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Veröffentlichung Biomassekaskaden - Mehr Ressourceneffizienz durch stoffliche Kaskadennutzung von Biomasse - von der Theorie zur Praxis(Umweltbundesamt, 2017) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Kauertz, Benedikt; Institut für Energie- und Umweltforschung; Nova-Institut für Politische und Ökologische Innovation; IZES gGmbH - Institut für ZukunftsEnergieSysteme; Deutschland. Umweltbundesamt; Jering, AlmutDie Kaskadennutzung von Biomasse wird in zahlreichen umweltpolitischen Strategien und Programmen als wichtiges Element zur Steigerung der Ressourceneffizienz genannt. Der Begriff Kaskadennutzung ist jedoch unklar definiert. Die im Projekt entwickelte Definition ermöglicht eine klare Abgrenzung zwischen den verschiedenen Kaskadenbegriffen. Im ersten Schritt des Forschungsprojekts, der Analyse existierender Konzepte der Kaskadennutzung wurde deutlich, dass in der Praxis die Anzahl erfolgreicher Kaskadenbeispiele überschaubar ist. Herausgearbeitet wurden als relevante Felder der Kaskadennutzung der Holzsektor, der Papiersektor, der Textilsektor und der Kunststoffsektor mit Blick auf die Entwicklungen in Richtung biobasierter Kunststoffe. Nach einer Analyse des agrarischen und forstlichen Rohstoffpotenzials als Ausgangspunkt der Kaskade wurden umfassende Ökobilanzen zu verschiedenen Kaskadenoptionen jeweils in den oben genannten vier Sektoren durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten deutliche Umweltvorteile für die Mehrzahl der untersuchten Kaskadenoptionen gegenüber dem Referenzfall ohne oder mit nur einer Kaskadenstufe. Es bedarf jedoch der Einzelfallbetrachtung. In Fortführung der Erkenntnisse aus den komplexen Öko-bilanzen wurde daher ein Bewertungskonzept entwickelt und vorgeschlagen, das der Einschätzung möglicher Kaskadenansätze zwar auf breiterer Ebene, jedoch auch mit geringerer Detaillierungstiefe dienen soll. Es liefert Anwendern eine erste Orientierung darüber, ob eine Kaskade aus Nachhaltig-keitssicht als sinnvoll bzw. erfolgversprechend einzustufen wäre. Bei der Entwicklung der Eckpunkte einer Strategie zur Förderung der Kaskadennutzung von Biomasse wurde im Projekt deutlich, dass Kaskadennutzung nicht als eigenständige Politikstrategie etabliert werden sollte, sondern sie vielmehr als ćPrinzip̮ zur Unterstützung übergreifender Politikziele und Strategien einzubinden ist. Es wird daher ein Mix oder vielmehr ein Zusammenwirken von Strategien zum nachhaltigen Umgang mit Ressourcen benötigt. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Biomassekaskaden - Mehr Ressourceneffizienz durch Kaskadennutzung von Biomasse - von der Theorie zur Praxis(Umweltbundesamt, 2017) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Kauertz, Benedikt; Institut für Energie- und Umweltforschung; Nova-Institut für Politische und Ökologische Innovation; IZES gGmbH - Institut für ZukunftsEnergieSysteme; Deutschland. Umweltbundesamt; Jering, AlmutVeröffentlichung Biomassekaskaden - Mehr Ressourceneffizienz durch stoffliche Kaskadennutzung von Biomasse - von der Theorie zur Praxis(Umweltbundesamt, 2017) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Kauertz, Benedikt; Institut für Energie- und Umweltforschung; IZES gGmbH - Institut für ZukunftsEnergieSysteme; Nova-Institut für Politische und Ökologische Innovation; Deutschland. Umweltbundesamt; Jering, AlmutDas Forschungsprojekt untersucht, ob und wie die stoffliche Nutzung von Biomasse in Kaskaden zur Steigerung der Ressourceneffizienz beitragen kann. Es entwickelt eine klare Definition des Begriffs der Kaskadennutzung und analysiert existierende Konzepte der Kaskadennutzung. Als relevante Felder der Kaskadennutzung werden der Holzsektor, der Papiersektor, der Textilsektor und der Kunststoffsektor identifiziert und Ökobilanzen jeweils in diesen vier Sektoren durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen deutliche Umweltvorteile für die Mehrzahl der untersuchten Kaskadenoptionen, es bedarf jedoch der Einzelfallbetrachtung. Ein Bewertungskonzept zur ersten Einschätzung möglicher Kaskadenansätze für Anwender wird entwickelt. Das Projekt empfiehlt, die Kaskadennutzung von Biomasse als „Prinzip“ unterstützend in übergreifende Politikziele und Strategien einzubinden.Veröffentlichung Biomass cascades - Increasing resource efficiency by cascading use of biomass - from theory to practice(Umweltbundesamt, 2017) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Kauertz, Benedikt; Institut für Energie- und Umweltforschung; Nova-Institut für Politische und Ökologische Innovation; IZES gGmbH - Institut für ZukunftsEnergieSysteme; Deutschland. Umweltbundesamt; Jering, AlmutVeröffentlichung Aktualisierung der Eingangsdaten und Emissionsbilanzen wesentlicher biogener Energienutzungspfade (BioEm)(2016) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Markwardt, Stefanie; Institut für Energie- und Umweltforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Schneider, SvenDie energetische Biomassenutzung ist mit vielfältigen Umweltwirkungen verbunden, u. a. resultieren daraus Emissionen an Treibhausgasen und Luftschadstoffen. Die Höhe der Emissionen ist stark abhängig von der konkreten Ausprägung der Biomassenutzung, ob es sich z. B. um eine Anbaubiomasse oder um einen Reststoff bzw. Abfall handelt. In dem Sachverständigenvorhaben wurden Emissionsfaktoren für wesentliche Pfade der Biomassenutzung in Deutschland abgeleitet. Die Berechnungen stützen sich – in Anlehnung an Arbeiten auf EU-Ebene – auf neuste Methoden (z. B. bzgl. der Lachgasemissionsberechnung im Kontext der Düngung) und aktuelle Eingangsdaten.Veröffentlichung Machbarkeitsstudie zu übergreifenden Aspekten: Stoffliche Nutzung von Biomasse(2019) Hennenberg, Klaus Josef; Fehrenbach, Horst; Wiegmann, Kirsten; Institut für Energie- und Umweltforschung; Öko-Institut. Büro Darmstadt; Uhlmann, Bettina C.Die vorliegende Machbarkeitsstudie wurde im Rahmen des Forschungsvorhabens "Implementierung von Nachhaltigkeitskriterien für die stoffliche Nutzung von Biomasse im Rahmen des Blauen Engel" (kurz: "Blauer Engel Bio-Stoff") zur Entwicklung von Vergabekriterien für Umweltzeichen für biobasierte Produkte auf übergreifender Ebene erstellt. Dabei geht es um grundsätzliche Anforderungen an nachhaltig produzierte Biomasse als Rohstoff anhand von zwei Schwerpunkten: 1. Welche etablierten Zertifizierungssysteme berücksichtigen in welchem Umfang Nachhaltigkeitskriterien gemäß international anerkannter Standards (ISO 13065) und stellen auch den Nachweis über die Lieferkette sicher; 2. Welche Produktionspfade können eine positive Treibhausgasbilanz auch unter Berücksichtigung von Landnutzungsänderung (LUC) sicherstellen. Unter Punkt 1 erfüllen die Systeme RSB (Roundtable on Sustainable Biomaterials), ISCCplus (International Sustainability and Carbon Certification), RSPO (Roundtable on Sustainable Palm Oil) und RTRS (Roundtable on Responsible Soy) weitgehend den Kriterienkatalog nach ISO. Die drei Letzteren weisen zu einigen Kriterien jedoch deutliche Lücken auf, weswegen hier eine zeitliche Begrenzung einer positiven Nennung empfohlen wird. Essenziell ist außerdem die Rückverfolgung der Lieferkette über eine Direktverfolgung (Segregation) oder zumindest Massenbilanz. Punkt 2 führt zu einer genaueren Analyse der Herkunftsländer der Anbaubiomasse: Finden in einem Herkunftsland real Landnutzungsänderungen in einem Maße statt, welches eine Anrechnung der CO2-Emissionen aus diesem realen LUC für einen Rohstoff eine CO2-Nettoeinsparung gegenüber dem fossilen Referenzprodukt unmöglich macht, sollen solche Rohstoffe nur zeitlich begrenzt für eine Vergabe des Blauen Engel zugelassen werden. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung PROSA - Biobasierte Schmierstoffe und Hydraulikflüssigkeiten(2019) Fehrenbach, Horst; Zeitz, Christin; Köppen, Susanne; Institut für Energie- und Umweltforschung; Öko-Institut. Büro Darmstadt; Uhlmann, Bettina C.Der vorliegende Bericht ist Teil des Forschungsvorhabens "Implementierung von Nachhaltigkeitskriterien für die stoffliche Nutzung von Biomasse im Rahmen des Blauen Engels" (kurz: "Blauer Engel Bio-Stoff") und behandelt das Thema biobasierte Schmierstoffe und Hydraulikflüssigkeiten. Es wurden die bestehenden Kriterien für eine nachhaltige Nutzung von Biomasse aus der Machbarkeitsstudie zu übergreifenden Aspekten biobasierter Produkte auf diese verbrauchernahe