Um den Rohstoff Sand ist ein regelrechter Kampf ausgebrochen – befeuert durch den Bauboom. Viele deutsche Baustellen liegen zwangsweise still, weil sie keinen Nachschub bekommen. Doch es gibt erste Alternativen.

Mitten im Thüringer Wald, wo die immergrünen Tannen dicht zusammenstehen und die vielen Berge im Winter Skitouristen anlocken, hat sich ein Mann aufgemacht, die Welt des Bauens zu revolutionieren. Im kleinen Örtchen Gehlberg verfolgt Gerhard Dust mit seinem Unternehmen Polycare die Vision, mit dem Sand der Wüste Häuser zu bauen.

Das ist eine ziemlich revolutionäre Idee, weil der reichlich vorhandene Wüstensand sich eigentlich nicht zum Bauen eignet. Denn die Sandkörner sind durch den steten Wind zu rund und zu klein, um als Baustoff zu funktionieren.

Das hat ironischerweise zur Folge, dass Wüstenstädte wie Dubai zu den größten Sandimporteuren der Welt gehören. Die Stadt am persischen Golf wurde hauptsächlich mit Sandkörnern aus dem Ausland gebaut. So hat allein das höchste Hochhaus der Welt, der 828 Meter hohe Turm Burj Khalifa, 330.000 Kubikmeter Beton verschlungen. Der Sand dafür musste aus Australien importiert werden. Auch für die künstlich aufgeschüttete Inseln Palm Islands musste Dubai tonnenweise Sand aus Down Under einführen.

„Uns geht der Sand aus“

Solche Megaprojekte gepaart mit einem weltweiten Bauboom und den stetig wachsenden Städten bleiben für das Ökosystem nicht ohne Folgen. Die Natur kann gar nicht so viel Sand nachliefern, wie derzeit verbraucht wird. „Uns geht der Sand zum Bauen aus“, sagt Professor Dirk E. Hebel, Experte für Nachhaltiges Bauen am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) „Für die Mixturen im Beton brauchen wir einen Sand, der eine bestimmte Siebkurve aufweist, also kleine wie auch größere Partikel in einem bestimmten Verhältnis besitzt. Sande, die durch Verwitterungsprozesse in Gebirgen entstehen und über Flüsse in unsere Meere gelangen, weisen genau diese Eigenschaften auf.“

Zur Zeit, so meinen Forscher, wird doppelt so viel Sand abgebaggert wie durch alle Flüsse unserer Erde überhaupt getragen wird. Nach einer Recherche des Schweizer Radios und Fernsehen SRF sind dies gigantische 15 Milliarden Tonnen pro Jahr, mit einem Handelsvolumen von 70 Milliarden US Dollar.

Gerhard Dust, der Unternehmer aus Thüringen, will diesen ökologischen Wahnsinn stoppen und gleichzeitig armen Menschen helfen. In den ehemaligen Räumen einer Forschungsstätte für Röntgenröhren in Gehlberg hat er ein Versuchslabor eingerichtet. Darin hat er sich mit seinem Forscherteam viele Jahre mit dem störrischen Wüstensand beschäftigt. Er fragte sich: Wie könnte man ihn zum Bauen nutzen? Wie wäre es möglich, nach Kriegen, Umweltkatastrophen oder in Slums schnell Wohnraum zu schaffen, wenn nichts weiter als Wüstensand und Schutt vorhanden ist? „Wir wollten ein Bausystem erfinden, das den Ärmsten der Welt schnell weiterhilft“, sagt Dust.

Schließlich fand er eine Lösung. Mit Polymerbeton ließ er Klötze herstellen, die wie Legosteine zu einem Haus übereinandergestapelt werden. Der Clou: Diese Steine bestehen hauptsächlich aus Wüstensand. Die kleinen runden Steinchen werden mit sogenannten Polymeren zusammengemischt. Nach 20 Minuten ist dieser Mix viermal so hart wie üblicher Beton.

