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1 Endbericht Ökobilanz für die leichte PET- Mehrwegflasche Im Auftrag der Gerolsteiner Brunnen GmbH & Co. Prognos (Projektleitung) IFEU Institut für Energie- und Umweltforschung GmbH Ansprechpartner: Dr. Eckhard Plinke (Prognos) Martina Schonert (Prognos) Dr. Achim Schorb (IFEU) Udo Meyer (IFEU) Axel Ostermayer (IFEU) Basel, im März 1999 591 - 5290

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Endbericht

Ökobilanz für die leichte PET- Mehrwegflasche

Im Auftrag der Gerolsteiner Brunnen GmbH & Co.

• Prognos (Projektleitung)

• IFEU Institut für Energie- und Umweltforschung GmbH

Ansprechpartner: Dr. Eckhard Plinke (Prognos) Martina Schonert (Prognos) Dr. Achim Schorb (IFEU) Udo Meyer (IFEU) Axel Ostermayer (IFEU)

Basel, im März 1999 591 - 5290

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INHALTSVERZEICHNIS Seite

Zusammenfassung - Gerolsteiner Brunnen I - IV

1 Festlegung des Ziels 1

1.1 Gründe für die Durchführung der Studie 1 1.2 Zielsetzung: Vergleich der „Umweltfreundlichkeit“ einer leichten PET-

Mehrwegflasche mit der Mehrwegflasche aus Glas (GDB-Pool) 3 1.3 Zielgruppen und Anwendung der Ergebnisse 3

2 Untersuchungsrahmen der Ökobilanz 5

2.1 Funktionelle Einheit 5 2.2 Untersuchte Verpackungssysteme 6 2.3 Systemgrenzen 7 2.4 Allokationsverfahren 9 2.5 Methode der Wirkungsabschätzung und der Auswertung 9 2.6 Anforderungen an Daten und Datenqualität 11 2.7 Kritische Prüfung 12

3 Sachbilanz 13

3.1 Datenerfassung 13 3.1.1 Lebensweg 13 3.1.2 Datenkategorien 15 3.1.3 Datenerfassung und Datenherkunft 16

3.2 Grundsätze und Verfahren der Allokation 17 3.2.1 Allokationen auf Prozeßebene 17 3.2.2 Recycling (Systemebene) 18 3.2.3 Transportleistungen 21

3.3 Spezielle Module und Modulketten 22 3.3.1 Lebenswegabschnitt: Grund-/Packstoffherstellung 22

3.3.1.1 Grundstoffherstellung: PE, PP, PET 22 3.3.1.2 Grundstoffherstellung: Glas (weiß) 23 3.3.1.3 Sortierung von Altglas (aus Containersammlung, Abfüller)

und Einsatz für die Herstellung von Behälterglas 27

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3.3.1.4 Grundstoffherstellung: Primäraluminium 29 3.3.1.5 Aufbereitung von Aluminiumschrott 30 3.3.1.6 Grundstoffherstellung: Papier 31 3.3.1.7 Grundstoffherstellung: Holz 31

3.3.2 Herstellung der Verpackungen und weiteren Bestandteilen des Verpackungssystems 32 3.3.2.1 PET Preformherstellung aus Primärgranulat und

Flaschenherstellung 32 3.3.2.2 PP-Schraubverschluß 32 3.3.2.3 Aluminium-Anrollverschluß mit Dichteinlage 32 3.3.2.4 LDPE-Etiketten 34 3.3.2.5 Papieretiketten 35 3.3.2.6 HDPE-Mehrwegkästen 35 3.3.2.7 Holzpaletten 36 3.3.2.8 LDPE- Schrumpffolie (Palettensicherung) 36 3.3.2.9 PE- Band (Palettensicherung) 37

3.3.3 Abfüllung, Handel und Verbraucher 37 3.3.3.1 Abfüllanlagen: PET- und Glas-Mehrweg 37 3.3.3.2 Umlaufzahlen 38 3.3.3.3 Interne und externe Verluste von Mehrweg- und

Rücklaufflaschen und Verschlüssen 38 3.3.3.4 Entsorgung von Abfällen bei Abfüller und Handel 38 3.3.3.5 Distribution der gefüllten Flaschen vom Abfüller zum

Verbraucher 40 3.3.3.6 Handel 42 3.3.3.7 Verbraucher 42

3.3.4 Entsorgungsmodule ab Verbraucher 44 3.3.4.1 Abfallerfassung 44 3.3.4.2 Sortierung DSD: Mischkunststofffraktion 45

3.3.5 Abfallbeseitigung 45 3.3.5.1 Anteile der Entsorgungswege 45 3.3.5.2 Müllverbrennung 45 3.3.5.3 Ablagerung 46

3.3.6 Energiebereitstellung 47 3.3.7 Transporte 51

3.4 Gutschriften für extern verwertete Sekundärrohstoffe 55 3.4.1 Aufbereitungsprozesse 55

3.4.1.1 Recycling von PET-Flaschen und Transporte 55 3.4.1.2 Aufbereitung von Kunststoffverschlüssen und HDPE-

Kästen 57 3.4.1.3 Aufbereitung von Papieretiketten 57 3.4.1.4 Aufbereitung von PE-Etiketten 57

3.4.2 Gutschriften für aufbereitete Sekundärrohstoffe 58 3.4.3 Marktkapazitäten für Sekundärrohstoffe 59

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3.5 Einschränkungen der Sachbilanz 60 3.5.1 Systemgrenzen und Recycling 60 3.5.2 Bewertung der Datenqualität 61 3.5.3 Sensitivitätsanalysen und Fehlerabschätzung 66 3.5.4 Schlußfolgerung 66

4 Wirkungsabschätzung 67

4.1 Grundsätzliches zur Wirkungsabschätzung 67 4.1.1 Wirkungskategorien 67 4.1.2 Wirkungszuordnung (Klassifizierung) 68 4.1.3 Wirkungscharakterisierung 69

4.2 Verwendete Wirkungskategorien 70 4.2.1 Treibhauseffekt 70 4.2.2 Stratosphärischer Ozonabbau 71 4.2.3 Photooxidantienbildung (Photosmog) 72 4.2.4 Eutrophierung und Sauerstoffzehrung (Überdüngung) 73 4.2.5 Versauerung 75 4.2.6 Toxische Schädigung des Menschen (Humantoxizität) 76 4.2.7 Toxische Schädigung von Organismen und Ökosystemen 78 4.2.8 Belästigungen 78 4.2.9 Strahlung 78 4.2.10 Ressourcenbeanspruchung 79 4.2.11 Naturraumbeanspruchung 82 4.2.12 Allgemeine Risiken 82

