Das Umweltbundesamt (UBA) untersucht schon seit vielen Jahren, wie eine nachhaltige Entwicklung sowie eine treibhausgasneutrale und ressourcenschonende Lebensweise erreicht werden kann. Hierfür wurde ein interdisziplinäres Projekt gestartet: "RESCUE" (Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität). Dieses Projekt ist mit einem hohen Anteil an "Eigenforschung" des UBA und einer intensiven Einbindung externer Wissenschaftler über das hier berichtete Forschungsvorhaben (FKZ 3715411150) gelungen. Dabei wurden sechs Szenarien zur Transformation entwickelt. Die Green-Szenarien beschreiben unterschiedlich ambitionierte Transformationspfade zu einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland bis 2050. Die beiden GreenEe-Szenarien stehen für "Germany -resource efficient and greenhouse gas neutral -Energy efficiency" und fokussieren die Erschließung der Energieeffizienzpotenziale über alle Anwendungsbereiche hinweg. In GreenEe1 sind Produktionsmengen vorgegeben, Produkte, die aufgrund einer rückläufigen Nachfrage in Deutschland nicht mehr nachgefragt werden, werden exportiert. In GreenEe2 werden die Produktionsmengen entlang der Dynamik der inländischen Nachfrage ermittelt. Beide Szenarien beinhalten die grundlegende Transformation des Energiesystems einschließlich des Ausstiegs aus fossilen Rohstoffen und einer tiefgreifender Sektorkopplung mittels Elektrifizierung. Der Endenergiebedarf kann von 2.737 TWh in 2015 auf nur 1.609 TWh in GreenEe1 reduziert werden, der Anteil der erneuerbaren Energien im Strombereich steigt bereits auf 75 % in 2030 und 100 % in 2050. Der EE-Anteil der Brenn- und Kraftstoffe ist aufgrund des langsameren Markthochlaufes für PtX im Jahre 2040 bei 40 %. Im GreenEe2-Szeanrio wird der Endenergiebedarf dabei sogar auf 1.540 TWh reduziert, bei einer vergleichbaren Dekarbonisierung der Stromerzeugung, aber etwas höheren Dekarbonisierung der Brenn- und Kraftstoffe in 2040 von 42 %. Im Ergebnis wird in GreenEe1 (GreenEe2) im Jahr 2050 der Rohmaterialkonsum gegenüber 2010 um 60,6 % (61,8 %) reduziert. Der Anteil der Sekundärmaterialien am gesamten (primär- und sekundär-) Rohstoffbedarf/-verbrauch steigt auf 32 % (33 %). Pro Person werden nur noch 7,5 (7, 3) Tonnen Rohstoffe konsumiert, davon 2,2 Tonnen Biomasse, die überwiegend für die Ernährung gebraucht werden. Die technologischen Änderungen einschließlich Substitutionen (wie die der fossilen Rohstoffe durch erneuerbare Energien, der Steigerungen der Rohstoffeffizienz und des Recyclings) reduzieren die Nachfrage nach einer Vielzahl von Rohstoffen, ausgenommen davon sind Rohstoffe, die in Schlüsseltechnologien für die Transformation gebraucht werden. Die Treibhausgasemissionen können in GreenEe1 (GreenEe2) bis 2050 um 95,8 % (96,3 %) gegenüber 1990 reduziert werden, bis 2030 liegt der Rückgang der THG-Emissionen bei 60,2 % (61,3 %) . Allerdings können nur im Energie- und Verkehrssektor die Treibhausgase bis 2050 vollständig vermieden werden. In den anderen Quellgruppen Industrie, Landwirtschaft, Abfall und LULUCF verbleiben Emissionen, die nach dem heutigen Wissensstand noch nicht vollständig vermeidbar sind. Quelle: Forschungsbericht
Das Umweltbundesamt (UBA) untersucht schon seit vielen Jahren, wie eine nachhaltige Entwicklung sowie eine treibhausgasneutrale und ressourcenschonende Lebensweise erreicht werden kann. Hierfür wurde ein interdisziplinäres Projekt gestartet: "RESCUE" (Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität). Dieses Projekt ist mit einem hohen Anteil an "Eigenforschung" des UBA und einer intensiven Einbindung externer Wissenschaftler über das hier berichtete Forschungsvorhaben (FKZ 3715411150) gelungen. Dabei wurden sechs Szenarien zur Transformation entwickelt. Die Green-Szenarien beschreiben unterschiedlich ambitionierte Transformationspfade zu einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland bis 2050. Das Szenario GreenSupreme (Germany - resource efficient and GHG neutral - Minimierung von Treibhausgas-Emissionen und Rohstoffverbrauch im Betrachtungszeitraum) ist das ambitionierteste Szenario und beinhaltet sowohl ambitionierte technologische als auch gesellschaftliche Änderungen. Im Gegensatz zu den anderen Green-Szenarien findet die Transformation frühzeitiger statt. Dies betrifft nahezu alle Industrie- und Konsumbereiche von der Nahrung, über den Gebäude- bzw. Wohnsektor, die Mobilität bis zum Konsum von Kleidung und anderen Waren und Dienstleistungen. Es beinhaltet ebenso die grundlegende Transformation des Energiesystems einschließlich des Ausstiegs aus fossilen Rohstoffen und einer tiefgreifenden Sektorkopplung. Der Endenergiebedarf kann