Michael Pawlyn: Den Einfallsreichtum der Natur in der Archtitektur umsetzen

Ich möchte mit einigen kurzen Beispielen beginnen. Das sind Spinndrüsen am Abdomen einer Spinne. Sie produzieren sechs verschiedene Typen von Seide, die zu Fasern versponnen werden, stärker als jede Faser die je von Menschen gemacht wurde. Am nächsten sind wir mit Aramidfasern gekommen. Und die zu machen bedingt extreme Temperaturen, extreme Drücke und eine Menge Verschmutzung. Und dennoch schafft es die Spinne bei Umgebungstemperatur und Normaldruck mit Rohmaterial aus toten Fliegen und Wasser. Das suggeriert das wir noch ein wenig zu lernen haben. Dieser Käfer kann einen Waldbrand 80km entfernt wahrnehmen. Das ist ungefähr die 10.000fache Reichweite eines menschengemachten Feuermelders. Und noch mehr, er braucht nicht einmal ein Kabel das bis zu einem Kraftwerk reicht, das fossile Brennstoffe verbraucht.

Nun sind das zwei Beispiele die ein Gespür dafür geben was Biomimikry bieten kann. Wenn wir lernen können Sachen herzustellen und zu machen wie die Natur, können wir Einsparungen um den Faktor 10, Faktor 100, oder sogar Faktor 1.000 bei Ressourcen und Energieverbrauch erreichen. Und wenn wir mit der Nachhaltigkeitsrevolution voranschreiten wollen, glaube ich, gibt es drei wirklich große Änderungen die wir bewerkstelligen müssen. Erstens, radikale Steigerung an Ressourceneffizienz. Zweitens, Verlagerung von einer linearen, verschwenderischen verschmutzenden Art Ressourcen zu Nutzen zu einem geschlossenen Kreislauf Modell. Und drittens, Veränderung von einer fossilen Brennstoffwirtschaft zu einer Solarwirtschaft. Und für alle drei, glaube ich, bietet Biomimikry eine Menge Lösungen die wir brauchen werden.

Sie können die Natur als einen Katalog von Produkten sehen, und all jene haben profitiert von einer 3.8 Milliardenjahren langen Forschungs-und Entwicklungsphase. Und in Anbetracht dieses großen Aufwands, macht es Sinn ihn zu nutzen. Also werde ich über einige Projekte reden die diese Ideen verfolgt haben. Und los gehts mit radikaler Steigerung an Ressourceneffizienz. Als wir am Eden Projekt gearbeitet haben mussten wir ein sehr großes Treibhaus bauen an einem Ort der nicht nur ungewöhnlich war sondern der sich ständig änderte, denn es wurde immer noch Gestein gefördert. Es war eine große Herausforderung, und es waren tatsächlich Beispiele aus der Biologie die viele Hinweise lieferten. Zum Beispiel waren es Seifenblasen die uns geholfen haben eine Gebäudeform zu entwerfen die funktionieren würde ungeachtet der letzten Erdgeschosse. Studieren von Pollen und Strahlentierchen und Kohlenstoffmoleküle half uns die effizientesten strukturellen Lösungen zu entwickeln unter Verwendung von Sechsecken und Fünfecken.

Der nächste Schritt war als wir die größe der Sechsecke maximieren wollten. Und um das zu tun mussten wir eine Alternative zu Glas finden, was sehr begrenzt ist im Bezug auf seine Stückgröße. Und in der Natur gibt es viele Beispiele von sehr effizienten Strukturen basierend auf Druckmembranen. Also begannen wir das Material ETFE zu erforschen. Es ist ein hochfester Kunststoff, den man in drei Schichten verbindet, an den Kanten verschweißt und dann aufbläst. Und das großartige an diesem Zeug ist, dass man Stücke machen kann, die ungefähr sieben Mal so groß sind wie aus Glas. Und es hat nur ein Prozent des Gewichtes von Doppelglas. Also waren es Einsparungen um den Faktor 100. Und wir fanden heraus, dass wir in einen positiven Zyklus kamen indem ein Durchbruch den nächsten ermöglichte. Also mit solchen großen, leichtgewicht Kissen, brauchten wir viel weniger Stahl. Mit weniger Stahl kam mehr Sonnenlicht hinein, was bedeutet das wir weniger extra Wärme im Winter hineinstecken müssen. Und mit weniger Gesamtgewicht im Überbau, gab es große Einsparungen im Fundament. Und am Ende des Projektes haben wir berechnet das das Gewicht des Überbaus tatsächlich weniger war, als das Gewicht der Luft im Inneren des Gebäudes.

