Berlin - Dort, wo die Moose wachsen, sieht es von außen ein wenig wie in einem Science-Fiction-Film aus. Aus dem Gewächshaus strahlt es gespenstisch violett. Der Grund dafür wird deutlich, wenn man das Reich der Moose betritt und unzählige kleine Lämpchen erblickt, die rot und blau leuchten. Die Lichtquellen sind reihenweise in zwei Etagen angeordnet, damit die Moosmatten, die hier ebenfalls in Reihen hängen, gleichmäßig beschienen werden.

„Das sind spezielle Pflanzenlampen, die genau auf die Bedürfnisse der Moose abgestimmt sind“, sagt Peter Sänger und streicht mit den Händen über die Moosmatten. Die zarten Pflänzchen wachsen auf einem Textilgeflecht, das auch in der Luft- und Raumfahrt verwendet wird. Es ist besonders stabil und lässt gleichzeitig genügend Luft hindurch. Sänger zupft drei kleine Pflänzchen heraus und präsentiert sie auf seiner Handfläche: „Das sind schon drei verschiedene Arten, die für uns besonders nützlich sind“, sagt er.

Der studierte Gartenbauer hat lange Zeit für den optimalen Mix auf seinen Moosmatten experimentiert. Er baut sie aus einem ganz besonderen Grund an: Sie filtern Feinstaub und andere Schadstoffe aus der Luft. Das können Moose viel effektiver als Bäume, Sträucher oder Gräser. Denn sie besitzen keine Wurzeln und nehmen Feuchtigkeit und Nährstoffe direkt über die Blattoberflächen auf. Sie haben keine Spaltöffnungen, die durch Feinstaubpartikel verklebt werden könnten. Stattdessen zersetzen sie die Partikel und verstoffwechseln sie. Die genauen biologischen Prozesse dahinter sind noch nicht vollkommen aufgeklärt – ein Bakterienfilm auf der Blattoberfläche scheint an der Eliminierung der Schadstoffe ebenfalls beteiligt zu sein.

Der City Tree wird in Bestensee bei Berlin produziert 

„Luftverschmutzung ist eines der größten Umweltprobleme unserer Zeit und verursacht viele Todesfälle“, erklärt Peter Sänger. Seine Antwort auf dieses Problem ist ein etwa drei Meter hoher, viereckiger Turm: der City Tree, den er in Bestensee im Berliner Speckgürtel produziert. Hinter den Holzlamellen verstecken sich Ventilatoren, zahlreiche Sensoren, Wassertanks und eine Software, die den City Tree permanent überwacht und regelt. Und natürlich das Herz des Biofilters – die Moosmatten, die in Modulen zusammengesteckt werden.

Als Sänger 2013 die Idee zu diesem lebenden Biotech-Filter entwickelte, elektrisierte ihn das Thema so sehr, dass er noch während seines Gartenbaustudiums in Dresden 2014 mit drei weiteren Partnern das Unternehmen Green City Solutions gründete – mit 23 Jahren. Zwei Jahre lang wälzte er nicht nur Bücher über Pflanzenzucht und Landschaftsgestaltung, sondern lernte parallel zum Studienstoff, wie man ein Unternehmenskonzept entwickelt, einen Business-Plan aufstellt und erfolgreich ein Gründerstipendium einwirbt.

Foto: Green City Solutions
Ein City Tree der Firma Green City Solutions an der Londoner Hampstead Hill School.

Die ersten Prototypen des City Trees entstanden in den Jahren 2014 und 2015 – damals noch ohne Ventilatoren, die die Luft aktiv ansaugen und durch die Filtermatten drücken. Knapp 20 von ihnen stehen in ganz Europa verteilt – in den Beneluxstaaten, London oder Paris. Inzwischen hat sich der City Tree weiterentwickelt – mit einer aktiven Belüftung, die den Filtereffekt steigert, und verfeinerten Sensoren, die rund um die Uhr Temperatur, Sonneneinstrahlung, Feuchtigkeit und Schadstoffbelastung messen. Ein biologischer Algorithmus verarbeitet die Daten und entscheidet, ob die Pflanzen Wasser benötigen oder der Luftstrom angepasst werden muss.

„Der Computer muss verstehen, was das Moos gerade braucht“, beschreibt Sänger das Prinzip. Moose seien zwar sehr robust und könnten auch lange Trockenperioden überstehen. Aber nur, wenn es den Pflanzen gut geht, erfüllen sie ihre Filterfunktion. Lange habe man an dem Algorithmus getüftelt – der nach wie vor stetig verfeinert wird, damit das System an jedem beliebigen Standort optimal und automatisch funktioniert. Auch Maschinelles Lernen nutzen die Unternehmer, um ihr System zu optimieren: Gerade trainieren sie eine Bilderkennungssoftware, die aus aktuellen Aufnahmen den Gesundheitsstatus der Moose erkennen soll.

