„Urban Water Resilience“ im Fokus: Am 28. November 2024 laden die BLUE
PLANET Berlin Water Dialogues ein, gemeinsam mit internationalen
Expert:innen und Entscheider:innen aus Forschung, Wirtschaft und Politik
zukunftsweisende Konzepte für widerstandsfähige Wassersysteme in Städten
zu diskutieren.

„Urban Water Resilience“ im Fokus: Am 28. November 2024 laden die BLUE
PLANET Berlin Water Dialogues ein, gemeinsam mit internationalen
Expert:innen und Entscheider:innen aus Forschung, Wirtschaft und Politik
zukunftsweisende Konzepte für widerstandsfähige Wassersysteme in Städten
zu diskutieren. Der Klimawandel verlangt ein ganzheitliches Umdenken von
grauer, blauer und grüner Infrastruktur. Nach der Begrüßung durch
Staatsekretär Dr. Severin Fischer (Senatsverwaltung für Wirtschaft,
Energie und Betriebe) bietet die Online-Konferenz mit Keynotes von
renommierten Fachleuten wie Will Sarni (Earth Finance, Water Foundry
Ventures), Dr. Aklilu Fikresilassie (World Resources Institute Africa),
Dr. Darla Nickel (Berliner Regenwasseragentur) und Dr. Carlo W. Becker
(bgmr Landschaftsarchitekten) wertvolle Einblicke in innovative Strategien
und praxisnahe Lösungen. Die Veranstaltung wird von der Senatsverwaltung
für Wirtschaft, Energie und Betriebe gefördert.

Die diesjährigen BLUE PLANET Berlin Water Dialogues konzentrieren sich auf
innovative Ansätze in Wassermanagement und Stadtplanung, die die urbane
Resilienz stärken. Erfolgreiche Umsetzungsbeispiele zeigen den
Teilnehmenden wegweisende Perspektiven für zukunftsfähige Städte auf. Die
Veranstaltung gliedert sich in zwei zentrale Themenbereiche:
„Stadtplanung“ und „Infrastruktur und Digitalisierung“.

Die Eröffnung zum Thema Schwammstadt übernehmen Dr. Carlo W. Becker und
Dr. Darla Nickel. Dr. Becker, Landschaftsarchitekt und geschäftsführender
Partner von bgmr Landschaftsarchitekten GmbH, ist auf nachhaltige
Stadtentwicklung und Klimaanpassung spezialisiert. Dr. Nickel, Leiterin
der Berliner Regenwasseragentur, stellt das Schwammstadtkonzept als
praxiserprobtes Modell für eine dezentrale Regenwasserbewirtschaftung in
Berlin vor. Ihr Ansatz: Regenwasser lokal speichern, nutzen und versickern
lassen, um die Belastung urbaner Systeme zu reduzieren.

Anschließend bieten Projekt-Pitches vertiefte Einblicke in
klimafreundliche Stadtentwicklungsprojekte und Pilotvorhaben aus Europa.
Die erste Paneldiskussion, moderiert von Prof. Günter Müller-Czygan,
Professor für Wasserinfrastruktur und Leiter des Instituts für nachhaltige
Wassersysteme (inwa) an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Hof,
fokussiert auf die urbane Wasserresilienz angesichts extremer
Regenereignisse. Die Debatte hebt die dringende Notwendigkeit einer
urbanen Umgestaltung hervor.

Der zweite Themenblock „Infrastruktur und Digitalisierung“ wird von Will
Sarni eingeleitet, einem führenden Berater für innovative
Wasserstrategien. Sarni ist Leiter des Bereichs Wasser und Natur bei Earth
Finance. Außerdem ist er Gründer und General Partner von Water Foundry
Ventures, einem Venture-Fonds für Wassertechnologie, der sich auf die
Bekämpfung von Wasserknappheit, die Wasserqualität und den gerechten
Zugang zu Wasser konzentriert. Sarni unterstützt weltweit Unternehmen und
Organisationen dabei, nachhaltige Wassermanagementstrategien zu
entwickeln. Im anschließenden Pitch-Segment werden zukunftsweisende
Modelle für widerstandsfähige städtische Infrastrukturen vorgestellt. Die
zweite Paneldiskussion übernimmt Dr. Nicolas Caradot,
Forschungsgruppenleiter ‚Smart City & Infrastruktur‘ am Kompetenzzentrum
Wasser Berlin (KWB).

