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Veröffentlichung Substitution als Strategie zur Minderung der Kritikalität von Rohstoffen für Umwelttechnologien - Potentialermittlung für Second-Best-Lösungen(2019) Buchert, Matthias; Degreif, Stefanie; Bulach, Winfried; Öko-Institut; Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung; Deutschland. Umweltbundesamt; Müller, FelixSchlüsseltechnologien für eine nachhaltige Entwicklung wie Elektromotoren, Generatoren, Photovoltaik, LED-Beleuchtung und Batteriespeicher basieren auf funktionalen Elementen wie schweren Seltenen Erden, Zinn, Silber, Platin und Lithium, die bereits heute als kritische Rohstoffe gelten. Wenn diese Technologien nicht nur in Deutschland sondern auch weltweit ausgebaut werden, wird sich die Nachfrage nach diesen Metallen vervielfachen. Relevante Substitutionsalternativen liegen vor, die den spezifischen und absoluten Bedarf an kritischen Rohstoffen deutlich senken können. Um die Potentiale zu erschließen, wird nun eine Roadmap vorgestellt, um je nach Reifegrad und Zeithorizont der Substitutionsalternativen Anreize für Maßnahmen zur Technologieentwicklung, Markteinführung, Marktdurchdringung durch Qualifizierung und Austausch sowie Anpassung der rechtlich-regulatorische Rahmenbedingungen zu geben. Mithilfe der Roadmap sollen insbesondere konzertierte Ansätze von wichtigen Akteuren des Innovationssystems aus Politik, Forschung, Wirtschaft und Verbänden unterstützt werden.Veröffentlichung Stoffstromorientierte Ermittlung des Beitrags der Sekundärrohstoffwirtschaft zur Schonung von Primärrohstoffen und Steigerung der Ressourcenproduktivität(2019) Steger, Sören; Ritthoff, Michael; Bulach, Winfried; Öko-Institut. Büro Darmstadt; Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie; Deutschland. Umweltbundesamt; Müller, FelixDie Sekundärrohstoffwirtschaft liefert wichtige Beiträge zum Ressourcenschutz. Um diese zu bemessen ist eine verlässliche Datenbasis mit aussagekräftigen Indikatoren erforderlich, welche bislang nicht existierte. In diesem Vorhaben wurde nun eine neue Methodik entwickelt und angewendet, um material- und stoffspezifische Verwertungswege zu Sekundärrohstoffen in Stoffstromgliederungen und Zeitreihen aufzuzeigen. Untersucht wurden im Detail 30 Materialien, für die das Aufkommen an Sekundärrohstoffen ermittelt und die daraus erzeugten Sekundärprodukte sowie die erzielten Ressourcenschonungseffekte analysiert wurden.Die rohstofflichen und energetischen Effekte der Verwertung werden anhand der Indikatoren DIERec (Direct and Indirect Effects of Recovery), DERec (Direct Effect of Recovery) und des Saldos des KEA (Kumulierter Energieaufwand) dargestellt. Diese Kenngrößen dienen dem Berichtswesen zur Kreislaufwirtschaft und als Gestaltungsgrundlage eines Stoffstrommanagements. Sie sind Bestandteil des Indikatoren- und Zielesystems des Deutschen Ressourceneffizienzprogramms.Veröffentlichung Ermittlung von Kriterien für hochwertige anderweitige Verwertungsmöglichkeiten von Bioabfällen(Umweltbundesamt, 2021) Bulach, Winfried; Dehoust, Günter; Möck, Alexandra; Öko-Institut. Büro Darmstadt; Deutschland. Umweltbundesamt; Hermann, TimDie hochwertige Verwertung von getrennt erfassten Bioabfällen wird durch die Bioabfallverordnung (BioAbfV) geregelt und findet in Deutschland überwiegend in Kompostierungs-, Vergärungs- und kombinierten Anlagen statt. Es existieren neben diesen "konventionellen" Verfahren zur Behandlung von Bioabfällen jedoch auch zahlreiche andere Verfahren zur Behandlung von unterschiedlichen Biomasse-Substraten. In der vorliegenden Studie wurden acht potenziell