Schutzprojekte wie die sogenannten Klimadeiche sollen Abhilfe schaffen: Sie sind nicht nur höher, sondern vor allem breiter und flacher als konventionelle Deiche. Das verringert bei einer Sturmflut die Schäden durch den Wellenauflauf und schützt die betroffenen Gebiete vor Landabtrag und Überschwemmungen. Das Problem ist, dass ein solcher Aufbau aus Platzgründen oft nicht möglich ist – vor allem in dicht besiedelten Gebieten.

Eine alternative Lösung könnten künstlich angelegte Riffe aus Beton sein. Sie sollen einen ähnlichen Effekt erzielen wie die Klimadeiche und als natürliche Wellenbrecher fungieren, ohne dabei viel Platz für den Ausbau zu beanspruchen. Eigens dafür angefertigte Betonelemente werden vor der Küste im Meer platziert, um ein vorgelagertes Riff zu bilden.

Holcim Coastal B.V. hat dafür einen speziellen bioaktiven Beton mit rauer Oberfläche entwickelt, auf der sich Kleinstlebewesen besonders gut ansiedeln können. Denn die künstlichen Riffe haben neben dem Küstenschutz noch einen weiteren Vorteil: Sie wirken sich positiv auf die Artenvielfalt aus.

Künstliche Riffe: Die Idee ist nicht neu

Schätzungen gehen davon aus, dass Korallenriffe rund ein Viertel aller marinen Arten beherbergen. Der Treibhauseffekt sorgt jedoch dafür, dass immer mehr von ihnen absterben, was wiederum einen dramatischen Rückgang der Biodiversität zur Folge hat. Auch in Nord- und Ostsee ist die Population vieler Arten rückläufig.

Historisch gesehen haben künstliche Riffe ihre Wirksamkeit bereits nachgewiesen und werden seit den 1970er Jahren erforscht. „Die Idee, künstliche Riffe zu schaffen, ist nicht neu“, bestätigt Jens Ewert, Berater Architekten und Planer bei Holcim Deutschland. In Nienhagen an der Ostsee wurde vor einigen Jahren ein künstliches Forschungsriff aus etwa 1.400 unterschiedlichen Betonelementen in einer Tiefe von elf bis zwölf Metern angelegt.

Mit Erfolg. „Das Riff zeigt gegenüber unbeeinflussten Referenzflächen eine höhere Artenvielfalt und Jungfischdichte“, sagt Thomas Lorenz, Geschäftsführer vom Institut für Fisch und Umwelt (FIUM). Als Partner der Landesforschungsanstalt Mecklenburg-Vorpommern war die FIUM an verschiedenen Betreuungs- und Projektaufgaben beteiligt und übernahm beispielsweise die fischereibiologischen Untersuchungen oder die Unterwasser-Kamerabeobachtung. Diese haben gezeigt, dass das Beton-Riff nicht nur zum Erhalt der Biodiversität beitragen, sondern sie im besten Fall sogar erhöhen kann. Lorenz: „Es wurden dort auch Arten gefunden, die in dem untersuchten Meeresabschnitt vorher gar nicht vorkamen.“

Bioaktiver Beton: Lebensraum für Meerestiere

Um ein künstliches Riff anzulegen, eignet sich nicht jedes Material – es muss robust genug sein, um Strömungen standzuhalten und darf nicht durch Inhaltsstoffe wie Blei oder Asbest belastet sein. Neben seiner Stabilität ist bioaktiver Beton durch seine raue Oberfläche besonders geeignet. Zudem ist er frei formbar und die Elemente können mit ausgeformten Taschen und Höhlen versehen werden, die als Verstecke oder Brutplätze für Fische und andere Meerestiere dienen.

Im Gegensatz zu konventionellen Betonen erfolgt die Herstellung von bioaktivem Beton mit einer Gesteinskörnung ohne Feinanteile und einem Zementleimvolumen, das nicht ausreicht, um die Zwickel zwischen den einzelnen Körnern auszufüllen. Beim Verdichten auf dem Rütteltisch sinkt der Zementleim auf den Boden der Schalung und bildet dort ein dichtes Betongefüge, während an der Einfüllseite lediglich so viel Zementleim verbleibt, dass die Einzelkörner miteinander verklebt werden und eine offene und durchlässige Oberfläche bilden.

Nach dem Verdichten hat die Oberfläche einen Porenanteil von 30 Prozent, während der untere Teil mit 12 Prozent im üblichen Bereich von Normalbeton liegt. Es entsteht ein Zwei-Lagen-Prinzip, durch das die Betonelemente nicht nur tragfähig, sondern durch ihre raue Oberfläche auch besonders gut für Bewuchs geeignet sind.

Testphase in Warnemünde

Um herauszufinden, wie sich der bioaktive Beton in der Praxis bewährt, hat Holcim vor kurzem eine erste Testphase in Warnemünde bei Rostock gestartet. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD) und dem Digital Ocean Lab (DOL) wurde dort Mitte November ein Betonelement zu Wasser gelassen. Mit Hilfe einer 360-Grad-Unterwasserkamera soll in den kommenden Monaten der Bewuchs dokumentiert werden. „Wenn die Testphase positiv verläuft, werden wir in die weitere Entwicklung des bioaktiven Betons gehen“, kündigt Jens Ewert an.

Die Entwicklung innovativer Produkte ist neben der Dekarbonisierung einer der entscheidenden Schritte auf Holcims Weg zur mehr Nachhaltigkeit. Ewert: „Durch unseren CO2-Fußabdruck tragen wir eine große Verantwortung. Nicht nur dafür, die Produktion unserer Materialien klimafreundlicher zu machen, sondern auch, einen Beitrag zur Lösung bestehender Probleme zu leisten – in diesem Fall für den Küstenschutz und zum Erhalt der Artenvielfalt.“