Wie die Salzburg AG mit einer neuen Crowdinvesting-Plattform die Energiewende vorantreibt

25.03.2021

Klimaneutrales Bauen: Aktuelle Trends und Chancen für Startups

Welche Trends und Chancen im Bereich "klimaneutrales Bauen" bestehen für Startups? Der brutkasten hat sich vier Bereiche angesehen – angefangen vom Recycling von Baustoffen über die Energie bis hin zur Mobilität.

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✨ AI Kontextualisierung

Das herausfordernde EU-Ziel einer klimaneutralen Gesellschaft bis 2050, zu dem sich Österreich bereits für 2040 bekannt hat, erfordert radikale Veränderungen in vielen Bereichen unseres Gesellschafts- und Wirtschaftssystems. Im Zuge einer nachhaltigen Klimapolitik und Energiewende kommt der Bauindustrie eine Schlüsselrolle dabei zu. Im Fokus stehen dabei nicht nur der energieeffiziente Neubau von Gebäuden, sondern auch die Instandhaltung und ein klimafreundliches Gebäudemanagement.

CO2-Emissionen im Gebäudesektor

Aktuell entfallen in Österreich rund zehn Prozent der CO₂-Emissionen auf den Gebäudesektor. Damit die Klimawende auch in diesem Bereich gelingt, nimmt die österreichische Bundesregierung eine Menge Geld in die Hand. So hat Klimaschutzministerin Leonore Gewessler Anfang der Woche im Rahmen einer Diskussionsrunde zum klimaneutralen Bauen für die Zukunft darauf verwiesen, dass die thermische Gebäudesanierung in den nächsten Jahren mit 650 Millionen Euro gefördert wird. Ein Hauptaugenmerk liegt dabei auf dem Tausch von Ölheizungen und Gasthermen. Kein leichtes Unterfangen, bedenkt man, dass es in Österreich noch immer mehr als 600.000 Ölheizungen gibt.

Neben dem Gebäudebestand, der saniert und „klimafit“ gemacht werden muss, stellt sich zudem die Frage, wie Bauaktivitäten möglichst ressourcenschonend erfolgen können. Der brutkasten nimmt dies zum Anlass und hat sich vier Bereiche angesehen, die in den nächsten Jahren auch Chancen für heimische Startups bieten.

1. Recycling von Baustoffen

Im Zuge der Dekarbonisierung von Neubauten nimmt der verwendete Baustoff eine Schlüsselrolle ein. Ein großer Hebel bildet dabei das Recycling von bereits bestehenden Baustoffen. Stichwort: Urban Mining. Dabei werden wiederverwertbare Bauabfälle im Zuge von Umbauten oder Rückbauten „geschürft“ und werterhaltend wiederverwendet.

Einer der ersten Anbieter für Urban Mining in Österreich ist das Wiener Startup BauKarussell, das sich zum Ziel gesetzt hat, die Kreislaufwirtschaft in der Bauwirtschaft zu fördern. Bauherrn werden bei der Rückplanung und Durchführung begleitet. Mehr zum Rückbau-Dienstleistungspaket von BauKarusell und den Klimaschutzzielen des Startups könnt ihr in der ersten Podcast-Folge von Solution statt Pollution, dem ClimateTech-Podcast von Glacier und der brutkasten, erfahren:

2. Effizienzsteigerungen durch die Digitalisierung

Neben dem Recycling von Baustoffen kann auch die Digitalisierung zu einer Effizienzsteigerung am Bau führen. Im Zentrum steht dabei das bekannte Building Information Modeling Konzept (BIM), das eine vernetzte Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Gebäuden und anderen Bauwerken mithilfe von Software ermöglicht.

In den letzten Jahren hat sich in Österreich eine prosperierende ProTech-Landschaft herausgebildet. Eines der bekanntesten Startups in diesem Feld ist PlanRadar, das die Baudokumentation und das Mängelmanagement digitalisiert hat und so zu einer Effizienzsteigerung am Bau und bei Bestandsgebäuden beitragen möchte. Auch Risikokapitalgeber haben dieses Zukunftsfeld „BIM“ für sich erkannt. So konnte sich Planradar im März 2020 ein 30 Millionen Euro Investment sichern.

Aber auch auf kommunaler Ebene tut sich im Bereich BIM in Österreich einiges. Im Rahmen des aktuellen Projektes BRISE (Building Regulations Information for Submission Envolvement) digitalisiert beispielsweise die Stadt Wien in Zusammenarbeit mit zahlreichen Partner aktuell den Baugenehmigungsprozess von der Einreichung bis hin zur Bewilligung. Durch die Digitalisierung sollen Baugenehmigungsverfahren künftig bis zu 50 Prozent schneller ablaufen. Im Sinne der Smart City Wien Rahmenstrategie soll zudem auf eine ökologischere und ressourceneffizientere Bauweise Rücksicht genommen werden.

