus. Am meisten gestalterische Euphorie entwickeln Letztgenannte, wenn es darum geht, die Infrastrukturen fossiler Energie umzunutzen. Tankstellen möchten sie zu Quartierzentren, zu Schwimmbädern oder Gemüsefarmen umbauen. Alte Bohrinseln sollen zu Filtrations-Türmen umgerüstet werden, die das Mikroplastik, das sie einst mitverursacht haben, wieder aus dem Meer fischen. Die XTU Architects aus Paris ersinnen Konzepte, um Ölbohrplattformen in exotische Ferieninseln zu verwandeln. Ihre Illustrationen begrünter Infrastruktur zeugen von der Sehnsucht, die Technik wieder mit der Natur zu versöhnen.

Während viele Länder derzeit neue Reaktoren bauen, um das Klima zu retten, diskutiert man in Deutschland über die Umnutzung stillgelegter Atomkraftwerke. Das aber zeigt: Neben Ingenieurwissen und Gestaltungskompetenz spielen Ideologien eine entscheidende Rolle, wenn die Weichen für die Energiezukunft gestellt werden.

Andres Herzog, «Neue Zürcher Zeitung» (30.04.2024)

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Ausstellung im Vitra Design Museum

«Transform! Design und die Zukunft der Energie»: Ausstellung im Vitra Design Museum in Weil am Rhein bis 1. September.

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