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Physische Visualisierung von CO2-Bilanzen

Physische Visualisierung von CO2-Bilanzen

Gegenstand der vorliegenden Arbeit soll im ersten Teil die inhaltliche Auseinandersetzung mit dem Klimawandel, dessen Ursachen und Folgen sein. Dabei werde ich darauf eingehen, wo die größten Emittenten für die Treibhausgase Kohlenstoffdioxid, Methan und Distickstoffoxid zu finden sind und wie sich diese auf das Weltklima auswirken.

Im zweiten Abschnitt möchte ich bestehende Projekte unter die Lupe nehmen, die sich die Visualisierung von Treibhausgasemissionen oder anderen abstrakten Datensätzen zur Aufgabe gemacht haben. Im Mittelpunkt meiner Untersuchung stehen statische grafische Darstellungen, das Bewegtbild, als auch räumliche Lösungsansätze.

Der dritte Teil befasst sich mit den theoretischen Grundlagen der Datenvisualisierung, insbesondere physische Formen der Datenvisualisierung werden beleuchtet.

Im abschließenden Teil möchte ich eine eigene Form einer räumlich erfahrbaren Visualisierung von Treibhausgasen skizzieren, die die Grundlage für die Umsetzung meiner praktischen Arbeit bildet.

Einleitung

Während ich diesen Text in die Tastatur tippe, rauscht mein Computer. Er verbraucht Strom. Dieser Strom kommt von einem Kraftwerk, wo Kohle verbrannt wird, um Energie zu erzeugen. Die Verbrennung von Kohle gilt als die umweltschädlichste Form der Energiegewinnung, denn bei keinem anderen fossilen Brennstoff werden bei der Verstromung mehr Treibhausgase und Schadstoffe in die Atmosphäre freigesetzt. Diese verschmutzen nicht nur die Luft, sie tragen auch entscheidend zum Klimawandel bei und sind somit indirekt eine der Hauptursachen für die immer häufiger auftretenden Wetterextreme und Naturkatastrophen.

Neben dem Hausstrom gibt es noch eine Vielzahl weiterer Quellen, die für den Ausstoß von Treibhausgasen verantwortlich sind. Letztlich hat jedes Produkt, das wir besitzen, jedes Lebensmittel, das wir verzehren, im Laufe seiner Herstellung den Ausstoß von Treibhausgasen zur Folge gehabt. Die Menge an Treibhausgasen, die bei der Produktion einer Ware oder einer Dienstleistung anfällt, wird als CO2-Fußabdruck bezeichnet.

In den vergangenen Jahren ist das ökologische Bewusstsein der Menschen gestiegen. Der Klimawandel wird zunehmend als gesellschaftliches und wirtschaftliches Thema relevant.

Und damit auch für Gestalter*innen. Einige Projekte haben sich bereits mit der Darstellung von Treibhausgasen beschäftigt und verschiedene Formen der Visualisierung hervorgebracht. Der Fokus in diesen Arbeiten liegt dabei meist in der Sichtbarmachung der Gase und deren Volumen. Die klimatischen Auswirkungen von Treibhausgasemissionen werden dabei jedoch nicht berücksichtigt bzw. dargestellt.

Folglich entsteht eine Informationslücke zwischen dem Ausstoß von Treibhausgasen und den Folgen der Erderwärmung. Mit meiner Arbeit möchte ich versuchen, einen Teil dieser Lücke zu schließen und die Zusammenhänge zwischen unserem täglichen Konsumverhalten und den daraus resultierenden Konsequenzen für die Umwelt aufzuzeigen.

1. CO2 und Klima

1.1 Kohlenstoffkreislauf

Kohlenstoff kommt auf der Erde in unterschiedlichen Formen vor und ist in allen Umweltbereichen der Erde zu finden. Den größten Kohlenstoffspeicher stellt die Lithosphäre1 mit etwa 99,8 % dar. In der Gesteinsschicht findet man Kohlenstoff als Carbonatgestein und in Form von fossilen Rohstoffen wie Kohle, Erdgas und Erdöl. In der Atmosphäre2 sind etwa 850 Gigatonnen (850.000.000.000 Tonnen) Kohlenstoff als Kohlenstoffdioxid gespeichert. Das entspricht 0,001 % der global vorhandenen Kohlenstoffmenge. Ein ähnlich großer Anteil ist in der Biosphäre3 gespeichert. Kohlenstoff tritt hier in organischen Verbindungen wie Fetten, Eiweißen und Kohlenhydraten auf. Ein weiterer Speicher für Kohlenstoff ist die Hydrosphäre4.In Meeren und Gewässern befinden sich gelöstes Kohlenstoffdioxid sowie Hydrogencarbonate und Carbonate. In der Hydrosphäre sind etwa 0,045 % der globalen Kohlenstoffmenge gespeichert.