3. Energieverbrauch optimieren

Einen der größten Hebel im Bereich von klimafreundlichen Bauen für die Zukunft nimmt das Thema Energie ein. Wesentlich dafür sind neue Energiekonzepte, die durch das „Erneuerbaren Ausbau Gesetz“ (EAG) möglich werden, das vergangene Woche im Ministerrat beschlossen wurde.

Das Gesetz sieht vor, dass Österreichs Strombedarf bis zum Jahr 2030 zu 100 Prozent aus erneuerbaren Quellen gedeckt werden soll. Eine Schlüsselrolle sollen dabei sogenannte Energiegemeinschaften einnehmen, die sich aus mindestens zwei Privathaushalten zusammensetzen können. Privatpersonen sollen so verstärkt zu Erzeugern erneuerbarer Energien werden, die beispielsweise über Photovoltaikanlagen erzeugt werden.

In Österreich gibt es bereits seit längerem Startups, die sich mit der Errichtung von Bürgerkraftwerken und Energiegemeinschaften beschäftigen. Über das 2018 gegründete niederösterreichische Energy-Sharing-Startup eFriends können beispielsweise Privatpersonen Strom ins Netz einspeisen. Auch das Kärntner Startup WIR Energie beschäftigt sich bereits seit ein paar Jahren mit dem Thema „Energiegemeinschaften“. Über ein Crowdfunding und Franchise-Modell finanziert und plant das Startup Photovoltaikanlagen als Bürgerkraftwerke.

4. Mobilität und neue Arbeitswelten beim Bauen mitdenken

Im Zuge der Errichtung von Neubauten müssen auch stadtplanerische Aspekte und insbesondere die Mobilität mitgedacht werden. Dies beginnt bei der Widmung von Grundstücken und reicht bis zum Einsatz von E-Mobilität sowie ausgeklügelten Sharing-Konzepten. Doch nicht nur die Wahl des Wohnortes ist entscheidend, auch der eigene Arbeitsplatz nimmt einen wichtigen Stellenwert beim Bauen für die Zukunft mit ein.

Spätestens seit der Corona-Krise haben wir die Möglichkeiten von Remote-Work erkannt. Lange Wege in die Arbeit zu pendeln, ist in vielen Branchen nicht mehr nötig. Auch moderne Wohnbaukonzepte müssen diesen neuen Anforderungen und Möglichkeiten gerecht werden.

Eines dieser Vorzeigeprojekte, das Arbeiten und Wohnen unter einem Dach kombiniert, entsteht aktuell im Wiener Nordbahnviertel. Das gemeinschaftliche Wohnbauprojekt „HausWirtschaft“ soll ab 2021 rund 200 Bewohnerinnen und Bewohnern Platz bieten. Zur Zielgruppe zählen Selbständige, die in den angeschlossenen Co-Working-Spaces einen eigenen Arbeitsplatz vorfinden. Neben der optimalen Anbindung an den öffentlichen Nahverkehr soll es zudem am Dach des Hauses eine eigne Solaranalge geben, die 40 Tonnen CO2 pro Jahr einspart.

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Manche Wege sind direkt und vorgezeichnet – Schule, Bildung, Ausbildung und ein Job in dem Bereich, den man beherrscht. Andere sind von Umwegen gezeichnet, Mühsal und Zeiten, in denen man nicht weiß, wie es genau weitergehen soll. Raphael Suchomels Vita ist eine von den nicht-linearen.

„Plötzlich Mitternacht“

Er hat mit 18 die Schule zum ersten Mal abgebrochen und sich eine Vollzeitstelle gesucht. Der gebürtige Wiener schrieb sich fortan in eine Abendschule ein, brach jene aber – ein mal mit 19 und einmal mit 21 Jahren – wiederholt ab. Doch der Gedanke des endgültigen Aufgebens war keiner und im jungen Mann schlicht nicht vorhanden. So war es dann mit 22 soweit: der vierte Versuch, die Matura nachzuholen, gelang.

„Ich war in einer Abendschule im 21. Bezirk“, erinnert sich der 27-Jährige. „Von neun bis 17 Uhr Vollzeitjob, dann Unterricht bis halb zehn und anschließend noch Training. Und plötzlich war es Mitternacht.“

Zwei Jahre lang bestimmte dieser straffe Rhythmus seinen Alltag. Trotz der Doppelbelastung hielt der heutige Wahl-Hagenberger durch – und schloss die Abendschule schließlich mit ausgezeichnetem Erfolg ab.

Studium in Hagenberg

Es folgte ein Umzug von Wien nach Oberösterreich und der Start des ersten Jahrgangs des damals neu geschaffenen Bachelorstudiums „Artificial Intelligence Solutions“ an der University of Applied Sciences Upper Austria in Hagenberg.