Dabei ist der Polymerbeton keine neue Erfindung, bislang aber wird er hauptsächlich im Tiefbau verwendet. Etwa um Entwässerungsrinnen, Rohre und Kabelkanäle herzustellen. Anders als beim herkömmlichen Beton kommt bei dieser Methode kein Zement als Bindemittel zum Einsatz, sondern Kunststoff. Bei den Betonsteinen ist es Kunstharz, der zum Teil aus recycelten PET-Flaschen besteht. Das Polymerbetonprodukt hat Vorteile. Es ist extrem hart, wasserabweisend, leicht, absolut dicht und nicht schimmelanfällig. Das vielleicht wichtigste Argument aber ist: Bei der Produktion der Steine fällt kein Wasserverbrauch an. Für den Häuserbau in der Wüste geradezu perfekt und ökologisch sinnvoll.

100.000 Häuser in Namibia

Noch aber ist der herkömmliche Beton der „Megastar des 20. Jahrhunderts“, wie Architekt Hebel feststellt. Denn dieser Baustoff sei besonders gut erforscht, lasse sich in jede erdenkliche Form gießen und gehe mit dem Stahl eine perfekte Partnerschaft ein, die die nötigen mechanischen Eigenschaften in Bauelementen sicherstelle. Und er ist preiswert.

Für Unternehmer Dust war das kein Grund, nicht an seine Idee zu glauben. „Wir werden den Häuserbau revolutionieren“, ist er sich sicher. Nachdem er das Verfahren für die Polymerbetonklötze aus Wüstensand perfektioniert hatte, ist er mit seinem Produkt dahin gegangen, wo es viele Wüsten und Slums gibt. Nach Afrika.

So sehen die Steine von Polycare aus

In Namibia hat er mit Partnern vor Ort eine kleine Produktion in der Hauptstadt Windhuk aufgebaut. Die Häuser, die ohne Keller und Fundament auskommen, sollen laut Unternehmen dank einer speziellen Statik extrem standfest und sogar erdbebensicher bis Stufe acht sein. Für etwa 16.000 Euro, so der Unternehmer, könnte man dort ein 60-Quadratmeter-Haus aus Wüstensand-Polymer-Betonsteinen bauen. Das Modell überzeugte die Afrikaner: Polycare erhielt einen Großauftrag für 100.000 Hauseinheiten.

Der weltweite Bedarf nach ressourcenschonenden, schnell zu errichtenden Bauten liege, so Polycare, bei 1,2 Milliarden. Ganz im Sinne der Nachhaltigkeit wollen die Thüringer ihr Know-how an die weitergeben, die es dringend benötigen. Deshalb bildet Polycare derzeit am deutschen Standort Iraker und Syrer aus. Irgendwann, so die Vision, können sie dann beim Wiederaufbau ihrer Länder helfen. Mit festen Häusern, gebaut aus Sand und Schutt, den es dort in Massen gibt.

Tatsächlich ist Sand weltweit gefragter denn je. Denn der Rohstoff steckt nicht nur in Bauten, sondern in unzähligen Produkten. Beispielsweise in Glas, Zahnpasta, Mikrochips, Flugzeugen, Smartphones und Autos. Auch Asphalt verschlingt viel Sand und Gestein. So viel, dass derzeit in Deutschland zahlreiche Autobahnbaustellen unfreiwillige Stopps einlegen müssen, weil Baufirmen nicht genug Sand haben. Einige deutsche Baustellen, so berichtete das TV-Magazin „Kontraste“ kürzlich, müssen auf teuer importierten Sand aus Norwegen zurückgreifen. Ökologisch ist das ein Desaster. Deshalb suchen viele Unternehmen nach Alternativen.

Ein zunehmend beliebter Ansatz ist das sogenannte Urban Mining. Dabei werden dicht bebaute Städte selbst als riesige Rohstofflager angesehen. „Wir müssen es schaffen, die Baustoffe wiederzuverwerten, die bereits in unserer gebauten Umwelt vorhanden sind“, meint auch Hebel aus Karlsruhe. Es gäbe bereits interessante junge Start-ups, die diesen Ansatz verfolgten.