Ablauf des Kohlenstoffzyklus Zwischen den Umweltbereichen finden ständig chemische, physikalische, geologische und biologische Prozesse statt, die den Austausch von Kohlenstoff bewirken. Diese Prozesse laufen in unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Zeiträumen ab, weshalb man zwischen dem kurzfristigen und dem langfristigen Kohlenstoffkreislauf unterscheidet.

Kurzfristiger Kohlenstoffkreislauf Der kurzfristige Kreislauf findet in den Bereichen Atmosphäre, Biosphäre und Hydrosphäre statt und läuft in Zeiträumen von Minuten, Stunden, Tagen oder Jahren ab. In der Atmosphäre herrscht eine hohe Durchmischung (Flussrate) des Kohlenstoffs, da er durch Winde zügig transportiert wird. Die Verteilung von CO2 ist in den unteren Schichten der Atmosphäre ausgeglichen, nur an windgeschützten Orten kann es zu einer erhöhten Konzentration von CO2 kommen.

Zwischen Atmosphäre und Biosphäre geschieht der Austausch von Kohlenstoff primär durch den Prozess der Photosynthese. Dabei nehmen Pflanzen CO2 auf und wandeln es in Kohlenhydrate wie Glucose, Fette und Proteine um. Lebewesen nehmen diese produzierten Stoffe mit der Nahrung auf und erzeugen mittels Zellatmung wiederum CO2, welches beim Ausatmen freigesetzt wird.

Ähnlich der Atmosphäre herrscht in der Hydrosphäre durch Absenkung von Wassermassen ein relativ schneller Transport von Kohlenstoff.

Langfristiger Kohlenstoffkreislauf Zum langfristigen Kohlenstoffkreislauf zählen die Prozesse in der Lithosphäre. Hier sind die Flussraten sehr gering und der Kohlenstoff wird über Tausende, Millionen oder sogar Milliarden Jahre gespeichert. Der Austausch zwischen Lithosphäre und Atmosphäre wird durch Sedimentation und Verwitterung bestimmt. Sedimentation bedeutet die Ablagerung von festen Partikeln and Land und im Meer, die von Wasser, Eis oder Luft mitgetragen werden. Verwitterung beschreibt den Prozess der Zersetzung von Gestein.

1.2 Treibhauseffekt

Der natürliche Treibhauseffekt ist verantwortlich für das vorherrschende Klimaverhältnis auf der Erde. Ohne den Treibhauseffekt läge die durchschnittliche globale Temperatur bei -18 Grad Celsius. Unter diesen Umständen gäbe es auf unserem Planeten keine Vegetation und kein Leben.6 Das Klima auf der Erde ist abhängig von der Sonne. Die Sonneneinstrahlung, die auf die Erde trifft, wird zur Hälfte von der Erdoberfläche absorbiert, 20 Prozent werden von der Atmosphäre aufgenommen, die übrigen 30 Prozent werden von Erdoberfläche und Atmosphäre reflektiert. Die erwärmte Erdoberfläche sendet wiederum langwellige Wärmestrahlen aus, von denen ein großer Teil von Bestandteilen der Atmosphäre (Treibhausgase und Wolken) absorbiert und in alle Richtungen abgestrahlt wird. Die zur Erde gerichtete Wärmestrahlung sorgt für eine Erwärmung der unteren Luftschichten sowie des Bodens und ist als Treibhauseffekt oder globale Erwärmung bekannt.

Die wichtigste Ursache für die gegenwärtig zu beobachtende Verstärkung des Treibhauseffekts ist die ansteigende Konzentration von CO2, welche auf eine Reihe menschlicher Aktivitäten zurückzuführen ist.

1.3 Was ist CO2?

Die chemische Summenformel CO2 steht für das aus Kohlenstoff und Sauerstoff bestehende Molekül Kohlenstoffdioxid, auch als Kohlendioxid bekannt. Kohlendioxid ist ein farb- und geruchloses Gas, welches sich gut in Wasser löst und nicht brennbar ist. Neben Sauerstoff, Stickstoff und Edelgasen ist Kohlenstoff ein natürlicher Bestandteil der Luft und ein wichtiges Treibhausgas. CO2 macht mit etwa 0,04 Prozent einen verschwindend geringen Teil der Luft aus.7 Trotzdem hat CO2 entscheidende Auswirkungen auf unser Klima.

Kohlenstoffdioxid ist ein natürliches Nebenprodukt der Zellatmung vieler Lebewesen und entsteht zudem bei der Verbrennung von Holz, Kohle, Öl oder Gas. Auch beim Zerfall toter Organismen oder durch natürliche CO2-Quellen, wie beispielsweise Eruptionen von Vulkanen und den dabei entstehenden Vulkangasen, wird Kohlenstoffdioxid freigesetzt.