von 2.500 TWh in 2015 auf nur 1.080 TWh reduziert werden (ohne rohstoffliche Bedarfe), der Anteil der erneuerbaren Energien steigt bereits auf 75 % in 2030 und 100 % in 2050. Im Ergebnis wird in GreenSupreme im Jahr 2050 der Rohmaterialkonsum gegenüber 2010 um 70 % reduziert. Der Anteil der Sekundärmaterialien am gesamten (primär- und sekundär-) Rohstoffbedarf steigt auf 33 %. Pro Person werden nur noch 5,7 Tonnen Rohstoffe konsumiert, davon 2,1 Tonnen Biomasse, die überwiegend für die Ernährung gebraucht werden. Die ambitionierten technologischen Änderungen, einschließlich Substitutionen (wie die der fossilen Rohstoffe durch erneuerbare Energien) sowie Steigerungen der Rohstoffeffizienz und des Recyclings, in Kombination mit einem nachhaltigen Konsum, reduzieren die Nachfrage nach einer Vielzahl von Rohstoffen, so dass unter den Szenario-Annahmen nur noch bei wenigen der untersuchten Metalle unter Fortschreibung aktueller Produktionsmengen und Berücksichtigung gegenwärtig bekannter Reserven eine Knappheit zu erwarten ist. Die Treibhausgasemissionen bilanziert nach NIR ohne Berücksichtigung der Senken können bis 2050 um 96,7 % gegenüber 1990 reduziert werden, bis 2030 liegt der Rückgang der THG-Emissionen bereits bei 70,1 %. Allerdings können nur im Energie- und Verkehrssektor die Treibhausgase bis 2050 vollständig vermieden werden. In den anderen Quellgruppen Industrie, Landwirtschaft, Abfall und LULUCF (ohne Wald) verbleiben THG-Emissionen, die nach dem heutigen Wissensstand noch nicht vollständig vermeidbar sind. In 2050 ist unter Einbeziehung natürlicher Senken Treibhausgasneutralität sicher erreichbar. Quelle: Forschungsbericht
Im Projekt DeteRess wurden die Chancen und Grenzen einer technikorientierten Dematerialisierungspolitik beschrieben und ein Handlungskorridor bestimmt, der die Potenziale zur Reduktion und Produktivitätssteigerung der Rohstoffnutzung in Deutschland beschreibt. Der Schwerpunkt lag hierbei auf den technischen Triebkräften und strukturellen Nachfragen, die im Wesentlichen nicht durch individuelles Konsumverhalten zu beeinflussen sind. Die erarbeiteten Szenarien können die Politik bei konkreten Zielformulierungen im Bereich der Ressourceneffizienz unterstützen und Auswirkungen von politischen Strategien und Technologieförderungen auf den gesamtwirtschaftlichen Rohstoffbedarf aufzeigen.
Die BIA Kunststoff- und Galvanotechnik GmbH & Co. KG in Solingen ist ein mittelständisches Unternehmen der Automobil-Zulieferindustrie. Sie fertigt galvanisierte Kunststoffbauteile für höchste Ansprüchen, insbesondere für die Automobilindustrie. Mit der Errichtung einer innovativen Kunststoffbeschichtungsanlage sollte den nationalen und internationalen Forderungen nach Ersatz gefährlicher Stoffe Rechnung getragen werden. Ziel des Vorhabens war die Errichtung einer Anlage zur dekorativen Verchromung von Kunststoffen auf der Basis von Chrom-III-Elektrolyten. Mit dieser Anlage sollte der bisher eingesetzte toxische und krebserregende Chrom-VI-Elektrolyt durch umweltfreundlichere Chrom-III-Verbindungen substituiert werden. Des Weiteren sollte das gesamte Beschichtungsverfahren einschließlich der Vorbehandlung hinsichtlich einer Reduzierung von Metallverlusten und des Chemikalienverbrauchs sowie der Senkung des Energieverbrauchs optimiert werden. Das Verfahren der galvanischen Abscheidung von Glanzchromschichten aus III-wertigen Chromelektrolyten ist bereits seit längerer Zeit bekannt. Bisher genügten diese Schichten in ihrer Qualität jedoch nicht den Ansprüchen wichtiger Kunden, wie der Automobilindustrie. Dies sollte mit dem neuartigen Verfahren erreicht werden. Um die für die Zulieferbetriebe der Automobilindustrie notwendige zuverlässige Lieferfähigkeit sicherzustellen, war es erforderlich, zuerst beide Verfahren parallel anzuwenden. Inzwischen hat sich gezeigt, dass der Einsatz eines Elektrolyten auf Chrom-III-Basis technisch beherrscht wird. Größere Lose von auf diese Weise hergestellten Bauteile wurden inzwischen an die Automobilindustrie geliefert. Ebenso erfolgreich wurde ein neues kontinuierliches Nickel-Mattverfahren zur Herstellung von Mattchrom- oder Alulookoberflächen anstelle des bisher üblichen Batchverfahrens sowie die Mehr-Komponenten Kunststofftechnik für dekorativ verchromte Bauteile umgesetzt. Im Rahmen der Produktionsumstellung gelang es auch, sowohl im Chromelektrolyten als auch in den Chrom-VI-haltigen Beizen auf den Einsatz fluorhaltiger Tenside (PFT) zu verzichten. Neben der Substitution gefährlicher Chemikalien, wie Chrom-VI-Verbindungen und PFT wurde der Verbrauch an Rohstoffen, wie Nickel, Chrom, Bisulfit und Kalkmilch, reduziert. Der