hochwertige Verwertungsverfahren für Bioabfälle identifiziert und in Verfahrenssteckbriefen beschrieben. Die Steckbriefe enthalten neben einer Verfahrensbeschreibung samt entsprechender Fließbilder auch Informationen zur Massenbilanz und zum derzeitigen Entwicklungsstand des Verfahrens. Im Rahmen einer ökobilanziellen Betrachtung wurden die ausgewählten Verfahren, soweit möglich, vergleichend bewertet und den klassischen Behandlungsmethoden Kompostierung und Vergärung gegenübergestellt. Keines der untersuchten Verfahren weist im Vergleich zu den bisherigen Verwertungsverfahren relevante Verbesserungen über alle Wirkungskategorien auf, dennoch sollte eine neue Bioabfallverordnung die Entwicklung weiterer Verfahren ermöglichen. Als weitere Methode zur Verwertung getrennt erfasster Bioabfälle wurden die Eigenkompostierung und -verwertung analysiert. Auf Basis von Literaturrecherchen und Berechnungen zur Nährstoffbilanz in privaten Gärten wurde aufgezeigt, dass aus einer unsachgemäß durchgeführten Eigenkompostierung und -verwertung negative Umweltauswirkungen resultieren. Basierend auf den vorliegenden Ergebnissen können diese u. a. dadurch vermieden bzw. gemindert werden, dass bundesweit eine vorzuhaltende Mindestgartenfläche von 70 m2/E definiert wird, die anschließend von den Behörden im Vollzug durchzusetzen ist. Durch die Organisation einer Austauschplattform (Barcamp) konnte der wissenschaftliche Teil der vorliegenden Studie um einen wertvollen Praxisbezug ergänzt werden. In Fachgesprächen konnten sich die Abfallberaterinnen und Abfallberater über die Relevanz einer qualitativ hochwertigen getrennten Erfassung von Bioabfällen in Haushalten, Industrie sowie Gewerbe und ihre Erfahrungen für eine ansprechende Abfallberatung in der Praxis austauschen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Relevanz der gewerblichen Textil- und Geschirrreinigung am Eintrag von Phosphat und anderen Phosphorverbindungen (P) in das Abwasser(Umweltbundesamt, 2021) Mehlhart, Georg; Bulach, Winfried; Moch, Katja; Öko-Institut. Büro Darmstadt; Deutschland. Umweltbundesamt; Sur, SabineDie Phosphormengen in Waschmitteln und in Maschinengeschirrspülmitteln sind über die europäische Detergenzienverordnung in Produkten für den privaten Endverbraucher begrenzt. Für den gewerblichen Bereich existieren in der Phosphathöchstmengenverordnung (PHöchstMengV) Grenzwerte für Waschmittel, welche durch das in Kraft treten der Detergenzienverordnung teilweise außer Kraft gesetzt wurden. Das Vorhaben liefert Informationen, ob es zum Schutz der Umwelt erforderlich ist, eine Anpassung der geltenden Phosphat-Begrenzung in der PHöchstMengV für Waschmittel der ge-werblichen Textilreinigungen vorzunehmen und den Anwendungsbereich der PHöchstMengV um die gewerbliche maschinelle Geschirreinigung zu erweitern. Im Rahmen der des Projektes wurden die Gründe der Nutzung von P-Verbindungen in der gewerblichen Textil- und Geschirrreinigungen und die eingesetzten Mengen recherchiert. Zusätzlich wurden Vergleichswerte auf Basis der Produktion von Wasch- und Reinigungsmitteln und den vorhandenen Maschinenparks ermittelt. Diese Ergebnisse wurden Berechnungen über den Zulauf der öffentlichen Kläranlagen gegenüber gestellt. In der Gesamtschau wird von einem Eintrag in das Abwasser aus Phosphaten und Phosphorsäue aus der gewerblichen Textil- und Geschirrreinigungen sowie von industriellen Reinigern von 3 000 bis 5 000 t Phosphor pro Jahr ausgegangen. Die Spannbreite für Phosphor aus Phosphonaten wurde mit 120 bis 1 332 t Pges / a ermittelt. Phosphat wird in Kläranlagen gezielt zurückgehalten. Anhand der Berechnungen kann mit Einträgen aus Phosphat und Phosphorsäure in die Gewässer zwischen 167 und 369 t Pges / a, entsprechend etwa 0,7 bis 1,6 % der gesamten Pges Einträge, gerechnet werden. Die Rückhalteleistung der Kläranlagen für Phosphor aus Phosphonaten ist Gegenstand laufender Forschungsvorhaben. Unter Berücksichtigung der Annahme, dass 50% zurückgehalten werden ergeben sich Emissionen von 60 bis 666 t Pges / a, entsprechend etwa 0,3 % bis 3 % der gesamten Pges Einträge in Oberflächengewässer. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Kartierung des anthropogenen Lagers III (KartAL III)(Umweltbundesamt, 2022) Buchert, Matthias; Bleher, Daniel; Bulach, Winfried; Öko-Institut. Büro Darmstadt; Institut für Energie- und Umweltforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Müller, FelixDas Vorhaben "KartAL III - Kartierung des Anthropogenen Lagers III - Etablierung eines Stoffstrommanagements unter Integration von Verwertungsketten zur qualitativen und quantitativen Steigerung des Recyclings von Metallen und mineralischen Baustoffen" untersuchte intensiv die Stoffströme und Verwertungswege von sieben Metallen bzw. Legierungen und neun mineralischen Baustoffen. Das Ziel des Vorhabens war es, einen systematischen und partizipativen Beitrag zur Fortentwicklung der Kreislaufwirtschaft zu einer ressourcenschonenden Stoffstromwirtschaft zu leisten. Die im Fokus stehenden Materialien wurden im Hinblick auf das Recycling dahingehend untersucht, welche Qualitäten erreicht werden müssen, um als Ersatz für Primärmaterialen dienen zu können. Zusätzlich wurden noch weitere Einsatzpotenziale von Rezyklaten identifiziert. Dies wurde mit allen beteiligten Akteuren diskutiert, um sensitive Wertschöpfungsstufen zu identifizieren, in denen äußere Einflüsse dazu führen, dass es zu keinem hochwertigen Recycling der Sekundärrohstoffe kommt. Es wurden Probleme identifiziert und Lösungsansätze dazu entwickelt. Zudem wurde dieser Prozess durch eine Mengenstromprognostik unterstützt, um relevante Abfallströme zu identifizieren, deren Verbesserung eine große Wirkung entfalten kann. Diese Prognose beinhaltet für die betrachteten Materialien eine Modellierung der zukünftigen Entwicklungen, welche wichtige Trends wie z. B. die Elektromobilität berücksichtigt. Der Rückfluss an Materialien aus dem anthropogenen Lager zurück in den Wirtschaftskreislauf und die Wirkung des Recyclings auf Verluste wurde hiermit dargestellt. Im Fokus des Vorhabens standen die beiden Materialgruppen "Mineralische Bau- und Abbruchabfälle" sowie "Basis- und Sondermetalle". Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Überprüfung der Wirksamkeit des § 21 VerpackG und Entwicklung von Vorschlägen zur rechtlichen Weiterentwicklung(Umweltbundesamt, 2022) Bulach, Winfried; Dehoust, Günter; Möck, Alexandra; Öko-Institut. Büro Berlin; HTP GmbH & Co. KG; Cyclos, Beratungsgesellschaft für Ökologie, Energie- und Abfallwirtschaft (Osnabrück); Deutschland. Umweltbundesamt; Boße, Jasmin; Fabian, MatthiasUm negative Auswirkungen durch Verpackungsabfälle auf die Umwelt zu vermeiden oder zumindest zu verringern, wurde den Systemen in § 21 Abs. 1 VerpackG vorgegeben, die Beteiligungsentgelte der Erstinverkehrbringer (Hersteller) nach ökologischen Kriterien auszurichten. Es sollen Anreize geschaffen werden, um die Recyclingfähigkeit der Verpackungen zu steigern und die Verwendung von Rezyklaten sowie von nachwachsenden Rohstoffen zu fördern. Das Projekt hat zum Ziel, wissenschaftliche Grundlagen für die vorzunehmende Evaluierung des § 21 VerpackG in den folgenden Aspekten bereitzustellen: - Die Systemberichte (§ 21 Abs. 