Foto: Green City Solutions
Moose als Bioindikatoren

Moose sind hervorragende Anzeiger von Luftverschmutzung, da sie Wasser und Nährstoffe direkt über ihre Blattoberflächen aufnehmen. Seit 1990 nutzen die Behörden in Deutschland diese Eigenschaft, um mithilfe des „Deutschen Moos-Monitorings“ an 400 Standorten die Verteilung und Entwicklung von Schadstoffen sowie die Auswirkung von Schutzmaßnahmen zu beobachten. Vor allem Schwermetalle wie Blei oder Cadmium und Stickstoff können mit Moosen gut detektiert werden, weil sie sich in diesen anreichern. Die Daten werden alle fünf Jahre erhoben und in Karten aufbereitet. Die Untersuchungen sind im „Deutschen Moos-Monitoring“ des Bundesumweltamts öffentlich zugänglich, Adresse: http://gis.uba.de/website/web/moos/karten/einzelkarten.htm

Ob die City Trees aber tatsächlich für saubere Luft in Städten sorgen können, ist eine Frage, um deren wissenschaftlichen Nachweis sich Peter Sänger nicht herumdrückt. Am Institut für Luft- und Kältetechnik in Dresden und am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig wird untersucht, wie viele Partikel und Schadstoffe die Mooswände herausfiltern können und wie sich das auf die Qualität der Umgebungsluft auswirkt. Die Messwerte aus den Laboren und im Freiland zeigen: Die City Trees filtern durchschnittlich 82 Prozent aller Staubpartikel aus der angesaugten Luft. 3500 Kubikmeter Luft können die Biotech-Filter pro Stunde reinigen. So viel Luft benötigen rund 7000 Menschen zum Atmen. In einem Abstand von einem Meter zum City Tree enthält die Stadtluft etwa 50 Prozent weniger Staub, bei 1,5 Metern sind es immer noch 33 Prozent. Dort, wo die Moosfilter arbeiten, entstehen kleine Frischluftinseln in der Stadt. „Auch in fünf Metern Entfernung messen wir signifikante Unterschiede in der Luftqualität“, sagt Peter Sänger.

Vielleicht lassen sich auch Viren mit Moosen aus der Raumluft filtern

Ihr Produkt haben die Unternehmer für Orte konzipiert, an denen „sich viele Menschen aufhalten, viel Verkehr ist und die Leute nicht ausweichen können“. Etwa für Bushaltestellen, öffentliche Plätze oder auch Schulhöfe. Erst jüngst hat das Team zwei der City Trees auf einem Londoner Schulhof installiert. In den vergangenen Monaten testete Green City Solutions die Moosfilter in einem EU-geförderten Forschungsprojekt an verschiedenen Orten in Berlin – am Bikini, am Gleisdreieck und auf dem Walter-Benjamin-Platz. Die begleitenden Messungen zeigten, dass die Moostürme durchaus ganze Frischluftzonen schaffen können – wenn mehrere von ihnen optimal angeordnet sind. Zudem ist die Luft, die aus den Türmen strömt, kühler als die Umgebungsluft.

Gerade im Hochsommer könnten die Moosfilter, die zugleich auch Sitzgelegenheiten sind, in überhitzten Innenstädten kühle Oasen bilden. Das Freilandexperiment zeigte aber auch, wie wichtig der richtige Standort ist. „Dort, wo große Glasfassaden das Sonnenlicht auf die Wände reflektierte, waren die Moose massiv gestresst“, erklärt Peter Sänger. Die Folge: Der Wasserverbrauch stieg enorm. Die Unternehmer entwickelten kurzerhand eine App, die nun alle zukünftigen Standorte genau analysiert und die Filter optimal ausrichtet.

Foto: Green City Solutions
Liang Wu (l.) und Peter Sänger gehören zu den Gründern des Unternehmens Green City Solutions.

Am Firmenstandort in Bestensee sind gerade fünf neue City Trees entstanden, die auf ihre Lieferung nach Irland warten. Die Auslieferung verzögert sich durch den aktuellen Lockdown – wie auch bei vier weiteren Türmen, die in London aufgebaut werden sollen. Mit seinem Konzept scheint das inzwischen 29-köpfige Unternehmen vor allem im Ausland erfolgreich zu sein. „Das liegt auch an den langen Wegen in den deutschen Kommunen“, erklärt Peter Sänger. Etwa 40.000 Euro kostet ein City Tree. Es können Jahre vergehen, bis sich eine Stadt für eine solche Investition entscheidet. Zunehmend wird das System aber auch für die Immobilienbranche attraktiv, die mit den City Trees Quartiere aufwertet oder sie als Kompensationsmaßnahme für Bauvorhaben nutzt.

Unterdessen schmieden die Unternehmer schon weitere Pläne. Dabei stehen Hausfassaden, die enorme potenzielle Flächen für Moosmatten und Ventilatoren bieten, und Innenräume im Fokus. „Innen ist die Luftqualität manchmal schlechter als draußen“, sagt Peter Sänger, der bereits die ersten Versuche mit geeigneten Moosfiltern für Innenräume koordiniert. Die Pandemie beschert dem Unternehmen dabei nicht nur Verzögerungen, sondern stößt auch ein weiteres Forschungsfeld an: Es wird sich künftig der Frage widmen, ob sich Viren mit Moosen aus der Raumluft filtern lassen.