4.3 Vergleich der Wirkungsäquivalenzwerte 84 4.3.1 Treibhauseffekt 84 4.3.2 Ressourcenverbrauch 86 4.3.3 Photosmog 89 4.3.4 Überdüngungspotential 90 4.3.5 Versauerungspotential 91 4.3.6 Humantoxizität 92 4.3.7 Lärm 94 4.3.8 Naturrauminanspruchnahme (Deponiefläche) 95 4.3.9 Wassereinsatz 96

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5 Normierung und Gewichtung 97

5.1 Prinzip 97 5.1.1 Normierung (Spezifischer Beitrag) 98 5.1.2 Ökologische Bedeutung 101 5.1.3 Abstand zum Schutzziel (Distance to Target) 102

5.2 Vergleich der Ergebnisse der Normierung 103 5.2.1 Treibhauseffekt 103 5.2.2 Ressourcenverbrauch 104 5.2.3 Photosmog 106 5.2.4 Überdüngungspotential 107 5.2.5 Versauerungspotential 108 5.2.6 Humantoxizität 109 5.2.7 Lärm 110 5.2.8 Naturrauminanspruchnahme (Deponiefläche) 110 5.2.9 Wassereinsatz 111

5.3 Zusammenfassende Bewertung 112 6 Bericht des Critical Review Panels 115 Anhänge 1 - 3

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Abbildungsverzeichnis Abbildung 2-1: Schematischer Lebensweg der Getränkeverpackungen 8

Abbildung 3-1: Lebenswegstruktur der PET- Mehrwegflasche 14

Abbildung 3-2: Lebenswegstruktur der Glas- Mehrwegflasche 14

Abbildung 3-3: Allokation nach Masse bei Multi-Output-Prozessen 18

Abbildung 3-4: Closed Loop Recycling 19

Abbildung 3-5: Open Loop Recycling von Bestandteilen des Verpackungssystems 20

Abbildung 3-6: Gutschrift für extern verwertete Abfälle bei teilweiser Substitution von Sekundärrohstoffen 20

Abbildung 3-7: Distributionsstruktur und Transportentfernungen 41

Abbildung 4-1: Treibhauseffekt (Wirkungsäquivalenzwerte) 84

Abbildung 4-2: Kumulierter Energieaufwand (Wirkungsäquivalenzwerte) 86

Abbildung 4-3: Rohöl-Reserve-Äquivalente (Wirkungsäquivalenzwerte) 88

Abbildung 4-4: Photosmog (Wirkungsäquivalenzwerte) 89

Abbildung 4-5: Überdüngungspotential - Eintrag über Luft und Wasser (Wirkungsäquivalenzwerte) 90

Abbildung 4-6: Versauerungspotential (Wirkungsäquivalenzwerte) 91

Abbildung 4-7: Humantoxizität (Wirkungsäquivalenzwerte) 92

Abbildung 4-8: Lärm (Wirkungsäquivalenzwerte) 94

Abbildung 4-9: Naturrauminanspruchnahme - Deponiefläche (Wirkungsäquivalenzwerte) 95

Abbildung 4-10: Wassereinsatz 96

Abbildung 5-1: Treibhauseffekt (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 103

Abbildung 5-2: Kumulierter Energieaufwand (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 104

Abbildung 5-3: Rohöl-Reserve-Äquivalente (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland)105

Abbildung 5-4: Photosmog - NCPOCP (um Stickoxidemissionen korrigierter Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 106

Abbildung 5-5: Überdüngungspotential - Eintrag über Luft und Wasser (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 107

Abbildung 5-6: Versauerungspotential (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 108

Abbildung 5-7: Humantoxizität (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 109

Abbildung 5-8: Naturrauminanspruchnahme: Deponiefläche (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 110

Abbildung 5-9: Wassereinsatz (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 111

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Tabellenverzeichnis Tabelle 2-1: Definition des untersuchten PET-Verpackungssystems 6

Tabelle 2-2 Definition des untersuchten Glas-Verpackungssystems 6

Tabelle 3-1: Datenkategorien bei der Bilanzierung der Module (Oberkategorien) 15

Tabelle 3-2: Datengrundlage zur Kunststofferzeugung 23

Tabelle 3-3: Zusammensetzung Restgemenge Behälterglas, weiß 25

Tabelle 3-4: Zusammensetzung der Sortierreste bei der Scherbenaufbereitung 28

Tabelle 3-5: Stromsplit der Primäraluminiumproduktion nach EAA 1996 30

Tabelle 3-6: Stromsplit Aluminium-Folienproduktion nach EAA 1996 33

Tabelle 3-7: Bilanzdaten der Abfüllanlagen (Auszug) 38

Tabelle 3-8: Interne und externe Flaschenverluste 39

Tabelle 3-9: Erfassungsquoten für aussortierte Wertstoffe bei Abfüller und Handel 39

Tabelle 3-10: Eingesetzte Transportmittel zur Distribution von Mineralwasser 42

Tabelle 3-11: Entsorgung von Mehrwegflaschen beim Verbraucher 43

Tabelle 3-12: Entsorgung von Verschlüssen auf Mehrwegflaschen beim Verbraucher 43

Tabelle 3-13: Stromsplit Deutschland nach VDEW 1997 gerundet 49

Tabelle 3-14: Stromsplit nach UCTPE 1994, gerundet 50

Tabelle 3-15: Stromsplit Deutsche Bahn für das Jahr 1996, gerundet 52

Tabelle 3-16: Straßenkategorien Güterverkehr mit Lkw 54

Tabelle 3-17: Lkw-Fahrzeugklassen 54

Tabelle 3-18: Bilanzdaten der PET-Aufbereitung - erste Stufe (Auszug) 56

Tabelle 3-19: Distributionsdaten zum Transport von PET-Flaschen 57

Tabelle 3-20: Gutschriften für aufbereitete Sekundärrohstoffe (externes Recycling) 59

Tabelle 3-21: Datenbasis und Datenqualität im Überblick 63

Tabelle 4-1: Vorläufige Standardliste des Umweltbundesamtes und des DIN/NAGUS AA3/UA2 für negative Umweltwirkungen 68