Energiebedarf und damit der CO 2 -Ausstoß konnten mehr als halbiert werden. Des Weiteren konnten die Emissionen über Abwasser und Abluft sowie der Anfall von Galvanikschlamm verringert werden. Im Vergleich zur Altanlage wurden folgende Einsparungen erreicht: Energie/Erdgas: 470 Megawattstunden pro Jahr (55 Prozent) CO 2 -Minderung: 385 Tonnen pro Jahr (55 Prozent) Nickel (Metall): 3,3 Tonnen pro Jahr (50 Prozent) Nickelsulfat (Salz): 35,65 Tonnen pro Jahr (93 Prozent) Kalkmilch zur Nickelfällung: 45,5 Tonnen pro Jahr (93 Prozent) PTF-Lösung: 0,5 Tonnen pro Jahr (100 Prozent) Galvanikschlamm zur Entsorgung: 52,3 Tonnen pro Jahr (93 Prozent). Die von BIA Kunststoff- und Galvanotechnik GmbH & Co. KG entwickelte Technik wurde nicht nur in den weiteren Galvaniken der BIA-Gruppe umgesetzt, sondern kann auch darüber hinaus prinzipiell auf alle Betriebe der galvanischen Kunststoffbeschichtung übertragen werden. Die Technik ist grundsätzlich auch für Betriebe geeignet, die sich auf die Verchromung von Metallwerkstoffen konzentrieren. Insbesondere die PFT-freie Fertigung hat Modellcharakter für vergleichbare Betriebe. Die erreichten Ergebnisse wurden über den Fachverband Galvanisierte Kunststoffe (FGK) und den Zentralverband Oberflächentechnik (ZVO) der Branche bereits präsentiert. Branche: Sonstiges verarbeitendes Gewerbe/Herstellung von Waren Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: BIA Kunststoff- und Galvanotechnik GmbH & Co.KG Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 2006 - 2009 Status: Abgeschlossen
Klimaschutz und Dekarbonisierung im Industriesektor Deutschland soll bis zum Jahr 2050 weitgehend treibhausgasneutral werden. So sehen es der Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung und das Bundes-Klimaschutzgesetz vor. In diesem Internetartikel lesen Sie, welchen Beitrag die Industrie als Deutschlands zweitgrößter Emittent von Treibhausgasen leisten soll, woher die dort ausgestoßenen Treibhausgase stammen und wie sie reduziert werden können. Deutschlands Ziele zur Treibhausgasminderung in der Industrie Im Jahr 2010 legte die Bundesregierung für Deutschland das Ziel fest, die Treibhausgasemissionen bis 2050 im Vergleich zu 1990 um 80 bis 95 % zu mindern (Energiekonzept der Bundesregierung, Bundestags-Drucksache 17/3409). 2016 bekräftigte die Bundesregierung dieses Ziel der weitgehenden Treibhausgasneutralität im Klimaschutzplan 2050 (KSP 2050, Bundestags-Drucksache 18/10370) und ergänzte für die einzelnen Sektoren spezifische Minderungsziele. Für den Industriesektor sieht der KSP 2050 beispielsweise ein Zwischenziel für die Treibhausgasminderung bis 2030 um ca. 40 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente oder 51 bis 49 % gegenüber dem Basisjahr 1990 vor. Diese Ziele sind nunmehr im Bundes-Klimaschutzgesetz (KSG, dort Anlage 2 zu § 4, vgl. Bundestags-Drucksache 19/14337) gesetzlich verankert. Auch die EU weist in ihrer Mitteilung zum „European Green Deal“ (KOM(2019) 640) auf die entscheidende Bedeutung der Dekarbonisierung und Modernisierung energieintensiver Industrien hin, um eine klimaneutrale und kreislauforientierte Wirtschaft zu erreichen. Die direkten Treibhausgasemissionen der Industrie (inkl. der Emissionen aus der Eigenstromversorgung) müssen in einem ersten Schritt von 181 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente im Jahr 2014 auf 140 bis 143 Millionen Tonnen bis 2030 reduziert werden. Dies entspricht einer Minderung der Treibhausgase um rund 20 %. Um dieses Ziel bis 2030 zu erreichen, fordert der KSP 2050 noch vor dem Jahr 2020 eine langfristig ausgerichtete strategische Herangehensweise, welche nach 2020 umzusetzen ist und im Zeitraum bis 2030 zielführend weiter optimiert wird. Das Klimaschutzprogramm 2030 der Bundesregierung vom 20.09.2019 greift dies auf, indem es unter anderem ein Förderprogramm zur Dekarbonisierung in der Industrie ankündigt. Um den ambitionierten Zeitplan für die Treibhausgasminderung im Industriesektor einhalten zu können und der Industrie Planungssicherheit für die erforderlichen Investitionen zu geben, muss der Staat für die Dekarbonisierung des Industriesektors klare und langfristig verlässliche Rahmenbedingungen schaffen. Quellen der Treibhausgasemissionen und Ansätze zur Minderung Die von der Industrie verursachten Emissionen von Treibhausgasen (THG) können in drei Gruppen unterteilt werden: direkte energiebedingte THG-Emissionen aus der Verwendung von Brennstoffen zur Bereitstellung von Energie, z.B. Prozesswärme , Dampf oder Strom (in Industriekraftwerken); indirekte energiebedingte THG-Emissionen aus der vorgelagerten Erzeugung des eingesetzten Stroms, soweit dieser nicht