ÖWAV: SFA # 1

Die Chancen der Stoffflussanalyse Die Chancen der Stoffflussanalyse im Hinblickim Hinblick

auf übergeordnete auf übergeordnete abfallwirtschaftlicheabfallwirtschaftliche

PlanungenPlanungen

Dr. Barbara Zeschmar-Lahl, BZL GmbHDr. Barbara Zeschmar-Lahl, BZL GmbHDr. Uwe Lahl, vormals BZL GmbHDr. Uwe Lahl, vormals BZL GmbH

ÖWAV: SFA # 2

1 Nachhaltige Entwicklung und Stoffflussanalyse - eine kurze Einführung

2 Die Stoffflussanalyse als Instrument für eine nachhaltige Entwicklung

3 Die Stoffflussanalyse als Instrument anlagenbezogener abfallwirtschaftlicher Untersuchungen

4 Die Stoffflussanalyse als Instrument übergeordneter abfallwirtschaftlicher Planungen

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

6 Ausblick

ÖWAV: SFA # 3

1 Nachhaltige Entwicklung und Stoffflussanalyse - eine kurze Einführung

1972 Limits to Growth – Die Grenzen des Wachstums; Hrsg.: Club of Rome

1980 Bericht an den Präsidenten der USA - Global 2000 - und Global Future: Time to Act

1983 Gründung der World Commission on Environment and Development (WCED, Weltkommission für Umwelt und Entwicklung) durch die UN

1987 WCED: „Brundtland-Report“: Unsere gemeinsame Zukunft (Our Common Future):Nachhaltige Entwicklung: „Eine Entwicklung, die den Bedürfnissen der heutigen Generation entspricht, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu befriedigen und ihren Lebensstil zu wählen."

1992 Weltgipfel in Rio de Janeiro, Verabschiedung u.a. der „Agenda 21“: Regierungen sollen nationale Umweltpläne und nationale Umweltaktionspläne erstellen

1994 Nationaler Umweltplan für Österreich:In Zukunft sind alle (technischen und logistischen) Verfahren und Systeme der Abfallwirtschaft daraufhin zu untersuchen und zu vergleichen, wie sie Stoffströme verändern. ... Für die Planung der zukünftigen Abfallwirtschaft sind diese Kenntnisse unabdingbar.“

ÖWAV: SFA # 4

2 Die Stoffflussanalyse als Instrument für eine nachhaltige Entwicklung

Baccini P., Brunner P.H.: Metabolism of the Anthroposphere. Springer-Verlag, Heidelberg, 1991:

1. Wie viel Zeit verbleibt, um den vom Menschen verursachten gefährlichen Einflussnahmen auf unsere wichtigsten Rohstoffe, auf Wasser, Luft und Boden, effektiv zu verringern?

2. Was sollte in erster Priorität unternommen werden, um für den Menschen und die Biosphäre gefährliche anthropogene Materialflüsse zu verhindern?

Lösung: Entwicklung eines Instruments zur Klärung der Prozesse zwischen Geo-,

Hydro- und Anthroposphäre:

Material flux analysis - Stoffflussanalyse

ÖWAV: SFA # 5

3 Die Stoffflussanalyse als Instrument anlagen-bezogener abfallwirtschaftlicher Untersuchungen

Österreich: Stoffflussanalysen z.B. für• Müllverbrennungsanlagen,• Baurestmassenaufbereitungsanlagen, • Zementwerke, • mechanisch-biologische Restabfallbehandlungsanlagen, • eine rein mechanische Restabfall-Splittinganlage.

Schweiz: BUWAL-Richtlinie "Entsorgung von Abfällen in Zementwerken“, Punkt 5.1b: Zementwerke, die zugelassene Abfälle entsorgen, müssen ..."(2) mit den nötigen Messungen und Stoffflussberechnungen sicherstellen, dass sowohl die Anforderungen an die Abluftqualität (...) als auch die Anforderungen an die Qualität des Klinkers und des Zementes bezüglich der Schadstoffgehalte eingehalten werden."