Tabelle 4-2: Zuordnung der im Projekt erhobenen Sachbilanzparameter 69

Tabelle 4-3: Treibhauspotential der im Rahmen dieses Projektes vorkommenden Stoffe 71

Tabelle 4-4: Ozonbildungspotential der im Rahmen dieses Projektes erhobenen Stoffe 73

Tabelle 4-5: Eutrophierungspotential der im Rahmen dieses Projektes betrachteten Stoffe 74

Tabelle 4-6: Versauerungspotential der im Rahmen dieses Projektes betrachteten Stoffe 75

Tabelle 4-7: Krebsrisikopotential der im Rahmen dieses Projektes betrachteten Stoffe 77

Tabelle 4-8: Rohöläquivalente der im Rahmen dieses Projektes bewerteten Ressourcen 81

Tabelle 5-1: Grundlagen zur Ermittlung des spezifischen Beitrags - Gesamtemissionen und -verbräuche in Deutschland und die mittlere Belastung durch einen Einwohner 99

Tabelle 5-2: Bewertungsvorschlag des UBA [1995] zur ökologischen Bedeutung 101

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Inhaltsverzeichnis Seite

1 Festlegung des Ziels 12

1.1 Gründe für die Durchführung der Studie 12 1.2 Zielsetzung: Vergleich der „Umweltfreundlichkeit“ einer leichten PET-

Mehrwegflasche mit der Mehrwegflasche aus Glas (GDB-Pool) 14 1.3 Zielgruppen und Anwendung der Ergebnisse 14

2 Untersuchungsrahmen der Ökobilanz 15

2.1 Funktionelle Einheit 15 2.2 Untersuchte Verpackungssysteme 16 2.3 Systemgrenzen 16 2.4 Allokationsverfahren 19 2.5 Methode der Wirkungsabschätzung und der Auswertung 19 2.6 Anforderungen an Daten und Datenqualität 21 2.7 Kritische Prüfung 21

3 Sachbilanz 22

3.1 Datenerfassung 22 3.1.1 Lebensweg 22 3.1.2 Datenkategorien 23 3.1.3 Datenerfassung und Datenherkunft 25

3.2 Grundsätze und Verfahren der Allokation 26 3.2.1 Allokationen auf Prozeßebene 26 3.2.2 Recycling (Systemebene) 27 3.2.3 Transportleistungen 29

3.3 Spezielle Module und Modulketten 29 3.3.1 Lebenswegabschnitt: Grund-/Packstoffherstellung 29

3.3.1.1 Grundstoffherstellung: PE, PP, PET 29 3.3.1.2 Grundstoffherstellung: Glas (weiß) 30 3.3.1.3 Sortierung von Altglas (aus Containersammlung, Abfüller)

und Einsatz für die Herstellung von Behälterglas 33 3.3.1.4 Grundstoffherstellung: Primäraluminium 34 3.3.1.5 Aufbereitung von Aluminiumschrott 35 3.3.1.6 Grundstoffherstellung: Papier 35 3.3.1.7 Grundstoffherstellung: Holz 36

3.3.2 Herstellung der Verpackungen und weiteren Bestandteilen des Verpackungssystems 36 3.3.2.1 PET Preformherstellung aus Primärgranulat und

Flaschenherstellung 36 3.3.2.2 PP-Schraubverschluß 36 3.3.2.3 Aluminium-Anrollverschluß mit Dichteinlage 36

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3.3.2.4 LDPE-Etiketten 38 3.3.2.5 Papieretiketten 39 3.3.2.6 HDPE-Mehrwegkästen 39 3.3.2.7 Holzpaletten 39 3.3.2.8 LDPE- Schrumpffolie (Palettensicherung) 40 3.3.2.9 PE- Band (Palettensicherung) 40

3.3.3 Abfüllung, Handel und Verbraucher 40 3.3.3.1 Abfüllanlagen: PET- und Glas-Mehrweg 40 3.3.3.2 Umlaufzahlen 41 3.3.3.3 Interne und externe Verluste von Mehrweg- und

Rücklaufflaschen und Verschlüssen 41 3.3.3.4 Entsorgung von Abfällen bei Abfüller und Handel 42 3.3.3.5 Distribution der gefüllten Flaschen vom Abfüller zum

Verbraucher 43 3.3.3.6 Handel 45 3.3.3.7 Verbraucher 45

3.3.4 Entsorgungsmodule ab Verbraucher 46 3.3.4.1 Abfallerfassung 46 3.3.4.2 Sortierung DSD: Mischkunststofffraktion 48

3.3.5 Abfallbeseitigung 48 3.3.5.1 Anteile der Entsorgungswege 48 3.3.5.2 Müllverbrennung 48 3.3.5.3 Ablagerung 48

3.3.6 Energiebereitstellung 50 3.3.7 Transporte 53

3.4 Gutschriften für extern verwertete Sekundärrohstoffe 56 3.4.1 Aufbereitungsprozesse 57

3.4.1.1 Recycling von PET-Flaschen und Transporte 57 3.4.1.2 Aufbereitung von Kunststoffverschlüssen und HDPE-Kästen 58 3.4.1.3 Aufbereitung von Papieretiketten 58 3.4.1.4 Aufbereitung von PE-Etiketten 58

3.4.2 Gutschriften für aufbereitete Sekundärrohstoffe 59 3.4.3 Marktkapazitäten für Sekundärrohstoffe 60

3.5 Einschränkungen der Sachbilanz 60 3.5.1 Systemgrenzen und Recycling 60 3.5.2 Bewertung der Datenqualität 62 3.5.3 Sensitivitätsanalysen und Fehlerabschätzung 67 3.5.4 Schlußfolgerung 67

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Abbildungen Abbildung 2-1: Schematischer Lebensweg der Getränkeverpackungen 18 Abbildung 3-1: Lebenswegstruktur der PET- Mehrwegflasche 22 Abbildung 3-2: Lebenswegstruktur der Glas- Mehrwegflasche 23 Abbildung 3-3: Allokation nach Masse bei Multi-Output-Prozessen 26 Abbildung 3-4: Closed Loop Recycling 27 Abbildung 3-5: Open Loop Recycling von Bestandteilen des Verpackungssystems 28 Abbildung 3-6: Gutschrift für extern verwertete Abfälle bei teilweiser Substitution von