in eigenen (Industrie-)Kraftwerken erzeugt wird; direkte prozessbedingte THG-Emissionen aus der nicht-energetischen Verwendung kohlenstoffhaltiger Energieträger und sonstiger Rohstoffe, oder aus der prozessbedingten Freisetzung anderer Treibhausgase als CO 2 . Die verschiedenen Ursachen der Treibhausgasemissionen erfordern in der Regel auch unterschiedliche Ansätze und Maßnahmen zur Minderung in den unterschiedlichen Industriebranchen. Grundsätzliche Ansätze sind hierbei: für direkte energiebedingte THG-Emissionen : Ansatz 1 : Steigerung der Energieeffizienz durch Verwendung energieeffizienter Technik, Optimierung von Verfahren und Prozessen und konsequente Abwärmenutzung inklusive Abwärmeverstromung; Ansatz 2 : Verwendung erneuerbarer Energien, vor allem in Form von Strom aus erneuerbaren Energien, z. B. zur Prozesswärmeerzeugung, aber auch zur Wärme- und Kälteversorgung (Die Erzeugung großer Teile der Prozesswärme kann auch mit erneuerbaren Energien erfolgen. Für bestimmte Anwendungen kommt auch der Einsatz von Biomasse aus Rest- und Abfallstoffen in Betracht; diese sind aber nur in sehr begrenztem Umfang für industrielle Anwendungen verfügbar, siehe Forschungsprojekt „BioRest“, TEXTE 115/209 , Kapitel 6.1); für indirekte energiebedingte THG-Emissionen : Ansatz 3 : Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energien (Ausbau der erneuerbaren Energien, Phasing-Out atomarer und fossiler Energieträger), wobei für die Industrie der Umstellung der Stromerzeugung eine zentrale Rolle zukommt; Ansatz 4 : Effizienzsteigerungen bei Energiewandlung und -nutzung in industriellen Anwendungen (die Effizienzsteigerung bei der Verwendung von Strom trägt natürlich auch zur Minderung der indirekten energiebedingten THG-Emissionen bei); für direkte prozessbedingte THG-Emissionen : Ansatz 5 : Prozessumstellungen zur Vermeidung prozessbedingter THG-Emissionen durch grundlegende Verfahrensumstellungen, Substitution der emissionsverursachenden Rohstoffe oder Produkte sowie – falls Verfahrensumstellungen oder eine Substitution nicht möglich sind – ggf. die Anwendung von CCU (Carbon Capture and Utilization: Abscheidung und anschließende Verwendung von CO 2 ), soweit dadurch an anderer Stelle THG-Emissionen vermieden werden können. Es besteht in allen fünf Ansätzen aktueller Handlungsbedarf, um in Übereinstimmung mit den Zielen der Bundesregierung rechtzeitig in die Breitenanwendung zu kommen und die erforderlichen Treibhausgas -Minderungsbeiträge zu erreichen. Kurz- bis mittelfristig sind nennenswerte Beiträge zur Dekarbonisierung des Industriesektors lediglich durch Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz möglich, zum Beispiel durch die konsequente Abwärmenutzung inklusive Abwärmeverstromung. Im Bereich der Umstellung auf regenerative Energieträger und Prozessumstellungen sind relevante Treibhausgas-Emissionsminderungen erst mittel- bis langfristig durch die Breitenanwendung zu erwarten. Hier bedarf es geeigneter Förder- und Anreizinstrumente, wie mit dem Förderprogramm des Bundesumweltministeriums ( BMU ) zur „Dekarbonisierung der Industrie“ oder dem EU-Innovationsfonds zur Förderung kohlenstoffarmer Technologien geplant. Eine gewichtige Rolle spielt in diesem Kontext auch der eigene Beitrag der Industrie. Hierfür braucht die Industrie geeignete und verlässliche Rahmenbedingungen, damit sie ihren unverzichtbaren Beitrag zur Dekarbonisierung leisten kann und leisten wird.
Weniger kritische Rohstoffe für Umwelttechnologien Elektromotoren, Photovoltaik, Generatoren, Batteriespeicher: Für viele nachhaltige Technologien werden seltene und teils kritische Rohstoffe benötigt. Der Ausbau solcher Umwelttechnologien droht durch Rohstoffknappheiten gedämpft zu werden. Daher gilt es, rechtzeitig auf Alternativen zu setzen, die weniger kritische Rohstoffe benötigen oder gänzlich darauf verzichten. GreenTech ist weltweit auf dem Vormarsch Technologien zur Steigerung der Ressourceneffizienz treiben weltweit die nachhaltige Entwicklung an. Der Technologie- und Industriestandort Deutschland hat diese Wachstumschancen erkannt. Der Anteil der GreenTech-Branche am Bruttoinlandsprodukt lag 2016 bei 15 Prozent und wird bis 2025 auf 19 Prozent steigen, so die Prognose im Umwelttechnologie-Atlas für Deutschland. Neue High-Tech Konzepte ermöglichen Umwelttechnologien, die konventionelle Produkte oder Verfahren mit geringer Ressourceneffizienz ersetzen. Rohstoff-Kritikalität als Hemmnis Schlüsseltechnologien für eine nachhaltige Entwicklung wie Elektromotoren, Generatoren, Photovoltaik, LED-Beleuchtung und Batteriespeicher basieren auf funktionalen Elementen wie Seltenen Erden, Zinn, Silber, Platin