Die verborgenen Folgen des Ressourcen-Verbrauchs in Städten sichtbar machen

In der Regel wird die Distanz mit dem Flugzeug überwunden. Immerhin liegen zwischen Neuseeland und London mehr als 18000 Kilometer. Thomas Elliot jedoch entschied sich für eine nachhaltigere, wenn auch weitaus zeitintensivere Variante. Nach dem Abschluss seines Masters in Umweltingenieurwissenschaften machte sich der Neuseeländer 2015 auf den Weg. Elliot segelte erst mit Freunden vier Monate über den Pazifik bis nach Indonesien, von wo aus es dann mit dem Fahrrad durch Südostasien und Indien weiter nach Südosteuropa und von dort Richtung Norden nach London ging. Neun Monate war der Umweltingenieur unterwegs. Neun Monate, die ihn und seine weitere Forschungsarbeit geprägt haben.

Entwicklung eines Online-Tools für Stadtplaner und Entscheidungsträger

In London angekommen stieß Elliot in einem Forschungsforum auf das Forschungsprojekt ESTIMUM (Ecosystem Service Toolbox developed from multi-scale Integrated Modelling of Urban Metabolism), das am Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) von Benedetto Rugani geleitet wird. Hinter der Bezeichnung ESTIMUM verbirgt sich die Entwicklung eines Online-Tools, das Stadtplanern oder politischen Entscheidungsträgern die Folgen unterschiedlicher Entwicklungsszenarien für unsere Umwelt und Gesundheit aufzeigen soll. Was daraufhin zu entsprechenden Kompensierungsmaβnahmen führen könnte – so hofft Elliott. 

„Mehr als die Hälfte der weltweiten Bevölkerung lebt in Städten und es werden immer mehr“, sagt Elliot. In Europa seien es bereits drei Viertel der Bevölkerung. „Es gibt also vor allem in Städten einen enormen Ressourcen-Verbrauch, sei es Energie oder Nahrung, was wiederum auch Auswirkungen auf die Umwelt in anderen Regionen der Erde hat“, erklärt der Forscher. „Wir haben es aufgrund des hohen Konsums in Städten also mit Problemen zu tun, die ein Stück weit im Verborgenen bleiben, weil sie ganz woanders auftreten.“

Steigender Konsum verstärkt die ökologische Ungerechtigkeit

Aus seiner Heimat Neuseeland werde zum Beispiel sehr viel Fleisch und Milch exportiert, erklärt der Umweltingenieur. „Wenn du in Peking lebst und neuseeländische Produkte konsumierst, dann hat das auf die Umwelt in Peking sehr wenig Einfluss, wohl aber in Neuseeland aufgrund der intensiven Landwirtschaft, weil dort viel Land, viel Nahrung und viel Energie benötigt wird.“

Mit dem Fahrrad ist Thomas Elliot quer durch Asien bis nach Europa gefahren

Wo und in welcher Form diese Probleme auftreten können, hat Elliot bei seiner Reise durch die Länder Südostasiens gesehen. „Ich habe Leute getroffen, die in Not leben und mit den Folgen der sozialen und ökologischen Ungerechtigkeit zu kämpfen haben“, sagt er. Das habe ihn dazu motiviert, die Rolle des Konsums zu untersuchen, der zu dieser Ungerechtigkeit führt. Und am stärksten konsumiert werde nun mal in Städten. Zum einen natürlich, weil dort die meisten Menschen lebten, erklärt er, zum anderen aber auch, weil viele Menschen vor allem deshalb in Städte zögen, da dort die Chancen auf Wohlstand größer seien.

Blick auf den urbanen Metabolismus

Diese Entwicklung kurbelt das an, was im ESTIMUM-Projekt als „urbaner Metabolismus“ bezeichnet wird. Beschrieben wird damit, wie sich Materialien und Energie durch eine Stadt bewegen, dabei einen Mehrwert schaffen und schließlich als Abfälle und Emissionen freigesetzt werden.

Das interdisziplinäre Projekt deckt dabei unterschiedliche Bereiche ab. Elliot, der im Rahmen seiner Doktorarbeit zu diesem Projekt beitrug, arbeitete mit einem Modell, das viele Aspekte der Umweltwissenschaften vereint. So flossen zum Beispiel Prognosen über die weitere zukünftige Versiegelung in Städten mit ein. „Wenn wir wissen, dass die Bevölkerung um einen gewissen Prozentsatz steigt, müssen wir davon ausgehen, dass auch der Bedarf an Wohnraum entsprechend steigen wird“, sagt er. Bei seinem Modell gehe es darum, sich mit Hilfe einer Lebenszyklus-Analyse diesen Auswirkungen anzunähern.

