Ingenieurwesen im Klimawandel: Welches Studium passt?

Lange lautete die ingenieurtechnische Kernfrage: Wie bauen wir Versorgung auf? Heute reicht das nicht mehr. Gefragt ist auch, wie sich Infrastrukturen gegen die Folgen des Klimawandels wappnen lassen, Flächenkonflikte und soziale Ungleichheiten eingeschlossen. Die Antworten darauf werden auch hierzulande immer drängender.

Der Klimawandel betrifft uns alle

Ein Beispiel: Wasserknappheit, Hochwasser, Abwasserbehandlung sind Herausforderungen, die nicht mehr „nur“ die Länder des globalen Südens betreffen. Ausgetrocknete Böden, Flutkatastrophen wie im Ahrtal oder infolge von Starkregen überforderte Kanalsysteme zeigen, dass auch Deutschland zunehmend unter Klimastress gerät.

Jetzt könnte man Versickerungsanlagen, Schutzmauern, Rückhaltebecken bauen, um Abhilfe zu schaffen. Das ist klassische Ingenieurdomäne. Allerdings stehen die genannten Klimafolgen nicht isoliert voneinander. Vielmehr sind sie Symptome desselben Anpassungsdrucks. „Komplexe Probleme lassen sich nicht mehr in einem Silo lösen“, betont Prof. Ralf Engels von der Technischen Hochschule (TH) Köln.

Der Bauingenieur leitet dort den Bachelorstudiengang „Raumentwicklung und Infrastruktursysteme“ – ein junger Studiengang, an dem sich exemplarisch zeigen lässt, wie sich der Ingenieurblick angesichts des Klimawandels weitet. In Köln wird dabei nicht nur über Klimaschutz gesprochen, sondern ebenso über Klimafolgenanpassung. Beides ist eng miteinander verknüpft, aber nicht deckungsgleich.

Zwei Seiten einer Medaille: Klimaschutz und Klimafolgenanpassung

„Wenn Sie etwa einen Hochwasserschutz planen, sollten Sie zunächst wissen, welche Maßnahmen nötig sind und wie hoch Deiche oder Mauern sein müssen, um einen langfristigen Schutz zu bieten“, veranschaulicht Engels. Das ist für ihn die Klimafolgenanpassung. Der Klimaschutz hingegen setzt in diesem Beispiel beim Bau an: Lässt sich diese Mauer mit einem Beton errichten, der weniger CO₂ verursacht?

Wer Bauwerke entwerfen, Maschinen berechnen oder Anlagen bauen möchte, also ganz konkret am Objekt arbeiten will, ist in einer klassischen Ingenieurdisziplin am besten aufgehoben. Dort werden die methodischen Grundlagen gelegt, auf denen spätere Spezialisierungen aufbauen.

Systemisch ausgerichtete Studiengänge wie der in Köln vermitteln dagegen technisches Grundverständnis, um Infrastruktur, Ressourcen und Planung in größeren Zusammenhängen zu denken. Oder, wie Ralf Engels zuspitzt: „Klassische Ingenieurfächer gehen in die Tiefe, systemische Studiengänge stärker in die Breite.“ Beides wird gebraucht.

Welche Themenfelder sind besonders relevant?

Die folgenden Themenfelder orientieren sich am Curriculum der TH Köln und sind daher beispielhaft. Andere Studiengänge setzen andere Schwerpunkte, manche techniknäher, manche stärker planungs- oder sozialwissenschaftlich geprägt. Die Stichworte am Ende jedes Abschnitts helfen bei der eigenen Suche.

Wassersysteme

Hochwasserschutz und Starkregenmanagement gehören zu den drängendsten Aufgaben. Das gilt sowohl für Küstenregionen und Inseln, die den Anstieg des Meeresspiegels spüren, als auch für Städte, wo versiegelte Flächen Regenwasser kaum noch aufnehmen können. Handlungsbedarf haben auch Regionen, in denen Wasser- und Sanitärsysteme entweder noch unzureichend ausgebaut oder bereits marode sind.