Nordrhein-Westfalen (D): Einführung der Stoffflussanalyse für die immissionsschutzrechtliche Genehmigung der Mitverbrennung von Abfällen in industriellen Feuerungsanlagen und Zement-werken per Erlass im Oktober 2000, seither mehrere Vorhaben genehmigt (Kraftwerke, Holzverbrennungsanlage)

ÖWAV: SFA # 6

4 Die Stoffflussanalyse als Instrument übergeordneter abfallwirtschaftlicher Planungen

Anwendungsbeispiele:

METALAND, in Metabolism of the Anthroposphere: mehr als 50 % des im Umlauf befindlichen Cadmiums stecken im Bestand (Güter)

Projekt ASTRA, 1997: Szenarien für die Entsorgung brennbarer Abfälle in Österreich im Hinblick auf Umweltverträglichkeit und Ressourcennutzung

Projekt PRIZMA, 1999: Beurteilung des Einsatzes von Abfallbrenn-stoffen in Zementdrehrohröfen in stofflicher Hinsicht (Emissionen, Produktqualität, Stoffflüsse) mit dem Ziel, sogenannte Positivlisten zu erstellen.

ÖWAV: SFA # 7

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Studie zu den abfallwirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen der im Arbeitsentwurf einer Abfallverwaltungsvorschrift (AbfallVwV) vertretenen Rechtspositionen. August 2000.

Auftraggeber: Umweltministerium Baden-Württemberg.

Aufgabenstellung:

Berechnung der Schadstoffflüsse für unterschiedliche Abfallarten aus Baden-Württemberg in Entwicklungs- bzw. Entsorgungsszenarien auf der Basis typischer Technikkonzepte und bekannter Kennzahlen für Prozesse Hintergrund:

Entwurf einer Abfallverwaltungsvorschrift (AbfallVwV) des BMU, die eine vergleichsweise unkritische Förderung der Kreislaufwirtschaft vorsah. Dadurch wären Scheinverwertungswege (z.B. Sortieranlage vor Deponie) und eine energetische Verwertung auf niedrigem Umweltniveau gefördert worden.

ÖWAV: SFA # 8

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Betrachtete Abfälle: • Siedlungsabfälle: Hausmüll und

hausmüllähnlicher Gewerbe-abfall inkl. Sortierreste und Baustellenmischabfälle

Zielmedien: • Luft (Umweltmedium) • Wasser (Umweltmedium)• Boden (Umweltmedium) • Erzeugnis (Umweltmedium)• Deponie (Lagerraum) • Senken (Lagerraum)

Entwicklungsszenarien:• Schadstoffflüsse jeweils für die

Jahre 2002, 2006 und 2010 für Bundesrepublik Deutschland

Abfall

Umwelt-medien

Lager-räume

Systemgrenze

Import /Export

Import /Export

StofflichesRecycling

Luft

Wasser

Boden

Erzeugnis

Deponie

Senke

InputgüterZielmedien

Output Schadstoffe

Prozesse

ÖWAV: SFA # 9

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Parameter:

Elemente Schwermetalle Organik Chlor (Cl) Schwefel (S)

Cadmium (Cd) Thallium (Tl) Quecksilber (Hg) Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Chrom (Cr) Kobalt (Co) Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Nickel (Ni) Vanadium (V) Zinn (Sn)

Flüchtige organischeVerbindungen (VOC)

Wasserlöslicheorganische Stoffe(Elutionspotenzial ELU)

ÖWAV: SFA # 10

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Anlagen (Prozesse): Müllverbrennungsanlagen (Mittelwert MVAs Baden-Württemberg) Mechanisch-Biologische Restabfallbehandlungsanlagen

MBA Low-cost MBA Splitting

Deponien Deponie komplett TASi-Standard Deponie mit TASi-Standard ohne Standortvoraussetzungen Deponie mit TASi-Standard ohne Untergrundabdichtung Deponie ohne Abdichtung, Sickerwasserfassung, Gasfassung Deponie im Ausland

Anlagen zur Mitverbrennung/energetischen Verwertung Kraftwerke Zementwerke Vergasungsanlage

Sortieranlagen Sonstiges (Stabilisierungsanlagen für hmäGA, stoffliches Recycling)

ÖWAV: SFA # 11

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Szenario 1: Verwirklichung der Grundgedanken des KrW-/AbfG

• Hausmüll und hausmüllähnliche Gewerbeabfälle (inkl. Sortierreste und Baustellenmischabfälle) sind in der Überlassungspflicht der örE.

• Deponien ohne Basisabdichtung, Sickerwasserfassung und Gasfassung sind bis 2002 bundesweit geschlossen.