2 VerpackG) waren unter Berücksichtigung des Mindeststandards (§ 21 Abs. 3 VerpackG) auszuwerten. Der Fokus lag darauf, inwieweit die Systeme die gesetzlich geforderte Anreizsetzung vorgenommen haben. Hierbei waren vorhandene Modelle zur Bemessung der Recyclingfähigkeit und der Beteiligungsentgelte auch auf Vor- und Nachteile hinsichtlich der beabsichtigten Wirkungen des § 21 VerpackG zu prüfen. - Es sollte die Wirksamkeit des § 21 VerpackG unter Berücksichtigung der gesamtökologischen Auswirkungen überprüft werden. Dafür waren Formulierung und Anwendung von Bewertungskriterien für die Beurteilung der Wirksamkeit des § 21 VerpackG detailliert darzustellen, zu begründen und anschließend anzuwenden. - Detaillierte Empfehlungen zur Weiterentwicklung des § 21 VerpackG im Hinblick auf eine möglichst hohe Wirksamkeit sollten entwickelt und wissenschaftlich fundiert begründet werden. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Prüfung konkreter Maßnahmen zur Steigerung der Nachfrage nach Kunststoffrezyklaten und rezyklathaltigen Kunststoffprodukten(Umweltbundesamt, 2022) Betz, Johannes; Hermann, Andreas; Bulach, Winfried; Öko-Institut; Deutschland. Umweltbundesamt; Krüger, FranziskaDieses Forschungsvorhaben prüft verschiedene Instrumente und Maßnahmen, mit denen die Nachfrage nach Kunststoffrezyklaten bzw. rezyklathaltigen Kunststoffprodukten erhöht werden kann. Während Abfälle aus der Produktion und der Verarbeitung von Kunststoffen bereits weitestgehend ins Recycling gehen, gibt es beim Recycling von Endverbraucherabfällen noch erhebliche Steigerungspotenziale. Zugleich ist gerade das Recycling von Endverbraucherabfällen, unter anderem aufgrund ihrer Heterogenität, eine deutlich größere Herausforderung, so dass speziell hier Instrumente gebraucht werden, die eine Steigerung fördern. Daher werden in den Betrachtungsrahmen dieses Vorhabens nur Rezyklate einbezogen, die aus Endverbraucherabfällen stammen (Post-Consumer Rezyklat, PCR). In einem ersten Schritt wird geprüft, wie der Rezyklateinsatz verlässlich nachgewiesen werden kann und ob hierfür neue Definitionen oder gesetzliche Regelungen geschaffen werden müssen. Der zweite Untersuchungsschwerpunkt betrifft die Frage, wie die öffentliche Beschaffung zur Steigerung der Nachfrage nach rezyklathaltigen Kunststoffprodukten beitragen kann. Hierzu werden zunächst beschaffungsrelevante Produkte eruiert, in denen Kunststoffrezyklate aus Endverbraucherabfällen sinnvoll (vermehrt) eingesetzt werden können . Nach der Identifizierung geeigneter Produkte werden umsetzungsnahe Vorschläge erarbeitet, wie bei deren Ausschreibung und Vergabe Anforderungen an den Rezyklatgehalt rechtssicher gestellt werden können. Die Empfehlungen werden in einer Handreichung praxisorientiert zusammengefasst und als eigenständige Publikation veröffentlicht. Der dritte Schwerpunkt beschäftigt sich mit der instrumentellen Ausgestaltung von Einsatzquoten für Kunststoffrezyklate. Hierzu werden sowohl produktspezifische als auch polymerspezifische PCR-Einsatzquoten für Kunststoffe betrachtet. Die zentrale Untersuchungsfrage ist dabei, wie die Nachfrage nach Kunststoffrezyklaten für den Einsatz in Kunststoffprodukten insgesamt gesteigert werden kann. Dafür werden zunächst Produkte ausgewählt, die für eine produkt(gruppen)-spezifische Rezyklateinsatzquote geeignet sind und anschließend konkrete Quotenhöhen vorschlagen.. Mit der polymerspezifischen Substitutionsquote wird eine weitere Möglichkeit der Quotenvorgabe untersucht und damit verbundene Fragestellungen beleuchtet. Abschließend erfolgt ein Vergleich beider Quoten. Quelle: Forschungsbericht