Ziel der Arbeit ist es, bestehende Pyrolyseanlagen im Hinblick auf technische Aspekte, Kosten, Wert der Rohstoffrueckgewinnung (monetaer und nicht monetaer) und Umweltbelastung zu untersuchen. Die Anlagen werden auf 100-150 Tagestonnen-Anlagen umgerechnet und danach einer Kosten-Nutzen-Analyse unterzogen. Abhaengig von lokalen Gegebenheiten wird die Gewichtung der Kriterien im Analysemodell vorgenommen. Das Ergebnis ist die Benennung einer oder mehrerer Verfahren, die die gestellten Anforderungen erfuellen. Die ausgewaehlten Verfahren werden dann noch einmal kritisch untersucht, um Auskunft ueber verfahrenstechnische Probleme zu erhalten.
Zielsetzung:
Batterien spielen eine entscheidende Rolle in der Transformation der (Strom-)Wirtschaft zu einer CO2 neutralen Zukunft. Die Emissionsreduktion hängt primär vom vorliegenden Strom- bzw. Energiemix ab. Einerseits für den Energieaufwand während der Erzeugung, andererseits während ihres Betriebs. Überdies dürfen CO2 Emissionen für die Erzeugung, Raffinierung und den Transport von Grundmaterialien nicht vernachlässigt werden. Hier setzen die in diesem Projekt beschriebenen Innovationen an. Aktuelle State-of-the-Art LIB Batterien verwenden einerseits nicht weltweit geläufige Rohstoffe, wie Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan und Graphit. Diese Rohstoffe werden primär in China raffiniert. Die so hergestellten Ausgangsmaterialien werden dann ihrerseits erneut über weite Strecken transportiert. Anodenseitig wird aktuell Graphit verwendet. Beispielsweise stammen sowohl natürlicher (74%) als auch synthetischer Graphit (51%) primär aus China, weswegen chinesische Exportrestriktionen auf diesen essentiellen Zellbestandteil ein zusätzliches Hemmnis für die europäische LIB Technologie darstellen. Zusätzlich bedürfen LIB Batterien deutlich mehr CO2 in der Herstellung aufgrund der Anforderung an die Trockenräume, was bei NIB zumindest mit zusätzlicher Forschung deutlich reduzierbar wäre. Im Gegensatz dazu beruhen die Materialien für hier entworfene NIB auf weltweit geläufigen Mengenrohstoffen, was sowohl Kosten, CO2 Emissionen, Umweltbelastungen, und eben auch Abhängigkeiten von außereuropäischen Ländern minimiert.
Für eine Transformation hin zu einer nachhaltigen, erneuerbaren Wirtschaft sind billige Energiespeicher essenziell. Seit langem werden in den Roadmaps NIB als die beste Zukunftstechnologie bezeichnet, um möglichst kostengünstige Energiespeicher zu bauen. Daher wurde ein Konzept der vertikalen Integration entlang der Wertschöpfungskette erarbeitet, dass mit hoher Erfolgswahrscheinlichkeit, binnen von zwei Jahren zu einem NI-Batteriepack Prototyp führen soll. Der große Vorteil darin besteht in der raschen Weitergabe von Innovationssprüngen an den Prototypen und eventuellen Produkten. Die Zielsetzung ist eine Zelle mit einer Energiedichte von 180 Wh/kg zu entwickeln, welche dann in Endanwendungen wie Gabelstapler, Heimspeicher, und stationäre Speicher eingesetzt werden kann. Durch den angestrebten niedrigen Preis pro kWh für NIB’s sind alle Anwendungen mit einer niedrigen bis mittleren Energiedichte denkbar.