• Scheinverwertung findet nicht statt. • Bis 2005 sind alle erforderlichen Vorbehandlungsanlagen

realisiert und in Betrieb, unvorbehandelter Restabfall wird nicht mehr abgelagert.

• Die TASi-Anforderungen werden per Rechtsverordnung (Abfall-Ablagerungs-Verordnung, AbfAblV) gefasst und dadurch in ihrem bindenden Charakter unmittelbar wirksam.

• Die AbfAblV wird allerdings nicht für MBA-Fraktionen geöffnet.

ÖWAV: SFA # 12

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Szenario 2: Beibehaltung des Status quo mit Rechtsunsicherheiten

• Beibehaltung des heutigen Status quo. Rechts- und Investitions-unsicherheiten sind die beherrschenden Randbedingungen.

• Die AbfallVwV wird nicht erlassen, der Vorgang bleibt aber weiter zunächst unterbrochen bzw. eingefroren, aber keineswegs zurück-gezogen.

• Klarstellungen zur Überlassungspflicht und zur Scheinverwertung müssen dadurch weiterhin im Einzelfall erstritten werden.

• Problem für Baden-Württemberg: Scheinverwertung lässt sich mit den Mitteln des Landesvollzugs nur teilweise verhindern.

• Die TASi wird gemäß den Vorstellungen des BMU novelliert (AbfAblV; WHG § 7a Anhang 59; 30. BImSchV). D.h. auch Öffnung für die Ablagerung von MBA-Fraktionen.

ÖWAV: SFA # 13

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Szenario 3: Umsetzung der geplanten Abfallverwaltungsvorschrift

• Die der Verwaltungsvorschrift zugrundeliegende Rechtsauffassung setzt sich in diesem Szenario bundesweit durch, u.a.

vermehrt Scheinverwertung auf Deponien im In- und Ausland, vermehrt energetische Verwertung in Zementwerken und

Feuerungsanlagen• Die TASi wird gemäß den Vorstellungen des BMU novelliert

(AbfAblV; WHG § 7a Anhang 59; 30. BImSchV). D.h. auch Öffnung für die Ablagerung von MBA-Fraktionen. Daher diesbezüglich keine Unterschiede zwischen Szenario 2 und 3.

ÖWAV: SFA # 14

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Resultate:• Szenario 1Szenario 1: Die Ergebnisse zeigen insbesondere die

Auswirkungen, die mit der konsequenten Umsetzung der TASi verbunden sind: Die betrachteten Schwermetalle werden über Senken von den Umwelt-medien ferngehalten, die organischen Schadstoffe werden weit-gehend mineralisiert, was hier ebenfalls als Senke angesehen wird.

• Szenario 2Szenario 2: Ebenfalls positiver Einfluss der Umsetzung der TASi erkennbar. Durch einen stärkeren Rückgriff auf energetische Nutzungsanlagen erhöhen sich in diesem Szenario die Schadstoffeinträge ins Erzeugnis. Zusätzlich führt die Öffnung der TASi für die MBA zu erhöhten Einträge in Deponien und den Boden.

• Szenario 3Szenario 3: deutlich ungünstiger als Szenario 2 (Boden, Deponie, Senke, Luft), da die untersuchten Verwertungsprozesse verstärkt genutzt werden. So ist auch ein deutlich höherer Eintrag von Schadstoffen ins Erzeugnis zu erwarten.

ÖWAV: SFA # 15

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Ergebnisse der Szenarien 1 bis 3 – hier: Cadmium-Eintrag in Senken

04 0 0 08 0 0 01 2 0 0 01 6 0 0 02 0 0 0 02 4 0 0 0

2 0 0 22 0 0 6

2 0 1 0

04 0 0 0

8 0 0 01 2 0 0 0

1 6 0 0 02 0 0 0 0

2 4 0 0 0

S zen a rio 3S zen a rio 2

S zen a rio 1

k gk g

C a d m iu m -E in tra g in S en ken

Hinweis:

Eintrag in Senken: je höher die Säule, desto größer die Umwelt-entlastung

ÖWAV: SFA # 16

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Ergebnisse der Szenarien 1 bis 3 – hier: Quecksilber-Eintrag in Luft

Hinweis:

Eintrag in die Luft: je höher die Säule, desto größer die Umwelt-belastung

02 04 06 08 01 0 01 2 0

1 4 0

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2 0 1 0

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4 06 0

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1 4 0

S zen a rio 3

S zen a rio 2

S zen a rio 1

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Q u ecksilb er -E in tra g in d ie L u ft

ÖWAV: SFA # 17

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Ergebnisse der Szenarien 1 bis 3 – hier: Organik-Eintrag ins Wasser

Hinweis:

Eintrag ins Wasser: je höher die Säule, desto größer die Umwelt-belastung

Zeitschiene von hinten nach vorne!