Mit Hilfe der Systemdynamik die komplexen Zusammenhänge offenlegen

„Nehmen wir zum Beispiel mein Smartphone. Es benötigt Energie, damit es funktioniert, und wenn die Lebensdauer zu Ende ist, können einzelne Komponenten recycelt werden. Zunächst aber muss es ja erst einmal hergestellt werden. Und der Produktionsprozess kann beispielsweise zu Verschmutzungen des Trinkwassers und anderen negativen Umwelteinflüssen führen. Gleiches gilt aber auch für Fleisch und sonstige Nahrungsprodukte“, erklärt er. Durch die Kombination der Lebenszyklus-Analyse und der Prognose zur weiteren Entwicklung einer Stadt ließen sich so also die Auswirkungen verschiedener Szenarien vorhersagen. 

Elliot, der auch über einen mathematischen Hintergrund verfügt, bediente sich dabei der sogenannten Systemdynamik. Diese von einem amerikanischen Informatiker in den 1950er Jahren entwickelte Methodik dient dazu, dynamische und komplexe Sachverhalte in (vor allem sozioökonomischen) Systemen zu modellieren, zu simulieren, zu analysieren und zu gestalten. Im konkreten Fall hilft die Systemdynamik also dabei zu zeigen, welche Auswirkungen urbane Entwicklungen auf das globale System haben.

Auswirkungen der urbanen Entwicklung lassen sich vor Ort nur begrenzt kompensieren

„Meine Forschung soll zeigen, wie die Auswirkungen dieser komplexen Zusammenhänge durch ökologische Kompensationen gedämpft werden können“, so Elliot. „Das können zum Beispiel neue Grünanalagen sein, die in der Stadt als Ausgleichsmaßnahme entstehen, genauso gut können als Gegenleistung aber auch Projekte dort unterstützt oder initiiert werden, wo sich die Auswirkungen des städtischen Wachstums bemerkbar machen.“ Das Problem in den Städten sei nun mal die begrenzte Fläche, sagt er. „Je mehr Menschen also in den Städten leben, desto weniger Fläche steht vor Ort zur Verfügung, um die damit verbundenen Auswirkungen zu kompensieren.“

Das Online-Tool, das im Rahmen des ESTIMUM-Projekts entwickelt wird, können Nutzer zukünftig dann mit entsprechenden Daten wie beispielsweise Zahlen zur Bevölkerungsentwicklung füttern, um dann verschiedene Szenarien zu simulieren. „Das Ergebnis“, so Elliot, „ist eine Karte der Stadt, auf der man sehen kann, wo sich die Umweltauswirkungen bemerkbar machen, wo das Ökosystem seinen Beitrag leistet, aber auch, wo ein bestimmtes Konsumverhalten zu entsprechenden Auswirkungen in und außerhalb der Stadt führt“

Das Konsumverhalten insgesamt überdenken

Letztendlich aber führe kein Weg daran vorbei, den Ressourcen-Verbrauch und das Konsumverhalten insgesamt zu verändern, betont der Umweltingenieur. „Wir müssen auf nachhaltigere Produkte setzen, vor allem aber auch weniger oder zumindest effizienter konsumieren“, sagt er. „Wir verfüttern Pflanzen an Tiere, die wir dann essen, obwohl der Nährwert der verfütterten Pflanzen höher ist als der des Fleischs.“ Das sei ein gewaltiges Problem, auf das die Entscheidungsträger aber nur wenig Einfluss hätten, da man den Leuten ja das Essverhalten ja nicht vorschreiben könne. Für Städte beziehungsweise Stadtplaner sei es deutlich einfacher, Maßnahmen zur Reduzierung des Verkehrs umzusetzen oder öffentliche Verkehrsmittel umsonst anzubieten, erklärt der Forscher. „Das lässt sich gut umsetzen, ist auch sinnvoll, trägt letztlich aber nur minimal zur Lösung des Problems bei.“

Autor: Uwe Hentschel
Fotos: Thomas Elliot

Hier ein Video-Portrait von Thomas Elliot und weiter unten zwei Videos der Verteidigung seiner Doktorarbeit

Thomas Elliot verteidigte seine Doktorarbeit mit dem Titel "The far-reaching impacts of urbanisation on ecosystem services and how we can tackle them" in einer öffentlichen Video-Konferenz am 14. Januar 2021 am Instituto Superior Técnico in Lissabon, Portugal.