Wo Dürre und Wasserknappheit zunehmen, gewinnt zudem Wasserrecycling an Bedeutung. In Spanien, so Engels, werde zum Beispiel teils bereits aufbereitetes Kläranlagenwasser als Trinkwasser genutzt, um die Wasserversorgung aufrechtzuerhalten. Künstlich angelegte Versickerungssysteme wie Rigolen helfen, Regenwasser dort zu halten, wo es gebraucht wird – im Stadtgrün, im Boden, im Kreislauf.

Schlagworte für Studieninteressierte: Wasserwirtschaft, Gewässerkunde, Siedlungswasserwirtschaft, Hydrologie, Hydro Science oder allgemeiner Umweltingenieurwesen.

Klimaresilientes Bauen

In der systemischen Betrachtung geht es beim Bauen weniger um einzelne Gebäude als um Stadträume der Zukunft. Deutsche Städte ächzen im Sommer unter zahlreichen Hitzeinseln. Schwammstädte zeigen, wie sich darauf reagieren lässt, brauchen dafür aber Flächen, die frühzeitig mitgedacht werden müssen.

Ralf Engels verweist auf die Bauweise südeuropäischer Altstädte: „In den engen Gassen haben Sie fast immer Schatten, das macht ein paar Grad Unterschied.“ Solche Lernbeispiele lassen sich kurzfristig kaum eins zu eins übertragen. Elemente wie Sonnensegel oder Tücher, die Menschen vor der Mittagssonne schützen, könnten schon eher als Vorbild dienen.

Schlagworte für Studieninteressierte sind: Stadtplanung, Urbanistik, Urban Planning, Infrastrukturmanagement, Infrastructure Planning, Nachhaltiges Bauen. Schnittstellen ergeben sich zur Architektur.

Energiesysteme

Der Klimawandel treibt auch die Energiewende voran. Das Energiesystem in Deutschland wird von einer Stromautobahn mehr und mehr zum Kreisverkehr mit vielen Anschlussstellen. Grüne Stromerzeugung ist häufig dezentral, was Herausforderungen birgt, aber auch Chancen: „Vollständig dezentrale Energiesysteme können resilienter gegen Blackouts sein“, so Engels. Erzeugung und künftig auch Speicher müssen jedoch räumlich sinnvoll untergebracht werden.

Auch technisch wirft der Umbau noch etliche Fragen auf: Wie lassen sich Strom und Wärme sinnvoll koppeln? Wie integriert man Speicher und digitale Komponenten netzdienlich in das Gesamtsystem? Und wie plant man Energiesysteme für Regionen, in denen ganz andere klimatische und soziale Voraussetzungen gelten?

Schlagworte für Studieninteressierte: Erneuerbare Energien / Renewable Energy, Energie- und Umweltmanagement, Nachhaltige Energiesysteme, Regenerative Energietechnik.

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Verkehr & Mobilität

Auch Verkehrsfragen lassen sich angesichts des Klimawandels nicht mehr nur als Frage des Fortkommens behandeln, sondern ebenso als Thema der Aufenthaltsqualität und Resilienz. Parkplätze konkurrieren mit Grünflächen, und wo Regenwasser versickern soll, stehen oft bereits Autos oder Asphalt im Weg. Weitere Maßnahmen reichen vom Ausbau der Ladeinfrastruktur für Elektromobilität bis zu besseren und durchgängigen Radwegen.

Zugleich war Mobilität immer schon ein Zusammenspiel verschiedener Verkehrsmittel – in Europa häufig mit klaren Vorteilen fürs Auto. „Der Modal Split zwischen Auto, Bahn, Fahrrad und Fußverkehr könnte gleichmäßiger sein“, sagt Engels. „Stadt und Land brauchen dabei allerdings unterschiedliche Antworten.“

Schlagworte für Studieninteressierte: Verkehrssystemmanagement, Mobilitätsmanagement, Sustainable Mobility, Transportation Systems, Verkehrsplanung oder allgemeiner Infrastrukturplanung.