Der Ressourcen-, Umwelt- und Klimaschutz in der Beschaffung des Umweltbundesamtes und anderen Bundesbehörden, wie den zentralen Beschaffungsstellen/dem Kaufhaus des Bundes, soll weiter operationalisiert und in konkreten Beschaffungsvorgängen umgesetzt und dokumentiert werden. Dabei sollen die Umweltwirkungen umfassend betrachtet werden, d.h. Ziele sind die Steigerung der Kreislaufwirtschaft und des Klimaschutzes, der Schutz der Biodiversität sowie eine minimale Schadstoffbelastung der Menschen und der Umweltmedien. Ergebnisse sind 1) Systematische Aufbereitung der im UBA und anderen Bundesbehörden erfolgenden Beschaffungen und deren Beschaffungswege (zentral oder dezentral) und umfassende Analyse von deren Umweltauswirkungen, Priorisierung von Beschaffung mit hohen Umweltauswirkungen, 2) Beschaffungshilfen - Erstellung eines Leitfadens - , bei denen umwelt- und gesundheitsverträglichere Lösungen mit konkreten Kriterien adressiert und Berechnungstools adressiert werden, 3) Erstellung von Berichtsformaten, in denen über die Umweltaspekte in der Beschaffung der Behörde(n) regelmäßig berichtet werden kann, 4) Durchführung von Informationsveranstaltung mit Beschaffenden anderer Behörden auch mit Blick auf die Wertschätzung der Mitarbeitenden in den Beschaffungsstellen
Die derzeitige Wirtschaftsweise untergräbt unseren Wohlstand, weil sie die Lebensgrundlagen zerstört. Daher ist der Übergang zu einem wirtschaftlichen Handeln erforderlich, das in Einklang mit Natur und Umwelt steht, einer Green Economy. Green Economy Die aktuelle Wirtschaftsweise zerstört die natürlichen Lebensgrundlagen und untergräbt dadurch den Wohlstand heutiger und kommender Generationen. Die noch immer jährlich steigenden Treibhausgasemissionen und der daraus resultierende Klimawandel , sowie der andauernde Verlust an Artenvielfalt, der Ressourcenverbrauch und die Umweltverschmutzung sind Beispiele für diese Entwicklung. Bereits im Jahr 2006 zeigte der sogenannte „Stern Report“ auf, dass sich allein die durch den Klimawandel entstehenden Kosten auf jährlich bis zu 20 % des globalen Bruttoinlandproduktes belaufen könnten. Nach Erscheinen des „Stern Reviews“ im Jahr 2021, bekräftigte der Ökonom Nicholas Stern erneut, dass die Kosten des Nichthandelns die Kosten des Klimaschutzes um ein Vielfaches übersteigen (siehe " Gesellschaftliche Kosten von Umweltbelastungen "). Ein „Weiter so“, bei dem Industrieländer ihre ressourcenintensive Wirtschaftsweise beibehalten und Entwicklungs- und Schwellenländer diese Wirtschaftsweise übernehmen, stellt keinen gangbaren Weg dar. Daher ist der Übergang zu einer Green Economy erforderlich, die sich innerhalb der ökologischen Leitplanken bewegt und das Naturkapital erhält. Die Green Economy verbindet Ökologie und Ökonomie miteinander und zielt auf die Steigerung des gesellschaftlichen Wohlstandes. Ziel ist eine Wirtschaftsweise, die im Einklang mit Natur und Umwelt steht. Der Übergang zu einer Green Economy erfordert eine umfassende ökologische Modernisierung der gesamten Wirtschaft. Insbesondere Ressourcenverbrauch, Emissionsreduktion, Produktgestaltung sowie Umstellung von Wertschöpfungsketten müssen geändert werden. Die Förderung von Umweltinnovationen hat dabei eine zentrale Bedeutung. Umwelt- und Klimaschutz und wirtschaftliche Entwicklung sind keine Gegensätze, sondern bedingen einander. Die Steigerung der Energie- und Materialeffizienz ist ein entscheidender Faktor für die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen und europäischen Wirtschaft. Durch den Anstieg der Weltbevölkerung und die wirtschaftlichen Aufholprozesse in Entwicklungs- und Schwellenländern wird die Nachfrage nach Gütern und Dienstleistungen weiterwachsen. Diese Nachfrage lässt sich bei begrenzten natürlichen Ressourcen auf Dauer nur befriedigen, wenn es gelingt „mehr“ mit „weniger“ herzustellen. Das heißt, Wirtschaftswachstum und die Inanspruchnahme natürlicher Ressourcen zu entkoppeln. Daher wächst der Druck, Umwelt- und Effizienztechniken einzusetzen und fortzuentwickeln. Besonders deutlich zeigen sich die wirtschaftlichen Chancen des Klima- und Umweltschutzes am Beispiel der GreenTech Leitmärkte. GreenTech Leitmärkte sind Bereiche der Wirtschaft, die in besonderem Maße zu Umwelt-, Klima- und Ressourcenschutz beitragen. Es gibt sieben Leitmärkte, davon tragen vier besonders zum wirtschaftlichen Wachstum und Beschäftigung bei: Energieeffizienz, erneuerbare Energien, nachhaltige Mobilität, Ressourcennutzung und Kreislaufwirtschaft. Potenzialabschätzungen zufolge wird sich die globale Bruttowertschöpfung der GreenTech-Branche von 1,02 Billionen Euro im Jahr 2022 auf 4,1 Billionen Euro im Jahr 2045 erhöhen. Deutschland gehört heute – auch wegen seiner ambitionierten Umwelt- und Klimapolitik - zu den weltweit führenden Anbietern von GreenTech Produkten und Dienstleistungen. Die globale Konkurrenz für GreenTech verstärkt sich zunehmend. Deutschland gehörte im Zeitraum 2010 bis 2023 nach den USA und Japan zu