Sekundärrohstoffen 28 Abbildung 3-7: Distributionsstruktur und Transportentfernungen 44 Tabellen Tabelle 2-1: Definition des untersuchten PET-Verpackungssystems 16 Tabelle 2-2 Definition des untersuchten Glas-Verpackungssystems 16 Tabelle 3-1: Datenkategorien bei der Bilanzierung der Module (Oberkategorien) 24 Tabelle 3-2: Datengrundlage zur Kunststofferzeugung 30 Tabelle 3-3: Zusammensetzung Restgemenge Behälterglas, weiß 32 Tabelle 3-4: Zusammensetzung der Sortierreste bei der Scherbenaufbereitung 33 Tabelle 3-5: Stromsplit der Primäraluminiumproduktion nach EAA 1996 35 Tabelle 3-6: Stromsplit Aluminium-Folienproduktion nach EAA 1996 37 Tabelle 3-7: Bilanzdaten der Abfüllanlagen (Auszug) 41 Tabelle 3-8: Interne und externe Flaschenverluste 41 Tabelle 3-9: Erfassungsquoten für aussortierte Wertstoffe bei Abfüller und Handel 42 Tabelle 3-10: Eingesetzte Transportmittel zur Distribution von Mineralwasser 45 Tabelle 3-11: Entsorgung von Mehrwegflaschen beim Verbraucher 46 Tabelle 3-12: Entsorgung von Verschlüssen auf Mehrwegflaschen beim Verbraucher 46 Tabelle 3-13: Stromsplit Deutschland nach VDEW 1997 gerundet 52 Tabelle 3-14: Stromsplit nach UCTPE 1994, gerundet 53 Tabelle 3-15: Stromsplit Deutsche Bahn für das Jahr 1996, gerundet 54 Tabelle 3-16: Straßenkategorien Güterverkehr mit Lkw 55 Tabelle 3-17: Lkw-Fahrzeugklassen 56 Tabelle 3-18: Bilanzdaten der PET-Aufbereitung - erste Stufe (Auszug) 57 Tabelle 3-19: Distributionsdaten zum Transport von PET-Flaschen 58 Tabelle 3-20: Gutschriften für aufbereitete Sekundärrohstoffe (externes Recycling) 60 Tabelle 3-21: Datenbasis und Datenqualität im Überblick 64

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prognos ifeu-Institut

XII

Festlegung des Ziels

Gründe für die Durchführung der Studie

Hintergrund: Die Gerolsteiner Brunnen bringen eine leichte Mehrweg-PET-Flasche auf den Markt

(1) Im etablierten Mehrwegsystem der deutschen Mineralbrunnen werden in jüngster Zeit von einigen Unternehmen Veränderungen vollzogen bzw. angestrebt. Aus wirtschaftlichen Gründen werden zunehmend PET-Flaschen favorisiert. Diese Tendenz folgt entsprechenden Entwicklungen im Ausland bereits vollzogen wurden (z.B. Schweiz, Frankreich, Italien als Einweg oder Rücklaufflasche1), und auch von einigen internationalen Unternehmen der Getränkeindustrie in Deutschland seit längerem propagiert und vollzogen werden. (2) Welche Gebinde sich in der Mineralbrunnenbranche durchsetzen werden, in welchem Umfang es zu einer Substitution der Glasflasche kommen wird und welche Rückwirkungen sich daraus auf den Mehrwegpool der GDB ergeben ist noch nicht absehbar. Einige Unternehmen wollen an der Glasflasche festhalten, einige favorisieren die PET-Mehrwegflasche auch für Mineralwasser, andere wollen eine PET-Rücklaufflasche nach „Schweizer Modell“2 einführen. Auch bei den Gerolsteiner Brunnen wurde die Entwicklung zum PET mit der Einführung der PET-Mehrwegflasche für Süßgetränke teilweise vollzogen und soll jetzt beim Mineralwasser fortgeführt werden. Geplant ist die Einführung einer leichten Mehrweg-PET-Flasche mit üblicher Bepfandung, die gewichtsmäßig an die PET-Rücklaufflasche heranreicht, aber mehrmals umlaufen soll. (3) Alle diese Entwicklungen spielen sich im Rahmen der gerade novellierten Verpackungsverordnung ab, in der Mehrwegverpackungen aus Umweltgründen durch die Mehrwegquote geschützt bleiben. Da sich durch die neuen PET-Gebinde die Grenzen zwischen Einweg und Mehrweg zunehmend vermischen3, kommt es bei der Einführung neuer Gebinde besonders darauf an, die Umweltfreundlichkeit unter Beweis zu stellen. Vor dem Hintergrund der Mehrwegquote sind dabei immer die „klassischen“ Mehrweggebinde der Gradmesser.

1 Einwegflasche im Mehrwegkasten. Kasten und Flasche werden zum Abfüller zurückgebracht. 2 In der Schweiz wurden in den letzten Jahren Glasverpackungen für Getränke zu einem grossen Teil durch Einweg-PET

substituiert. Um die Verwertungsvorgaben der schweizerischen Verordnung über Getränkeverpackungen (VGV) zu erfüllen, wurde ein Rücknahmesystem für die gebrauchten PET-Flaschen aufgebaut. Die Grossverteiler (z.B. Migros) erhe-ben einen Pfand und verwenden Mehrwegkästen für PET-Flaschen. Ausserdem besteht ein flächendeckendes Netz an Sammelcontainern. Die Verwertung der gesammelten PET-Flaschen erfolgt überwiegend in der Textilindustrie.

3 So wird die PET-Rücklaufflasche eine ähnliche Logistik erfordern wie die Mehrwegflasche. Dadurch werden hohe Rücklauf- und Recyclingquoten erreicht.