In der abschließenden Keynote beleuchtet Dr. Aklilu Fikresilassie, Leiter
des Programms „Thriving Resilient Cities“ beim World Resources Institute
(WRI) Africa, das Potenzial strategischer, datengestützter Maßnahmen für
resilientere Städte. Mit über 20 Jahren Erfahrung in Stadtentwicklung,
Umweltpolitik und Programmmanagement bietet Dr. Fikresilassie fundierte
Einblicke in die spezifischen Herausforderungen und Chancen des urbanen
Wassermanagements auf dem afrikanischen Kontinent.

Durch die BLUE PLANET Berlin Water Dialogues 2024 werden Dr. Pascale
Rouault, Geschäftsführerin des KWB, und Boris Greifeneder, Geschäftsführer
von German Water Partnership, führen.

Die Kunststoffindustrie soll praktikable Lösungen zu entwickeln, um den
Anteil von Rezyklaten in anspruchsvollen technischen Anwendungen zu
erhöhen. Auch gesetzliche Vorgaben treiben diese Entwicklung voran.
Dennoch sind potenzielle Anwender oft skeptisch, selbst wenn Rezyklate nur
teilweise eingesetzt werden. Um diese Bedenken zu adressieren, startet das
Fraunhofer LBF gemeinsam mit Partnern ein neues industrielles
Verbundprojekt. Ziel ist es, gezielte Analysen für ausgewählte, verfügbare
Stoffströme durchzuführen, damit Anwender die Additivierung und das
Compounding maßgeschneidert vornehmen können. Ein kostenfreier Online-
Vortrag am 21. November 2024 informiert über das Projekt.

Das Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) und der Circular Economy Action Plan
der EU sowie zukünftige gesetzliche Initiativen, wie die Single Use
Plastics (SUP) Directive und die End-of-Life Vehicles (ELVs) Regulation,
verlangen den verpflichtenden Einsatz von post-consumer Rezyklaten (PCR)
in hohen Mengen. Doch warum ist es für Recycler und Anwender immer noch so
schwierig, dies umzusetzen?

Unzureichendes Vertrauen in Kunststoffrezyklate als wesentliches Hemmnis?

Anders als bei post-industrial Rezyklaten (PIR) ist bei den PCR die
Vielfalt möglicher Zusammensetzungen durch Fremdpolymere, Nicht-
Kunststoffanteile, Additive, Klebstoffe sowie unterschiedliche
Alterungszustände sehr hoch und nicht zuletzt regional und saisonal
unterschiedlich. Derartige Schwankungen in den Eingangsqualitäten haben
jedoch zwangsweise Auswirkungen auf die Produkteigenschaften, sofern die
PCR als Sekundärrohstoffe eingesetzt werden.

Die Herausforderung beginnt früh in der Prozesskette: Bereits die
Identifikation und Bewertung geeigneter extrudierfähiger
Sekundärmaterialien wie auch die nachgelagerten Prozessschritte sind mit
hohem Aufwand verbunden. Ob im Ergebnis die Zieleigenschaften beim
Rezyklatkunststoff erreicht und gehalten werden können
(Chargenvariabilität) zeigt sich oft erst sehr spät. Potenzielle Anwender
haben daher häufig Vorbehalte bezüglich der Langzeiteigenschaften und des
Alterungsverhalten, sobald Rezyklate auch nur anteilig eingesetzt werden.

Vom geeigneten Stoffstrom über anforderungsspezifische Analytik zu
gezielten Compoundierungs- und Additivierungsstrategien für Engineering
Plastics

Aufgrund der hohen Anforderungen und der Verfügbarkeit spezialisierter
Stoffströme von PCR aus Engineering Plastics wie Polyamiden (PA),
Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT) und
Polycarbonat (PC) steht diese Materie im Mittelpunkt eines neuen Projektes
am Fraunhofer LBF. Eine umfassende Stoffstromrecherche wird jene
Stoffströme beleuchten, die ungenutztes Potenzial als
Sekundärrohstoffquelle bieten. Für ausgewählte Stoffströme wird Material
charakterisiert, wobei Abhängigkeiten zwischen Konfektionierungsform (z.
B. Flakes, Mahlgut, Granulat) und chemischer Zusammensetzung
berücksichtigt werden. Die Charakterisierung erfolgt hinsichtlich
relevanter molekularer Parameter mit physikalischen, rheologischen,
mechanischen und chemischen Methoden, wobei der Fokus auf chemischer
Zusammensetzung, Additiven und Molekulargewichtsverteilung liegt.

