Die Funktion der Abfallwirtschaft in einem Ressourcenmanagement

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1 Die Funktion der Abfallwirtschaft in einem Ressourcenmanagement Paul H. Brunner TU Wien Botschaften 1. Saubere Kreisläufe 2. Letzte Senken Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 2/41 1

2 Inhalt A. Ziele und Grundsätze der Abfallwirtschaft B. Phänomene des modernen Stoffwechsels C. Kreisläufe D. Letzte Senken E. Schlussfolgerungen Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 3/41 A. Ziele/Grundsätze der Abfallwirtschaft Ziele Schutz von Mensch und Umwelt Schonung von Ressourcen Nachsorgefreiheit Grundsätze Vermeidung Verwertung Entsorgung Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 4/41 2

3 B. Phänomene des anthropogenen Stoffumsatzes Güterumsatz des Menschen "prähistorisch" Atem "modern" Abgas Nahrung Exkremente.8 19 Konsumgüter Abwasser Lager ~ Lager feste Abfälle feste Abfälle Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 5/41 1. Wachstum des Güterumsatzes in Wien Güterumsatz in t/e.a Aktivitäten: Andere Transport Wohnen Reinigung Ernährung Jahr Quelle: Beschorner, St Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 6/41 3

4 1. Wachstum: Investitionsgüter (Bauwesen USA) Verbrauch in Tonnen pro Jahr Beton (Wohnbau) Holz (Wohnbau) Ziegelsteine Stahl Holz Kunststoffe Aluminium Glas Stahl (Wohnbau) Kupfer Blei Jahr Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 7/41 1. Wachstum des Stoffumsatzes: Bsp. Blei 1*1 9 Weltbevölkerung Faktor *1 7 1*1 5 Bleiproduktion global [t/y] Faktor *1 3 1*1 1 Faktor Source: Settle & Patterson 1*1-1 1*1-3 Bleiproduktion pro Einwohner [g/c.y] years before 198 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 8/41 4

5 1. Wachstum Stoffumsatz: Bsp. Palladium Weltweite Nachfrage [t/a] 2 1 Verbrauch total Verbrauch für Autokatalysatoren Jahr 2 Quelle: Barbante, C. et al., 21 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 9/41 2. Anthropogene Stoffflüsse > Geogene Stoffflüsse Beispiel Cadmium natürlich anthropogen A T M O S P H Ä R E,2 1,4,7 4 LITHOSPHÄRE 1,7 1 OZEAN Flüsse 1 Reservoir 1 3 t/a 3 t ERDKRUSTE, SEDIMENTE 1... Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 1/41 5

6 2. Flüsse A > G: Emissionen versus Verwitterung 1 Gesamtemission / Verwitterungsrate in Schweden Blei Chrom Cadmium Quelle: Bergbäck (1992) Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 11/41 3. Linearer Stofffluss: Güterfluss durch Wien Flüsse [t/e.a] Lager [t] Wasser Luft Abgas Abwasser Energieträger 2 Konsum- und Investitionsgüter, Baustoffe Exportgüter Abfälle Restmüll 3 3,3 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 12/41 6

7 4. Wachstum der Lager: Güterlager in Wien [t/e.a] Wasser Luft Abgas Abwasser Energieträger Konsum- und Investitionsgüter, Baustoffe 4-1 Lager: 35 t/e Konsum- und Investitionsgüter Abfälle 3 3 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 13/41 4. Wachstum der Stoffbestände Beispiel Cadmium natürlich anthropogen A T M O S P H Ä R E,2 1,4,7 4 LITHOSPHÄRE 1, OZEAN Flüsse 1 Reservoir 1 3 t/a 3 t ERDKRUSTE, SEDIMENTE 1... Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 14/41 7

8 4. Lager: Lager an Elektrogeräten in Wien Lager in kg/e Andere Computer TV Stereo/CD (inkl. Radio) Mono-Radio Jahr Quelle: Beschorner, St Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 15/41 4. Stoffbestände in Bauwerken nehmen zu Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 16/41 8

9 Globaler Kupferverbrauch Annual Consumption [Tg/y] 1 Tg = 1 Mio. t Quelle: Graedel et al Jahr Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 17/41 Geogene versus anthropogene Lager 1 Globale Kupferlager [Mio. t] geogene Lagerstätten anthropogenes Lager Deponien Jahr Quelle: Rechberger 24 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 18/41 9