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prognos ifeu-Institut

XIII

(4) Um die „Umweltfreundlichkeit“ der neuen PET-Flasche der Gerolsteiner Brunnen zu prüfen, müßten daher die Umwelteffekte quantifiziert und mit dem bestehenden Mehrwegsystem der GDB verglichen werden. Als Instrument für solche Fragestellungen hat sich die Produkt-Ökobilanz etabliert. In den vergangenen Jahren wurde bereits eine Anzahl von Ökobilanzen für Getränkeverpackungen erstellt, immer auch im Zusammenhang mit der Einweg-Mehrweg-Kontroverse und mehrheitlich von der Industrie in Auftrag gegeben. Auch im laufenden Forschungsvorhaben „Ökobilanz für Getränkeverpackungen II“ des Umweltbundesamtes geht es schwerpunktmäßig um den Vergleich zwischen Einweg und Mehrweg. Das Vorhaben wird unter der Leitung von Prognos und gemeinsam mit dem IFEU-Institut für Energie- und Umweltforschung (Heidelberg), der Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung GVM (Wiesbaden) und Pack Force (Oberursel) durchgeführt. Im Gegensatz zu den von der Industrie in Auftrag gegebenen Ökobilanzen hat dieses Projekt einen „quasi-offiziellen“ Charakter. Das Untersuchungsprogramm enthält auch die Mehrweg-Glasflaschen der GDB. In einem ebenfalls gerade laufenden Ökobilanzvergleich untersucht die gleiche Projektgemeinschaft, ebenfalls unter Leitung von Prognos, im Auftrag der Genossenschaft Deutscher Brunnen die PET-Rücklaufflasche (mit unterschiedlichen Recycling-Optionen) und die PET-Mehrwegflasche für Mineralwasser. Dieses Vorhaben baut weitgehend auf Daten aus dem UBA-Vorhaben auf, zusätzliche Datenerhebungen werden zum Recycling der PET-Flaschen durchgeführt. IFEU arbeitet derzeit an einer weiteren Ökobilanzuntersuchung in der Mine-ralbrunnenbranche.

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prognos ifeu-Institut

XIV

Zielsetzung: Vergleich der „Umweltfreundlichkeit“ einer leichten PET-Mehrwegflasche mit der Mehrwegflasche aus Glas (GDB-Pool)

(1) Zielsetzung dieser Untersuchung ist ein Vergleich zweier Mehrwegsysteme. Im Zentrum steht der Vergleich der Umweltwirkungen zwischen der leichten 1,0 l PET-Mehrwegflasche der Gerolsteiner Brunnen GmbH & Co. und der traditionellen 0,7 l Glas-Mehrwegflasche der GDB. Dabei sollen folgende Varianten bezüglich der Umlaufzahlen einbezogen werden:

• Mehrweg-Glasflasche mit den Umlaufzahlen 30 und 504,

• leichte Mehrweg-PET-Flasche (48 g) mit den Umlaufzahlen 7, 10 und 15.

Am Ende sollen Aussagen darüber getroffen werden, ob und in welchen Fällen PET-Mehrwegsysteme gegenüber dem Glas-Mehrwegsystem die günstigere Umweltbilanz aufweisen. (2) Die Untersuchung bezieht sich auf den Markt der Gerolsteiner Brunnen GmbH & Co. für Mineralwasser. Dabei wird unterstellt, daß der bestehende Markt für die 0,7 l Brunnen-Einheitsflasche durch die PET-Verpackungsalternative substituiert wird.

Zielgruppen und Anwendung der Ergebnisse

(1) Die Ergebnisse der Ökobilanz werden von der Gerolsteiner Brunnen GmbH & Co. zur Information der Öffentlichkeit bei der Einführung der neuen PET-Flasche und für interne strategische Entscheidungen, z.B. für weitere ökologische Verbesserungen ihrer Systeme genutzt werden. (2) Die Ökobilanz stellt ferner eine Ergänzung zu den Arbeiten des Umweltbundesamtes Ökobilanz Getränkeverpackungen II dar. Weitere Adressaten der Ökobilanz sind daher das Bundesministerium für Umwelt und das Umweltbundesamt sowie politische Akteure im allgemeinen.

4 Eine Umlaufzahl von 30 entspricht nach Erfahrungen der Gerolsteiner Brunnen den realen Verhältnissen. Eine Umlaufzahl

von 50 wurde von der Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung (GVM) für die UBA Getränkeökobilanz II ermittelt und geht in die dortige Ökobilanz für die 0,7 l Mehrweg-Glasflasche der GDB als Parameter ein.

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XV

Untersuchungsrahmen der Ökobilanz

Die Untersuchung erfolgt in Form einer Ökobilanz und berücksichtigt die in DIN/ISO 14040 festgelegten Anforderungen. Sie orientiert sich darüber hinaus an den Entwürfen zu den Folgenormen 14041 bis 14043, soweit sich hierbei endgültige Vorgaben erkennen lassen. Im folgenden wird der Untersuchungsrahmen dieser Ökobilanz gemäß DIN/ISO 14040, Kap. 5.1.2, festgelegt.

Funktionelle Einheit

(1) Der Maßstab für den Nutzen eines Verpackungssystems ist die funktionelle Einheit, auf die alle Wechselwirkungen mit der Umwelt bezogen werden. Die zu vergleichenden Systeme müssen den gleichen Nutzen erbringen. (2) Die Tauglichkei der PET-Flasche für Mineralwässer war in den letzten Jahren und Monaten immer wieder bestritten worden, da eine Migration von Acetaldehyd zu geschmacklichen Veränderungen führt. Zudem begünstigt PET zumindest im Süßgetränkebereich durch statische Aufladung die Entstehung von Schimmelpilzen. Ein weiterer Nachteil der PET-Flasche, der allerdings die Nutzenäquivalenz von Glas und PET-Flaschen im üblichen Verkaufszeitraum nicht beeinflusst, ist die geringere Barrierewirkung des Kunststoffes (max. 6 Monate nach Berndt & Partner an der TH Berlin). So kann Kohlendioxid langsam entweichen und Sauerstoff eindringen. Um die Nutzenäquivalenz von Glas- und PET-Flaschen auch für Mineralwässer sicherzustellen, wurden Qualitätsprüfungen hinsichtlich der Migration von Inhaltsstoffen aus PET in das Wasser und Versuche zum Spülen der PET-Flaschen durchgeführt. Dabei haben die Gerolsteiner Brunnen nachgewiesen, dass der Acetaldehydgehalt in der zu untersuchenden Flasche nicht mehr als 10 µg beträgt 5 und damit deutlich unter der sensorischen Schwellenwert von ca. 20 µg liegt. Die Prüfung der Flaschen nach einem mehrstufigen Spülen bei ca. 60 °C führte zu einem bakteriologisch einwandfreien Ergebnis.6 Die Ergebnisse der Qualitätsprüfungen bestätigen damit die Nutzenäquivalenz der Glas- und der PET-Flasche für die Abfüllung von Mineralwasser. (3) Als funktionelle Einheit wird das Verpackungssystem festgelegt, das zur Bereitstellung von 1000 l Mineralwasser für den Verbraucher erforderlich ist.

