Nachhaltige Entwicklung am Beispiel der Zementindustrie

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1 26 Teil I Umfeld/Perspektiven Nachhaltige Entwicklung am Beispiel der Zementindustrie Beiträge und Handlungsoptionen Michael Basten, Peter Lieblang Unter nachhaltiger Entwicklung wird eine Entwicklung verstanden, die den Bedürfnissen der heutigen Generation entspricht, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu befriedigen. Ursprünglich aus der Forstwirtschaft stammend, wird Nachhaltigkeit immer mehr zu einem zentralen gesellschaftspolitischen Ziel auf regionaler, nationaler und internationaler Ebene. Meilensteine in diesem Prozess waren die Arbeit der Brundtland- Kommission und der Rio-Gipfel von 1992 mit der Agenda 21 als Masterplan. Im September 2002 wurde auf dem Weltgipfel in Johannesburg eine Zwischenbilanz der bisherigen Umsetzung gezogen. In Deutschland wurde das Thema durch zwei Enquete-Kommissionen des Deutschen Bundestages vorangetrieben und von der Bundesregierung und weiteren politischen bzw. gesellschaftlichen Gruppen aufgenommen. Dabei wird zunehmend anerkannt, dass nachhaltige Entwicklung die integrale Betrachtung ökologischer, sozialer und wirtschaftlicher Aspekte erfordert. Konkretisierung für die deutsche Zementindustrie Die deutsche Zementindustrie beteiligt sich aktiv an der Konkretisierung des Leitbildes der nachhaltigen Entwicklung. Ein wichtiger Baustein ist die Initiative für Nachhaltigkeit, die die Branche auf der Grundlage einer umfassenden Dokumentation [14] zusammen mit den IG BAU und IG BCE ins Leben gerufen hat. Wichtige Ansatzpunkte sind unter anderem die Managementregeln, die von den Enquete- Kommissionen aufgestellt wurden [10]. Allerdings sehen die Sozialpartner dabei Modifizierungsbedarf dies betrifft insbesondere die Förderung praktikabler Schritte zur Steigerung der Ressourcenproduktivität/Ökoeffizienz und die Stärkung von Investitionen als Basis der Produkt- und Prozessinnovation. So wendet die kapitalintensive Zementindustrie bei Neuinvestitionen rund 20 % der Mittel für den Umweltschutz auf. Zur Modernisierung der ostdeutschen Zementindustrie sind Investitionen mit einem Volumen von insgesamt 1,5 Mrd. 7 getätigt worden, die nicht nur der Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit, sondern auch dem Umweltschutz zugute kamen. Die Wertschöpfungskette von Zement und Beton Die Wertschöpfungskette von Zement und Beton umfasst die Rohstoffgewinnung, den chemisch-mineralogischen Prozess der Zementproduktion, die Weiterverarbeitung des Zements zu Beton und Betonbauteilen sowie die Verwendung dieser Baustoffe im Rahmen des Bauprozesses. Nach der Nutzungsphase der Bauwerke besteht die letzte Stufe der Wertschöpfungskette im Rückbau und dem Baustoffrecycling.