10 [Mio.t] [Mio.t] Eisenlager in Österreich Σ I import ~11 stock Δ+3,2 Σ E export ~7,8,8 11 Primary production 2 production 4 consumption ,3 2,7 1 Waste management 7,8 1,5 Pedo-/ Lithosphere 14* 4 disposal geogenic Iron stock anthropogenic Iron stock Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 19/41 4. Lager: Wiens Lager wachsen auch in der Umwelt Kupferlager in Wien Kupferlager um Wien Kupfer 8. t/a Lager: 32. t <1 t/a Abgas ~1 t/a feste Abfälle <1 t/a Abwasser Gehalt im Boden [mg/kg] Zink Kupfer Blei km Entfernung von Wien Quelle: Brunner et al 1993, Koechel, 1988 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 2/41 1

11 FCKW Lager und Abfallwirtschaft Konsum Nutzung Lager Abfall/Emission [ODP] [ODP/a] Lager Dämmstoffe [ODP] Lager Bauwesen Lager Deponie (nur Dämmstoffe) 5. Konsum Diffusion Zeit (1996) 2 21 Zeit Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 21/41 4. Lager: Regionaler Bleihaushalt Import 34 Δ Lager ~ Export 28 Blei [t/a] Wasser.6 Verbrauchsgüter 7 Autowracks Haushalt Kanalisation Atmosphäre Waldbodebodefläche Kultur- Siedlungs Fluß.14 ARA Deponie ~6+6 6 Industrie Wasser 2 Filterstaub und Baustahl >27 >33 Regionsgrenze feste Abfälle 5.6 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 22/41 11

12 5. Emissionen K>P: Bsp. Cadmium in Schweden 4 Produktionsemissionen 3 Tonnen pro Jahr 2 1 Konsumemissionen Quelle: Bergbäck, 1992 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 23/41 5. Emissionen K>P: Beispiel Feuerverzinkung Ware 85 [ % ] Zink 99 Zn-Asche + Spritzer 7,6 Zamak,6 Flußmittel,4 Zn-Beize 3,1 Hartzink 4,3 Quelle: W. Enöckl, 1994 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 24/41 12

13 6. Menge und Zusammensetzung von Abfällen [%] Kupfer Blei Zink Quelle: Henseler [kg/e.a] Asche Summe organische Abfälle Papier Metalle Glas nicht definiert Kunstst Summe [%] Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 25/41 Mittlerer Jahresheizwert von mittlerer Jahresheizwert in J/g S Jahreszahl Quelle: H. Hämmerli S... Streubereich je nach Jahreszeit und Gegend Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 26/41 13

14 6. kommunale Abfälle in der Steiermark kg/ew.a komm. Rest- und Sperrmüll Biomüll Altpapier Altglas Altmetall Altholz Alttextilien Leichtfrakt. Problemst Quelle: Stmk Landesregierung, 22 Prog.23 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 27/41 C. Saubere Kreisläufe: Papier Altpapier [kg pro Kopf und Jahr] Import 73 Altpapier 191 Export 368 Altpapier Recycling 118 Produktion 454 Import Verbrauch 179 Siedlungsabfall 48 Industrie 81 Haushalt 5 Österreich 1996 Bibliotheken, Archive, etc.? Altpapier 131 Export 13 Quelle: Die Österreichische Papierindustrie 1996, ARO Report 1996 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 28/41 14

15 Kunststoffhaushalt Österreich Rohstoffe 1.1 Chemische Industrie 85 Polymere Halbzeug 25 Polymere, Halbzeug Polymere Halbzeug 99 Aufbereit., Verarbeit., Nachbehandlung Fertigteile Halbzeug IMPORT Fertigteile Abfall Regranulat 17 6 Fertigteile Konsum Einsatz Bestand Abfall Sammlung, Sortierung, Transport Produktionsabfall Abfalll EXPORT Regranulat Verpackungen Abfall Recycling Thermische Verwertung 59 Abfall 7% 8% Deponie Lager [ kt/a 1994] Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 29/41 Additive in kurz- und langlebigen Kunststoffen Material Verbrauch in Verpackungen Lager Kunststoffe Weichmacher Ba/Cd-Stabilisatoren Blei-Stabilisatoren Flammschutzmittel Quelle: P.H. Brunner, R. Fehringer, 1996 [kt/a 1992] 1. 14,25 1,6 2 [kt/a 1992] [kt 1994] ,2 4, Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 3/41 15

16 Cd und Kunststoffrecycling 1% Sortenreiner Kunststoff,15 [t/yr, 1994] mechanische Separation,1 Abfall,14 Wasser n.d. Schredder, Extruder n.d. n.d. Dampf Abwasser 93 %,14 Sekundär-Kunststoff Source: R. Fehringer, 1996 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 31/41 Saubere Kreisläufe? Müllverbrennung Reingas <1 % E-Filterstaub 92 % Kunststoffrecycling Regranulat 73 % 1 % CADMIUM Schlacke 8 % Abwasser <1 % Filterkuchen <1 % 1 % CADMIUM Aufgabebandabfall 14 % Schmelzefilterrückstand 2 % Dickschlamm 1 % Restfraktion 1 % Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 32/41 16

