ESSENZ Methode zur Messung der Ressourceneffizienz Dr.-Ing. Markus Berger, Dipl.-Ing. Vanessa Bach, Prof. Dr. Matthias Finkbeiner MatRessource-Forum Dresden, 16. September 2015 Technische Universität Berlin Institut für Technischen Umweltschutz Fachgebiet Sustainable Engineering
Ressourceneffizienz Ressource im klassischen Sinn: Rohstoffvorkommen Ressourceneffizienz = erbrachte Leistung Ressourcenverbrauch Alte Bewertungsansätze für Ressourcenverbrauch: mehr Masse als Klasse Ökologischer Rucksack/ MIPS /DMC/ TMC oder Virtuelles Wasser Diese Indikatoren sind anschaulich, entbehren aber einer robusten wissenschaftlichen Grundlage keine Ursache-/Wirkungskette zum Schutzgut 2
Ressourceneffizienz Ressource im erweiterten Sinn (EU: Thematische Strategie zur nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen): Rohstoffe Biomasse und biologische Ressourcen Umweltmedien wie Luft, Wasser, Boden Physikalischer Raum (Land) (Soziale Aspekte) Produkt, Funktion, Preis, etc. Masse, Verfügbarkeitshorizont, ökonom. Verfügbarkeit, etc. Gleichberechtigung, Kinderarbeit etc. Klimaänderung, Verlust von Biodiversität, etc. 3
ESSENZ steht für: Integrierte Methode zur ganzheitlichen Berechnung/Messung von Ressourceneffizienz Eine integrierte und nachhaltige Ressourcenbewertung erfordert: eine mehrdimensionale Betrachtung physischer, ökologischer, sozialer & ökonomischer Aspekte, eine wirkungsorientierte Methode, eine wissenschaftlich möglichst robuste, aber gleichzeitig praktisch anwendbare Methode und die Bereitstellung entsprechender Daten. 4
Vorgehen innerhalb der ESSENZ-Methode Schematisches Verfahren zur Ermittlung der Ressourceneffizienz mit der ESSENZ-Methode 5
Betrachtete Dimensionen und Kategorien 6
Dimension Verfügbarkeit Gliedert sich in physische und sozio-ökonomische Verfügbarkeit Dimension physische Verfügbarkeit: Geologische Verfügbarkeit: Ressourcen in der Erdkruste Anthropogene Verfügbarkeit: Materialien in der Technosphäre z.b. Stahl in Brücken 7
Sozio-ökonomische Verfügbarkeit Zusätzlich zur physischen Rohstoffverfügbarkeit können sozio-ökonomische Faktoren die Verfügbarkeit von Rohstoffen beeinflussen Beispiele: Eisenerz ist geologisch ausreichend verfügbar, wird jedoch nur von 3 Unternehmen weltweit verschifft Seltene Erden werden zu >90% in China gefördert und unterliegen Handelsrestriktionen Lithium wird derzeit aus Salzseen gefördert. Ein starker Nachfrageanstieg könnte die Förderkapazitäten übersteigen Coltan wird in politisch instabilen Ländern Zentralafrikas, wie dem Kongo, gefördert 8
Verfügbarkeitsaspekte, Indikatoren, Grenzwerte Aspekt Statische Reichweite der Reserven Länderkonzentration der Reserven Länderkonzentration der Produktion Unternehmenskonzentration Realisierbarkeit von Rohstoffabbau Nachfragewachstum Koppelproduktion Einsatz von Sekundärmaterial Handelshemmnisse Politische Stabilität Naturereignisse Preisvolatilität/-trend Indikator Reserven/Produktions-Verhältnis HHI HHI HHI PPI Erwartetes/vergangenes Wachstum Anteil Koppelproduktion Sekundärmaterialanteil Anteil Jahresproduktion WGI, gleichgewichtet gemittelt Am FG entwickelter Indikator 5 Jahre Volatilität Grenzwert 1/100a 0,1 0,1 0,1 0,15 1% 20% 75% 25% 0,33-20% 9
Bewertung der sozio-ökonomische Verfügbarkeit Mögliche Störungen entlang der Versorgungskette, die zu einer mangelnden Bereitstellung von Rohstoffen führen können 10