und Lithium. Wenn diese Technologien nicht nur in Deutschland sondern auch weltweit ausgebaut werden, wird sich die Nachfrage nach diesen Elementen vervielfachen. Für einige Rohstoffe zeichnen sich schon heute geologische, strukturelle, geopolitische, sozioökonomische und ökologische Versorgungsrisiken ab, weshalb sie als „kritische Rohstoffe“ gelten. So ist die Gewinnung und Weiterverarbeitung einiger Technologiemetalle mit starken Umwelt- und Gesundheitsbelastungen verbunden. Außerdem sind Reserven, Gewinnung und Raffination bei den meisten dieser Rohstoffe auf wenige Länder konzentriert. Daraus resultiert eine hohe Abhängigkeit der Hersteller von Umwelttechnologien vom globalen Rohstoffhandel, zumal der Markt für die meisten Technologiemetalle eher klein und wenig transparent ist. Substitutionsstrategie als Ausweg Es ist derzeit absehbar, dass Effizienz- und Recyclingstrategien allein nicht ausreichen werden, um die vielschichtigen Versorgungsrisiken entscheidend zu mindern und einen tiefgreifenden Ausbau der Umwelttechnologien weltweit zu gewährleisten. Es bedarf zusätzlich einer vorausschauenden Orientierung auf Substitutionsstrate¬gien, um die entsprechenden Rohstoffe zu ersetzen: Sei es durch Materialsubstitution, bei der partiell Werkstoffe oder Elemente ersetzt werden, technologische Substitution, bei der neue Technologien und Verfahren eingesetzt werden um den gleichen Umweltnutzen zu erzielen oder auch durch funktionale Substitution, bei der ein gänzlich neues Produkt- oder Dienstleistungskonzept eingeführt wird. Eine funktionale Substitution eines Fahrzeug-Abgas-Katalysators besteht beispielsweise in einem vollelektrischen Pkw, der keinen Katalysator mehr benötigt. Die UBA -Studie „SubSKrit“ liefert eine Roadmap Um die Substitutionspotenziale zu bestimmen und systematisch zu erschließen, hat das UBA nun in einer umfassenden Studie („ SubSKrit “) eine Roadmap erarbeiten lassen. Mit dieser Roadmap werden je nach Reifegrad und Zeithorizont der Substitutionsalternativen Anreize für Maßnahmen zur Technologieentwicklung, Markteinführung, Marktdurchdringung durch Qualifizierung und Austausch sowie Anpassung der rechtlich-regulatorische Rahmenbedingungen gegeben. Hierfür wurden 115 Umwelttechnologien und über 60 Rohstoffe einem Screening sowie einer vielschichtigen Analyse unterzogen. Zunächst wurden die Technologien in Panels von Fachleuten auf ihr relatives Umweltentlastungspotenzial, ihre Marktdynamik sowie ihre Bedeutung für die deutsche Wirtschaft untersucht. Für die 40 relevantesten Technologien wurden dann die Rohstoffbedarfe in Trend- und Green Economy-Szenarien bis 2025 sowie 2050 extrapoliert und einer Kritikalitätsanalyse unterzogen. Hierbei wurden die benötigten Rohstoffe auf ihr Versorgungsrisiko, ihr ökologisches Schadenspotenzial sowie ihre strategische Bedeutung für die Wirtschaft analysiert. 20 Umwelttechnologien mit vergleichsweise hoher Kritikalität wurden auf dieser Basis in den sieben Technologiegruppen: Elektronik, Katalysatoren, Permanentmagnete, Solartechnologie, Speichertechnologien, Generatoren und Permanentmagnete sowie Sonstige priorisiert. Diese 20 Technologien sind nicht nur von besonderem umwelt- und industriepolitischem Interesse sondern auch in hohem Maße abhängig von kritischen Rohstoffen, für die zukünftige Verfügbarkeitsengpässe sehr wahrscheinlich sind. Daher wurden diese Technologien eingehend auf Substitutionsalternativen untersucht. Dabei wurden vier Cluster deutlich: Umwelttechnologien, für die bereits heute Substitutionsalternativen auf den Markt vorhanden sind und kritische Metalle substituiert werden. Hierunter fallen bleifreie Lote, Fahrzeug-Abgas-Katalysatoren, Elektroantriebsmotoren in vollelektrischen Pkw, Hochleistungs-Permanentmagnete in der Industrie, Dünnschicht-Solarzellen, Tandemzellen, Concentrated Solar Power (CSP)-Technologie und RFID. Umwelttechnologien, die marktreife Alternativen besitzen mit deutlicher Reduzierung des Einsatzes der als kritisch identifizierten Metalle. Dazu zählen die Umwelttechnologien der Pedelec-Batterien, Hybridmotoren, Elektroantriebsmotoren der Plug-in-Hybrid-Pkw (PHEV), Lithium-Ionen-Stromspeicher und Lithium-Ionen-Batterien für Fahrzeuge. Umwelttechnologien, die Substitutionsoptionen besitzen, welche noch nicht im Markt etabliert sind, aber großes Potential für eine absehbare Marktreife besitzen. Diese Technologien sind ökonomisch noch nicht wettbewerbsfähig oder die Entwicklung ist noch nicht vollständig ausgereift. Darunter fallen weiße OLED anstelle von weißen LED sowie Permanentmagnet-Generatoren für Windkraftanlagen. Umwelttechnologien, für die keine Substitutionsmöglichkeiten