Ressourceneffizienz in der Gießereiindustrie: Alter Hut oder Wesensmerkmal mit Zukunftspotenzial?

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1 Für Mensch & Umwelt 6. BDG-UMWELTTAG Ressourceneffizienz in der Gießereiindustrie: Alter Hut oder Wesensmerkmal mit Zukunftspotenzial? Christian Lehmann, Dr. Fabian Jäger Fachgebiet III 2.2 Ressourcenschonung, Stoffkreisläufe, Mineral- und Metallindustrie FM

2 ÜBERSICHT Definitionen zu Ressourcen und Ressourceneffizienz Bedeutung der Ressourceneffizienz Ressourceneffizienz in der Gießerei-Industrie o aktuelle Vorhaben aus der Branche o mögliche Ansätze für künftige Vorhaben zur Steigerung der Ressourceneffizienz

3 RESSOURCENEFFIZIENZ: DEFINITION Ressourceneffizienz: Verhältnis eines bestimmten Nutzens oder Ergebnisses zum dafür nötigen Ressourceneinsatz o Im umweltwissenschaftlichen Sprachgebrauch ist mit Ressourceneinsatz der Einsatz von natürlichen Ressourcen gemeint. o Nicht zu verwechseln mit Rohstoffeffizienz. o Die Steigerung der Ressourceneffizienz ist eine Strategie zur relativen oder absoluten Senkung der Ressourceninanspruchnahme. Quelle: Glossar zum Ressourcenschutz. UBA

4 MEHR ALS NUR ROHSTOFFE: WAS SIND RESSOURCEN? Ressource = Natürliche Ressource Systematik der Natürlichen Ressourcen Geltungsbereich des Deutsches Ressourceneffizienzprogramms (ProgRess I+II): Programm zur nachhaltigen Nutzung und zum Schutz der natürlichen Ressourcen Quelle: Entwurf ProgRess II, Deutsches Ressourceneffizienzprogramm (ProgRess)II. Version RA

5 MEHR ALS NUR ROHSTOFFE: WAS SIND RESSOURCEN? Zu den natürlichen Ressourcen gehören alle Bestandteile der Natur. Dazu zählen die biotischen und die abiotischen Rohstoffe, der physische Raum (z. B. Fläche), die Umweltmedien (Wasser, Boden, Luft), die strömenden Ressourcen (z. B. Erdwärme, Wind-, Gezeiten- und Sonnenenergie) sowie alle lebenden Organismen in ihrer Vielfalt. Es ist dabei unwesentlich, ob die Ressourcen als Quellen für die Herstellung von Produkten oder als Senken zur Aufnahme von Emissionen (Wasser, Boden, Luft) dienen. Die Nutzung der natürlichen Ressourcen ist mit vielfältigen Umweltwirkungen verbunden. Viele natürliche Ressourcen stehen nur begrenzt zur Verfügung. Deshalb ist der Schutz der natürlichen Ressourcen, auch für zukünftige Generationen, von existenzieller Bedeutung. Quelle: : Entwurf ProgRess II, Deutsches Ressourceneffizienzprogramm (ProgRess)II: Fortschrittsbericht und Fortschreibung Programm zur nachhaltigen Nutzung und zum Schutz der natürlichen Ressourcen. Version RA UBA: Glossar zum Ressourcenschutz, Dessau-Roßlau, Januar

6 WARUM IST RESSOURCENEFFIZIENZ SO WICHTIG? Quelle: European Environment Agency: Die Umwelt in Europa. Zustand und Ausblick Synthesebericht, Kopenhagen 2010 Umwelt- und Klimaschutzgründe Ressourcennutzung führt zu Umweltbelastungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette globale Verantwortung und Gerechtigkeit gerechten Verteilung der Ressourcen und der Zugänge zu ihnen, innerhalb der heutigen Generationen sowie zwischen den heutigen und künftigen Generationen Der Bergbau steht in Entwicklungs- und Schwellenländern oft im Zusammenhang mit schwerwiegenden Menschenrechtsverletzungen wie Kinder- und Zwangsarbeit, Landvertreibungen, Zwangsumsiedlungen. betriebs- und volkswirtschaftliche Gründe Kosten für Roh-, Hilfs- & Betriebsstoffe stellen mit 32-66% des Bruttoproduktionswertes den Mammutanteil in der Kostenstruktur deutscher Gießereien dar. (BDG Report 04/2014) Behebung von Umwelt- und Gesundheitsschäden führen zu volkswirtschaftlichen Kosten

