333.7 Natürliche Ressourcen, Energie und Umwelt
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Um Energiesysteme hinsichtlich minimaler Umweltwirkungen zu planen und zu optimieren, werden unter anderem technologiespezifische Daten von Anlagen zur Erzeugung elektrischer Energie benötigt. Die vorliegende Arbeit hat das Ziel, eine solche Datengrundlage für Kleinwindenergieanlagen zu schaffen, um diese in ein ökobilanzbasiertes Energiesystemmodell zu integrieren. Teil dieser Datengrundlage sind Sachbilanzdaten einer Kleinwindenergieanlage, die mithilfe einer ökobilanziellen Untersuchung erzeugt werden. Mit einem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Skalierungsmodell lassen sich diese Sachbilanzdaten auf Kleinwindenergieanlagen unterschiedlicher Größe skalieren. Um auch Kosten als Kriterium im Energiesystemmodell zu berücksichtigen, werden die Investitions- und Betriebskosten der Anlage abgeschätzt.
Mithilfe einer Ertragsprognose für einen gewählten Standort in Süddeutschland und der Wirkungsabschätzung werden über den Lebenszyklus einer Kleinwindenergieanlage entstehende Umweltwirkungen je erzeugter Energieeinheit analysiert und ausgewertet. Insbesondere in Bezug auf das Treibhauspotential und die Verknappung fossiler Energieträger zeigt die Energieerzeugung durch die Kleinwindenergieanlage Vorteile verglichen mit dem deutschen Strommix. Das Verknappungspotential von Mineralien und Metallen ist dagegen bei der Kleinwindenergieanlage um ein Vielfaches größer. Die Berechnung von Amortisationszeiten und Stromgestehungskosten erfolgt auf Basis der Investitions- und Betriebskosten und ermöglicht eine Einordnung der Wirtschaftlichkeit. Hierbei zeigt sich, dass die Stromgestehungskosten der betrachteten Kleinwindenergieanlage deutlich höher liegen als bei anderen etablierten erneuerbaren Energieerzeugern.
Der nachhaltige Umgang und die Sicherung von Rohstoffressourcen und deren Qualität, sind eine Grundvoraussetzung für den Bestand und Erfolg eines Industrielandes wie Deutschland. Die Abhängigkeit von Drittstaaten, die immer knapper werdenden primären Ressourcen sowie die erhebliche Einsparung von CO2-Emissionen, sprechen deutlich für das Recycling von Sekundärressourcen.
Bei metallverarbeitenden Betrieben fallen gewaltige Mengen an Sekundärressourcen in Form von Eisen- und Nichteisenschrotten an. Auch wenn Schrotte unendlich oft in Stahlwerken, Gießereien und Metallhütten einsetzbar sind, sollte bereits bei der Entstehung der Schrotte auf eine nachhaltige Sortierung und Handhabung geachtet werden, um diese weitgehend ohne Qualitätsverluste wieder in den Stoffkreislauf zurückführen zu können und um die innerbetrieblichen Abläufe sowie Erlöse zu optimieren.
In diesem Beitrag wird eine Möglichkeit der Zusammenarbeit zwischen Produktionsbetrieben und Recyclingbetrieben aufgezeigt, um eine optimale inner-, zwischen- und überbetriebliche Lenkung von Schrotten zu erreichen. Der Beitrag schließt mit einem Ausblick auf zukünftige Entwicklungen und gibt weitere Handlungsempfehlungen.
Der Handel mit legierten Metallschrotten ist ein globales Geschäft. Die Warenströme umspannen die ganze Welt, um Industrie- und Schwellenländer mit kritischen Rohstoffen zu versorgen. Der Schrott ist dabei ein knappes Gut und das Recycling durch die Wertigkeit der Materialien selbsttragend. Der vorliegende Beitrag zeigt die Besonderheiten im Handel und Recycling legierter Schrotte auf. Die Preisbildung der gehandelten Ware steht unter dem Einfluss immer volatilerer Rohstoffmärkte an die sich die Recyclingunternehmen anpassen müssen. Um die geforderten Qualitäten einhalten zu können, kommen modernste Technologien zur Erkennung und Sortierung von Legierungen zum Einsatz.
