Herausforderungen und Ansatzpunkte für ein nachhaltiges Stoffstrommanagement

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1 Herausforderungen und Ansatzpunkte für ein nachhaltiges Stoffstrommanagement Michael Hiete GradZ Veranstaltung Ressourceneffizienz und Ressourcenschonung, 8. Mai 2015

2 Aufbau Herausforderung Ressourcenverbrauch Rohstoffverbrauch, Bestände und Recycling Ressourceneffizienz Ausgewählte Ansatzpunkte 2

3 Herausforderung Ressourcenverbrauch 3

4 Globale Entnahme von Ressourcen aus der Ökosphäre UNEP (2011) Decoupling natural resource use and environmental impacts from economic growth, A Report of the Working Group on Decoupling to the International Resource Panel. 4

5 UNEP (2011) Decoupling natural resource use and environmental impacts from economic growth, A Report of the Working Group on Decoupling to the International Resource Panel. Treiber der globalen Ressourcenentnahme: IPAT Environmental Impact I = Population P Affluence A Technology T United Nations (2012): World Population

6 Wieviel dürfen wir? Deutsche Umwelt-NGOs: Ziele für EU bis 2050: 6 t Globaler Stoffverbrauch (TMC) pro Kopf (D: 47) oder 3 t Rohstoffverbrauch (RMC) pro Kopf (D: 22) TMC: total material consumption RMC: raw material consumption Verbändebrief (2013) 6

7 Was ist ein nachhaltiger Ressourcenverbrauch? Safe operating space Intragenerational Intergenerational 7

8 Rohstoffverbrauch, Bestände und Recycling 8

9 Unser Rohstoffverbrauch Bildquelle: BGR (2005) 9

10 Verschiebung von der Lithosphäre zur Technosphäre Entwicklung der Speicher von Eisenverbindungen in den USA Müller et al PNAS 10

11 Speicher Stadt Quelle: Merl (2006) 11

12 Recycling von Metallen/Legierungen Reuter (2013) in UNEP 12

13 Fokus auf Massenströmen Weltweite End-of-Life Recyclingraten UNEP (2011) 13

14 Ressourcenverbrauch vs. Ressourceninanspruchnahme Ressourceninanspruchnahme Nutzung ohne Einschränkungen anderer Nutzungen Nutzung mit Einschränkungen anderer Nutzungen Nutzungsqualität Dauerhaftigkeit Selbst-Regeneration (temporär) Behebbar (?) Eher irreversibel (dauerhaft) Weitgehend gleichbleibend Sortenreines Recycling, z. B. Metalle, Glas Abnehmend Kühlwasser Aktivkohle - Downcycling (Papier, Kunststoffe), - nicht sortenreines RC (Metalle, Glas) Stark eingeschränkt Biomasse Abwasser Verbrennung, Dissipation vgl. van Oers et al. (2002) 14

15 Ressourceneffizienz 15

16 Begriff Ressourceneffizienz Ökonomisches Prinzip Zunahme der Ressourceneffizienz o Output und Input o Output und Input Einsatzbereich: Prozessoptimierung Prämissen Effizienz Output Input o Output und Input beliebig skalierbar ohne Systemänderungen o Input wird zu gleichem Grad (meist vollständig) verbraucht _ 16

17 Begriff Ressourceneffizienz Ökonomisches Prinzip Zunahme der Ressourceneffizienz o Output und Input o Output und Input Einsatzbereich: Prozessoptimierung Prämissen Effizienz Output Input o Output und Input beliebig skalierbar ohne Systemänderungen o Input wird zu gleichem Grad (meist vollständig) verbraucht o Je ein Input und Output oder aggregierbar 17

18 Rohstoffproduktivität in Deutschland Ziel: 200 Rohstoffproduktivität BIP Rohstoffentnahme & Importe (inkl. indirekte Importe) Rohstoffentnahme & Importe Statistisches Bundesamt (2014) 18

19 Ressourceneffizienz: Aggregation verschiedener Inputs Anteile am Domestic Material Input (DMI) in Deutschland (2005 Daten) Industrial minerals 10% Fossil fuels 30% vermeintliche Schlüsselrolle des Bausektors Construction minerals 52% Ores 8% Daten: Buyny et al. (2009) 19

20 Ressourceneffizienz: Aggregation verschiedener Inputs Hidden Flows Zinkerz und taubes Gestein Zinkerz Rohzink Raffiniertes Zink Massenverhältnis: nach Graedel & Allenby (Folien) 20

21 Ressourceneffizienz: Aggregation verschiedener Inputs Verknappung: Abiotic Depletion Potential von Ressource i (ADP i ) Mineralische Ressourcen (kg Sb Äquiv.) ADP i Förderrate Förderrate i Sb Ressourcenbasis Ressourcenbasis 2 i Sb 2 Einige Kritikpunkte: Ressourcenbasis Wahl der Ressourcenbasis Meist ungenau und unterschiedlich (un)genau bekannt Förderrate Ignoriert Bestandsaufbau mit der Möglichkeit von Recycling Spiegelt nur momentane Situation wider 21