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Kreislaufwirtschaft / Wertstoffe

Ressourcenknappheit und Klimawandel müssen zusammengedacht werden. Damit rückt die Kreislaufwirtschaft ins Zentrum. Dabei geht es nicht nur um Recycling im engeren Sinne, sondern um den gesamten Lebenszyklus von Gebäuden, Produkten und Infrastrukturen: Was lässt sich beim Abriss alter Gebäude wiederverwenden? Wie können Materialien besser getrennt, Rohstoffe zurückgewonnen und Abfälle möglichst vermieden werden? Engels verweist auf Stoffströme, die lange wenig Beachtung fanden – etwa die Rückgewinnung von Nährstoffen aus Abwasser.

Schlagworte für Studieninteressierte: Kreislaufwirtschaft, Ressourcenmanagement, Ressourceneffizienz, Recycling- oder Umwelttechnik, Nachhaltigkeitsmanagement.

Technischer, planerischer oder gar systemischer Studiengang – woran erkenne ich das?

Sofern der Titel des Studiengangs nicht schon die Richtung vorgibt, gibt es weitere Indizien: Ein Bachelor oder Master of Engineering ist gewiss technisch und praxisorientiert. Bei einem Bachelor oder Master of Science sollte man genauer hinschauen. Engels empfiehlt dafür das Modulhandbuch der ersten Semester: „Stehen dort Mathematik, Mechanik oder Thermodynamik als Module, können Sie davon ausgehen, dass hier sehr viele Grundlagen geschaffen werden, um in die Tiefe zu gehen.“

Planerische oder systemische Studiengänge setzen oft stärkere interdisziplinäre Akzente. Dort tauchen eher Module auf, die Prozesse, Zusammenhänge sowie gesellschaftliche, ökonomische oder soziokulturelle Bezüge vermitteln. Wer sich danach noch unsicher ist, dem rät Ralf Engels: „Gehen Sie in die Studienberatung, zu Sprechstunden oder in die Fakultäten. Reden Sie einfach mit Menschen, die das Fach schon studieren.“

Kleine Orientierung: Für wen ist das etwas?

Entscheidend ist vor allem der eigene Antrieb: Wer technische Systeme auslegen will, ist in klassischen Ingenieurfächern gut aufgehoben. Wer Infrastruktur in Städten oder Regionen planen möchte, sitzt später womöglich mit Kommunen, Politik sowie Bürgerinnen und Bürgern an einem Tisch – interdisziplinäre Studiengänge bereiten genau darauf vor. Wer Interesse an globalen Kontexten hat, findet in Programmen mit internationalem Zuschnitt einen direkten Einstieg. Ein Beispiel aus Köln: Der Masterstudiengang Environment and Resources Management ist etwa als Doppelabschluss mit der mexikanischen Partneruniversität San Luis Potosí angelegt und richtet den Blick auf den lateinamerikanischen und karibischen Raum.

Natürlich sollte einem auch das Thema liegen. Ob Energie, Wasser oder gebaute Umwelt, weiterhin gilt: Die großen Aufgaben verlangen solides Ingenieurhandwerk. Neu ist, dass dieses Handwerk immer häufiger mit Klima-, Raum- und Ressourcendenken verbunden wird. Das eröffnet Studieninteressierten spannende Perspektiven, die dringend benötigt werden.

Schließlich hapere es in der Praxis oft nicht am technischen Wissen, sondern an der Umsetzung. Genau dort, so Engels, wachse die Nachfrage: „Transformation ist ein schöner Begriff. Aber jeder versteht etwas anderes darunter. Da hilft es, wirklich systemisches Verständnis mitzubringen.“

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