Der schonende Umgang mit natürlichen Ressourcen gehört zu den zentralen Themen der Nachhaltigkeitsdebatte. Immer wieder wird die Knappheit von Rohstoffen, insbesondere auch mineralischen Rohstoffen und Metallen, diskutiert, zuletzt im Zusammenhang mit dem starken Preisanstieg von Rohstoffen und der Verknappung der Seltenen-Erden-Metalle vor ca. 10 Jahren.
In einem historischen Abriss wird auf die Entwicklung in den vergangenen 100 Jahren eingegangen, denn schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts sorgte man sich um eine ausreichende Versorgung der Wirtschaft mit Rohstoffen. Die Club-of-Rome-Studie "Die Grenzen des Wachstums" stellte in den 70er Jahren dann den Höhepunkt der Diskussion dar. Sie bezifferte auch Reichweiten für verschiedene Rohstoffe, die seitdem als Hinweis auf nicht nachhaltiges Wirtschaften angesehen werden.
Obwohl weltweit die Produktion und der Bedarf an mineralischen Rohstoffen dramatisch angestiegen sind, hat sich bis heute keine geologische Verknappung eingestellt. Die Probleme liegen vielmehr in monopolistischen Handelsstrukturen, sozial und ökologisch kritischen Produktionsbedingungen und einer komplexen und nicht elastischen Kuppelproduktion. Als Indikator dient heute die Kritikalität von Rohstoffen, die das Versorgungsrisiko und die wirtschaftliche Bedeutung qualitativ beschreibt. Für die Berücksichtigung ökologischer Aspekte fehlen dagegen noch geeignete Bewertungssysteme.
Die Modellierung und Analyse von betrieblichen Stoffstromsystemen gewinnt in der Praxis zunehmend an Bedeutung. Die Methode der Stoffstromnetze erweisen sich hierbei als mächtiges Instrumentarium für die Durchführung verschiedenster Analysen. Durch die saubere methodische Trennung von Mengen- und Wertebene erschließt sich dem Anwender ein ungewöhnlich großes Anwendungsspektrum. Der Beitrag führt in die methodischen Hintergründe der Stoffstromnetze ein und erläutert die Umsetzung in der Software Umberto®. Wesentliche Punkte sind die Leistungsverrechnung und die monetären Bewertungs- und Analysemöglichkeiten von Stoffstromnetzen.
Ein wichtiges Hilfsmittel, Ineffizienzen und Einsparpotentiale im Umgang mit Ressourcen aufzuzeigen, ist das so genannte Sankey-Diagramm. Es wurde vor über 100 Jahren von dem irischen Ingenieur Captain Riall Sankey erstmals für die Analyse der thermischen Effizienz von Dampfmaschinen verwendet und wird seitdem eingesetzt, um die Energie- und Materialbilanzen von komplexen Systemen zu verdeutlichen. Interessanterweise hat es in der Geschichte des 20. Jahrhunderts immer dann eine wichtige Rolle gespielt, wenn Rohstoffe knapp und teuer waren und die Ingenieure große Anstrengungen unternahmen, die technischen Systeme zu verbessern. So wurden Sankey-Diagramme bei den ersten wissenschaftlichen Vergleichstests von PKWs zu Beginn des 20. Jahrhunderts eingesetzt, als der Wirkungsgrad der Automobile noch katastrophal niedrig war. Nach dem ersten Weltkrieg nutzte man die Diagramme, um Wärmebilanzen von Produktionsanlagen für Glas oder Zement zu erstellen und den Energieeinsatz zu optimieren. In den 30er Jahren spielten Stahl und Eisenerz im Vorkriegsdeutschland eine strategische Rolle – der effiziente Umgang wurde mit Sankey-Diagrammen veranschaulicht. Sie sind seit den 90er Jahren Standard-Darstellungen beim Life Cycle Assessment von Produkten. Sankey-Diagramme können auch dazu eingesetzt werden, um die Wertströme in betrieblichen Systemen oder längs globaler Wertschöpfungsketten abzubilden. In dem Diskussionspapier werden neben der historischen Entwicklung die methodischen Aspekte und impliziten Annahmen solcher Sankey-Diagramme behandelt.
