Die Materialität der elektrifizierten Smart City
Die Materialität der elektrifizierten Smart City
Zur Erinnerung
In Kapitel 3 bis 5 dieses Kurses haben wir den weitreichenden Einsatz großer und kleiner Sensoren und Computer sowie die weitere Elektrifizierung großer Teile der städtischen Energieversorgung und Mobilität als Lösungspfade für nachhaltigere Städte beschrieben. Diese Entwicklungen haben aber wiederum Folgen für die Materialkreisläufe unserer Städte.
Auf der Inputseite verändert sich der Bedarf an benötigten Rohstoffen. Nachhaltige Smart Cities sind verstärkt auf Metalle (z.B. Lithium, Nickel, Kobalt, Kupfer und die so genannten seltenen Erden) und andere Hightech-Rohstoffe (z.B. Silizium, Graphit, Quarzsand) für Photovoltaik, Windkraft, Elektromotoren, Batteriespeicher, Sensorik und digitale Infrastruktur angewiesen. Der Abbau solcher Materialien erfolgt häufig in Ländern mit schwacher Umweltgesetzgebung bzw. wenig ausgeprägten staatlichen Durchsetzungsmöglichkeiten für solche Standards (WBGU, 2016). Ähnliches gilt für soziale Nachhaltigkeitsaspekte wie Arbeitsschutz, soziale Sicherung oder auskömmliche Bezahlung. Auch hier besteht eine Herausforderung also darin, nicht zugunsten des einen Nachhaltigkeitsziels wie Klimaschutz andere Nachhaltigkeitsziele zu opfern.
Ein zusätzliches Problem besteht darin, dass sich durch die veränderten Materialbedarfe nachhaltiger Städte Verschiebungen geopolitischer Machtverhältnisse ergeben. Rohstoffvorkommen sind oft lokal konzentriert. Eine Verschiebung der Bedeutung von Öl, Kohle und Gas zu den genannten Metallen produziert daher wirtschaftlich und politisch Gewinner und Verlierer, was historisch häufig die Gefahr von Konflikten bis hin zu bewaffneten Auseinandersetzungen erhöht hat.
Falls Du die internationalen Nachrichten verfolgst, hast Du sicher die schon Jahre anhaltenden harten Auseinandersetzungen vor allem zwischen den USA, der EU und China über die Ausgestaltung der Handelsbeziehungen mitbekommen, und die Veränderungen des städtischen Materialbedarfs auf der Welt sind eine Ursache (von mehreren) dafür.
Metalle der seltenen Erden
… sind eigentlich gar nicht selten im geologischen Sinne, aber ihre Gewinnung ist aufwändig, da sie meist nur in geringen Konzentrationen auftreten, nur in einzelnen Regionen der Welt abbaubar sind und technische komplexe Trennprozesse erfordern. Dazu gehören Yttrium und Scandium sowie die 15 Lanthanoide. Sie werden unter anderem für die Herstellung von Magneten benötigt, die in Elektromotoren und Windgeneratoren zum Einsatz kommen, und sind daher für die Energiewende (vgl. Kapitel 4) von zentraler Bedeutung.
Auf der Outputseite entstehen in elektrifizierten Smart Cities immer größere Mengen an Elektroschrott, die bei unsachgemäßer Entsorgung ihrerseits lokale Umweltprobleme und Gesundheitsgefährdungen verursachen (WBGU, 2016). Recyclingsysteme sind technisch und institutionell noch nicht weit entwickelt, obwohl das eigentlich gerade angesichts des Werts und der Knappheit der in diesen Produkten enthaltenen Metalle dringend geboten wäre. Laut Angabe des WBGU (2016) werden 16-38% der jährlich etwa 11,6 Mio. t in der EU anfallenden Elektroschrotts exportiert und enden in Recyclingwerkstätten in informellen Siedlungen, wo sie zwar Wertschöpfung erzeugen und Arbeitsplätze bieten, das aber überwiegend zu inakzeptablen ökologischen und gesundheitlichen Bedingungen.
Also, ...
... man kann die Energiewende und die Entwicklung digitalisierter Smart Cities nicht isoliert denken vom Aufbau einer fachgerechten Kreislaufwirtschaft, welche bei den schnellen Produktlebenszyklen von Smartphones und Computern die verwendeten Rohstoffe dauerhaft im urbanen Materialfluss hält und so die Umweltauswirkungen sowohl bei Abbau als auch Entsorgung der Rohstoffe minimal bleiben.