2 Teil I Umfeld/Perspektiven 27 Bild 1: Die Wertschöpfungskette von Zement und Beton Neben der Zementindustrie sind auf jeder Stufe der Wertschöpfungskette weitere Akteure in den gesamten Prozess eingebunden (Bild 1). Wichtige Aktivitäten innerhalb des Nachhaltigkeitsprozesses werden nachfolgend anhand der wesentlichen Stufen dieser Wertschöpfungskette dargestellt. Rohstoffgewinnung Im Jahr 2002 wurden rund 40 Mio. t Kalk- und Kalkmergelsteine für die Klinkerproduktion benötigt. Obwohl sich die jährliche Flächeninanspruchnahme zur Gewinnung von Zementrohstoffen lediglich auf 0,0002 % der Landesfläche beläuft, ist der Rohstoffabbau vor Ort mit einem erheblichen Eingriff in die Landschaft verbunden. Dies bezieht sich nicht nur auf die Beeinflussung des Landschaftsbildes, sondern auch auf die Emission von Staub, Lärm und Erschütterungen. Durch die Weiterentwicklung der Gewinnungs- und Fördertechnik konnte die Umweltverträglichkeit des Rohstoffabbaus erheblich verbessert werden. Hinzu kommt, dass Rohstoffgewinnung ein temporärer Prozess ist. Renaturierung oder Rekultivierung ehemaliger Abbauflächen sind integrierter Bestandteil jeder Abbautätigkeit. Im Rahmen des Nachhaltigkeitsprozesses in der Zementindustrie ist die Folgenutzung von Abbauflächen detailliert untersucht worden [4]. Mit einem Anteil von über 50 % überwiegt hierbei Naturschutz als Folgenutzung (Bild 3). Dies ist umso bemerkenswerter, als bei den derzeit betriebenen Steinbrüchen der Zementindustrie der Ackerbau als Vornutzung mit einem Anteil von über 70 % dominiert (Bild 2). Renaturierte Steinbrüche bieten als Sekundärbiotope Rückzugsgebiete für seltene bzw. gefährdete Arten und leisten so einen wertvollen Beitrag zum Naturschutz. Eine umfangreiche Literaturstudie [5] zeigt, dass auch betriebene Abbaustätten eine wichtige Funktion im Natur- und Artenschutz übernehmen können. Zur Optimierung des Naturschutzes in betriebenen und ehemaligen Abbaustätten hat die Zementindustrie Management-Empfehlungen entwickelt, die sich u. a. auf die systemati-

3 28 Teil I Umfeld/Perspektiven Bild 2: Vornutzung von Abbauflächen aus [4] sche Einbeziehung von (Wander-) Biotopen in die betrieblichen Planungen und Abläufe beziehen [6]. Diese Empfehlungen sind zugleich ein anerkannter Beitrag zur Aktion biologischevielfalt.de, die vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit initiiert wurde. Ein weiterer Baustein zur Steigerung der Ressourcenproduktivität bei der Zementherstellung ist die Substitution primärer Rohstoffe durch sekundäre Einsatzstoffe. Hierzu gehören Nebenprodukte aus industriellen Prozessen (z. B. Hüttensand) oder Bild 3: Folgenutzung von Abbauflächen aus [4]

4 Teil I Umfeld/Perspektiven 29 Abfälle (z. B. Kalkschlämme aus der Trinkwasseraufbereitung und Gießereialtsande). Zurzeit werden so über 20 % der primären Rohstoffe für die Klinkerproduktion eingespart [16]. Gleichwohl bleibt die kapitalintensive Zementproduktion auf eine nachhaltige Versorgung mit primären Rohstoffen angewiesen. Dies erfordert, wie die Enquete-Kommission zu Recht festgestellt hat, die Sicherung wertvoller Lagerstätten. Die Zementindustrie setzt sich ihrerseits für weitere Fortschritte beim Ausgleich zwischen ökologischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Interessen ein. Zementproduktion Die Zementproduktion ist sehr energieintensiv und mit Emissionen an Staub, NO x und Spurenelementen verbunden. Die Emissionen sind in den vergangenen 25 Jahren drastisch reduziert, die Energieeffizienz erheblich gesteigert worden. Derzeit steht die Reduktion klimarelevanter Gase im Mittelpunkt der Diskussion um die nachhaltige Entwicklung. Die deutsche Zementindustrie hat hierbei frühzeitig Verantwortung übernommen und mit ihrer erweiterten Selbstverpflichtung aus dem Jahr 2000 die Reduktion der spezifischen energiebedingten CO 2 -Emissionen zwischen 1990 und 2008/2012 um 28 % zugesagt [15]. Diese Zusage soll durch folgendes Maßnahmenbündel erreicht werden: 1. Ausschöpfung der verbleibenden Potenziale zur Steigerung der Energieeffizienz Durch kontinuierliche Optimierung liegt der energetische Wirkungsgrad des Klinkerbrennprozesses mittlerweile bei über 70 % und damit nahe am verfahrenstechnischen Optimum. Dies wurde durch die Erhöhung des Anteils an Ofenanlagen mit Zyklonvorwärmer auf mittlerweile rund 90 %, die Einführung der Vorcalciniertechnik und die Optimierung der Klinkerkühler erreicht. Auch beim Stromverbrauch werden die Minderungspotenziale vor allem durch den Einsatz innovativer Anlagentechnik bei Mahlprozessen konsequent ausgeschöpft. 2. Substitution des gebrannten Zwischenprodukts Zementklinker durch ungebrannte weitere Hauptbestandteile des Zements Monoverbrennung BASF-Konversion Hochofen Hydrierung KAB Müllverbrennungsanlage Zementdrehofen Bild 4: CO 2 -Effekte unterschiedlicher Entsorgungsverfahren für DSD-Kunststoffe im Vergleich zur Deponierung

5 30 Teil I Umfeld/Perspektiven Hierbei werden Nebenprodukte aus der Eisen erzeugenden Industrie und Kraftwerken oder natürlich vorkommende Stoffe (insbesondere Kalksteinmehl) dem Zement als weitere Hauptbestandteile zugegeben. So hat die Zementindustrie in den vergangenen Jahren zusätzliche Anlagen errichtet, die eine Steigerung der Hüttensandproduktion auf mehr als 6,0 Mio. t pro Jahr erlauben [14]. Durch den Einsatz von Zementen mit mehreren Hauptbestandteilen kann ein wirksamer Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden. Forschungsergebnisse zur Dauerhaftigkeit von Beton haben Eingang in die neuen Betonnormen DIN 1045/DIN EN (Ausgabe Juli 2001) gefunden und ermöglichen die uneingeschränkte Verwendung einer Reihe von CEM II-Zementen für alle Expositionsklassen. Mit der Entwicklung und dem flächendeckenden Angebot schnell erhärtender Zemente mit mehreren Hauptbestandteilen bis zur Festigkeitsklasse 42,5 sind die Voraussetzungen für den Einsatz auch in Fertigteilwerken geschaffen worden. Es kommt nun darauf an, dass in der Baupraxis entsprechende Rezepturen umgesetzt werden. 3. Substitution fossiler Brennstoffe durch energetische Verwertung von Sekundärbrennstoffen In den vergangenen Jahren hat die Zementindustrie den thermischen Energiebedarf für den Klinkerbrennprozess zunehmend durch den Einsatz von Sekundärbrennstoffen gedeckt. Dabei werden insbesondere Altreifen, Altöle, Tiermehl/Tierfett sowie einzelne Fraktionen aus Gewerbeabfällen verwertet. Im Jahr 2001 betrug der Sekundärbrennstoffanteil ca. 30 % des gesamten Brennstoffenergieeinsatzes [16]. Die energetische Verwertung von Abfällen im Zementdrehofen erfolgt CO 2 - neutral, weil fossile Brennstoffe, wie z. B. Braun- oder Steinkohle, substituiert werden und die Verbrennung der Abfälle an anderer Stelle z. B. in einer Müllverbrennungsanlage entfällt. Diese Vorgehensweise wird durch die Ergebnisse einer Ökobilanz des Fraunhofer Instituts für Lebensmitteltechnologie und Verpackung, in der beispielhaft die Verwertung von Kunststoffabfällen mit anderen Entsorgungs- bzw. Verwertungspfaden verglichen wurde, gestützt (Bild 4). Hinzu kommt, dass Sekundärbrennstoffe bei der Zementproduktion nicht nur energetisch, sondern auch stofflich verwertet werden. Damit auch in Zukunft Fortschritte beim Klimaschutz erreicht werden können, sind erhebliche Investitionen erforderlich, für die insbesondere im Fall kapitalintensiver Branchen international wettbewerbsfähige Rahmenbedingungen vorliegen müssen. Eine künstliche Verteuerung des Produktionsfaktors Energie, z. B. durch Ökosteuern, entzieht den Unternehmen Mittel, die für Investitionen fehlen. Dies ist weder ökologisch noch ökonomisch sinnvoll, da eine Verlagerung der Produktion ins Ausland mit negativen Beschäftigungseffekten und einer Zunahme von Transporten verbunden wäre. Diese Gefahr ist auch im Hinblick auf die kommende EU-Richtlinie zum Emissionshandel