Heute mangelt es nicht nur an einer Nachfrage nach historischem Wissen in aktuellen Debatten, sondern auch an einem verwertbaren Angebot. Während die Forschung zum an Fahrt aufnehmenden Ressourceneffizienzdiskurs um Gegenwart (Umsetzung, Anreize, Erfolge) und Zukunft (Ziele, Rebound-Effekte) kreist, wird historisches Wissen nicht abgefragt, obwohl es die aktuelle Debatte durchaus bereichern könnte. Im vorliegenden Beitrag wird vor diesem Hintergrund der Versuch unternommen, den Diskurs zur Rationalisierung in der Weimarer Republik nachzuzeichnen und mit Entwicklungen in der Gegenwart zu kontrastieren. Im Ergebnis zeigt sich aktuell insbesondere die Gefahr, dass gesellschaftlich legitime Ansprüche im technisch geführten Ressourceneffizienzdiskurs, und damit vergleichbar zur Rationalisierungsbewegung vor knapp 100 Jahren, vernachlässigt werden. Damals bereitete die prekäre soziale Lage Ende der 1920er Jahre den Boden für das Dritte Reich, dessen Wirken, wie bekannt, im Zweiten Weltkrieg mündete. Um bekannte Fehler nicht nochmals zu begehen bzw. sich bereits abzeichnende Rohstoffkonflikte bzw. -kriege zu deeskalieren, sollten die Weichen (endlich) neu gestellt werden. Die Erinnerung an historische Ereignisse könnte an dieser Stelle für aktuelle Gefahren, aber auch Chancen, sensibilisieren.
Der Beitrag stellt ein Konzept zur Etablierung eines Nachhaltigkeitszertifikats für die Spielzeugindustrie vor. In diesem Zusammenhang werden zunächst die Möglichkeiten der Nutzung von etablierten Labels und Zertifikaten für Unternehmen dargestellt, die genutzt werden um Produkte und Dienstleistungen als nachhaltig, grün oder umweltfreundlich darzustellen und verifizieren zu lassen.
In diesem aktuellen Zustand wird allerdings Unternehmen die Möglichkeit geboten, eine nachhaltige Verhaltensweise vorzutäuschen. Derzeit gibt es über 400 nutzbare Labels, die verschiedene Nachhaltigkeitsaspekte betonen. Außerdem haben einige Unternehmen eine eigene Nachhaltigkeitsmarke entworfen, wodurch eine notwendige Transparenz für den Verbraucher bzw. Konsument nicht mehr ausreichend gegeben zu sein scheint. Dadurch wird zunehmend Unternehmen, die nur scheinbar den Anforderungen der Labels gerecht werden, eine Verfälschung der Nachhaltigkeitseigenschaften ihrer Produkte ermöglicht, um sich somit den Labeltitel zu erschleichen – man gibt nur noch vor, nachhaltig zu wirtschaften, das ist das sogenannte Greenwashing.
Bei der Konsumgüterindustrieanalyse ist auffällig, dass es momentan für Spielwaren kein Label/Zertifikat zur Überprüfung und Verifizierung nachhaltigen Spielzeugs gibt. Zwar existieren verschiedene Siegel, die beispielsweise die Sicherheit oder die Inhaltsstoffe der Spielzeuge thematisieren und belegen. Allerdings weist der Markt keine allgemeingültige und komplette Zertifizierung bezüglich der umwelttechnischen und sozialen Aspekte auf, auf denen die Nachhaltigkeit fußt. Deshalb fokussiert die vorliegende Ausarbeitung die Konzipierung eines Nachhaltigkeitssiegels für die Spielzeugindustrie um somit Greenwashing in dieser Industrie entgegenzuwirken bzw. dessen Entstehung zu erschweren und einzugrenzen.