7 WARUM IST RESSOURCENEFFIZIENZ SO WICHTIG? Das produzierende Gewerbe nimmt im Bereich Ressourceneffizienz eine Sonderrolle ein, weil: o Auswahl und Menge der verwendeten Einsatzstoffe sowie die Art, Qualität und Funktion der hergestellten Produkte negative Folgen aus der Gewinnung der Einsatzstoffe, aus der Nutzungsphase und aus der Entsorgung/Recycling reduzieren können. d.h. von einer Gate-to-Gate-Betrachtung hin zu einer Lebenszyklus- Betrachtung entlang der gesamten Wertschöpfungskette o Schlüssel für die Umgestaltung Deutschlands hin zu einer nachhaltigen und erfolgreich wirtschaftenden Industriegesellschaft

8 WARUM IST RESSOURCENEFFIZIENZ SO WICHTIG? Die negativen Folgen der Ressourceninanspruchnahme können durch eine sparsame und effiziente Nutzung der Ressourcen reduziert werden. Umweltpolitische Bedeutung erkannt, z.b.: o 2002: Nachhaltigkeitsstrategie für Deutschland mit dem Ziel, die Rohstoffproduktivität von 1994 bis 2020 zu verdoppeln o 2012: Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) mit dem Ziel, Förderung der Kreislaufwirtschaft zur Schonung der natürlichen Ressourcen o 2012: Deutsches Ressourceneffizienzprogramms (ProgRess I): Programm zur nachhaltigen Nutzung und zum Schutz der natürlichen Ressourcen o 2013: Förderschwerpunkt im BMUB-Umweltinnovationsprogramm Materialeffizienz in der Produktion (zeitlich befristet) -> Branchendialog zum Thema Ressourceneffizienz, um auch langfristig innovative Demonstrationsvorhaben zu fördern o 2016: ProgRess II, aktueller Entwurf durch BMUB veröffentlicht ( Frist für Stellungnahmen)

9 QUANTIFIZIERUNG DER RESSOURCENEFFIZIENZ? Quantifizierung der Ressourceneffizienz bisher nur bedingt möglich: Auf Unternehmensebene ist der jährliche Verbrauch an Roh- und Einsatzstoffen usw. bekannt, d.h. Steigerungen der Ressourceneffizienz können quantifiziert und bestimmten Maßnahmen zugeordnet werden. Auf Branchenebene fehlen Daten meist, sodass nur allgemeine und qualitative Aussagen möglich sind. Auf volkswirtschaftlicher Ebene, z.b. deutsche Nachhaltigkeitsstrategie, wird die abiotische Rohstoffproduktivität (BIP/Rohstoffaufwand) als ein Indikator für die Rohstoffeffizienz verwendet ProgRess II: Einführung flankierender Indikatoren

10 RESSOURCENEFFIZIENZ IN DER GIESSEREI- INDUSTRIE Ressourceneffizienz Gegenstand der aktuellen Fach- und Branchenliteratur meist synonym für Rohstoff- oder Materialeffizienz verwendet Wesensmerkmal der Branche sind unterschiedlichste Ansätze und Maßnahmen, wie z.b.: Substitution materialintensiver Herstellungsverfahren (z.b. spanender Verfahren) Kreislaufführung von mineralischen und metallischen Einsatzstoffen umfangreiche Verwendung von Sekundärmaterial (Schrotte) Reduzierung des spezifischen Metalleinsatzes je Produkt durch, z.b.: o Leichtbau, Bionik, Simulation verschiedener Prozesse usw

11 RESSOURCENEFFIZIENZ IN DER GIESSEREI- INDUSTRIE Aktuelle Ressourceneffizienz-Vorhaben im BMUB-Umweltinnovationsprogramm (UIP) 13 Gießereivorhaben mit Fördervolumen von 9,2 Mio. Euro seit 2005, davon aktuell 6 laufende Vorhaben 6 Vorhaben mit Schwerpunkt Materialeffizienz 7 Vorhaben mit Schwerpunkt Energieeffizienz es folgen 2 beispielhafte Vorhaben, die aktuell im UIP gefördert werden Georg Fischer Automobilguss GmbH, Singen ( 9) Eisenwerk Erla GmbH, Schwarzenberg/Erzgebirge (