1.4 CO2-Äquivalente

Neben Kohlenstoffdioxid existieren in der Atmosphäre weitere Treibhausgase wie Methan und Distickstoffmonoxid (oft auch als Lachgas bezeichnet). Diese Gase tragen nicht in gleichem Maße zum Treibhauseffekt bei und verbleiben über unterschiedliche Zeiträume in der Atmosphäre. Beispielsweise hat Methan (CH4) eine 28mal größere Klimawirkung als CO2, verbleibt aber weniger lange in der Atmosphäre. Distickstoffmonoxid (N2O) hat sogar eine 300mal stärkere Wirkung als CO2.

Das Expertengremium der Vereinten Nationen Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) hat deshalb das so genannte Globale Erwärmungspotenzial (Global Warming Potential, kurz GWP) definiert, um die Wirkung der verschiedenen Treibhausgase auf das Klima vergleichbar zu machen. Das GWP drückt die Erwärmungswirkung einer bestimmten Menge des jeweiligen Treibhausgases über einen festgelegten Zeitraum (100 Jahre) im Vergleich zu derjenigen von CO2 aus. Die Treibhausgasemissionen können somit in CO2-Äquivalente umgerechnet werden. CO2-Äquivalente werden mit der Abkürzung »CO2e« angegeben (wobei das »e« für das englische »equivalents« steht).

1.5 CO2-Emissionen in Deutschland

Die Verstärkung des Treibhauseffekts ist ein globales Phänomen, zu der die Länder in unterschiedlichem Maße beitragen. Bei einem Blick auf die zehn Länder mit dem höchsten CO2-Ausstoß lag Deutschland im Jahr 2016 mit einem Anteil von 2,23 % der weltweiten CO2-Emissionen auf dem sechsten Platz.

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Betrachtet man die Pro-Kopf-Emissionen der Deutschen, ist seit 1990 ein leichter Rückgang zu verzeichnen. Im Jahr 2016 lag der CO2-Fußabdruck bei 9,1 Tonnen pro Person.

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1.6 CO2-Emissionsquellen

Energiesektor Eine der Hauptursachen für den Anstieg des CO2-Gehalts in der Atmosphäre ist die Verbrennung von fossilen Rohstoffen wie Kohle, Erdöl und Erdgas. Dabei variiert die jeweilige Emissionsbelastung – so wird bei der Verbrennung von Kohle deutlich mehr CO2 freigsetzt als bei Erdöl oder Erdgas. Die gewonnene Energie wird zur Erzeugung von Strom und Heizwärme genutzt. Der Energiesektor war im Jahr 2015 mit 84,5 Prozent die größte Quelle der anthropogenen Treibhausgasemissionen.

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Kohlekraftwerke Als die umweltschädlichste Form der Stromerzeugung gilt die Verbrennung von Kohle. Selbst moderne Kohlekraftwerke erreichen lediglich einen Wirkungsgrad von etwa 40 Prozent. Die restliche Wärme wird von einigen Werken zu Heizzwecken genutzt, andere geben sie ungenutzt an die Umwelt ab. Unabhängig von der Nutzung werden große Mengen an Treibhausgasen wie Kohlendioxid, Stickstoff und Lachgas freigesetzt. Etwa 20 Prozent der gesamten deutschen CO2-Emissionen werden von Braunkohlekraftwerken emittiert.

Energiequelle und Klimasünder: Kohle Kohle ist ein schwarzes oder bräunlich-schwarzes Sedimentgestein, das bei der Inkohlung (auch Karbonisierung genannt) von Pflanzenresten entsteht. Dieser Vorgang liegt Millionen von Jahre zurück, als auf der Erde ein wesentlich wärmeres und feuchteres Klima herrschte als heute. Damals wuchsen riesige Sumpfwälder mit Bäumen und Farnen. Immer wieder wurden Wälder von nahegelegenen Meeren überschwemmt – Pflanzen starben ab, fielen um und vermoderten. Darüber bildeten sich neue Schichten aus Schlamm, Sand und Geröll, die die Pflanzenreste luftdicht abschlossen. Komplexe biochemische Prozesse ließen zunächst Torf entstehen. Durch erneute Überlagerungen erhöhten sich Druck und Temperatur in den Schichten, woraufhin Wasser verdrängt wurde und sich aus dem Torf unterschiedliche Formen der Kohle bildeten. Bei den heutigen Kohlevorkommen gilt es zwischen zwei Arten zu differenzieren: Steinkohle und Braunkohle. Die Steinkohle entstand im Erdzeitalter des Karbon vor etwa 280 bis 345 Millionen Jahren. Sie besteht aus 75-81 Prozent Kohlenstoff, etwa sechs Prozent Wasserstoff und 9,8 Prozent Sauerstoff. Die deutlich jüngere Braunkohle bildete sich vor 2,5 bis 65 Millionen Jahren in der Zeit des Tertiär. Sie ist weicher als Steinkohle und besteht aus 65-75 Prozent Kohlenstoff, 5,5-8,0 Prozent Wasserstoff und 12-30 Prozent Sauerstoff. Außerdem enthält sie bis zu drei Prozent Schwefel.