Unter Berücksichtigung individueller Anforderungsprofile, die von den
Projektpartnern vorgegeben werden können, werden dann am Fraunhofer LBF
beispielhafte Formulierungen mit ausgewählten Rezyklaten und definierten
Additiven entwickelt. Hierbei kommen maßgeschneiderte Additivpakete zum
Einsatz. Am Beispiel der thermischen Alterung (Ofenalterung) werden von
diesen Compounds auch Langzeiteigenschaften bestimmt. Der Fokus liegt hier
auf den rheologischen Eigenschaften und dem mechanischen Verhalten, die
sich infolge der Alterung ergeben. Am Ende des Projektes wird nicht nur
ein besseres Verständnis für das Zusammenspiel von Zusammensetzung und
Qualität der Eingangsstoffströme erreicht. Die Teilnehmer sollen zudem
umfassendere Kenntnisse im Umgang mit ihren eigenen Rohstoffen und
Anwendungen erwerben.

Gemeinsam mit Partnern die Lücke zwischen Grundlagenforschung und
industrieller Entwicklung schließen

In einem industriellen Verbundprojekt arbeiten mehrere Partner zusammen,
um wissenschaftliche Erkenntnisse bedarfsorientiert umzusetzen und die
Lücke zwischen Grundlagenforschung und industrieller Entwicklung zu
schließen. Die Partner können das Projekt nach ihren Bedürfnissen
gestalten und ihre Forschung gezielt optimieren.

Kostenfreier Online-Vortrag am 21. November 2024, 9.00 Uhr bis 11:00 Uhr

Zur Einführung in die Thematik bietet das Fraunhofer LBF für Interessierte
einen kostenfreien Workshop an. Die Themen Recycling (Übersicht),
Rezyklat-Analytik, Testung und Bewitterung werden dabei angesprochen. Ein
externer Referent berichtet aus der industriellen Anwendung.

Über zwei Drittel weniger CO2-Emissionen bei gleichbleibend hoher
Qualität: Fachleute des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP drehen an
zahlreichen Stellschrauben, um den vertrauten Baustoff in Zukunft
möglichst klimaneutral herstellen zu können. Ihre Lösungen zeigen sie auf
der Messe BAU vom 13.-17. Januar 2025 in München.

Wie sähe der perfekte Beton aus? Dieser Frage stellen sich die
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer IBP: Vielseitig
einsetzbar und nachhaltig sollte er sein, am besten aus lokalen Ressourcen
herzustellen, recycelbar und resistent, darüber hinaus CO2-arm produziert.
Dieses Ziel vor Augen arbeiten die Fachleute an vielseitigen Lösungen, die
das Potenzial haben, die Bauindustrie entscheidend zu verändern.

Auf der Suche nach dem perfekten Beton

Ein zentraler Hebel der Expertinnen und Experten: Sie ersetzen
verschiedene Bestandteile des Betons durch Pyrokohle. Zu deren Produktion
erhitzen sie Pflanzenreste oder andere organische Stoffe wie Methan in
sauerstoffarmer Atmosphäre. Bis zu 40 % des in den Pflanzen enthaltenen
Kohlenstoffes wird dabei als Feststoff in Form von Pyrokohle gespeichert.
Durch ihre Integration wird rechnerisch mehr Kohlendioxid im Beton
gebunden, als bei der Herstellung ausgestoßen wird.

Die Forschenden modifizieren die Pyrokohle nicht nur so, sodass sie
bedarfsgenau eingearbeitet werden kann. Darüber hinaus entwickelten sie
ein Verfahren, um den Zusatzstoff zu granulieren. Mit den hergestellten
Gesteinskörnungen kleiner zwei Millimeter ersetzen sie den Sand im Beton.
Damit wird dieser nicht nur klimafreundlicher, sondern auch bedeutend
leichter, was zusätzlich Transportkosten einspart.
»Wenn wir einen Teil Pyrokohle einsetzen, können  ca. drei Teile CO2 des
Gesamtprodukts reduzieren. Damit sind wir sehr nah am klimaneutralen Beton
und stehen der herkömmlichen Variante qualitativ in nichts nach«,
erläutert Dr. Volker Thome, Abteilungsleiter Mineralische Werkstoffe und
Baustoffrecycling am Fraunhofer IBP. Um die CO2-Bilanz des Betons weiter
zu verbessern und natürliche Ressourcen zu schonen, verwenden die
Fachleute zudem sogenannten biogenen Kalk, für dessen Herstellung eben-
falls Kohlendioxid der Atmosphäre entzogen und im Kalk als Feststoff
gebunden wird.

Den richtigen Ton treffen

Ein weiterer Ansatzpunkt der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, um
die CO2-Emissionen zu verringern, ist ein reduzierter Klinkergehalt im
Zement. Angesichts der rückläufigen Verfügbarkeit etablierter
Zementersatz- und Betonzusatzstoffe wie Hüttensande und Flugaschen
eruierten die Fachleute am Fraunhofer IBP Tone als alternative geeignete
Materialien, die in entsprechenden Mengen lokal verfügbar bleiben. In
Deutschland gibt es davon verschiedene Arten, die thermisch oder
mechanochemisch aktiviert dem Zement als Zumahlstoff zugegeben werden
können.