den innovativsten Ländern weltweit gemessen an Patentanmeldungen. Jedoch holte im gleichen Zeitraum China rasch auf und könnte bereits bald Deutschland überholen. Deutschland wird seine führende Rolle für GreenTech nur behalten können, wenn es weiterhin eine Vorreiterrolle im Umwelt- und Klimaschutz einnimmt und Innovationen systematisch fördert. Die Zahl der Beschäftigten, die im Bereich Umwelt-, Ressourcen- und Klimaschutz arbeiten, steigt stetig an. Im Jahr 2023 arbeiteten ca. 3,4 Millionen Erwerbstätige in diesen Tätigkeitsfeldern. Arbeitsplätze entstehen beispielsweise in den Bereichen der energetischen Gebäudesanierung, den Erneuerbaren Energien, und der Kreislaufwirtschaft. In immer mehr Tätigkeitsfeldern sind Klimaschutz und Ressourcenschonung relevante wirtschaftliche Größen, die zu Innovationen und Arbeitsplätzen führen. Dies bedeutet es gibt klassische Umweltschutzberufen (z.B. in Klärwerken). Darüber hinaus wächst die Anzahl an Erwerbstätigen, die sich in ihren Berufen auch um Umwelt, Klima und Ressourcen bemühen (z.B. in der nachhaltigen Mobilität). Umweltbelastungen verursachen hohe gesellschaftliche Kosten, zum Beispiel durch umweltbedingte Gesundheits- und Materialschäden, Ernteausfälle oder die Kosten des Klimawandels. Eine ambitionierte Umweltpolitik verringert diese Kosten. Grundsätzlich sollten Umweltkosten internalisiert, das heißt den Verursachern angelastet werden. Bisher geschieht dies nur unzureichend. Daher erhalten die Verursacher keine ausreichenden ökonomischen Anreize die Umweltbelastung zu senken. Außerdem sagen die Preise ohne vollständige Internalisierung der Umweltkosten nicht die ökologische Wahrheit. Dies verzerrt den Wettbewerb und hemmt die Entwicklung und Marktdiffusion umweltfreundlicher Techniken und Produkte. Vor allem in sehr umweltintensiven Bereichen wie dem Energie- und Verkehrssektor ist es wichtig, die entstehenden Umweltkosten stärker in Rechnung zu stellen. Dies würde den Ausbau der erneuerbaren Energien fördern, die Energieeffizienz erhöhen und wesentlich zu einer nachhaltigen Mobilität beitragen. Zur Schätzung der Umweltkosten veröffentlicht das Umweltbundesamt regelmäßig die Methodenkonvention (nur in englischer Sprache verfügbar). Sie beinhaltet Kostensätze u.a. für die Emission von Treibhausgasen, Luftschadstoffen und Lärm, und gibt methodische Empfehlungen für die Ermittlung von Umweltkosten. Ein wichtiger Anwendungsbereich von Umweltkosten ist die Gesetzesfolgenabschätzung. Die Anwendung von Umweltkosten kann die Bundesministerien dabei unterstützen die Folgen eines Gesetzes ausgewogen und wissenschaftlich fundiert abzuwägen, wie das Umweltbundesamt es in seinem Positionspapier empfiehlt. Nutzen und Kosten des Umweltschutzes in Unternehmen Keine Frage, Umweltschutz ist nicht zum Nulltarif zu haben. Meist ist aber der Nutzen höher als die Kosten. So führen Investitionen in integrierte Umweltschutztechniken und Effizienzmaßnahmen unter dem Strich vielfach zu erheblichen Kosteneinsparungen auf betrieblicher Ebene – etwa durch einen geringeren Material- und Energieverbrauch oder rückläufige Entsorgungskosten. Hinzu kommen geringere Abhängigkeiten von Rohstoff- und Energiepreise und zahlreiche weitere Vorteile des Umweltschutzes auf Unternehmensebene, die schwieriger zu quantifizieren sind: zum Beispiel höhere Attraktivität für Fachkräfte, mehr Transparenz, bessere Finanzierungsbedingungen oder eine geringere Wahrscheinlichkeit von Störfällen. Der Einsatz von Umwelt- und Energiemanagementsystemen bietet dabei die Möglichkeit, die wirtschaftlichen Chancen des betrieblichen Umweltschutzes systematisch zu nutzen und die betriebliche Umweltleistung kontinuierlich zu verbessern.
Effizienzgewinne sind häufig mit Rebound-Effekten verbunden. Das heißt, die tatsächlich erreichbaren Einsparungen fallen geringer aus als erwartet. Für Effizienzsteigerungen bei Energienutzung ist dieser Effekt gut beobachtbar und er hat Auswirkungen auf die Umweltpolitik, die an Effizienzsteigerungen ansetzt. Auch die Digitalisierung verspricht erhebliche Effizienzsteigerungen in allen Bereichen des wirtschaftlichen Lebens. Sie senkt die Kosten für die Produktion, optimiert Lieferketten, verbessert Informationsflüsse, kann Transparenz verschaffen und ermöglicht damit einen geringeren Ressourceneinsatz und geringere Umweltbelastungen von Produktion und Konsum. Rebound-Effekte wirken den potentiell positiven Umwelteffekten einer Digitalisierung jedoch entgegen. Neben dem direkten Ressourcenverbrauch der digitalen Technik (grauer Rebound) führt Digitalisierung auch zu einer Ausweitung von Produktions- und Konsummöglichkeiten und damit wiederum zusätzlichen Umweltbelastungen. Ziel des Vorhabens ist es, Rebound-Effekte, die durch Digitalisierung verursacht werden zu erfassen, zu systematisieren, so weit wie möglich zu quantifizieren, Fallbeispiele zu sammeln und Strategien zur vorrauschauenden Berücksichtigung und idealerweise Reduzierung digitaler Rebounds zu entwickeln.