Zum Beispiel das niederländische Unternehmen Stonecycling, das Bauschutt weiterverwertet. Dieses Abfallprodukt macht nach Angaben des Unternehmens etwa 30 Prozent der gesamten Abfallmenge Europas aus. Warum also nicht sinnvoll nutzen? Es gibt bereits einige Initiativen, die den Schutt aus dem Bausektor wiederverwerten. Doch daraus entstehen in der Regel keine hochwertigen Produkte, stellen die Niederländer fest, sondern minderwertige Substanzen: „Bauprodukte, die einst einen Wert hatten, enden als Füllung unter Straßenbetten oder in einer der vielen Deponien.“

Dass es auch anders geht, zeigt nun Stonecycling. Dort stellen sie Bausteine aus dem Schutt her. Die Steine – und das ist die Geschäftsidee – werden als hochwertiges ästhetisches Produkt für den Fassadenbau produziert.

Die Geschichte des Unternehmens hat alle klassischen Zutaten einer Heldengeschichte, in der ein junger Idealist in der Garage an einer Erfindung tüftelt. Der Student Tom van Soest interessiert sich an der Design-Akademie in Eindhoven fürs Upcycling. Besonders fokussiert er sich auf den Schutt, den er in leer stehenden Gebäuden findet, die kurz vor dem Abriss stehen. Sein Gedanke: Ließe sich daraus nicht etwas Schönes und Sinnvolles machen? So beginnt er mit seinem hausgemachten Industriemixer das Material zu stampfen, zu zerstoßen und zu zerbröseln. Immer und immer wieder. Er probiert aus, wirft weg, versucht es neu. Macht Fehler und schließlich Fortschritte. Dann endlich hat er, so beschreibt er es, „ein neues Material, das sowohl belastbar wie ansprechend ist“.

Die Steine sehen nun tatsächlich sehr ästhetisch aus und tragen Namen wie Nougat, Trüffel oder Aubergine. 2015 gründete van Soest zusammen mit einem Freund das Unternehmen Stonecycling. Ihr erstes Projekt entstand in Rotterdam. Dort wurde ein ganzes Haus mit ihren aufgewerteten Steinen gebaut und dabei mal eben 15 Tonnen Schutt und Abfall wiederverwertet. Seitdem verwirklicht Stonecycling Architekturprojekte in ganz Europa.

Der Sand und die Migration

Was aber, wenn das Rohstofflager eines urbanen Raumes nicht zur Verfügung steht? Auch darüber machen sich Forscher schon Gedanken. „In Regionen, in denen diese urbane Mine schlichtweg nicht vorhanden ist, müssen wir versuchen, Baumaterialien zu züchten und zu kultivieren mithilfe von Sonnenlicht, CO2 und Agrarabfällen“, meint Hebel.

Eine Forschungsgruppe am KIT beschäftigt sich unter anderem intensiv mit Baustoffen aus Pilzmyzelium. Myzelium ist das fadenförmige Wurzelwerk von Pilzen, das überall dort wachsen kann, wo dem Pilz biologisches Material zur Nahrung zur Verfügung steht. So entwickelten die Forscher bereits Bauelemente aus den Pilzen. Dafür füllten sie ein Gemisch aus Sägespänen und Pilzsporen in Säcke. In einigen Tagen entwickelt sich daraus ein schwammiger Brei, durchzogen von Pilzhyphen, der frei formbar ist.

Die Masse kann dann in einen vorgefertigten Behälter gefüllt werden. Darin wird sie nach einer zweiten Wachstumsphase getrocknet. Dabei stirbt der Pilz ab, die Masse wird fest – und fertig ist das Bauelement aus Pilz. Zusammen mit dem ebenfalls nachwachsenden Bambus können die Pilzbausteine, so die Vision der Forscher, irgendwann als Baumaterial für Häuser verwendet werden. Erste Konzepte präsentierten sie bereits auf der Biennale of Architecture and Urbanism in Seoul in Südkorea.