12 RESSOURCENEFFIZIENZ IN DER GIESSEREI- INDUSTRIE BSP 1: Georg Fischer Automobilguss GmbH, Singen Errichtung einer neuartigen automatischen visuellen Kontrolle von Gussteilen im Fertigungsprozess im Vergleich zum SdT, d.h. manuelle Kontrolle, 100%-ige Kontrolle aller Oberflächen inkl. der Innenräume der Gussteile Ziel ist es zukünftig den Großteil der fehlerhaften Gussteile, die derzeit z.b. aufgrund von Maßhaltigkeitsabweichungen nicht erkannt werden können, innerhalb des Fertigungsprozesses der Gussteile zu erkennen und möglichst vollständig als internen Ausschuss auszusortieren. Rückkopplung in den Produktionsprozess, um die Ursache für die fehlerhaften Gussteile frühzeitige zu beheben Reduzierung des Ausschuss um 40% Minderung des Flüssigeisenvolumens, des Koksverbrauchs und der CO2-Emissionen

13 RESSOURCENEFFIZIENZ IN DER GIESSEREI- INDUSTRIE BSP 2: Eisenwerk Erla GmbH, Schwarzenberg/Erzgebirge Errichtung einer neuartigen Separationsanlage, um metallische Reststoffe in Gießereialtsanden (heterogen zusammengesetzte Schrottgemische, s.g. Splitterschrotten, und hochlegiertes austenitisches Gusseisen mit bis zu 35 Gew.-% Nickel) nahezu vollständig auszusortieren und wieder in der Produktion einzusetzen Ziele: Herzstück der Sortieranlage ist eine Elektromagnetische Kamera der Fa. INCODECS GmbH, die mit der Magnetinduktionstomographie (PMIT) ein neuartiges Funktionsprinzip in der sensorbasierten Sortierung verwendet. sortenreine Trennung und interne Wiederverwendung von 230 t/a Splitterschrotten, wodurch die bisherige externe Entsorgung und Teilaufbereitung bzw. -recycling entfallen Rückgewinnung von 45 t/a nickelhaltiger Metalle, wodurch der Einsatz von Legierungsmaterial reduziert werden soll

14 RESSOURCENEFFIZIENZ IN DER GIESSEREI- INDUSTRIE Ansätze zur Steigerung der Ressourceneffizienz durch innovative Vorhaben Materialeffizienz, z.b. Erhöhung des Anteils an Sekundärmaterials und Reduzierung des Abbrandes sowie des Schlackeanteils, z.b. durch legierungsspezifische Schrottsortierung Erhöhung der Ausbringung, z.b. durch Reduzierung des internen Metallkreislaufes usw. Energieeffizienz, z.b. Stromerzeugung aus Abwärme mittels ORC Abwärmerückgewinnung aus heißen Materialien (Rohguss, Altsand) Reduzierung von Schadstoffemissionen, z.b. Maßnahmen zur Vermeidung, Erfassung und Minderung von Gießgasen

15 FAZIT Ideen und Maßnahmen zur weiteren Steigerung der Ressourceneffizienz werden aktuell in zahlreichen Gießereien sowie bei Anlagenbauern gesucht, entwickelt und umgesetzt. Dabei ist sie ein wesentlicher Ansatz zum Erhalt und Ausbau der Wettbewerbsfähigkeit deutscher Gießereien sowie zur Reduzierung von Umweltbelastungen. Somit ist Ressourceneffizienz in der Gießerei-Industrie kein Alter Hut sondern definitiv ein Wesensmerkmal der Branche mit Zukunftspotenzial!

16 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT! Kontakt: Dr. Fabian Jäger Umweltbundesamt : FG III 2.2 Ressourcenschonung, Stoffkreisläufe, Mineral- und Metallindustrie Wörlitzer Platz Dessau-Roßlau Tel.: mailto:fabian.jaeger@uba.de