Entsorgung. The four Rs: Reduce-Reuse-Recycle-Recover oder Deponieren? Quelle: germanwatch.org

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1 Entsorgung The four Rs: Reduce-Reuse-Recycle-Recover oder Deponieren? Quelle: germanwatch.org 2005

2 Inhalt: Einleitung Problemstellung Neben- und Endprodukt(e) des Stoffkreislaufs Folgen für die Umwelt Notwendigkeiten zum Handeln Kriterien zur Bewertung des Umwelteintrags Ökobilanz Zusammenfassung

3 Der Materialkreislauf AB Problemstellung

4 Beispiel: Handy Australien (150MJ - 500l H 2 O - 11,5kg CO 2-150g CN je g Au) China (Leiterplatten) S-Korea Österreich (2 Jahre) Ghana (10 6 a?) + Transport Quelle: International Panel for Sustainable Resource Management, UNEP Problemstellung

5 In jedem Abschnitt des Produktionskette entstehen Nebenprodukte (Abfälle) verschiedenster Art und Reichweite global regional lokal NPK O 3 Resourcenverbrauch Ozonbildung (Sommersmog) Eutrophierung Direkter Einfluß auf Flora und Fauna H 3 O + Ozonabbaupotential Säurebildungspotential - Ökotoxizität T Treibhauspotential Abfälle Humantoxizität! Sonderabfälle Quelle: Nach Carbotech AG. Basel

6 Ein Beispiel für die Beziehung zwischen einer Emission und deren regionale Auswirkung (Säurebildungspotential) SO 2 NO x Stressor Wirkung 1. Ordnung Saurer Regen Wirkung 2. Ordnung Saure Seen Wirkung 3. Ordnung (u.a) Tote Fische Wirkung 4. Ordnung Verlust an Biodiversität Quelle: Nach Carbotech AG. Basel

7 Kuznets Kurve Quelle: Wikipedia Simon Kuznets, , Ökonom Es besteht ein Zusammenhang zwischen Wohlstand und Umweltbelastung.

8 Kuznets Kurve? Notwendiges aber nicht hinreichendes Kriterium. Es fehlen weiters: 1) Einsicht des Schadens 2) Der Schuldige Quelle: International Panel for Sustainable Resource Management, UNEP Bsp aus Österr.: Asbeststaub, Gewässerverunreinigung, SO 2, Feinstaub

9 Es bedarf eines Instruments zur Quantifizierung aller Stoffe im Herstellungs- Nutzungs- u. Entsorgungsvorgang Sachbilanz & die Auswirkung auf Mensch - Natur u. Ressourcen soll bewertet werden Wirkungsbilanz Quelle: R. Zah et al., Empa, 2007

10 Ökobilanz (Life Cycle Assesment)* 1. Schritt *) cradle-to-grave analysis 2. Schritt 3. Schritt 4. Schritt ISO und -44

11 1. Zieldefinierung: Das Bewertungsmodell soll Transparenz und Nachvollziehbarkeit Berücksichtigung messbarer Grössen Vergleichbarkeit des Modells - Reproduzierbarkeit unabhängig vom Anwender Berücksichtigung qualitativer Grössen Entscheidungsfreundlichkeit, Anwenderfreundlichkeit Aussagekraft über die ökologische Verträglichkeit Wissenschaftlichkeit Flexibilität - für verschiedene Anwendungen geeignet Eignung für Schwachstellenanalyse Vollständigkeit, umfassende Betrachtungsweise

12 Beispielsweise Modell zur Wirkungsorientierten Bewertung Emissionen Klassifizierung Charakterisierung Zuordnung zu den Bestimmung des Auswirkungen Potentials im Vergleich Beispiel: NO X Säurebildung NO X 0.7 SO 2 1 SO 2 Ozonbildung NO X (bodennahe) CO 2 Eutrophierung NO X 0.13 Methan Treibhaus CO 2 1 Methan 11 Aus Sachbilanz In der Bewertung Quelle: Nach Carbotech AG. Basel

13 Gegenstand und Betrachtungsraum der LCA : 1 t Ziegelsteine Von der Wiege 1.Schritt Quelle: Wolfgang Mandl, sirados Bis Werktor