Diese Beispiele zeigen, dass es Alternativen zum herkömmlichen Bausand gibt. Sie sind auch dringend nötig, meint Hebel. Nicht nur, weil der Raubbau an Rohstoffen wie Sand das ökologische Gleichgewicht der Erde zerstört. Sondern auch, weil die Zerstörung der Ökosysteme automatisch zu einem weiteren Problem führt: „Wenn die Lebensgrundlagen für Menschen entzogen werden, werden diese ihre angestammten Lebensräume verlassen. Daraus wird eine größere Migrationsbewegung entstehen, deren Folgen heute schon absehbar sind.“

Knappe Ressource – Was, wenn uns der Sand ausgeht?

Mit der Industrialisierung wird der Mensch zum Sandfresser: Abbau des inzwischen raren Guts im US-Bundesstaat Virginia

Hochhäuser, Straßen, Smartphones: Die Moderne besteht zu einem wesentlichen Teil aus Sand. Doch was einst sprichwörtlich für Überfluss stand, wird jetzt knapp. Eine Kulturgeschichte der Verschwendung.

Schauen Sie zurück auf einen Sommer, in dem es in weiten Teilen Europas kaum einmal geregnet hat, und Sie sehen einen Sommer aus Sand. Volle Strände selbst im hohen Norden, aber auch Bilder von Bauern, die auf ihren ausgedörrten Feldern knien und denen der nutzlose Sand durch die Finger rinnt wie durch das Stundenglas der neuen Heißzeit – selbst wenn mal wieder schwer zu sagen sein sollte, was Wetter und was Klima war im Sommer 2018.

Dass es nach Menschenmaß guten und schlechten Sand gibt, ist unumstritten. Schlechter Sand verwüstet Felder und bedrängt Städte; in China werden mit wechselndem Erfolg Millionen Bäume gegen die Versteppung gepflanzt. Den guten Sand hingegen hat nicht der harte Wind, sondern das weiche Wasser gemahlen. Seen, Flüsse und Ozeane schaffen, lagern, liefern die nach Luft und Wasser wichtigste Ressource der Welt: Körner aus Quarz, die hervorragend binden.

Ausgerechnet den Sand am Meer aber scheint es nicht wie Sand am Meer zu geben. Seit einigen Jahren macht das Wort von der „Sandkrise“ die Runde, das nicht von ungefähr wie „Ölkrise“ klingt.

In Marokko verschwinden ganze Strände

„Sand, knapper als man denkt“ titelte das Umweltprogramm der Vereinten Nationen bereits 2014 und wies darauf hin, dass die Welt pro Jahr doppelt so viel Sand verbrauche, wie die Flüsse der Erde anschwemmten. In Vietnam etwa, früher ein wichtiger Sand-Exporteur, bereitet man sich schon auf eine nahe Zukunft ohne Sand-Export vor, denn das Mekong-Delta droht zu verschwinden: Jeden Tag rückt das Meer anderthalb Fußballfelder landeinwärts vor, weil natürliche Sedimentbarrieren weggebaggert sind.

In Marokko haben wenig professionelle Plünderer ganze Strände abgetragen. Die gewaltige Hoosier-Düne am Ufer des Lake Michigan, einst ein Wahrzeichen des amerikanischen Bundesstaats Indiana, ist schon vor fast hundert Jahren in blaustichigen Einmachgläsern aufgegangen. Heute sinkt der Pegel von Chinas größtem Süßwassersee Poyang dramatisch, wohl auch weil ihm Jahr für Jahr weit über 200 Millionen Kubikmeter Sand entnommen werden.