im Rahmen des Projektes identifiziert werden konnten. Dazu zählen grüne Rechenzentren, Industriekatalysatoren, Pedelec-Motoren, Synchron- und Asynchron-Generatoren in Windkraftanlagen sowie GuD/Gas - Kraftwerke. Über alle Umwelttechnologien zeigt sich, dass Substitutionsalternativen deutliche Rohstoffeinsparungen von relevanten Materialien ermöglichen. Hohe Einsparpotenziale sind bei Silber, Gold, Palladium, Seltenen Erden, Lithium, Zinn, Gallium, Titandioxid, Mangan und Platin identifiziert. Beispielsweise liegt das Einsparpotential für die nur im Umfang von wenigen Tausend Tonnen pro Jahr produzierten Schweren Seltenen Erde Dysprosium 2025 bei 33 Prozent bzw. knapp 1.300 Tonnen. Dabei können die größten Einsparungen durch technologische Substitutionen bei den Elektroantriebsmotoren und bei den Hybridmotoren erzielt werden. Im Jahr 2050 liegt das Einsparpotential im Substitutionsszenario sogar bei 66 Prozent bzw. 13.300 Tonnen. Allerdings zeigte die Analyse auch auf, dass bei den Substitutionen nicht alle derzeit kritischen Rohstoffe ersetzt werden können und die Einsparung teilweise mit dem Einsatz anderer, ebenfalls kritischer Rohstoffe einhergeht. In Einzelfällen wie bei Platin kommt es auch im Substitutionsszenario unter Berücksichtigung der Elektromobilität bis 2050 zu einer Zunahme des Rohstoffbedarfs. Fazit Es ist wichtig, den Ausbau der bedeutendsten Umwelttechnologien mithilfe eines technologischen Portfolios abzusichern, das möglichst resilient gegenüber Verfügbarkeitsbeschränkungen der erforderlichen Technologiemetalle ist. Die Studie zeigt auf, dass für das Gros der Umwelttechnologien Alternativen vorhanden sind, im Besonderen in den zukunftsorientierten Technologiefeldern der Antriebssysteme, Solarenergie, Beleuchtung und Speichertechnologien. Diese können entsprechend ihrer Reifegrade zielgerichtet zu veritablen Innovationen fortentwickelt werden. Durch diese Alternativen lassen sich Rohstoffrisiken für den Ausbau der Technologien zwar nicht verhindern, aber deutlich abmildern. Mithilfe der erarbeiteten Substitutions-Roadmap sollen konzertierte Ansätze von wichtigen Akteuren des Innovationssystems aus Politik, Forschung, Wirtschaft und Verbänden unterstützt werden, um Substitutionen zu zukunftsfesten Umwelttechnologien zu ermöglichen. Die Raodmap liefert den notwendigen vorausschauenden Ansatz, der mithilfe eines regelmäßigen Monitorings fortgeschrieben werden soll. Alle vier Jahre sollten die Umwelttechnologien und dafür erforderliche Rohstoffe auf Kritikalität und Substitutionsoptionen überprüft werden. Durch die Verankerung der Roadmap lässt sich ein wichtiger Beitrag zu einer aktiven ökologischen Industriepolitik leisten, und dem besonderen Interesse Deutschlands als Nachfrager, Produzent, Exporteur und Technologieführer von Umwelttechniken gerecht werden. Linkhinweis Zusätzlich zum Abschlussbericht sind alle Arbeitsschritte der Studie „SubSKrit“ bis hin zur Roadmap in sechs zusätzlichen Arbeitsberichten dokumentiert. Wichtige Erkenntnisse und Maßnahmen sind zudem in einem englischsprachigen Empfehlungspapier sowie einer ausführlichen Summary zusammengefasst.
25.5 Steckbrief „Gipshaltige Abfälle“ Dieser Steckbrief gilt nur im Zusammenhang mit dem Grundsatzpapier „Allgemeine Grundsätze für die Ablagerung von Abfällen auf Deponien, insbesondere „Grenzwertiger Abfälle“ (Stand: 09.09.2024)“ ABFALLSCHLÜSSEL Tabelle: Zuordnung der Abfallschlüssel, die in diesem Steckbrief behandelt werden. Abfall- schlüsselAbfallbezeichnung nach der Abfallverzeichnisverordnung 10 12 06verworfene Formen – Gipsformen 17 08 01 *Baustoffe auf Gipsbasis, die durch gefährliche Stoffe verunreinigt sind 17 08 02Baustoffe auf Gipsbasis mit Ausnahme derjenigen, die unter 17 08 01* fallen ZUSAMMENSETZUNG Gipsprodukte, die im Baubereich1 eingesetzt wurden, können wie folgt klassifiziert werden: Gipsplatten:Baugipse: GipskartonplattenPutzmörtel GipsfaserplattenGipsestrich Gipskartonplatten mit WärmedämmungAnhydritestrich VollgipsplattenGipskleber Ansetzbinder Darüber hinaus gibt es auch Gipsformen aus der Keramikindustrie. Untersuchungen liefern folgende Ergebnisse: Gips:Gipskartonplatten: TOC: 0,23 Masse% TMTOC: 1,0 – 1,8 Masse-% TM DOC: 9,1 – 9,3 mg/l 1 Gemischter Bauschutt mit Gipsanteilen fällt nicht unter diese Kategorie LUBW, Referat 35 Kreislaufwirtschaft, Chemikaliensicherheit Steckbrief Nr. 25.5 - Stand: 09.09.2024 1 Berechnungen der LUBW zeigen, dass bei Wärmedämmverbundplatten (Gipskartonplatten mit Hartschaumkaschierung) bis zu einer Hartschaumstärke von ca. 3 cm der TOC- Zuordnungswert für die DK II nur geringfügig überschritten ist. Die o. g. Abfälle fallen insbesondere