Im Projekt „LOCALAY“ untersucht eine Forschergruppe des Fraunhofer IBP auf
Basis verschiedener Tone Rezepturen für CO2-arme, zementklinkerreduzierte
und zementfreie Bindemittel, um sie in Massenbaustoffen einzusetzen. Die
Fachleute identifizieren und analysieren hierfür Ton-Lagerstätten. Darüber
hinaus entwickelten sie einen Reaktivitätstest, mit dem sie schnell
klären, wie spezifische Tone je nach Verwendungszweck zu aktivieren sind
und prüfen ihre Verarbeitbarkeit und Dauerhaftigkeit.

Tatsächlich befinden sich Tone in Deutschland vorwiegend im Bodenaushub.
Dieser wiederum bildet mit 125 Millionen Tonnen pro Jahr den größten
Mineralstrom des Lan-des. Um dieses Potenzial zu heben, bauen die
Fraunhofer-Spezialisten ihre Kompeten-zen der Bodenanalytik entsprechend
weiter aus – von der Verarbeitung von Bodenaus-hub zur Abtrennung der
Tonfraktion bis hin zur Nutzbarmachung feinster Tone in Filter-kuchen, die
etwa bei der Gemüsewäsche entstehen.

Ein antikes Original in die Moderne übertragen

Auf der Suche nach dem Beton der Zukunft lohnt sich ein Blick in die
Vergangenheit. In der Tat erfüllen in der Antike verbaute römische Betone
alle Kriterien moderner nachhaltiger Baustoffe. Sie sind zementfrei,
bestehen aus lokal verfügbaren Ressourcen wie Vulkanaschen und sind nicht
nur dauerhaft, sondern auch gegenüber vielen äußeren Einwirkungen
resilient. Bedauerlicherweise ging die ihnen zugrundeliegende Rezeptur
verloren. Im Projekt RICIMER (Roman Inspired Cement Innovation by Multi-
Analytical Enhanced Research) erforschen Fachleute des Fraunhofer IBP
gemeinsam mit ihren Kolleginnen und Kollegen am Max-Planck-Institut für
Festkörperforschung in Stuttgart diese Rezeptur. Ihr Ziel ist es, die
Originalformulierungen samt Additiven zu detektieren und auf moderne
Baustoffe zu übertragen.

Volker Thome ist überzeugt: »Wir stehen kurz davor, das Rätsel der antiken
zementfreien Formulierungen final zu lösen. Nun gilt es, auf Basis unserer
Ergebnisse neue Rezepturen zu erstellen, nach römisch-nachhaltigem
Vorbild, aber mit Müllverbrennungs- und Industrieaschen anstelle der in
der Antike verwendeten Vulkanaschen.«

Geopolymere – archaisches Wissen für die Zukunft erschließen

Selbst Zusatzstoffe, die Bauwerke beständiger machen, sind kein Phänomen
der Neuzeit. Weltwunder wie die ägyptischen Pyramiden sollen mit ihrer
Hilfe geschaffen worden sein: Hieroglyphen und Steininschriften zeugen von
flüssigen, künstlichen Sandsteinen, die weder durch Wasser noch Feuer
zerstört werden können.

Fakt ist, die sogenannten Geopolymere oder alkalisch aktivierten Binder
sind je nach Zusammensetzung korrosionsresistent, hochfest und unbrennbar.
Daher eignen sie sich für den Einsatz in chemisch stark beanspruchten
Bereichen, etwa zur Beschichtung von Abwasserkanälen. In Australien werden
sie aufgrund ihrer Festigkeit bereits in Landebahnen und Gebäuden verbaut.

Während man für die Herstellung herkömmlicher Baustoffe auf primäre
Rohstofflager angewiesen ist, nutzen die Fraunhofer IBP-Expertinnen und
Experten für die Produktion dieser Bindemittel kommunale Restmassen oder
industrielle Nebenprodukte wie Flugaschen und Schlacken. »Wir haben
mittlerweile große Erfahrung gesammelt und können bedarfsgerechte
Geopolymere produzieren«, erläutert Thome.

Auf der BAU, Weltleitmesse für Architektur, Materialien und Systeme in
München, stellen die Fachleute ihre Lösungen vom 13. bis 17. Januar vor.
Die Expertinnen und Experten präsentieren unter anderem Beispiele für
klimaneutralen Pyrokohlenbeton, römischen Beton und eine Auswahl an
Geopolymeren.