Sandpartie: Die Qianyan-Brücke über den Poyang in China stammt noch aus der Ming-Dynastie (1368-1644) und führt heute weite Strecken nur noch über Land

Doch während ohne Öl auszukommen mittlerweile zu den Menschheitsträumen zählt, kann niemand eine Zivilisation ohne Sand denken. Als der Philosoph Michel Foucault sich ein posthumanes Zeitalter vorstellte, schrieb er, der Mensch werde verschwinden „wie am Meeresufer ein Gesicht im Sand“. Ein halbes Jahrhundert später klingt das nach ein bisschen Idylle zu viel. Gerade sieht es eher danach aus, als würde das Gesicht Sand und Ufer gleich mit sich reißen.

Denn in Wahrheit ist die ganze Moderne auf Sand gebaut. Ohne Sand keine Urbanisierung, ohne Sand keine Mobilität, ohne Sand keine Digitalisierung. Hochhäuser, Straßen, Smartphones sind zu wesentlichen Teilen aus Sand. Sand ist die Voraussetzung für Beton, Zement, Asphalt, Glas und Computerchips. Sand ist der Stoff, der unser Leben buchstäblich zusammenhält. Unser „Gesicht im Sand“ sehen wir jeden Morgen im Spiegel.

Ungefähr um die Zeit, als die Vereinten Nationen zum ersten Mal Alarm schlugen, hat sich der amerikanische Journalist Vince Beiser auf die Spuren des Sands gemacht. In seinem neuen Buch „The World in a Grain“ erzählt er die Geschichte einer uralten Beziehung, die die längste Zeit unproblematisch war.

Mit Sand zu bauen etwa ist auf die eine oder andere Art seit wenigstens 7000 vor Christus üblich. Die wohl mehrfache, wahrscheinlich zufällige Erfindung von Glas – dem Stoff aus dem dank der Erfindung von Linsen auch unser Weltbild ist – liegt schätzungsweise vier- oder fünftausend Jahre zurück. Sogar asphaltähnliche Straßen hat man bereits vor 4000 Jahren gebaut, allerdings nur da und dort und sehr gelegentlich.

Die Moderne erfasst die entlegensten Ecken

Zum Sandfresser wird der Mensch erst mit der Industrialisierung, der Automobilisierung und, von beidem begünstigt, der Verstädterung. Maschinelle Fertigung macht aus dem Luxusgut Glas einen Verbrauchsgegenstand. Die Erfindung des Autos fordert Straßen. Die Städte gehen in die Breite, vor allem aber wollen (und müssen) sie hoch hinaus.

Mit Beton wird etwa seit Anfang des 20. Jahrhunderts gebaut, Autobahnen und Highways sind im Wesentlichen Produkte der Jahrhundertmitte, doch selbst die unvorstellbaren Mengen von Long-Island-Sand, aus denen die Wolkenkratzer Manhattans entstanden, sind nichts gegen den unstillbaren Hunger des 21. Jahrhunderts, in dem der im Westen begonnene Prozess der Moderne die übrigen Erdteile erreicht. Die neuen Megacitys in Asien: Sie sind, vor allem, Sand.

In seinem Buch hat Vince Beiser Zahlen zusammengetragen, die schwindlig machen. Allein zwischen 2000 und 2013 wurden auf Planet Erde zusätzliche elf Millionen Kilometer Straße gebaut, bis 2050 sollen noch geschätzte 24 Millionen folgen. Mittlerweile kommen auf jeden Erdbewohner rund vierzig Tonnen Beton – und jedes Jahr wird es pro Nase eine Tonne mehr.

Mehr noch als im Plastic Age leben wir im Zeitalter des Beton –, nur ohne den Beton über die direkten Klimafolgen seiner Herstellung hinaus im gleichen Maß zu problematisieren. Dabei verbauen wir doppelt so viel Beton wie Plastik, Stahl, Aluminium und Holz zusammen. Und es ist vor allem der Beton, der die Sandkrise treibt.