Produktgruppe angewandt. Das Vorhaben beschäftigt sich mit der Bewertung der Nachhaltigkeit biobasierter Produkte in Bezug auf deren Behandlung und in Bezug auf konkrete Anforderungen für die Vergabe des Umweltzeichens. Die Arbeitsergebnisse sollen in der Praxis Anwendung finden. Im Vordergrund steht die Auseinandersetzung mit Fragen zur Herkunft der Biomasse und die mit ihrer zusätzlichen Ressourceninanspruchnahme möglicherweise verbundenen Nutzungskonkurrenzen sowie die grundsätzliche Frage nach einer nachhaltigen Nutzung der begrenzten Ressource Fläche. Die gesamte Arbeit ist nach der vom Öko-Institut entwickelten Methode PROSA - Product Sustainability Assessment durchgeführt. PROSA umfasst mit der Markt- und Umfeld-Analyse, der Ökobilanz, der Lebenszykluskostenberechnung und der Nutzen-Analyse die erforderlichen Teil-Methoden zur integrativen Entwicklung der relevanten Vergabekriterien. Die Ökobilanz umfasst eine Analyse der Umweltauswirkungen, die bei der Herstellung, Anwendung und Entsorgung des Produktes für die Ableitung von Vergabekriterien für das Umweltzeichen gemäß ISO 14024 relevant sind. Neben Ressourcenverbrauch und Treibhauseffekt wurden Umweltauswirkungen wie Versauerung, Eutrophierungspotenzial und Naturrauminanspruchnahme betrachtet. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung BioRest(2019) Fehrenbach, Horst; Giegrich, Jürgen; Köppen, Susanne; Institut für Energie- und Umweltforschung; IZES gGmbH - Institut für ZukunftsEnergieSysteme; Öko-Institut. Büro Darmstadt; Hofmeier, KatjaBiomasse als relevanter Beitrag zur Bereitstellung erneuerbarer Energie steht vor allem aufgrund der knappen Ressource Fläche nur begrenzt zur Verfügung. Die Diskussion hat sich daher auf die bevorzugte Nutzung von biogenen Abfällen und Reststoffen verlagert. Mit diesem Vorhaben sollte untersucht werden, mit welchem Potenzial diese Stoffgruppe dem Energiesystem zur Verfügung gestellt werden kann, wenn insgesamt anspruchsvolle ökologische und stoffwirtschaftliche Restriktionskriterien angewendet werden und welches die zu priorisierenden Einsatzpfade sind. Im ersten Schritt wurden insgesamt 24 biogene Reststoffe und Abfälle in einer Literaturstudie betrachtet. Insgesamt ergibt sich aus der restriktiven Analyse ein jährliches Potenzial von maximal rund 210 Mio. t biogener Abfälle und Reststoffe mit einem Energiegehalt von maximal rund 920 PJ. Im zweiten Schritt wurden 19 Technologien daraufhin betrachtet, die Abfälle und Reststoffe unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Stoffeigenschaften am besten energetisch nutzbar zu machen. Im dritten Schritt wurden die Stoffe und Technologien zunächst nach technischer Eignung zu sinnvollen Einsatzpfaden zusammengeführt und dabei auch zugeordnet, welcher Teil des Energiesystems damit jeweils bedient werden kann. Welche Kombinationsmöglichkeiten aus Einsatzpfaden und Energieprodukten zu priorisieren sind, wurde zum Schluss anhand ökologisch, ökonomisch und technischer Kriterien bewertet. Das Ergebnis ist ein Gesamtnutzungskonzept für Abfälle und Reststoffe über Technologien zu Energieprodukten, welches einen schwerpunktmäßigen Einsatz der Abfälle und Reststoffe zur Nutzung für Prozesswärme zu gewissen Anteilen auch als Kraftstoff für den Flug- und Schiffverkehr empfiehlt. Der Stromproduktion werden wenig Abfall- und Reststoffe zugesprochen. Dieses Konzept ist als eine Art Allokationsplan für die ökologisch sinnvolle Nutzung der verfügbaren biogenen Abfall-/Reststoffe im Energiesystem zu verstehen, stellt jedoch kein integriertes Szenario für das Energiesystem dar. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Ökologische Innovationspolitik - Mehr Ressourceneffizienz und Klimaschutz durch nachhaltige stoffliche Nutzungen von Biomasse(Umweltbundesamt, 2014) Carus, Michael; Raschka, Achim; Fehrenbach, Horst; Nova-Institut für Politische und Ökologische Innovation; Finanzwissenschaftliches Forschungsinstitut (Köln); Öko-Institut; Deutschland. Umweltbundesamt; Jering, AlmutIm Auftrag des Umweltbundesamts (UBA) habendie nova-Institut GmbH (Koordination), das Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH(IFEU), das Finanzwissenschaftliche Forschungsinstitut an der Universität zu