beim Abbruch bzw. bei Renovierungen von Gebäuden an. Je nach Verwendungszweck sind die Produkte mit Fasern, Füll- und Zuschlagstoffen versehen. Teilweise sind sie kaschiert, beklebt oder mit Putzträgern (z.B. Schilfrohrmatten) versehen. Soweit für den Wärmeschutz vorgesehen, wurden sie im Verbund mit Wärmedämmmaterialien gefertigt oder der Verbund wurde nachträglich hergestellt. Es ist davon auszugehen, dass in Deutschland jährlich mindestens 1,0 Mio. Tonnen an gipshaltigen Baustoffen als Abfall anfallen. PROBLEMBESCHREIBUNG Baugipse, die nass aufgebracht wurden, können beim Abtrag nicht sortenrein gewonnen werden. Sie sind mit Mauerwerk oder Putzträgern vermischt und somit nicht als Gipsmaterial verwertbar. Bei Monofraktionen von Plattenprodukten ist in der Regel eine Trennung des Gipses von Kaschierungen oder Wärmedämmverbunden aus Hartschaum, zur anschließenden stofflichen bzw. energetischen Verwertung, technisch möglich. Bei Verbunden mit Mineralfaserdämmstoffen scheidet i. d. R. eine Verwertung aus. ENTSORGUNGSWEGE Gipsprodukte sind im Sinne der ErsatzbaustoffV [1] keine Ausgangsmaterialien für Recycling- Baustoffe. Sie sind an der Anfallstelle separat zu lagern und in Abhängigkeit von der Zusammensetzung zu verwerten oder zu beseitigen. Gipsmaterialien (z. B. Gipskartonplatten, Gipssteine, Gipsformen) können zu Gipsgranulat recycelt werden, das in Gipsfabriken zur Substitution von Rohstoffen genutzt wird. Nach Recherchen der Arbeitsgruppe gibt es in Deutschland an den Standorten Deißlingen, Zweibrücken (REMONDIS), Espenhain (MUEG - Mitteldeutsche Umwelt- und Entsorgung GmbH), und Pulheim (Secondary Fuel Trading GmbH) solche Recyclinganlagen. Hier können grundsätzlich diverse Gipsmaterialien, insbesondere Gipskartonplatten verwertet werden. Gipskartonplatten aus der Anwendung für Feuchträume (grüne Außenkaschierung) enthalten z.T. Silicone, Öle und weitere Zusätze, sodass deren Verwertung in Abhängigkeit der jeweils anlagenspezifischen Bedingungen (Anforderungen bei der Weiterverwendung der Gipsgranulate) eingeschränkt sein kann. In den davon spezifisch betroffenen Anlagen sind LUBW, Referat 35 Kreislaufwirtschaft, Chemikaliensicherheit Steckbrief Nr. 25.5 - Stand: 09.09.2024 2 daher Monochargen in dieser Modifikation („grüne Platten“) nicht geeignet. Bei einer Mischung von nicht feuchtigkeitsimprägnierten („weiße“) mit feuchtigkeitsimprägnierten („grünen“) Gipskartonplatten ist in den betreffenden Anlagen daher der Anteil an feuchtigkeitsimprägnierten („grünen“) Gipskartonplatten begrenzt. ENTSORGUNGSANLAGEN Für die Entsorgung von gipshaltigen Produkten kommen gewerbliche oder kommunale Sammelstellen (Recyclinghöfe), Aufbereitungsanlagen und bei fehlender Verwertungsmöglichkeit der gipshaltigen Abfälle auch nachgeordnet Deponien in Betracht. EMPFEHLUNGEN UND HINWEISE DER AG „GRENZWERTIGE ABFÄLLE“ Insbesondere Plattenprodukte ohne Dämmmaterialien, wie auch im Verbund mit Hartschaummaterialien, können nach Aufbereitung (Trennung in Gips und Pappe/ Hartschaum auf Styrolbasis) stofflich bzw. energetisch verwertet werden. Bei Hartschaummaterialien auf Styrolbasis (z.B. Styropor, Styrodur etc.) sind die Bestimmungen der POP-Abfall-Überwachungs-Verordnung (POP-Abfall-ÜberwV) [1] im Zusammenhang mit HBCD-haltigen Abfällen2 zu beachten. Im Sinne des § 6 KrWG ist die Aufbereitung und Verwertung anzustreben. 2 •Sortenreine Gipsabfälle sind vorrangig geeigneten Verwertungsanlagen zuzuführen. •Gipskartonplatten (AVV 17 08 02) sollten separat erfasst und trocken zwischengelagert werden, z.B. in Containern. Daher sollte eine getrennte Erfassung auch auf Wertstoffhöfen erfolgen. •Gipshaltige Plattenprodukte ohne Mineralfaserdämmstoffe können, soweit eine Verwertung in Recyclinganlagen nicht möglich ist, auf Deponien der Klasse I bzw. II abgelagert werden. Anteile von Wärmedämmverbundplatten (Gipskartonplatten mit Hartschaumkaschierung) bis zu einer Hartschaumstärke von 3 cm können auf Deponien der Klasse II abgelagert werden. Dies trifft auch für HBCD-haltige Wärmedämmverbundplatten zu, die bis zu dieser Stärke nicht als POP-haltiger Abfall einzustufen sind und nicht der POP-Abfall-ÜberwV [2] unterfallen. Wärmedämm- verbundplatten mit Hartschaumstärken über 3 cm sind von der Ablagerung auf Seit dem 01.08.2017 unterfallen Hexabromcyclododecan-(HBCD)-haltige Abfälle bei einem Anteil von mehr als 0,1 Gew.-% HBCD im Abfall den Regelungen der Verordnung über die Getrenntsammlung und Überwa chung von nicht gefährlichen Abfällen mit persistenten organischen Schadstoffen (POP-Abfall-Überwachungs- Verordnung - POP-Abfall-ÜberwV) vom 17.07.2017 [1]. Dies betrifft insbesondere Hartschäume auf Styrolba sis (z.B. Styropor®), die vor 2014 produziert und zur Fassaden- und Dachdämmung eingesetzt wurden. LUBW, Referat 35 Kreislaufwirtschaft, Chemikaliensicherheit Steckbrief Nr. 25.5 - Stand: 09.09.2024 3