14 2. Inventarisierung In der Sachbilanz (=Ökoinventar) werden die unerwünschten Stoffe (Emissionen) und der Bedarf an Halbfabrikaten, Hilfsstoffen und Energie erfasst und zusammengestellt. Diese Daten werden in Bezug gesetzt zum Untersuchungsgegenstand, der funktionellen Einheit (1t Ziegelsteine). Zufuhr (input) Rohstoffe Energie Rohstoffgewinnung Herstellung Gebrauch/Wartung Recycle/Entsorgung Abfuhr (output) Atm. Emissionen Feststoff- Abwasser Nebenprodukte Andere (z.b. Wärme, Schall,..)

15 Inventaranalyse LCI INPUT (Quantità) Materiale A kg Materiale B kg Vettore di energia A.. Vettore di energia B.. OUTPUT (Quantità) Prodotto kg Emissioni in aria kg Emissioni in acqua kg Emissioni nel terreno kg Coprodotto kg Sottoprodotto kg Bezogen auf 1t Ziegel (=funktionale Einheit)

16 3. Bewertung (Eco-Indicator 95 nach Goedkoop) Einheit Red. Norm. Faktor Faktor Treibhauspotential kg CO 2 Äquivalentien * Ozonabbaupotential kg R11 Äquivalentien * 10 8 Säurebildungspotential kg SO x Äquivalentien * Eutrophierungspotential kg PO 4 Äquivalentien5 1.9 * Schwermetalle kg Pb Äquivalentien * 10 7 Karzinogenität kg PAH Äquivalentien * 10 6 Wintersmog kg SO 2 Äquivalentien5 4.7 * Sommersmog kg C 2 H 4 Äquivalentien * 10 9 Pestizide kg aktive Substanz * 10 8 Quelle: Nach Carbotech AG. Basel

17 3. Bewertung (z.b. nach Kriteriengruppe in ISO14040) 1 Treibhauspotential (GWP) 2 Ozonschichtzerstörungspotential (ODP) 3 Ozonbildungspotential (POCP) Wirkungen auf globale und lokale Umwelt 4 Versauerungspotential (AP) 5 Überdüngungspotential (EUT) 6 Risiken für lokale Umwelt Ökologische Qualität Ressourcen-inanspruchnahme und aufkommen Quelle: Wolfgang Mandl, sirados 7 Sonstige Wirkungen auf die lokale Umwelt 8 Sonstige Wirkungen auf die globale Umwelt 9 Mikroklima 10 Primärenergiebedarf nicht erneuerbar (PE ne ) 11 Primärenergiebedarf erneuerbar (PE e ) 12 Sonstiger Verbrauch nicht erneuerbarer 13 Ressourcen nach kategorien 14 Frischwasserverbrauch Nutzungsphase 15 Flächeninanspruchnahme

18 3. Bewertung (oder Materialbezogene Steckbriefe) 1 Treibhauspotential (GWP) 2 Ozonschichtzerstörungspotential (ODP) 3 Ozonbildungspotential (POCP) Wirkungen auf globale und lokale Umwelt 4 Versauerungspotential (AP) 5 Überdüngungspotential (EUT) 6 Risiken für lokale Umwelt Ökologische Qualität Ressourcen-inanspruchnahme und aufkommen Quelle: Wolfgang Mandl, sirados 7 Sonstige Wirkungen auf die lokale Umwelt 8 Sonstige Wirkungen auf die globale Umwelt 9 Mikroklima 10 Primärenergiebedarf nicht erneuerbar (PE ne ) 11 Primärenergiebedarf erneuerbar (PE e ) 12 Sonstiger Verbrauch nicht erneuerbarer 13 Ressourcen nach kategorien 14 Frischwasserverbrauch Nutzungsphase 15 Flächeninanspruchnahme

19 4. Interpretation: Umweltauswirkungen verschiedener Geschirrtypen Quelle: Nach Carbotech AG. Basel Porzelangeschirr (Mehrweg) Palmblattteller (Indien), Kompost Kartongeschirr, KVA Stärkegeschirr, KVA Stärkegeschirr, Kompost Stärkegeschirr, Biogas Chinaschilfgeschirr, Kompost EPS-Geschirr, KVA 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% Energie nicht erneuerbar Ecoindicator 95 UBP 97