Also denke ich das das Eden Projekt ein ziemlich gutes Beispiel ist wie Ideen aus der Biologie zu radikaler Verbesserung der Ressourceneffizienz führen können - dabei die gleiche Funktion erfüllt, aber mit einem Bruchteil an Ressourceneinsatz. Und tatsächlich gibt es massenhaft Beispiele in der Natur die Sie in vergleichbare Lösungen verwandeln können. Nun als Beispiel, können Sie hocheffiziente Dachstrukturen entwickeln auf Basis der Amazonas Riesenseerose, ganze Gebäude inspiriert durch Abalonen Gehäuse, ultraleichte Brücken inspiriert durch Pflanzenzellen. Es gibt eine ganze Welt an Schönheit und Effizienz zu entdecken wenn man die Natur als Entwurfswerkzeug verwendet.

Also jetzt möchte ich über die Idee vom linearen zum geschlossenen Kreislauf reden. Wir neigen dazu Ressourcen zu nutzen indem wir sie extrahieren, wir verwandeln sie in kurzlebige Produkte und dann entsorgen wir sie. Die Natur funktioniert sehr unterschiedlich. In Ökosystemen - wird der Abfall eines Organismus die Nahrung von etwas anderem im System. Und es gibt ein paar Beispiele von Projekten die bewusst versuchen Ökosysteme zu imitieren. Und einer meiner Favoriten ist das sogenannte "Cardboard to Caviar Project" von Graham Wiles. Und in ihrem Gebiet hatten sie viele Geschäfte und Restaurants die eine Menge Nahrung, Pappe und Plastikmüll produzierten. Das in einer Deponie endete. Nun das wirklich Schlaue ist, was sie mit der Müllpappe gemacht haben. Und ich werde einfach während der Animation weiterreden.

Also sie wurden dafür bezahlt es von den Restaurants einzusammeln. Sie schredderten dann die Pappe und verkauften sie an Reitsportzentren als Pferdestreu. Als das verschmutzt war, wurden sie erneut bezahlt sie einzusammeln. Sie gaben sie in Wurm-Kompostierungssysteme, was eine Menge an Würmern produzierte, die sie an sibirische Störe verfütterten, die Kaviar produzierten, den sie zurück an die Restaurants verkauften. Also verwandelte es einen linearen Prozess in ein Modell eines geschlossenen Kreislaufs, und es wurde im Prozess Mehrwert erzeugt. Graham Wiles fügt bis heute mehr und mehr Elemte hinzu, um Abfallströme in Pläne zu verwandeln die Mehrwert erzeugen. Und genau wie natürliche Systeme dazu neigen mit der Zeit an Vielfalt und Widerstandsfähigkeit zuzunehmen, gibt es ein Gefühl bei diesem Projekt dass die Zahl der Möglichkeiten einfach weiter ansteigen wird. Und ich weiß es ist ein eigenartiges Beispiel, aber ich denke die Folgerungen sind ziemlich radikal, denn es suggeriert, dass wir wirklich ein großes Problem -- Abfall -- in eine große Gelegenheit verwandeln können.