Verkehr Laut Umweltbundesamt war der Verkehrssektor im Jahr 2015 für rund 18 Prozent der Treibhausgasemissionen in Deutschland verantwortlich. Davon würden etwa 95 Prozent vom Straßenverkehr emittiert. In diesem Sektor sei zwischen 1990 und 1999 ein Anstieg der Emissionen zu beo- bachten. Zwar würden die Emissionen durch verbesserte Fahrzeugtechnik gesenkt werden, gleichzeitig führe der steigende Kraftstoffverbrauch wiederum zu einer Überkompensation. In den darauffolgenden Jahren nahmen die Emissionen stetig ab. Erst in den Jahren 2013 bis 2015 konnte ein erneuter Anstieg verzeichnet werden.

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Industrie Eine weitere Belastung für Umwelt und Klima stellen industrielle Prozesse dar, denn die Produktion von Konsumgütern und Waren verursacht Treibhausgasemissionen. Besonders die Herstellung von Zement, Eisen, Stahl und Chemikalien ist vorrangig zu nennen.

Im Jahr 2015 verursachte die Industrie etwa sieben Prozent aller Treibhausgasemissionen. Hinzu kommen weitere 14 %, die der Stromnutzung der Produktionsstätten zuzurechnen sind.19 Damit ist der Industriesektor der zweitgrößte Verursacher von Treibhausgasemissionen in Deutschland.20 Doch eine positive Entwicklung ist zu beobachten: die von der Industrie produzierten CO2-Emissionen sind zwischen 1990 und 2016 von 59 Millionen Tonnen auf 44 Millionen Tonnen gesunken.

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Landwirtschaft Die Landwirtschaft zählt zu den wichtigsten Quellen von Treibhausgasen in Deutschland. Um unseren täglichen Konsum von Lebensmitteln zu ermöglichen, ist Ackerbau und Viehzucht notwendig. Auf unterschiedlichen Wegen werden große Mengen Treibhausgase emittiert: zum Beispiel stößt ein Rind täglich etwa 150 bis 250 Liter Methan aus, welches, wie bereits beschrieben, die 28-fache Erwärmungswirkung von Kohlendioxid besitzt.22 Ebenso verursachen Tierausscheidungen den Ausstoß von Methan. Doch nicht nur Tiere sind für die Emissionen alleinig verantwortlich. Auch bei der Bearbeitung von Landflächen und dem Einsatz von Düngemitteln werden CO2 und Lachgas in einem erheblichen Maße freigesetzt.

Im Jahr 2015 lagen die Emissionen aus der Landwirtschaft bei 67 Millionen Tonnen CO2e pro Jahr.

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1.7 Globale Erwärmung und die Folgen

Die globale Erwärmung ist ein anhaltendes Thema in der Politik sowie in den Medien. Auf internationaler Ebene wurde bereits 1972 bei der »Konferenz der Vereinten Nationen über die Umwelt des Menschen« debattiert. Seit Beginn der 1990er Jahre besteht ein wissenschaftlicher Konsens darüber, dass die gegenwärtige globale Erwärmung vom Menschen verursacht wird. Auf der Erde hat es zwar schon immer Klimaveränderungen und Temperaturschwankungen gegeben, allerdings schreitet die vom Menschen verursachte globale Erwärmung deutlich schneller voran als bisherige natürliche Klimaveränderungen.

Dieser Eingriff der Menschheit hat enorme Auswirkungen für die Umwelt. Die Entwicklungen werden von Forscher*innen und Regierungen mit großer Sorge betrachtet: das Wetter verändert sich zunehmend, extreme Ereignisse wie Hitzewellen, Stürme und Überschwemmungen werden häufiger. Eine weitere Folge des Treibhauseffektes ist das Schmelzen der Eismassen an Nord- und Südpol, welches für einen bedenklichen Anstieg des Meeresspiegels sorgt und zu Überflutungen in Küstengebieten führt.

Zusammenfassend kann davon ausgegangen werden, dass die globale Erwärmung ganze Ökosysteme verändern oder sogar deren Kollaps zur Folge haben könnte25. Zum jetzigen Zeitpunkt scheint es jedoch möglich, dass die Menschen dieser Entwicklung mit entsprechenden Maßnahmen entgegenwirken können.