Suchomel gehörte zudem zu den Mitgründern der Young AI Leaders Linz, einer lokalen Community innerhalb der AI-for-Good-Initiative der International Telecommunication Union der Vereinten Nationen. Die Gruppe bringt junge Menschen aus Forschung und Technologie zusammen und organisiert unter anderem Hackathons und Diskussionsveranstaltungen rund um Künstliche Intelligenz.

© Harvard/zVg – Eine 3D-Simulation eines schwach elektrischen Fisches.

Nach rund 100 verschickten Mails – die meisten davon blieben unbeantwortet – gelang es Suchomel schließlich, einen Forschungsaufenthalt als Praktikant an der Harvard Medical School zu ergattern. Dort befindet er sich auch heute und forscht an der Schnittstelle von Künstlicher Intelligenz und Neurowissenschaften.

Im Mittelpunkt seiner Arbeit stehen biologisch fundierte künstliche Agenten. Vereinfacht gesagt, bauen die Forschenden in Harvard virtuelle Tiere im Computer. Diese Tiere bekommen künstliche neuronale Netze und bestimmte Sinneswahrnehmungen und Bewegungsmöglichkeiten, die sich an echten Tieren orientieren. Anschließend lernen sie mit einer Methode namens „Reinforcement Learning“. Dabei wird ihnen nicht jede Handlung vorgegeben. Sie probieren unterschiedliche Verhaltensweisen aus und lernen über Belohnungen und Nachteile selbst, welche Strategien erfolgreich sind.

„Schauen wie sich Agent verhält“

„Wir kennen aus der Biologie die körperlichen Einschränkungen von Fischen“, erklärt Suchomel. „Wir wissen, wie sich Augen im Winkel bewegen, wie schnell sie sind und welche anderen biologischen Einschränkungen es gibt. Und wir statten einen ‚Reinforcement-Learning‘-Agenten mit diesem Wissen aus: Wir simulieren den Körper eines Fisches, sodass er über diesen Körper mit der Umwelt und mit anderen Fischen kommuniziert. Das schicken wir durch eine ‚Reinforcement-Learning‘-Umgebung, simulieren Trajektorien und schauen, wie sich der Agent verhält.“

Die Simulation funktioniert wie ein virtuelles Labor. Forscher können einzelne Sinneskanäle ausschalten, Kommunikationssignale verändern oder die Umwelt der Agenten manipulieren und beobachten, wie sich ihr Verhalten verändert. Damit sollen Hypothesen darüber entwickelt werden, warum bestimmte Verhaltensweisen entstehen und welche Mechanismen dahinterstecken. Solche Hypothesen sollen anschließend gezielter in Experimenten mit echten Tieren überprüft werden können.

Der Vorteil hierbei sei, dass man nicht jedes Verhalten explizit programmieren müsse, sondern durch die Kombination aus Körper, biologischen Einschränkungen, Umwelt und „Reinforcement Learning“ Verhalten entstehen lassen könne, das möglicherweise dem Verhalten echter Fische ähnelt. So soll — und das ist das Ziel — Forschung günstiger und schneller werden, sagt Suchomel. Man könne zudem Variablen besser isolieren und kontrollieren und neuronale Netze viel genauer analysieren. Das wäre bei echten Fischen teilweise sogar viel schwieriger, vor allem wenn man ihr Zusammenspiel mit anderen Fischen untersuchen möchte.

Künstliche und natürliche Intelligenz

Die Harvard Medical School und andere Institute verfolgen seit Längerem das Ziel, KI zu nutzen, um natürliche Intelligenz besser zu verstehen – und umgekehrt auch natürliche Intelligenz für die Entwicklung von KI zu nutzen.

„Dafür gibt es im KI-Bereich viele verschiedene Methoden und Ansätze, die sich an Beobachtungen aus der Natur orientieren. Gleichzeitig gibt es immer mehr Forschung an der Schnittstelle von KI und Biologie, bei der KI-Forscher und Biologen zusammenarbeiten“, sagt Suchomel. „Wenn man beispielsweise genau weiß, wie die Umgebung aussieht, und gleichzeitig die Kommunikation eines Fisches beobachtet, könnte man künftig elektrische Signale interpretieren. So lässt sich etwa erkennen, dass ein bestimmtes Signal ausgesendet wird, weil sich der Fisch bedroht fühlt. Dadurch könnte man nicht nur einzelne Fische, sondern auch die Gruppendynamik analysieren – und besser verstehen, wie sich die Tiere untereinander und in ihrer Umwelt verhalten.“

Suchomels Praktikum in Harvard reicht noch bis Februar, danach führt ihn den Weg nach Belgien an die KU Leuven – eine, wie er sagt „der besten Unis in Europa wenn es um KI geht“. Anschließend möchte er in einen „starken Master“ reinkommen und weiter an KI forschen. Wo das sein wird, sei erstmal zweitrangig: „Hauptsache starke Labs.“

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