Das Projekt "Substitution und Materialeffizienz - Entwicklung von neuen Materialien durch Substitution sowie Korrosionsschutz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Metallformung durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Innerhalb des Verbundvorhabens SubSEEMag wird das Ziel verfolgt, den Einsatz von Selten-Erden-Elementen als Legierungsbestandteil von Magnesiumwerkstoffen zu substituieren. Spezifische Ziele des von der TU Bergakademie Freiberg bearbeiteten Teilvorhabens sind: (1) Die Entwicklung und Erprobung von speziell an den technologischen Anforderungen des Gießwalzens und der Blecherzeugung angepassten Legierungen; (2) Eine gezielte Technologie- und Prozessentwicklung des Gießwalzens, Bandwalzens und der Wärmebehandlung zur bestmöglichen Ausschöpfung der werkstoffseitigen Eigenschaftspotenziale; Sowie (3) Die Gewährleistung eines homogenen hochwertigen Eigenschaftsprofils durch Maßnahmen zur Verbesserung der Prozessstabilität und Erweiterung der nutzbaren Prozessfenster (z.B. Unterdrückung von Störungen und Verunreinigungen im Werkstoff, Entwicklung geeigneter Schmier- und Trennmittel, etc.). 2. Arbeitsplanung: Das Teilvorhaben umfasst die folgenden Teilaufgaben: (1) Entwicklung angepasster Magnesiumlegierungen mit spezieller Eignung für den Gießwalzprozess, Durchführung von Versuchen zum Gießwalzen und Walzen sowie zur Wärmebehandlung, Ableitung geeigneter Prozessparameter; (2) Entwicklung technologischer Konzepte zur Aufbereitung der Magnesiumschmelze im Gießwalzprozess und deren partielle Erprobung; (3) Prozessentwicklung für das eigenschaftsoptimierende Gießwalzen und Bandwalzen der neu entwickelten Magnesiumlegierung; (4) Entwicklung geeigneter Schmiermittel; (5) Prozess- und Werkstoffbewertung.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Materialanalysen und -entwicklung; Konzeptionierung holzbasierter Stallkomponenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde , Professur für Chemie und Physik des Holzes sowie chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Gesamtziel des hier beschriebenen Vorhabens ist die Verbesserung des Tierwohls von Hühnern und anderen Geflügel durch die gezielte Substitution von erdölbasierten Materialien (Kunststoffen) im Stall durch biobasierte-nachwachsende Rohstoffe. Dazu werden unterschiedliche Holzarten, Material- und Modifikationskombinationen, neue Konstruktionen, sowie ökologische Beschichtungen, sowie der Einsatz von alternativen biobasierten Rohstoffen in festen und mobilen Hühnerställen an exemplarischen Stallkomponenten (z.B. Sitzstangen, Bodenplatte, Nester etc.) untersucht. Dabei werden im vorliegenden Projekt exemplarische Stallkomponenten auf Basis nachwachsender Rohstoffe neu konzipiert und unter realen Bedingungen die Auswirkungen auf das Tierwohl näher untersucht.
Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Pforzheim - Gestaltung, Technik, Wirtschaft und Recht, Institut für Industrial Ecology - INEC durchgeführt. Im Projekt werden drei Themenkomplexe bearbeitet. Der erste Komplex befasst sich mit der Bedeutung der Primärrohstoff- in Relation zur Sekundärrohstoffwirtschaft in Baden-Württemberg. Der zweite Komplex beschäftigt sich mit der Regionalisierung aktueller nationaler und internationaler Ansätze für volkswirtschaftliche Indikatoren zur Messung der Ressourceneffizienz. Im dritten vom INEC bearbeiteten Themenkomplex wird ein umfassender Bewertungsansatz zur Beurteilung des ökologischen und ökonomischen Aufwands bei der Primär- und Sekundärgewinnung von Rohstoffen vorgeschlagen. Im Mittelpunkt steht der Energieaufwand, der mit der Gewinnung oder dem Recycling von Rohstoffen verbunden ist ('Nexus'). Der Ansatz befasst sich z.B. mit dem Energieaufwand bei sinkendem Erzgehalt in der Primärgewinnung oder bei wachsender Dissipation von Wertstoffen beim Recycling. Angestrebt wird ein energetischer Indikator, der sowohl die Primär- und Sekundärgewinnung für verschiedene Rohstoffe wie auch die Substitution von Rohstoffen untereinander umfasst.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 362 |
| Land | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 357 |
| Text | 2 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
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| Dokument | 3 |
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| Boden | 343 |
| Lebewesen & Lebensräume | 245 |
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