zu sehen. Hier kommt es jetzt auf eine industrie- und klimapolitisch zielführende Umsetzung in Deutschland an. Dazu müssen die inhaltlichen Kernelemente der Selbstverpflichtung erhalten werden. Herstellung von Bauteilen und Bauwerken Mit der Herstellung von Betonbauteilen und Bauwerken werden nicht zuletzt soziale Nachhaltigkeitsziele erreicht. Dazu zählen die Erhöhung der Wohneigentumsquote und die Schaffung von bedarfsgerechtem Wohnraum für verschiedene Altersgruppen, Haushaltsgrößen und Einkommensschichten. Durch die Bereitstellung zeitgemäßer Büro- und Produktionsflächen wird den

6 Teil I Umfeld/Perspektiven 31 Bild 6: Projekte der Initiative für Nachhaltigkeit Bild 5: Anfall und Verwertung von Baureststoffen aus [1] sich wandelnden Anforderungen an die Arbeitsprozesse Rechnung getragen. Systembauweisen und der Einsatz von vorgefertigten Betonbauteilen rationalisieren die Bauabläufe und erhöhen die Qualität der Bauwerke. Eine Reihe von Projekten ist bereits umgesetzt worden und in der Systembaustudie des Bundesverbandes der Deutschen Zementindustrie [12] dokumentiert. Dabei zeigt sich, dass zwischen Vorfertigung und Individualität der gebauten Umwelt kein Widerspruch besteht. Das wachsende Bedürfnis nach Mobilität erfordert weitere Investitionen in die Verkehrsinfrastruktur. Neben Anforderungen an Leistungsfähigkeit und Dauerhaftigkeit beim Neu- und Ausbau von Verkehrswegen gewinnen Sicherheit und Umweltverträglichkeit als Kriterien für nachhaltige Mobilität an Bedeutung. Hochabsorbierende Lärmschutzwände, passive Sicherheitseinrichtungen und Fahrbahndecken aus Beton leisten hierzu wichtige Beiträge. So haben Versuchsstrecken mit einem Straßenbelag aus Dränbeton positive Ergebnisse in Bezug auf Lärmminderung, Sprühfahnenbildung und Aquaplaning gezeigt. Mit der umweltverträglichen Verwertung mineralischer Baurestmassen schließt sich die Wertschöpfungskette von Zement und Beton. Dabei muss zwischen dem produktionsinternen (Frisch-)Betonrecycling und der Verwertung von mineralischen Restmassen aus dem Rückbau bzw. Abbruch von Bauwerken unterschieden werden. Das produktionsinterne (Frisch-)Betonrecycling ist in einer Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton [8] geregelt und heute Stand der Technik. Beim Abbruch von Bauwerken liegt das Hauptinteresse auf einer Wiederverwendung mineralischer Baureststoffe als Gesteinskörnung (RC-Gesteinskörnung). Die neue DIN 4226, Teil 100 lässt in Verbindung mit der Richtlinie Beton mit rezykliertem Zuschlag des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton [9] die Verwendung von bis zu 35 Massenprozent rezyklierter Gesteinskörnungen im Beton zu. Weitere Einsatzmöglichkeiten für rezyklierte Gesteinskörnungen sind die Produktion von Mauersteinen sowie der Einsatz im Straßen- und Wegebau. Auf Grund konsequenter Anstrengungen beim Bau-

7 32 Teil I Umfeld/Perspektiven stoff-recycling wurden im Jahr 1998 über 70 % des anfallenden Bauschutts und mehr als 85 % des Straßenaufbruchs verwertet (Bild 5). Die Zielvorgaben der EU an die Recycling-Quote werden damit in Deutschland bereits heute erfüllt. Ausblick Die deutsche Zementindustrie wird auch in Zukunft mit praxisorientierten Aktivitäten zur Weiterentwicklung einer nachhaltigen Ressourcennutzung, nachhaltiger Produktionsprozesse und einer nachhaltigen Produktpolitik beitragen. So ist im Rahmen der Initiative für Nachhaltigkeit die Durchführung von Projekten vorgesehen, die als beispielhafte Lösungen oder konkrete Handlungsempfehlungen wichtige Anstöße für eine nachhaltige Entwicklung geben können. Diese Projekte betreffen mit ihrem Bezug zum Erhalt der Artenvielfalt, zum Schutz des Klimas und zur Sicherung einer nachhaltigen Mobilität Handlungsfelder, die nicht nur für die Branche, sondern auch für andere Akteure von zentraler Bedeutung sind. Über die Aktivitäten der Initiative informiert die Homepage Literatur [1] Arbeitsgemeinschaft Kreislaufwirtschaftsträger Bau: Monitoring-Bericht Bauabfälle, Folgebericht, Teil 2 Erhebung: 1998, Berlin, Düsseldorf, Duisburg, 2001 [2] Basten, M.: Investitionen, Rohstoffe und Naturschutz Aspekte nachhaltiger Entwicklung am Beispiel der Zementindustrie in Nordrhein-Westfalen. In: ZKG INTERNATIONAL 54 (2002) No. 3, S. 54 ff. [3] Bundesverband der Deutschen Zementindustrie/Verein Deutscher Zementwerke (Hrsg.): Ökologische Positionierung von Zement und Beton Fragen und Antworten. Köln/Düsseldorf, 2002 [4] Bundesverband der Deutschen Zementindustrie/Verein Deutscher Zementwerke (Hrsg.): Naturschutz und Zementindustrie, Projektteil 1: Auswertung einer Umfrage. Bearbeitet von U. Tränkle/M. Röhl, Verlag Bau + Technik, 2001 [5] Bundesverband der Deutschen Zementindustrie/Verein Deutscher Zementwerke (Hrsg.): Naturschutz und Zementindustrie, Projektteil 2: Literaturstudie, Bearbeitet von U. Tränkle u. a., Verlag Bau + Technik, 2003 [6] Bundesverband der Deutschen Zementindustrie / Verein Deutscher Zementwerke (Hrsg.): Naturschutz und Zementindustrie, Projektteil 3: Management Empfehlungen. Bearbeitet von T. Beißwenger u. a., Verlag Bau + Technik, 2002 [7] Bundesverband der Deutschen Zementindustrie / Verein Deutscher Zementwerke (Hrsg.): Zementrohstoffe in Deutschland: Geologie, Massenbilanz, Fallbeispiele, Verlag Bau + Technik, 2002 [8] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton: Richtlinie Herstellung von Beton unter Verwendung von Restwasser, Restmörtel und Restbeton. Beuth Verlag, 1995 [9] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton: Richtlinie Beton mit rezykliertem Zuschlag. Beuth Verlag, 1998 [10] Enquete-Kommission des 13. Deutschen Bundestages: Abschlussbericht Schutz des Menschen und der Umwelt Ziele und Rahmenbedingungen einer nachhaltig zukunftsverträglichen Entwicklung: Konzept Nachhaltigkeit vom Leitbild zur Umsetzung. Bundestags- Drucksache 13/11200, 1998 [11] Hauer, B.: Nachhaltigkeit im Bauwesen Ganzheitliche Betrachtung von Baustoffen und Bauwerken. In: beton 2/2001, S. 78 ff. [12] Lindner, G./Schmitz-Riol, E.: Systembauweise im Wohnungsbau kostengünstiger, qualitätvoller und ökologischer Wohnungsbau. Hrsg.: Bundesverband der Deutschen Zementindustrie, Verlag Bau + Technik, 2001 [13] Reinhardt, H.-W. et al.: Nachhaltig Bauen mit Beton. Hrsg.: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton im Deutschen Institut für Normung e.v., Beuth Verlag, 2001 [14] Sozialpolitische Arbeitsgemeinschaft der Deutschen Zementindustrie, Industriegewerkschaft Bauen-Agrar- Umwelt, Industriegewerkschaft Bergbau, Chemie, Energie (Hrsg.): Nachhaltigkeit und Zementindustrie. Dokumentation von Beiträgen und Handlungsoptionen. Verlag Bau + Technik, 2002 [15] Verein Deutscher Zementwerke/Forschungsinstitut der Zementindustrie: Verminderung der CO 2 -Emissionen Beiträge der deutschen Zementindustrie Monitoring Bericht [16] Verein Deutscher Zementwerke/Forschungsinstitut der Zementindustrie: Umweltdaten der deutschen Zementindustrie. Verlag Bau + Technik, 2002 Michael Basten M.A. (1960) studierte Politikwissenschaft an der Universität Bonn. Von 1991 bis 1993 war er als Assistent im Verbindungsbüro Bonn der IBM Deutschland GmbH tätig, danach als Referent im Ministerium für Wirtschaft und Mittelstand, Technologie und Verkehr des Landes NRW wechselte Basten zum Bundesverband der Deutschen Zementindustrie e.v., dessen Verbindungsbüro in Berlin er seit März 2000 leitet. Dr.-Ing. Peter Lieblang (1969), studierte Bauingenieurwesen und promovierte 2000 an der RWTH Aachen. Von war er wissenschaftlicher Angestellter am dortigen Lehrstuhl für Mechanik und Baukonstruktionen. Nebenberufliche Tätigkeit für einen Prüfingenieur für Baustatik. Seit 2000 Referent beim Bundesverband der Deutschen Zementindustrie. Seit 2002 in der Bauberatung Zement Stuttgart tätig. Seit 2003 im Verbindungsbüro des BDZ in Berlin tätig.