Und besonders in Städten -- können wir auf den gesamten Stoffwechsel der Städte blicken, und es als Gelegenheit wahrnehmen. Und das ist was wir machen werden beim nächsten Projekt über das ich rede, dem Möbius Projekt, bei dem wir versuchen, zahlreiche Aktivitäten zusammen zu bringen, alles in einem Gebäude, so dass der Abfall des Einen der Nährstoff eines Anderen wird. Und die Art der Elemente über die ich rede sind: erstens, wir haben ein Restaurant im Innern eines produktiven Treibhauses, ein wenig wie das hier in Amsterdam genannt "De Kas". Dann haben wir einen aneroben Fermenter der mit allem biologisch abbaubaren Abfall der Umgebung fertig wird, und in Wärme für das Treibhaus umwandelt und Elektrizität, die zurück ins Netz gespeist wird. Wir werden ein Wasseraufbreitungssystem haben Abwasser aufbereiten, in Trinkwasser umwandeln und erzeugen Energie aus den Feststoffen, wobei wir nur Pflanzen und Mikroorganismen verwenden Wir werden eine Fischfarm haben die mit Gemüseabfällen aus der Küche gefüttert wird und Würmern vom Kompost und liefern Fisch zurück zum Restaurant. Und wir werden auch einen Coffeshop haben, und die Mahlabfälle davon können als Substrat für den Anbau von Pilzen verwendet werden.

Sie erkennen also, dass wir Kreisläufe von Nahrung, Energie und Wasser und Abfall alles in einem Gebäude vereinen. Und aus Spaß, haben wir es für einen Kreisverkehr in der Londoner Innenstadt vorgeschlagen, der im Moment ein ziemlich unschöner Anblick ist. Manche von Ihnen werden das erkennen. Und mit ein wenig Planung, können wir einen Platz der von Verkehr beherrscht wird in einen verwandeln, der offenen Raum für Menschen bietet, der Menschen wieder mit Nahrung verbindet und Abfall in Gelegenheiten geschlossener Kreisläufe verwandelt.

Nun das letze Projekt über das ich reden möchte ist das "Sahara Forest Project", an dem wir im Moment arbeiten. Es mag vielleicht manche von Ihnen überraschen zu hören, dass ziemlich große Gebiete der gegenwärtigen Wüste, vor relativ kurzer Zeit tatsächlich bewaldet waren. Nun als Beispiel, als Julius Cäsar in Nordafrika ankam waren große Gebiete Nordafrikas bedeckt mit Zedern und Zypressenwäldern. Und während der Evolution des Lebens auf der Erde, war es die Kolonisierung des Landes durch die Pflanzen, die half das milde Klima zu erzeugen, dessen wir uns gerade erfreuen. Das Gegenteil stimmt auch. Umso mehr Vegetation wir verlieren, desto wahrscheinlicher ist es, dass wir den Klimawandel verschärfen und zu weiterer Desertifikation führen wird. Und diese Animation zeigt die photosynthetische Aktivität über den Zeitraum mehrerer Jahre. Und was Sie sehen können, ist dass die Grenzen dieser Wüsten sich ziemlich stark verschieben. Und deshalb stellt sich die Frage, ob wir an den Grenzbedingungen eingreifen können um Desertifikation zu stoppen, oder vielleicht sogar umzukehren.

Und wenn Sie einige Organismen betrachten, die sich fortentwickelt haben um in der Wüste zu leben, gibt es einige beeindruckende Beispiele für Anpassungen an Wasserknappheit. Das ist der Namibische Nebeltrinkerkäfer, und er hat einen Trick entwickelt, sein eigenes Trinkwasser in der Wüste zu ernten. Ihm gelingt das, indem er bei Nacht rauskommt, an die Spitze einer Sanddüne krabbelt, und weil er einen mattschwarzen Panzer hat, kann er Hitze in den Nachthimmel abstrahlen und wird ein wenig kühler als seine Umgebung. Also wenn eine feuchte Briese von der See weht, bilden sich Wassertropfen auf dem Panzer des Käfers. Kurz vor Sonnenaufgang neigt er seinen Panzer und Wasser fließt in seinen Mund, er nimmt einen guten Schluck, geht und versteckt sich für den Rest des Tages. Und die Raffinesse, wenn man es so nennen kann, geht sogar noch weiter. Denn wenn man genau auf den Käferpanzer schaut, gibt es viele kleine Beulen auf dem Panzer. Und diese Beulen sind hydrophil: sie ziehen Wasser an. Dazwischen ist eine wachsartige Schicht, die Wasser abweist. Und der Effket davon ist, wenn die Tropfen beginnen sich an den Beulen zu bilden, bleiben sie enge, sphärische Perlen, was bedeutet das sie sehr viel mobiler sind als wenn nur ein Wasserfilm den gesamten Panzer des Käfers bedeckte. Also obwohl es nur eine kleine Menge an Luftfeuchtigkeit gibt, ist es ihm dennoch möglich sie sehr effizient zu sammeln und in seinem Mund zu kanalisieren. Also ein beeindruckendes Beispiel an Anpassung an eine Umgebung stark begrenzter Ressourcen - und in diesem Sinne sehr relevant für die Arten der Herausforderung vor denen wir über die nächsten paar Jahre, nächsten paar Jahrzehnte stehen werden.