1.8 Maßnahmen gegen den Klimawandel

Innerhalb des Syntheseberichts »Klimaänderung 2014« schreibt der Weltklimarat IPCC »[...] dass wir die Mittel haben, um den Klimawandel und seine Risiken zu begrenzen, einschließlich vieler Lösungen, die einen Fortbestand der wirtschaftlichen und menschlichen Entwicklung erlauben«. Jedoch sei eine dringende Kehrtwende nötig, um den globalen Temperaturanstieg auf unter 2 °C im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu stabilisieren. Insgesamt geht der IPCC davon aus, dass die technologischen, wirtschaftlichen und sozialen Herausforderungen weiter wachsen werden, wenn die Menschheit den Folgen des Klimawandels zu zögerlich entgegen tritt.

Ein wichtiger Meilenstein im Kampf gegen den Klimawandel war das Pariser Klimaabkommen im Dezember 2015, bei dem 195 Staaten vertraglich beschlossen, die vom Menschen verursachte globale Erwärmung auf unter 2°C gegenüber der vorindustriellen Zeit zu einzudämmen. Die beteiligten Länder haben hierzu Klimaschutzpläne verfasst, die verschiedene politische Maßnahmen, wie z. B. die Förderung erneuerbarer Energien, Steigerung der Energieeffizienz von Fahrzeugen sowie die Aufforstung von Wäldern, vorsehen.

Deutschlands klimapolitische Maßnahmen In Deutschland ist tendenziell eine klimafreundliche Entwicklung zu beobachten. Zwischen 1990 und 2016 wurden in der Bundesrepublik die Treibhausgasemissionen um schätzungsweise 27,6 % verringert. Der gesamte Treibhausgasausstoß wird für 2016 auf 906 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente geschätzt. Damit liegt Deutschland bereits unter den Zielvorgaben des Kyoto-Protokolls, welches die Reduktionsziele für den Ausstoß von Treibhausgasen von Industrieländern vorschreibt. Grund für die positive Entwicklung ist die aktive Klimapolitik Deutschlands. Der Klimaschutzplan der Bundesregierung sieht vor, dass die deutschen Emissionen bis 2020 um 40 Prozent gegenüber 1990 reduziert werden. Langfristiges Ziel ist es, bis 2050 weitgehende Treibhausgasneutralität zu erreichen. Dies würde bedeuten, den jährlichen Ausstoß von Emissionen auf unter 250 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr zu senken.

Um dieses ambitionierte Ziel erreichen zu können, müssen Politik und Wirtschaft aktiver werden. Bei der Umsetzung von klimafreundlichen Maßnahmen spielen allerdings auch Bürger*innen eine maßgebliche Rolle.

Informationen für Verbraucher KonsumentInnen können einen Anteil zum Klimaschutz beitragen, indem sie ihr tägliches Konsumverhalten entsprechend ändern und anpassen. Dies setzt jedoch voraus, dass Verbraucher*innen besser darüber informiert werden, welche Mengen an Treibhausgasen bei der Herstellung von Lebensmitteln und anderen Konsumgütern verursacht werden.

ForscherInnen und Unternehmen diskutieren bereits seit einigen Jahren über ein sogenanntes Product Carbon Footprinting. Dieser Product Carbon Footprint, also »CO2-Fußabdruck«, soll Informationen darüber liefern, welche klimawirksamen Emissionen im Lebenszyklus eines Produktes durch Herstellung, Lagerung und Transport entstehen. Da allerdings bisher keine wissenschaftlich fundierten Regelungen zur Erfassung eines CO2-Fußabdrucks existieren, wurden bisher lediglich Pilotprojekte vorgestellt.

2. Recherche

2.1 Blaue Blumen – Ewa Tuteja Handgefertigtes Exponat, 2014

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Betrachtet man die Arbeit der Künstlerin Ewa Tuteja, ist auf den ersten Blick nicht klar, ob sie physischer oder digitaler Natur ist. Das Objekt, bestehend aus einer Styropor-Kugel und über 700 Zahnstochern, zeigt die weltweite Bevölkerungsdichte.

Die Arbeit ist zwar for­mal­äs­the­tisch ansprechend, jedoch lassen sich ohne eine entsprechende Legende keine exakten Werte ablesen und man bekommt lediglich ein ungefähres Gefühl für die Verhältnisse.

2.2 Mount Fear – Abigail Reynolds Installation, 2003

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Die räumliche Karte Mount Fear macht die Verteilung und Häufigkeit von Gewaltverbrechen in London sichtbar. Die bis zu 1,5 Meter hohe und etwa 5 Meter lange Installation wurde aus vielen Schichten Pappkarton gefertigt. Mittels der Visualisierung wird deutlich, welche Stadtteile besonders stark von Kriminalität betroffen sind und welche Bereiche weniger. Dabei erinnert die Darstellung an eine Berglandschaft und wirkt zugleich wie die Skyline einer Stadt.