5 siehe auch: Gerolsteinerr Mit eigenen Flaschen. In: Handelsblatt, 2. Nov. 1998. 6 siehe z.B.: PET-Flaschen: Mehrwegflasche für Mineralwasser. Kunststoff Information KI Nr. 1351, 28.Juli 1997.

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XVI

Untersuchte Verpackungssysteme

Die untersuchten Verpackungssysteme sind in den beiden folgenden Übersichten spezifiziert.

Tabelle 0-1: Definition des untersuchten PET-Verpackungssystems

1 l PET-Mehrwegflasche für Mineralwasser im Kunststoff-Mehrwegkasten

Bestandteile Anzahl Material Masse pro Stück (g)

PET-Mehrwegflaschen

480a) PET primär 48

Verschlüsse 480a) PP 2,9

Etiketten 480a) LDPE (70 g/m2), bedruckt

1,1

Mehrwegkästen 40 HDPE 1’750

Palettensicherung 1 LDPE-Folie 40

Palette (Euro) 1 Holz 24’000

a) Stapelungsplan: 12 Flaschen pro Kasten; 8 Kästen pro Lage; 5 Lagen pro Palette

Tabelle 0-2 Definition des untersuchten Glas-Verpackungssystems

0,7 l Glas-Mehrwegflaschen für Mineralwasser im Kunststoff-Mehrwegkasten

Bestandteile Anzahl Material Masse pro Stück (g)

Glas-Mehrwegflaschen

576 Glas 590

Verschlüsse 576 Alu mit Dichtung 1,5

Etiketten 576 Papier (128 cm2) 1,0

Mehrwegkästen 48 HDPE 1’400

Palettensicherung 1 PE-Schnur 18,0

Palette (Brunnen~) 1 Holz 30’000

a) Stapelungsplan: 12 Flaschen pro Kasten; 12 Kästen pro Lage; 4 Lagen pro Palette

Systemgrenzen

(1) Es werden alle Umweltaspekte der betrachteten Verpackungssysteme "von der Wiege bis zur Bahre", d.h. von der Exploration der Rohstoffe, über Herstellung der Packstoffe und Verpackungen, Transportprozesse, bis hin zur Entsorgung berücksichtigt. Der Lebensweg der Verpackungen besteht grob aus folgenden Abschnitten (siehe Abbildung 2-1):

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XVII

• Packstoffherstellung (Glas, PET) sowie Aufbereitung von Sekundärrohstoffe • Herstellung von Nebenbestandteilen (z.B. Etiketten, Verschlüsse) • Herstellung der Verpackung selbst (neben den Primärverpackungen auch Um- und Transportverpackungen, z.B. Flaschenkästen) • Abfüllung • Handel • Entsorgung (Beseitigung oder Verwertung gebrauchter Verpackungen).

(2) Entsprechend der gängigen Konvention bei Ökobilanzen und unter Berücksichtigung der spezifischen Fragestellung werden nicht berücksichtigt:

• Umweltaspekte im Bereich der Endverbraucher der Getränke (Transportfahrten zwischen Handel und Verbraucher sowie Abfallerfassung durch den Verbraucher)

• Umweltaspekte bei der Herstellung und Entsorgung der Investitionsgüter entlang der Lebenswege (z.B. Verpackungsmaschinen) und

• Umweltbelastungen, die infolge von Unfällen entstehen, z.B. havarierte Erdölfrachter. Darüber hinaus ist das jeweilige Füllgut (Getränke) nicht Gegenstand der Untersuchung. (3) Als Abschneidekriterium für die Berücksichtigung von Input-Materialien für jeden Teilprozeß des Lebensweges wird 1 % der Masse des gewünschten Outputs dieses Prozesses festgelegt 7. Die Summe der dadurch vernachlässigten Stoffmengen sollte pro Prozeß jedoch nicht mehr als 5 % des Outputs betragen. Zusätzlich wird eine Relevanzprüfung der vernachlässigten Materialien und ihrer Vorketten in Bezug auf umwelt- und gesundheitsschädliche Stoffe durchgeführt. Mit Begründung kann im Einzelfall von diesem Verfahren abgewichen werden.

7 Z.B.: Bei einem Einsatz von bis zu 10 kg NaOH bezogen auf einen Produktoutput von 1000 kg gespülte Flaschen ist es

nicht erforderlich die Herstellung von NaOH in der Bilanzierung zu berücksichtigen. Die Summe der in diesem Prozeß vernachlässigten Stoffe darf 50 kg nicht überschreiten.

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XVIII

Abbildung 0-1: Schematischer Lebensweg der Getränkeverpackungen

Abfüller(Getränkeindustrie)

Handel

Packstoff-herstellung

Vorketten (Grundstoffe, Energie)

Entsorgung

HerstellungNebenbestandteile

Verpackungsherstellung(Primär-, Um- und Transport-

verpackung)

Verbraucher

Ablagerung

Verwertung

Verwertung aussortierter Verpackungen

Aufbereitung

prognos 1998

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XIX

Allokationsverfahren

Allokationsverfahren und -kriterien werden zum einen auf Prozeß-, zum anderen auf Systemebene festgelegt: 1. Prozeßebene: Die Allokation der Outputs aus Kuppelprozessen erfolgt in der Regel

proportional zur Masse. Je nach Datenherkunft wird in begründeten Einzelfällen auch der untere oder obere Heizwert sowie der Marktwert als Allokationskriterium verwendet (z.B. APME-Daten für Kunststoffe). Die Allokationskriterien werden im Endbericht dokumentiert. Bei Transporten gefüllter Verpackungen erfolgt die Allokation zwischen Verpackung und Füllgut nach Masse unter Berücksichtigung der Auslastung des Transportfahrzeugs.

2. Systemebene: Für den Output von Abfällen zur Verwertung aus dem betrachteten System wird diesen eine Gutschrift erteilt, die dem Herstellungsaufwand der hierdurch substituierten Primärrohstoffe entspricht. Bei einer teilweisen Substitution von Sekundärrohstoffen wird für den entsprechenden Anteil keine Gutschrift erteilt (siehe weiter Kap. 0). Aus Gründen der Symmetrie gilt diese Vorschrift analog für den Input von Sekundärrohstoffen in das betrachtete System.