Köln(FiFo)unddas Öko-Institut e.V. von 2010 bis 2013 das Forschungsvorhaben "Ökologische Innovationspolitik - Mehr Ressourceneffizienz und Klimaschutz durch nachhaltige stoffliche Nutzungen von Biomasse"durchgeführt.Nachdem die energetische Biomassenutzung im letzten Jahrzehnt massiv zunahm, steigt seit einiger Zeit auch das Interesse an der stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe. Im Vordergrund stehen hierbei Versorgungssicherheit und Nachhaltigkeit der Industrie, die heute noch größtenteils von fossilen Ressourcen abhängig ist. Zukünftig sollen fossile Rohstoffe verstärkt durch biogene Rohstoffe, d. h. durch regenerative Kohlenstoffquellen, ersetzt werden. Dadurch soll in erster Linie die Versorgungssicherheit erhöht und nebenbei auch ein Beitrag zu Klimaschutz und Nachhaltigkeit geleistet werden.In der politischen Debatte um die Biomassenutzung der letzten Jahre lag der Fokus vor allem auf der energetischen Nutzung, für die klare Ausbauziele definiert und zahlreiche politische Instrumente zur Förderung implementiertwurden. Im Bereich der stofflichen Biomassenutzung hingegen existieren keineverbindlichenZiele und nur wenige unterstützende Maßnahmen. Vor diesem Hintergrund fördert das Umweltbundesamt (UBA) dieses Projekt.Übergeordnetes Ziel des Projekts ist es, Barrieren und Hemmnisse zu analysieren sowie Strategien und Instrumente zur Unterstützungder stofflichen Biomassenutzung zu entwickeln, damit diese verstärkt zum Klima- und Ressourcenschutz beitragen kann. Besonders wichtig sinddabei Nachhaltigkeitsanforderungen und Ressourceneffizienz, um zu gewährleisten, dass die stoffliche Nutzung von Biomasse eine positive Klimabilanz aufweist und nicht zu neuen Umweltbelastungen oder zur Verschärfung bestehender Umweltprobleme beiträgt.
Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Ökologische Innovationspolitik - Mehr Ressourceneffizienz und Klimaschutz durch nachhaltige stoffliche Nutzungen von Biomasse(Umweltbundesamt, 2014) Carus, Michael; Raschka, Achim; Fehrenbach, Horst; Nova-Institut für Politische und Ökologische Innovation; Finanzwissenschaftliches Forschungsinstitut (Köln); Öko-Institut; Deutschland. Umweltbundesamt; Jering, AlmutIm Auftrag des Umweltbundesamts (UBA) habendie nova-Institut GmbH (Koordination), das Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH(IFEU), das Finanzwissenschaftliche Forschungsinstitut an der Universität zu Köln(FiFo)unddas Öko-Institut e.V. von 2010 bis 2013 das Forschungsvorhaben "Ökologische Innovationspolitik - Mehr Ressourceneffizienz und Klimaschutz durch nachhaltige stoffliche Nutzungen von Biomasse"durchgeführt.Nachdem die energetische Biomassenutzung im letzten Jahrzehnt massiv zunahm, steigt seit einiger Zeit auch das Interesse an der stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe. Im Vordergrund stehen hierbei Versorgungssicherheit und Nachhaltigkeit der Industrie, die heute noch größtenteils von fossilen Ressourcen abhängig ist. Zukünftig sollen fossile Rohstoffe verstärkt durch biogene Rohstoffe, d. h. durch regenerative Kohlenstoffquellen, ersetzt werden. Dadurch soll in erster Linie die Versorgungssicherheit erhöht und nebenbei auch ein Beitrag zu Klimaschutz und Nachhaltigkeit geleistet werden.In der politischen Debatte um die Biomassenutzung der letzten Jahre lag der Fokus vor allem auf der energetischen Nutzung, für die klare Ausbauziele definiert und zahlreiche politische Instrumente zur Förderung implementiertwurden. Im Bereich der stofflichen Biomassenutzung hingegen existieren keineverbindlichenZiele und nur wenige unterstützende Maßnahmen. Vor diesem Hintergrund fördert das Umweltbundesamt (UBA) dieses Projekt.Übergeordnetes Ziel des Projekts ist es, Barrieren und Hemmnisse zu analysieren sowie Strategien und Instrumente zur Unterstützungder stofflichen Biomassenutzung zu entwickeln, damit diese verstärkt zum Klima- und Ressourcenschutz beitragen kann. Besonders wichtig sinddabei Nachhaltigkeitsanforderungen und Ressourceneffizienz, um zu gewährleisten, dass die stoffliche Nutzung von Biomasse eine positive Klimabilanz aufweist und nicht zu neuen Umweltbelastungen oder zur Verschärfung bestehender Umweltprobleme beiträgt.
Quelle: Forschungsbericht