22 Ressourceneffizienz: Aggregation verschiedener Inputs Zukünftige zusätzliche Förderkosten (ReCiPe 2008) Y v, d M d gv, d c d C g d,$ v, d x g 2 v, d 22

23 Ressourceneffizienz: Aggregation verschiedener Inputs Strategische Relevanz als Teil der Vulnerabilität Aus: Erdmann et al. (2011): Kritische Rohstoffe für Deutschland, IZT, adelphi, Berlin 23

24 Ressourceneffizienz: Was eine Aggregation idealerweise leisten sollte Welche Konsequenzen (aktuelle und zukünftige Einschränkungen möglicher Nutzungen der Ressourcen) ergeben sich: o Grad der Einschränkung (eingeschränkt bis nicht verfügbar) o Reversibilität einer Degradation und Erneuerungsfähigkeit o Dauer (temporär bis dauerhaft) o Relevanz der Nutzungen o Substituierbarkeit der Ressourcen o angepasste räumliche Ebene: lokal bis global Zukünftiger technischer Wandel? 24

25 Ressourceneffizienz: Ressourcenverbrauch vs. Ressourceninanspruchnahme Ressourceninanspruchnahme Nutzung ohne Einschränkungen anderer Nutzungen Nutzung mit Einschränkungen anderer Nutzungen Nutzungsqualität Dauerhaftigkeit Selbst-Regeneration (temporär) Behebbar (?) Eher irreversibel (dauerhaft) Weitgehend gleichbleibend Sortenreines Recycling, z. B. Metalle, Glas Abnehmend Kühlwasser Aktivkohle - Downcycling (Papier, Kunststoffe), - nicht sortenreines RC (Metalle, Glas) Stark eingeschränkt Biomasse Abwasser Verbrennung, Dissipation vgl. nach van Oers et al. (2002) 25

26 Ausgewählte Ansatzpunkte 26

27 Beispiel Materialwahl (z. B. Mauerwerk, armierter Beton, Stahlskelett, Holz, Stroh usw.) ressourcenleichte Innovationen (z. B. ultrahochfester Beton (Gärtnerplatzbrücke, Kassel), Dünnglas in Fenstern) 27

28 Beispiel: Sanieren vs. Abriss und Neubau Hiete & Neumann (2013) 28

29 Beispiel: Sanieren vs. Abriss und Neubau Hiete & Neumann (2013) 29

30 Ressourceneffizienz: Ziele der Politik EU: Hin zu einer Kreislaufwirtschaft: Ein Null-Abfallprogramm für Europa (COM/2014/0398) Design und Innovation für eine Kreislaufwirtschaft: Reduzierung der erforderlichen Menge an Werkstoffen zur Erbringung eines bestimmten Dienstes (Leichtbau); Verringerung des Einsatzes von Werkstoffen, die gefährlich oder schwer zu recyceln sind, in Produkten und Produktionsprozessen (Substitution); Schaffung von Märkten für sekundäre Rohstoffe (Recyclingwerkstoffe) (auf der Grundlage von Normen, öffentlichem Beschaffungswesen usw.); Entwicklung von Produkten, die leichter zu warten, reparieren, nachzurüsten, wiederaufzuarbeiten oder zu recyceln sind (Ökodesign); Entwicklung der hierfür notwendigen Dienstleistungen für Verbraucher (Wartungs- und Reparaturdienste usw.); Schaffung von Anreizen für und Unterstützung von Abfallvermeidung und hochwertiger Abfalltrennung durch die Verbraucher; Schaffung von Anreizen für Abfalltrennung und Sammelsysteme, die die Kosten für Recycling und Wiederverwendung minimieren; Erleichterung der Bündelung von Tätigkeiten, um zu verhindern, dass Nebenprodukte zu Abfall werden (Industriesymbiose) und Förderung breiterer und besserer Auswahlmöglichkeiten für die Verbraucher durch Vermietung, Verleih oder Teilen von Dienstleistungen als Alternative zum Besitz von Produkten, unter gleichzeitiger Wahrung der Verbraucherinteressen (in Bezug auf Kosten, Schutz, Informationen, Vertragsbedingungen, Versicherungsaspekte usw.). 30

31 Zusammenfassung Reduzierung der globalen Rohstoffentnahme notwendig Vorsicht mit dem Begriff Ressourceneffizienz Bewertung von Ressourceninanspruchnahme schwierig Schließung von Stoffkreisläufen zentral, nicht nur bei Massenrohstoffen Verschiedenste Ansätze vorhanden 31