Methode der Wirkungsabschätzung und der Auswertung

(1) Wirkungsabschätzung und Auswertung werden in enger Anlehnung an die vom Umweltbundesamt entwickelte Methodik8 gemäß den derzeitigen ISO-Normentwürfen CD 14042-3 und DIS 140439 durchgeführt. Die Arbeitsfortschritte an den Normentwürfen werden soweit möglich berücksichtigt. Die angewandte Methode wird transparent und kritisch dargestellt.

8 Siehe Schmitz, St.; Oels, H.-J.; Tiedemann, A.: Ökobilanz für Getränkeverpackungen, UBA-Texte 52/95, Berlin 1995. 9 Ausgenommen der dritte Satz in Kap. 9 des Entwurfs “Weighting across impact categories shall not be used for

comparative assertions disclosed to the public”. Der Satz wird in dieser Form in der Norm jedoch nicht erhalten bleiben (siehe entsprechende Fussnote im Normentwurf)

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XX

a) Klassifizierung Die für die Klassifizierung verwendeten Wirkungskategorien orientieren sich an den Vorschlägen der SETAC: • Rohstoffverbrauch,

• Treibhauseffekt, • Ozonabbau • Beeinträchtigung der Gesundheit des Menschen • Direkte Schädigung von Organismen und Ökosystemen • Bildung von Photooxidantien • Versauerung von Böden und Gewässern • Eintrag von Nährstoffen in Böden und Gewässer • Naturraumbeanspruchung • Lärmbelastung.

Die in der Sachbilanz ermittelten Daten werden je nach ihren potentiellen Wirkungen den Wirkungskategorien zugeordnet. Hierbei sind auch Mehrfachzuordnungen möglich. b) Charakterisierung Im Rahmen der Charakterisierung werden innerhalb der Wirkungskategorien Rohstoffverbrauch, Treibhauseffekt, Ozonabbau, Bildung von Photooxidantien, Versauerung von Böden und Gewässern, Eintrag von Nährstoffen in Böden und Gewässer und Naturraumbeanspruchung, für die nach Auffassung des Umweltbundesamtes bereits ausreichend abgesicherte Wirkungsäquivalenzfaktoren existieren, Aggregationen der klassifizierten Daten vorgenommen. Die in die übrigen Wirkungskategorien aufgenommenen Sachbilanz-Ergebnisse gehen unaggregiert in die Auswertung ein. Die der Charakterisierung zugrunde liegenden Wirkungsäquivalenzfaktoren sind im “Handbuch Wirkungsabschätzung” des Umweltbundesamtes dokumentiert.10 (weiter siehe Kapitel 4.1). c) Normalisierung Zur Verdeutlichung der Relevanz der in der Sachbilanz oder Wirkungsabschätzung (Klassifizierung und Charakterisierung) errechneten Ergebnisse werden diese ins Verhältnis zu ihrem jeweiligen Basiswert gesetzt. Der Basiswert gibt den durchschnittlichen Ressourcenverbrauch bzw. die durchschnittlichen Emissionen pro Bundesbürger an (Einheit: Einwohner-Durchschnittswerte EDW). Er wird aus der Summe des Ressourcenverbrauches, der Emissionen oder des Abfallvolumens der Bundesrepublik Deutschland dividiert durch die Einwohnerzahl berechnet (siehe Kap. 5). In der normalisierten Darstellung zeigt sich der Beitrag des bilanzierten Verpackungssystem zur Gesamtbelastung in Deutschland. Aus den unterschiedlich hohen Anteilen der einzelnen Wirkungskategorien wird deren Einfluss auf das Gesamtergebnis abgeleitet. d) Gewichtung Die Gewichtung erfolgt in Anlehnung an die vom Umweltbundesamt erarbeitete Methode der Verbal-Argumentativen Bewertung. Hierbei werden die Wirkungskategorien aufgrund einer intersubjektiven Beurteilung bezüglich der Gewichtungskriterien ökologische Gefährdung, Distance to Target und Spezifischer Beitrag gegeneinander gewichtet. Eine detaillierte Darstellung und Begründung der Methode findet sich im “Handbuch Bewertung” des Umweltbundesamtes11. (2) Die Auswertung der Ergebnisse aus Sachbilanz und Wirkungsabschätzung erfolgt gemäß den Vorgaben aus ISO DIS 14043. Sie umfaßt die Zusammenführung der Ergebnisse aus Sachbilanz und Wirkungsabschätzung über alle untersuchten Szenarien sowie Daten- und Konsistenzprüfungen und führt im Ergebnis zu einer Empfehlung gemäß der in der Zieldefinition gestellten Frage. Alle Herleitungen und Annahmen, die zu dem Ergebnis führen, sind transparent darzustellen. Die Ergebnisse sind kritisch zu diskutieren, etwa danach, wie groß ein ökologischer Vorteil für ein Verpackungssystem einzuschätzen ist (Signifikanzanalyse) oder welche Bereiche der Lebenswege groβe Beiträge zu den Ergebnissen liefern (Dominanzanalyse).

10 Arbeitstitel, das Dokument liegt derzeit nur in einer UBA-internen Entwurfsfassung vor. 11 siehe Fußnote 10.

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XXI

Anforderungen an Daten und Datenqualität

Die der Untersuchung zugrunde liegenden Daten sollen folgenden Kriterien genügen: 1. Der geographische Rahmen der Untersuchung ist der deutsche Markt der Gerolsteiner

Brunnen GmbH & Co. für Mineralwasser.

2. Der zeitliche Rahmen wird auf die Jahre 1996 bis 1998 festgelegt. Alle Informationen und Daten sind in Bezug auf diesen Zeitraum oder möglichst nahe zu diesem Zeitraum zu ermitteln.

3. Die Daten zur Herstellung der PET-Flaschen aus Granulat12, Abfüllung, Distribution und Aufbereitung sind spezifisch für die Gerolsteiner Brunnen. Die Datengrundlage für die Herstellung der Glasflaschen und der weiteren Bestandteile der Verpackungssysteme, Distribution ab GFGH oder Zentrallägern des Handels wurde durch die im UBA-Vorhaben Ökobilanz Getränkeverpackungen II durchgeführten Erhebungen und Analysen geschaffen.