024681 01 21 41 6

1 8

2 0 1 02 0 0 6

2 0 0 2

02

46

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1 21 4

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S zen a rio 3

S zen a rio 2

S zen a rio 1

M io . k gM io . k g

E in tra g o rg a n isch er S to ffe in s W a sser

ÖWAV: SFA # 18

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Ergebnisse der Szenarien 1 bis 3 – hier: Cadmium-Eintrag ins Erzeugnis

Hinweis:

Eintrag ins Erzeugnis: je höher die Säule, desto größer die Umwelt-belastung

05 0 01 0 0 01 5 0 02 0 0 02 5 0 03 0 0 03 5 0 0

2 0 0 22 0 0 6

2 0 1 0

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1 0 0 01 5 0 0

2 0 0 02 5 0 0

3 0 0 03 5 0 0

S zen a rio 3S zen a rio 2

S zen a rio 1

k gk g

C a d m iu m -E in tra g in s E rzeu g n is

ÖWAV: SFA # 19

5 Anwendungsbeispiel: Entwicklungsprognose für die Entsorgung von Siedlungsabfällen eines deutschen Bundeslandes mittels SFA

Fazit:

• Mit der Fortsetzung der seinerzeit (1999/2000) bestehenden Rechtsunsicherheit und insbesondere im Falle des “Auftauens” der AbfallVwV des BMU wird die Einbringung von Schadstoffen in Umweltsenken abnehmen.

• Im Gegenzug werden dafür die Einträge in die Umweltmedien Luft, Boden und insbesondere ins Erzeugnis steigen.

• Die erhaltenen Ergebnisse erwiesen sich im Rahmen einer Sensitivitätsprüfung als belastbar.

• Mittels SFA ließen sich wichtige abfallwirtschaftliche Schluß-folgerungen ableiten, die für das Bundesland Baden-Württemberg eine Entscheidungsgrundlage für seine eigene Positionierung im Rahmen laufender Gesetzgebungsverfahren ermöglichte.

ÖWAV: SFA # 20

6 Ausblick

SFA allgemein:• SFA liefert präzise Ergebnisse bei repräsentativer und belastbarer

Datenbasis; Absicherung: Validierung der Daten Sensitivitätsbetrachtung

SFA an Anlagen: • Kontrollmittel zur Überprüfung der Belastbarkeit von Messungen

über Umrechnung zu Stoffbilanzen; Summe Input = Summe Output

SFA für übergeordnete abfallwirtschaftliche Planungen: • Nationale Stoffbilanzen mittels Stoffflussanalyse:

Naturwissenschaftliche Prognose verschiedener Entwicklungs-szenarien, die Wege und Verbleib von Schadstoffen je nach gesetzten politischen Randbedingungen variieren.

Dadurch Basis für Politik für ihre langfristigen Planungen der Ressourcenbewirtschaftung des eigenen Landes (Beispiel Baden-Württemberg).

ÖWAV: SFA # 21

6 Ausblick

Stoffflussanalyse als Instrument nachhaltiger Ressourcenplanung:• SFA ermöglicht Berücksichtigung langfristiger Effekte wie

Verteilung der Stofflasten in Medien, Senkenfunktion oder Schadstoffdissipation,

• SFA bietet Grundlage für politische Entscheidung über Steuerung von Stoffströmen,

• dadurch Erhalt oder Herstellung von Gestaltungsmöglichkeiten für die zukünftigen Generationen, im Brundtland'schen Sinne einer nachhaltigen Entwicklung, wenn politische Entscheidungen „richtig“ getroffen werden:

Schadstoffe dürfen nicht weiter in der Umwelt verteilt, sondern müssen in geeigneten Medien konzentriert und dann in Endlagerstätten überführt werden.

• Für eine derartige nachhaltigkeitsorientierte Steuerung von nationalen Stoffflüssen ist die Stoffflussanalyse das Instrument der Wahl.