Wir arbeiten mit einem Mann der das "Seawater Greenhouse" erfunden hat. Das Gewächshaus ist für trockene Küstenregionen konzipiert, und es funktioniert dadurch, dass man eine ganze Wand voller Verdunstergittern hat, und man tropft Meerwasser darüber damit Wind durchbläst, dabei wird eine Menge Feuchtigkeit mitgenommen und im Prozess gekühlt. Also ist es innen kühl und feucht, was bedeutet das Pflanzen weniger Wasser zum Wachsen benötigen. Und dann auf der Rückseite des Gewächshauses kondensiert eine Menge der Feuchtigkeit als Trinkwasser in einem Prozess der effektiv identisch mit dem des Käfers ist. Und was sie bemerkten, mit dem ersten "Seawater Greenhouse" das sie bauten, war das es ein wenig mehr Trinkwasser produzierte als die Pflanzen im Innern verbrauchten. Also begannen sie das einfach auf dem Land zu verteilen. Und die Kombination davon und der erhöhten Feuchtigkeit hat einen ziemlich dramatischen Effekt auf die Umgebung. Dieses Photo wurde am Tag der Fertigstellung gemacht, und nur ein Jahr später, sah es so aus. Also war es wie ein grüner Tintenfleck der vom Gebäude ausging der Ödland in biologisch produktives Land zurück verwandelte - und in diesem Sinn, über nachhaltiges Design hinausgehend um restauratives Design zu erreichen.

Also sind wir eifrig daran, das zu vergrößern und wenden Ideen der Biomimirky an, um den Nutzen zu steigern. Und wenn man an die Natur denkt, denkt man oft daran dass es nur um Konkurrenz geht. Aber in Wirklichkeit in ausgereiften Ökosystemen, findet man genauso wahrscheinlich Beispiele für symbiotische Verbindungen. Also ein wichtiges Prinzip der Biomimikry ist es Wege zu finden, Technologien in symbotischen Gruppen zu verbinden. Und die Technologie auf die wir uns als idealen Partner für das "Seawater Greenhouse" einigten ist konzentrierte Sonnenenergie, welche sonnenverfolgende Spiegel verwendete um die Hitze der Sonne zu fokussieren um Elektrizität herzustellen. Und nur um ein Gespür für die konzentrierte Sonnenkraft zu geben, bedenken Sie, dass wir 10.000mal soviel Energie von der Sonne pro Jahr empfangen als wir zusammen von jeder Form verbrauchen - 10.000mal. Also sind unsere Energieprobleme nicht unlösbar. Es ist eine Herausforderung an unseren Einfallsreichtum. Und die Art der Synergie über die ich rede ist: erstens, diese beiden Technologien arbeiten sehr gut in heißen, sonnigen Wüsten. CSP braucht nur eine Versorung mit demineralsiertem Süßwasser. Das ist genau was das "Sewawater Greenhouse" produziert. CSP produziert eine Menge an Abwärme. Wir sind fähig all das zu verwenden um mehr Meerwasser zu verdampfen und die restaurierenden Vorteile zu verstärken. Und letzendlich, im Schatten unter den Spiegeln ist es möglich alle Arten an Nutzpflanzen anzubauen die nicht im direkten Sonnenlicht wachsen würden. Der Plan würde also wie folgt aussehen: Die Idee ist: Wir bauen diese lange Hecke an Gewächshäusern die im Wind stehen. Wir haben solarthermische Kraftwerke auf Abständen entlang des Weges.