Ähnlich des Projektes Blaue Blumen ermöglicht die Arbeit von Abigail Reynolds kein genaues Ablesen von Zahlenwerten. Im Rahmen einer Ausstellung sollte die Installation deshalb durch eine Legende bzw. Informationstafel ergänzt werden.

2.3 Rolex Time Sand – Michael Marcovici Installation, 2009

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Im Mittelpunkt der Installation von Michael Marcovici steht die Frage, wieviel Sand innerhalb eines Lebens durch eine Sanduhr laufen würde. Zur Beantwortung der gestellten Fragen platzierte der Künstler in seiner Arbeit Rolex Time Sand 972 Packungen Sand à 30 kg auf 18 Europaletten. Dabei steht jede Packung für 30 Tage. Rechnet man die Stapel zusammen, ergibt sich eine Gesamtsumme von 81 Jahren, welche der voraussichtlichen Lebenserwartung des Künstlers entspricht. Die Arbeit kennzeichnet sich durch eine gewisse Brutalität, da sie versucht, die Komplexität eines Lebens mittels eines Wertes bzw. einer Masse zu objektivieren.

2.4 Virtual Water – Raureif Mobile App, 2010

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Einen Versuch der Sichtbarmachung von sogenannten virtuellen Wassermengen stellt die App Virtual Water dar. Innerhalb der Anwendung wird eine Reihe von Lebensmitteln aufgelistet und Verbraucher*innen können Informationen über deren Wasserfußabdruck erhalten. Im Fokus der App stehen minimalistische Illustrationen der Produkte und die Angabe der entsprechend verbrauchten Wassermenge. Kleine Tropfen geben die Mengen symbolisch wieder. Die App liefert auf Wunsch detaillierte Informationen zur Entstehung der Mengen.

Die begrenzte Fläche eines Smartphone-Displays erlaubt generell nur eine Darstellung in stark verkleinertem Maßstab. Die dargestellten Tropfen stehen dabei nicht im Größenverhältnis zu den Illustrationen und können daher nur ein vages Gefühl für die realen Wassermengen vermitteln.

2.5 Green Level – art+com Ausstellung zum Thema Nachhaltigkeit, 2009

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Auf einem tatsächlichen Mengenvergleich basiert die Installation innerhalb der Ausstellung Green Level. In der Anordnung wird der Wasserfußabdruck einer Orange mit herkömmlichen Kanistern veranschaulicht. Die Verhältnisse werden sehr klar und unverschlüsselt kommuniziert. In diesem Kontext wäre die Darstellung weiterer Produkte, anhand derer Betrachter*innen Vergleiche ziehen könnten, interessant. Außerdem kennzeichnen sich die gewählten Kanister durch mangelnde Ästhetik. Jedoch stellen sie als Alltagsgegenstand eine einprägsame bekannte Größe dar.

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Eine weitere Datenskulptur in der Ausstellung zeigt, wo in Deutschland die Einsparpotenziale für CO2 liegen. Die größte Kugel steht sinnbildlich für den gesamten CO2-Ausstoß Deutschlands innerhalb eines Jahres. Die abgetrennten kleineren Kugeln verdeutlichen potenzielle CO2-Einsparungen in den Bereichen Industrie, Wirtschaft und Konsum.

Die schwarz-glänzenden Kugeln folgen dem Farbkonzept der Ausstellung und erinnern an Atome. Ein starker naturwissenschaftlicher Bezug wird durch die chaotische Anordnung der Kugeln hergestellt. Die Kugeln bieten außerdem eine gute Vergleichbarkeit hinsichtlich der Größenordnungen.

2.6 New York's carbon emissions – Carbon Visuals Video-Rendering, 2014

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In dieser digitalen Visualisierung wird eindrucksvoll gezeigt, welche riesigen Mengen an Treibhausgasen in einer Metropole wie New York entstehen. Die kleinste Einheit bildet ein Ballon mit einem Durchmesser von 10 Metern – dies entspricht dem realen Volumen einer Tonne CO2. Die Renderings wirken sauber und perfekt und lassen kaum an die Schädlichkeit von Treibhausgasen denken.

2.7 Counting carbon – The Agency of Design Installation, 2011

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Die Installation Counting carbon soll Betrachterinnen vermitteln, wieviel CO2 bei der Herstellung bestimmter Produkte oder bei verschiedenen Aktivitäten ausgestoßen wird. Entsprechend des Wertes, der auf den Ballon projiziert wird, ändert sich die Größe desselbigen. Somit wird die Gewichtsangabe in ein Verhältnis zum Volumen gebracht und Betrachterinnen bekommen ein Gefühl für die Dimensionen des unsichtbaren Gases.

Eine Möglichkeit, die Installation für Besucher*innen noch interessanter zu gestalten, wäre das manuelle Ansteuern des Ballons.