Das Frustrierendste daran: Der menschengemachte Stein ist, anders als vor hundert Jahren geglaubt, nicht mal für die Ewigkeit. Als 1906 in San Francisco die Erde bebte, blieb eines der ersten Betongebäude der Stadt stehen – ein Ereignis, das seinen Teil zum Sieg des Betons über andere Baumaterialien beitrug. Was ein so schweres Erdbeben überstand, war doch gewiss für immer.

Seit die Moderne in die Jahre kommt, weiß man es leider besser. Die Kräfte der Erde brauchen Millionen Jahre, um ein Sandkorn zu schaffen; viele Betonkonstruktionen, die Millionen Sandkörner verbrauchen, bringen es oft nur auf ein paar Jahrzehnte. Klima und Umwelt greifen sie je nach Standort von ganz verschiedenen Seiten an: mit Hitze, Kälte, Salz, Chemikalien und vor allem mit Feuchtigkeit, die den stabilisierenden Stahl im Innern der gewaltigen Konstruktionen korrodieren lässt.

Zu den unvergesslichen Bildern des Sommers 2018 zählt leider auch die eingestürzte Brücke in Genua. Ähnlich verheerende Brückeneinstürze hat es im 21. Jahrhundert in Taiwan, in Portugal und in Indien gegeben. Die Beton-Moderne kriegt Risse. „Wir haben“, so schreibt es Robert Courtland in seinem Buch „Concrete Planet“, „eine Wegwerfwelt gebaut, mit einem kurzlebigen Material, bei dessen Herstellung Millionen Tonnen Treibhausgase entstehen.“

Was vom Beton am Ende bleibt, haben wir in Genua gesehen: gewaltige, nur mit schwerstem Gerät beherrschbare Trümmer. Die in Marokko illegal abgetragenen Strände werden in kürzester Zeit kaum anders enden: Üblicherweise wird gestohlener Sand nicht professionell von den enthaltenen Salzen befreit. Was eben noch Paradies war, wird Müll werden.

Natürlich gibt es – trotz allem – noch immer viel Sand. Lange bevor er ausgeht, wird es kein Phosphor mehr für Düngemittel, kein Tantal für Flugzeugtriebwerke und kein Coltan für Handys mehr geben. Vielleicht sind vorher sogar die letzten Ölreserven erschöpft (obwohl man auch für das Fracking viel Sand braucht). Die Lehre des Sands aber ist ohnehin eine andere.

Wenn im Anthropozän sogar der Rohstoff knapp wird, dessen Überfluss bis eben noch sprichwörtlich war, dann gibt es auf Planet Erde keine einzige Ressource mehr, mit der der Mensch noch verschwenderisch umgehen könnte. Nichts, nicht mal den Sand am Meer kann er noch einfach so verbrauchen.

Letzte Spuren im Sand

Sieben und mehr Milliarden Menschen können nicht in Betongehäusen leben, auf Asphaltstraßen in die Betongehäuse ihrer Arbeitgeber fahren und durch große Panoramafenster eine Welt betrachten, in der es verwertbaren Sand im Überfluss gibt. Stand jetzt, in seiner ersten Krise, geht der Sand nur lange Wege: Man schifft ihn von Kanada nach Hawaii, von Dänemark nach Deutschland oder von Katar in den Irak, so unglaublich das auch klingen mag.

In Japan versucht man sich sogar an der Herstellung von künstlichem Sand, und ein dänisches Unternehmen will es jetzt doch mit dem vom Wind zurechtgeblasenen Sand versuchen, von dem es in den Wüsten reichlich gibt.

Nichts davon aber löst das Problem prinzipiell. Was nicht Kreislauf ist, wird irgendwann Mangel werden. Das ist bloß eine Frage der Zeit, wir haben ja nur allen Sand der Welt. Vielleicht denken Sie das nächste Mal daran, wenn Sie am Strand sind. Malen Sie am Meeresufer ein Gesicht und freuen Sie sich, wenn es verschwindet. Der Sand hat unsere Spuren die längste Zeit verwischt.