20 4. Interpretation: Umweltauswirkungen verschiedener Geschirrtypen (Arbeitspapier 4/99 von Carbotec) Für alle betrachteten Wirkungen ausser der Überdüngung weist das Geschirr aus Polystyrol die grössten Belastungen auf. Diese Art von Einweggeschirr sollte deshalb nicht verwendet werden. Die anderen Geschirrtypen ergeben zwar unterschiedliche Ergebnisse bei den verschiedenen Umweltwirkungen. Insgesamt sind die Unterschiede jedoch so gering, dass Einweggeschirr aus den nachwachsenden Rohstoffen (Palmblatt, Holz, Stärke, Chinaschilf) und das Mehrweg- System aus Porzellan als vergleichbar bewertet werden. Der Entscheid, ob Porzellangeschirr oder Geschirr aus nachwachsenden Rohstoffen verwendet werden soll hängt vor allem von der Art der Gastronomie ab. Für die Entsorgung des Einweggeschirr aus nachwachsenden Rohstoffe ergibt die Verbrennung in der KVA die höchsten Belastungen und ist deshalb zu vermeiden. Die Gewinnung von Biogas aus den kompostierten Abfällen (normale organische Kompostabfälle plus rund 10 % Einweggeschirr) ergibt die geringste Belastung und sollte deshalb angestrebt werden. Der Chinaschilfteller weist gegenüber den anderen Einwegtellern ein sehr hohes Gewicht auf. Es wäre zu prüfen, ob die Umweltbelastung durch Gewichtsreduktion optimiert werden könnte. Regionale Gültigkeit

21 4. Interpretation: Darstellungsform am Bsp. Leuchtmittel (Solid- State Lighting Program des US Dept. of Energy) Vergleich: Glühbirne (=Referenz) Energiesparlampe LED Leuchten

22 4. Interpretation: Je nach berücksichtigten Bewertungskriterien (und subjektiven Gewichtung) können Bilanzergebnisse und deren Interpretation stark differieren. Quelle: International Panel for Sustainable Resource Management, UNEP

23 Sinn und Grenzen der Ökobilanzierung + Bestimmen der ökologischen Relevanz eines Entscheids, einer Tätigkeit oder eines Prozesses + Erkennen von ökologischen Schwachstellen (Polystyrolbecher) und Verbesserungsmaßnahmen vorschlagen + Ermittlung einer Variante mit der geringsten Umweltbelastung (LED) + Ökologischer Leistungsnachweis (Gütesiegel) + Bewusstsein fördern Die Ökobilanz - basiert auf quantitativen, unterschiedlichen Modellen, - macht Aussagen über potenzielle (und nicht tatsächlich beobachtete oder beobachtbare) Umweltbelastungen, - kann das Überschreiten von Grenzwerten nicht kontrollieren.

24 Aber nur dann wenn die LCA Qualitätskriterien einhält Wissenschaft Wissenschaftlichkeit Vollständigkeit Bilanzierender Praktikabilität Flexibilität Entscheidungsträger Entscheidungsfreundlichkeit Quelle: Nach Carbotech AG. Basel

25 Zusammenfassung Quelle: Rolf Frischknecht, ETH Zürich, 2005 Zusammenfassung

26 Lösung: CO2 Deponieren? Anhang

27 Lösung: Verbrennungsantriebe durch Kernenergie ersetzen? Isotop 238 U 235 U 234 U Häufigkeit 99.27% 0.72% 0.055% Halbwertsbreite a a a Sachbilanz eines KKW: Nutzung in thermischen Reaktoren Quelle: Jan Willem Storm van Leeuwen Anhang

28 Simple Sachbilanz mit öffentlichen Firmenangaben Mine: Olympic Dam Kupfer & Uranbergbau, Südaustralien Aufbereitung: Areva, Tricastin Südfrankreich. Reaktor: Temelin 1 (0.98GWe), Tschechien Versorgt Österreicher (29.7GJ/Kopf a) mit Strom. Entzieht Menschen die Minimalversorgung (1000m 3 /Kopf a) mit Wasser Anhang