Manche von Ihnen wundern sich vielleicht was wir mit dem ganzen Salz machen. Und mit Biomimikry, wenn Sie eine ungenutze Ressource haben, denken Sie nicht: "Wie werde ich das los?" Sie denken: "Was kann ich zu dem System hinzufügen um Mehrwert zu erzeugen?" Und es zeigte sich dass verschiedene Dinge in verschiedenen Stufen kristallisieren. Wenn man Meerwasser verdampft, das erste was auskristallisiert ist Calciumcarbonat. Und das setzt sich an den Verdampfern ab - und das sehen Sie auf dem Bild links -- schrittweise wird es mit Calciumcarbonat verkrustet. Also nach einer Weile, können wir es herausnehmen, und es als Leichtbaustein verwenden. Und wenn sie an den Kohlenstoff darin denken, der aus der Atmosphäre in den Ozean gelangt wäre, und dann in einem Bauprodukt eingeschlossen wird.

Die nächste Sache ist Natriumchlorid. Man kann das auch in einen Baustein komprimieren wie man es hier tat. Das ist ein Hotel in Bolivien. Und dann danach, gibt es alle Arten Verbindungen und Elemente die wir extrahieren können, wie Phospate, die wir zurück in den Wüstenboden bringen müssen um ihn zu düngen. Und es gibt nahezu jedes Element des Periodensystems im Meerwasser. Also sollte es möglich sein, wertvolle Elemente zu extrahieren, wie Lithium für Hochleistungsbatterien. Und in Teilen des arabischen Golfs, das Meerwasser, der Salzgehalt steigt stetig durch das Abführen von Abfallsole aus Entsalzungsanlagen. Und das drängt das Ökosystem beinahe zum Kollaps. Jetzt wären wir fähig all die Abfallsole zu verwenden. Wir können sie verdampfen um restaurierende Vorteile zu verstärken und die Salze festhalten, ein eiliges Abfallproblem in eine große Gelegenheit verwandeln. Wirklich, das "Sahara Forest Project" ist ein Modell dafür, wie wir CO2-neutrale Nahrung herstellen können, ergiebige erneuerbare Energie in einem der am meisten von Dürre geplagten Teilen des Planeten, genauso wie eine Umkehr der Desertifikation in manchen Gebieten.

Ich komme noch einmal zu den großen Herausforderung, die ich am Anfang nannte: radikaler Anstieg an Ressourcen Effizienz, geschlossene Kreisläufe und Sonnenindustrie. Sie sind nicht nur möglich, sie sind entscheidend. Und ich bin ausdrücklich davon überzeugt, dass ein Studium der Weise in der die Natur Probleme löst eine Menge Lösungen anbietet. Aber vielleicht wichtiger als alles andere, was dieses Denken bietet ist ein wirklich förderlicher Diskurs über nachhaltiges Design. Viel zu viel der Vorträge über die Umwelt verwendet sehr negative Sprache. Aber hier geht es um Synergien und Überfluss und Optimierung. Und das ist ein wichtiger Punkt.

Antoine de Saint-Exupery sagt einmal: "Wenn man eine Flotte an Schiffen bauen will, sitzt man nicht herum und redet über Schreinerei. Nein, man muss der Menschen Seelen entflammen mit Visionen entfernte Küsten zu erkunden." Und das ist was wir tun müssen, also lasst uns positiv sein, und lasst uns fortschreiten mit dem was die spannenste Zeit der Innovation sein könnte, die wir je gesehen haben.

Vielen Dank.

(Applaus)