Bewertungsmethodik für die Dimension sozioökonomische Verfügbarkeit Allgemeines Vorgehen zur Berechnung der Charakterisierungsfaktoren: 1. Berechnung der Indikatorergebnisse für jede Kategorie & jeden Rohstoff (z.b. Volatilität von Eisen 30%) 2. Gegenüberstellung mit Kategorie-spezifischen Grenzwert DtT Wert K,i = Wirkungsindikatorergebnis i,j Grenzwert j 2 30% 20% 2 = 2,25 3. Normalisierung des DtT-Wertes über die globale Produktion des Rohstoffs ndtt Wert K,i = 1 Globale Prod. i WIE i,j Grenzwert j 2 1 1 2,25 = 4,23 10 6 2,9 102 kg 4. Lineare Skalierung der Ergebnisse auf 0-10 10 (z.b. für Eisen 423 1 kg ) 11
Betrachtete Dimensionen und Kategorien 12
Bewertung der gesellschaftlichen Akzeptanz Ressourceneffizienz muss im Kontext einer nachhaltigen Entwicklung gemessen und bewertet werden Soziale Gesichtspunkte gewinnen bei Kaufentscheidungen durch den Konsumenten zunehmend an Bedeutung und können daher für Unternehmen relevant sein Ein Material kann trotz ausreichender physischer und sozioökonomischer Verfügbarkeit nicht einsetzbar sein, wenn soziale Standards verletzt werden als auch für die Verletzung von Umweltstandards 13
Betrachtete Dimensionen und Kategorien 14
Bewertung der Umweltauswirkungen Insgesamt werden 5 Kategorien betrachtet: Klimaänderung Versauerung Eutrophierung Abbau der Ozonschicht Bildung photochemischer Substanzen Es werden keine neuen Indikator entwickelt, sondern bereits bestehende Indikatoren, die in der Ökobilanz verwendet werden, zurück gegriffen 15
Nutzen Nutzen wird über die funktionelle Einheit (FE) bewertet Ressourceneffizienz = Nutzen Ressourcen FE wird in der Ökobilanz verwendet, um den Nutzen eines Produktsystem zu bemessen Nutzen wird den Ergebnissen der Dimensionen physische Verfügbarkeit, sozio-ökonomische Verfügbarkeit und Umweltauswirkungen gegenübergestellt Ökonomische Kennzahlen können zusätzlich verwendet werden 16
Interpretation der Ergebnisse Alle vorgestellten Dimensionen und Kategorien müssen zusammen betrachtet werden, um eine ganzheitliche Aussage der Ressourceneffizienz zu gewährleisten 17
Vergleich zweier Produktalternativen Beispiel: POCP AR 100 80 PS ODP 60 Kop 40 GWP 20 0 MK Silber Aluminium EP Konz_P AP HH PRS REX 18
Aggregation der Kategorien Die Kategorie Abiotischer Ressourcenverbrauch wird mit den drei Indikatoren ADP elementar, ADP fossil und AADP gemessen können nicht aggregiert werden Die Kategorien der Dimension Sozio-ökonomische Verfügbarkeit können über Gewichtung aggregiert werden Die Kategorien der Dimension Umweltauswirkungen müsste erst normalisiert werden, um eine Gewichtung zu ermöglichen 19
Fazit ESSENZ Methodik ESSENZ-Methode unterstützt umfassenden Messung und Bewertung von Ressourcenverbrauch im Produktsystem: Produktsystemen kann im Kontext der Nachhaltigkeit bewertet werden Anwendbare Bewertungsmodelle werden zur Verfügung gestellt Operationalisierung von Ressourceneffizienz konkrete Werte können berechnet werden, um Ressourceneffizienz eines Produktsystems zu messen Charakterisierungsfaktoren für 34 Metalle und 4 fossile Rohstoffe werden bereitgestellt Zudem kann als optionalen Bestandteil die Ressource Wasser bewertet werden Excel-basierte Tools zur vereinfachten Anwendung werden zur Verfügung gestellt ESSENZ Bericht wird Ende September veröffentlicht 20
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! markus.berger@tu-berlin.de Technische Universität Berlin Institut für Technischen Umweltschutz Fachgebiet Sustainable Engineering