17 MVA Emissionen Veränderung seit 193 in % 1 1 1,1,1,1 NO x SO x HCl Hg Dioxine Cd Pb Staub Emission 193 (=1 %) Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 33/41 Recycling von Cadmium in MVAen Import Verbrauch Lager + x Recycling 85 % Abfall sammlung Metallkondensat Abfall thermische Behandlung Ofen RR+Nachbehandlung 1% 1% 5 % Schlacke Reststoffe 15 % Deponie Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 34/41 17

18 D. Die Umwelt als Senke und Grenze. Quellen: Nieman/Novartis resp. Döberl Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 35/41 Ist die Nutzung von Ressourcen senkenlimitiert? Gehalt in der Atmosphäre an: Kohlendioxid Methan CO 2 [ppm] 25 CH 4 [ppb] Jahrtausende vor heute Quelle: Beer, Baumgartner, 1995 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 36/41 18

19 Palladium: Quellen und Senken Palladium im Grönlandeis Gewinnung von Palladium 3 Palladiumkonzentration [pgpd/g] 1,,5,1 6 B.C. 5 Source: C. Barbante et al., 21 Faktor ~1x Jahr Förderung von Palladium [t] Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 37/41 E. Schlussfolgerungen Abfallwirtschaft hat klare, verallgemeinerbare Ziele Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 38/41 19

20 Ausgaben für die Abfallwirtschaft Sammlung & Transport Behandlung Deponie 12% 1% 9% 9% 29% 9% 82% 59% Dhaka.7 /Kopf/Jahr (.2% des BNP) Damascus 4 / Kopf/Jahr (.3% des BNP) Vienna 1 / Kopf/Jahr (.4% des BNP) Prioritäten? Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 39/41 Schlussfolgerungen Klare, verallgemeinerbare Ziele der Abfallwirtschaft Notwendig: Neue, zielorientierte Wissensbasis Verwertung: - Schonung der Umwelt - Sauberhalten der Kreisläufe Senken als Ressourcen : Voraussetzung für Produktion und Konsum Abfallwirtschaft => Steuerungsinstrument für Stoffflüsse in Senken und Kreisläufe Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 4/41 2

21 Besten Dank Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 41/41 Dematerialisierung Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 42/41 21

22 Emissionen aus Pkw und Lkw [ % ] Kohlenmonoxid Stickstoffoxid Schwefeldioxid Kohlendioxid 2 1 Quelle: SRU Jahr Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 43/41 P-Flux in Nahrungsmitteln [kg/e.a] Landwirtschaft 5 1 Aufbereitung Verteilung,4 Haushalte 4,6,4 landwirtschaftliche Abfälle industrielle und gewerbliche Abfälle feste und flüssige Abfälle, Kompost Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 44/41 22

23 Verdünnung oder Konzentration? + Behandlung hausmüllähnlicher Abfälle SKE Ø Cd, Hg, Pb, Zn - +/- % Deponie 4-5% Verbrennung 15-2% MBA + Verbrennung - (2-4)% Zement- Drehrohr SKE Stoffkonzentrierungseffizienz = f (Entropie) - (2-4)% Vererdung Quelle: Rechberger & Brunner, 2 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 45/41 Identified Undiscovered Economic Reserves Uneconomic Reserve base Resources Increasing economic feasibility Increasing geologic assurance Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 46/41 23

24 Kupferreserven bleiben konstant! Reserven und akkumulierte CU-Produktion in Mio. t Mio. t Weltjahresproduktion an Kupfer in Mio. t kumulierte Kupfermenge in Mio. t Reserves: = Statische Reichweite bekannte Kupferreserven in Mio. t Source: BGR Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 47/41 1. Historical Resource Prices realer Kupferpreis pro t in US$ von 1998 World Production and Real Prices of Copper in US $ of 1998 per t Sources: Global (2), BGR (25), USGS (26) Preisprognose "Global 2" realer Preis pro t in US$ von 1998 Weltjahresproduktion Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 48/ Weltkupferproduktion in Mio. t 24

25 Ist Kupfer knapp? Maßstab Preis/Lohn Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 49/41 2. anthropogene Flüsse versus geogene Flüsse Quelle: Klee & Graedel, 24 Abfallwirtschaft und Ressourcenmanagement Paul H. Brunner 5/41 25