2.8 Umweltaktivismus und -kampagnen

Umweltorganisationen wie Greenpeace, WWF und BUND machen regelmäßig auf das Thema CO2 aufmerksam machen. Dabei entwickeln die Aktivist*innen immer wieder spannende Ideen, um pressetaugliche Bildmotive entstehen zu lassen.

So kippten Greenpeace-Aktivisten im Oktober 2017 zum Beispiel zehn Tonnen Kohle vor dem Eingang des Bundeskanzleramts aus, um Kanzlerin Angela Merkel zum Kohleausstieg zu bewegen. Anlass waren die gleichzeitig stattfindenden Sondierungsgespräche, bei denen unter anderem über die Zukunft der Kohleverstromung beratschlagt wurde.

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Im Rahmen der Klimakonferenz 2009 in Kopenhagen installierte der WWF einen riesigen Ballon vor dem Konferenzgebäude.

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Als Zeichen des Protests halten Aktivist*innen des BUND während der Klimakonferenz 2017 in Bonn zwei Meter große CO2-Ballons in die Luft.

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3. Methodik

3.1 Daten

Laut Definition des Dudens versteht man unter Daten Zahlenwerte die »durch Beobachtungen, Messungen, statistische Erhebungen u. a.« gewonnen wurden.29 Der Begriff Daten wird in der heutigen Zeit vorrangig mit digitalen Daten assoziiert. Natürlich finden wir Daten auch in analogen (Lebens-)Bereichen.

Datenvisualisierung In einer immer komplexer erscheinenden Welt sollen Datenvisualisierungen helfen, abstrakte Phänomene zu beschreiben sowie Sachverhalte und Zusammenhänge zu verstehen. Ihre visuelle Form macht es möglich, Zahlen oder Informationen anschaulich zu vermitteln. Bezogen auf den Themenkomplex des Klimawandels steht die Datenvisualisierung vor einigen Herausforderungen.

Die Thematik des Klimawandels erfordert aufgrund seiner Mehrdimensionalität immer eine gewisse Vorsicht. Es gilt zu beachten, dass Statistiken lediglich einen Wert vermitteln, jedoch nur begrenzt eine Aussage über die Tiefe und Qualität des Wertes zulassen. Mehr noch gilt es zu vermuten, dass hinter jedem Wert weitere Informationen verborgen sein könnten, die die Interpretation des jeweiligen Datensatzes beeinflussen können.

3.2 Data Physicalization

Mittels Data Physicalization können abstrakte Daten fühlbar gemacht werden. Die Formen der physischen Datenvisualisierungen sind vielfältig und finden sowohl in der Kunst, in der wissenschaftlichen Forschung, als auch zur reinen Unterhaltung Anwendung.

Erste physische Datenvisualisierungen existierten bereits vor tausenden von Jahren. Um 5.500 v. Chr., lange vor der Entwicklung der Keilschrift, nutzte man in Mesopotamien ein Zählsystem aus Lehmkugeln, um Informationen darzustellen.

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In Südamerika entwickelte sich um 2.500 v. Chr. die Quipu, eine Knotenschrift, die zur statistischen Erfassung von Lagerbeständen, Waren, Ländereien, Menschen oder Tieren diente. Die bis zu vier Meter langen Schnüren wurden aus Pflanzenfasern oder Tierhaaren hergestellt und anschließend gefärbt. Beim Lesen der Artefakte waren Farbe der Schnüre, Position der Knoten sowie unterschiedliche Beschaffenheiten von Bedeutung. Eine genaue Entschlüsselung des Systems ist jedoch bis heute nicht möglich.

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3.3 Analoge vs. digitale Datenvisualisierung

In der digitalisierten Welt werden verschiedenste Informationen täglich mittels mobiler Endgeräte vermittelt und rezipiert. Dabei sind die haptischen Erfahrungen, unabhängig vom Thema, immer gleich: mit den Fingerspitzen wischen, scrollen und tippen wir auf der glatten Glasoberfläche unseres Smartphones oder Tablets. Datenobjekte bieten eine spannende Alternative, um Daten verständlich zu machen und gleichzeitig Emotionen zu erzeugen.

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Datenobjekte sprechen – im Gegensatz zu Darstellungen am Bildschirm – nicht nur den Sehsinn an. Sie können durch Beschaffenheit, Gewicht, Materialität, Geruch oder Akustik multisensorisch erfasst werden und somit als künstlerische Artefakte eine individuelle Erfahrung liefern. Es geht also auch um das Gefühl, das entsteht, wenn wir mit einem phy- sischen Datenobjekt in Berührung kommen.

Der Mensch steht also über die haptische Wahrnehmung in Verbindung zu seiner Umwelt und ihren Gegenständen. Haptische Erfahrungen können entscheidend dazu beitragen, wie wir uns Dinge einprägen. Wie wichtig der Tastsinn für den Menschen ist, lässt sich auch in sprachlicher Hinsicht erkennen, wenn wir an Wörter wie begreifen und erfassen denken.

3.4 Visual Storytelling mit Daten & Objekten

Eine Darstellungsform, die in den letzten Jahren zunehmend in den Fokus rückte, ist das Visual Storytelling. Kern dieser Methode bildet die Verknüpfung von Daten mit kurzen, prägnanten Geschichten.

Wie gut sich Daten in Geschichten verpacken lassen, zeigen die Vorträge von Hans Gosling†, der Daten mit Alltagsgegenständen verbildlichte. Seine Präsentationen waren unterhaltsam und kurzweilig. In dieser Präsentation interagierte er mit Plastikkisten, um das weltweite Bevölkerungswachstum und die Vertei lung von arm und reich zu veranschaulichen.

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Unser Gehirn kann Informationen, die visuell aufbereitet sind, wesent- lich schneller erfassen und verstehen als Zahlenwerte in Tabellen. Hinzu kommt, dass über Bilder Emotionen erzeugt werden können – was Tabellen und Zahlen allein kaum schaffen.

Die Künstlerin Sarah Illenberger ist für ihre Bildserien bekannt, in denen sie Objekte liebevoll inszeniert, fotografiert und anschließend mit digitaler Bildbearbeitung die Informationsebene ergänzt.

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Die Grundlagen dieser Darstellungsformen finden sich bereits Anfang des 20. Jahrhunderts bei den Arbeiten des Künstlers Marcel Duchamp, der herkömmliche Alltagsgegenstände zu Kunstobjekten stilisierte. Duchamp hatte zwar nicht das Ziel, Daten zu visualisieren, aber sein Werk kann durchaus als Inspiration für Designer*innen verstanden werden. Denn diese haben Ready-mades für ihre Arbeit adaptiert und nutzen sie zum Beispiel bei der Gestaltung von Bildserien für Geschäftsberichte oder im Editorial Design.

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4. Entwurf

4.1 Prototyping

Ich will das gewählte Material Kohle kennenlernen und teste zunächst, wie sich Briketts in unterschiedlichen Anordnungen inszenieren lassen.

Entwurf Nr. 1 Darstellung von Balkendiagrammen durch einfaches Stapeln der Kohle- briketts. Der Hintergrund ruft starke Assoziationen zur Kohleheizung und vergangenen Zeiten hervor. Der Aufbau der Briketts wirkt aufgrund zu geringer Größe nicht.

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Entwurf Nr. 2 Im Haushalt soll ein Bezug zum Energieverbrauch von Geräten hergestellt werden. Die Ergebnisse sind leider nicht überzeugend.

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Entwurf Nr. 3 Die Kombination mit Styroporplatten soll Assoziationen zu Eisflächen hergestellen.

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Entwurf Nr. 4 Um spannendere Bildmotive zu erzeugen, nehme ich die nächsten Versuchsanordnungen auf einem Kohlehof vor. Durch geschickte Stapeltechnik lassen sich bis zu zwei Meter hohe Türme bauen.

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Entwurf Nr. 5

Mittels digitaler Nachbearbeitung ergänze ich eine Informationsebene. Der Hintergrund lenkt jedoch ab und sollte dementsprechend neutraler gestaltet werden.

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Die Visualisierung im öffentlichen Raum stellt eine Möglichkeit dar, um Menschen direkt mit dem Thema Klimaschutz zu konfrontieren. Die Türme kennzeichnen den Pro-Kopf-CO2-Ausstoß ausgewählter Länder. Das rot-weiße Band markiert den weltweiten Durchschnitt (fünf Tonnen) und der gelb-schwarze Streifen die Vorgaben laut Pariser Abkommen (zwei Tonnen).

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Entwurf Nr. 6 Durch Zerkleinerung der Kohlestücken können auch kleinere Mengen an CO2 dargestellt werden, die für einzelne Produkte anfallen. Die Kohle funktioniert in diesem Fall als Äquivalent und kann in Gramm CO2 umgerechnet werden.

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Ohne Lebensmittel wirkt die Anordnung ästhetischer. Im Kontext einer Ausstellung können so verschieden große Kohlestaub-Berge inszeniert werden.

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4.2 Ausblick

Auf der Grundlage der bisherigen Ergebnisse werde ich den Entwurfsprozess fortführen und weitere formale Möglichkeiten erkunden. Ziel ist es, die CO2-Bilanzen verschiedener Produkte und Dienstleistungen darzustellen und im Kontext einer Ausstellung zu präsentieren.

5. Umsetzung

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Ein Projekt von

Fachgruppe

Kommunikationsdesign

Art des Projekts

Bachelorarbeit

Betreuung

foto: Prof. Boris Müller foto: Prof. Klaus Keller

Entstehungszeitraum

Wintersemester 2017 / 2018

zusätzliches Material