4. Alle der Studie zugrunde liegenden Daten sind einschließlich der Angaben zu ihrer Herkunft und Qualität im Abschlußbericht zu dokumentieren.

Kritische Prüfung

Es wird eine Kritische Prüfung nach DIN/ISO 14040, Abs. 7.3.2, durchgeführt. Hierzu wird ein externer Sachverständiger von der Gerolsteiner Brunnen GmbH & Co. beauftragt, zusammen mit einem weiteren externen Sachverständigen die vorliegenden Studienergebnisse aufgrund der methoden- und datenbezogenen Kriterien gemäß DIN/ISO 14040, Abs. 7.1 zu prüfen. Die Kritische Prüfung umfaßt demnach alle Arbeitsschritte der Ökobilanz und begleitet diese ab dem Beginn der Studie.

12 nicht die Granulatherstellung als solche

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XXII

Sachbilanz

Datenerfassung

Lebensweg

(1) Der Lebensweg ist aus einzelnen Prozessen zusammengesetzt. Werden mehrere Prozesse gemeinsam bilanziert, dann werden sie zu einem Modul zusammengefaßt. Als Module werden somit die einzelnen Untersuchungseinheiten des Lebensweges bezeichnet. Die Module sind durch Stoff- und Energieflüsse miteinander verbunden. Den Modulen gegebenenfalls angegliedert sind Transporte. (2) Der Lebensweg beginnt grundsätzlich mit der • Entnahme von Ressourcen aus der natürlichen Umwelt, • Aufnahme von Sekundärrohstoffen und endet mit der • Abgabe von Stoffen und Energie an die natürliche Umwelt bzw. der • Abgabe von Sekundärrohstoffen13. (3) Eine schematische Darstellung des Lebensweges zeigt Bild 2-1. Die folgenden Abbildungen zeigen die zu bilanzierenden Lebenswege.

Abbildung 0-1: Lebenswegstruktur der PET- Mehrwegflasche

MK-FraktionDSD-Ballenware

Rohstoffgewinnung, Packstoffherstellung, Energievorketten, Herstellung von Hilfsstoffen, Transporte

PP-Deckel

T1.1 T1.2

Handel

T2.1

Verbraucher

T5.1

MVA Dep.

T1.3 T1.4 T1.5 T1.6

PE-Etikett PE-Kasten Palette PE-Folie

Erf. Restmüll

PET-Preform +Flaschenherst.

Erf. DSD+ Sortierung

Recycling-Gutschrift für externen Einsatz

PP-Deckel

Flaschen, tw.mit Deckel, Etikett

aussortierte Etiketten, Deckel, Kästen, Paletten

PET-Flakes

T5.3

Sekundärrohstoffe

Sachbilanz 2

Aufbereitung

Abfüller: Aussortieren, Spülen, Abfüllen, Verpacken

prognos 1998

T5.2

T5.4

Aufbereitung

Sachbilanz 1

Zeichen für TransporteTn.m

13 Die Berücksichtigung des ökologischen Nutzens des Einsatzes von Sekundärrohstoffen anstelle von primären Rohstoffen

wird im Rahmen eines an die Sachbilanzierung anschliessenden Verfahrens der Allokation berücksichtigt. Die Ergebnisse der Sachbilanz und des Gutschriftenverfahrens werden addiert und bilden gemeinsam die Ausgangsdaten der Wirkungsbilanz.

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XXIII

Abbildung 0-2: Lebenswegstruktur der Glas- Mehrwegflasche

Altglas

Rohstoffgewinnung, Packstoffherstellung, Sekundärrohstoffaufbereitung, Energievorketten, Transporte

Alu-Deckel

T1.1 T1.2

Handel

T2.1

Verbraucher

T5.1

MVA Dep.

T1.3 T1.4 T1.5 T1.6

Papier-Etikett PE-Kasten Palette PE-Schnur

Erf. Restmüll

Glasflasche

Glascontainer

Recycling-Gutschrift für externen Einsatz

Deckel

Flaschen, tw. mit Deckel, Etikett

Scherben

T5.3

Sekundärrohstoffe

Sachbilanz 2Aufbereitung

Altglas

prognos 1998

T5.2aussortierte

Etiketten, Deckel, Kästen, Paletten

T5.4

Aufbereitung

Sachbilanz 1

Abfüller: Aussortieren, Spülen, Abfüllen, Verpacken

Zeichen für TransporteTn.m

Datenkategorien

(1) Bei der Bilanzierung der Module werden folgende Datenkategorien verwendet:

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XXIV

Tabelle 0-1: Datenkategorien bei der Bilanzierung der Module (Oberkategorien)

Input Output

Rohstoffe in Lagerstätten Abfälle

fossile Energieträger Abfälle zur Beseitigung

Nichtenergieträger Abfälle zur Verwertung

Kumulierter Energieaufwand Abfälle, unspezifiziert

(gesondert ausgewiesen: Kernenergie, Emissionen (Luft)

Wasserkraft, fossil gesamt, Emissionen (Wasser)

unspezifiziert) Energieträger, sekundär#

Energieträger, sekundär14 Wasser

Nicht zurückverfolgte Einsatzstoffe (Kühlwasser, Abwasser unspez.,

(v.a. Hilfs- und Betriebsstoffe) Sickerwasser)

Mineralien Transporte

Stoffe, diverse (Kilometer, Tonnenkilometer)

Wasser Deponie

(Kühlwasser, Quellwasser, sonst.) (Deponievolumen, Fläche)

Abfälle zur Verwertung*

Verpackungsmaterialien

* Abfälle zur Verwertung sind Sekundärmaterialien wie Altglasscherben zur Glasproduktion, Altpapier zur

Etikettenproduktion und Aluminiumabfälle für die Verschlußherstellung aus Sekundäraluminiumbarren. # Energieträger, sekundär als Output stellen z.B. die erzeugten Energiemengen (thermisch oder/und elektrisch) aus dem

Prozeß der Müllverbrennung dar. Unter den Oberkategorien werden die einzelnen Parameter aufgeführt. Es handelt sich dabei um offene Listen, die je nach Detailliertheit der Erhebungen erweitert werden können. Soweit als möglich werden für jedes Modul alle Parameter, die in die Wirkungsabschätzung einfließen, ausgewiesen. (2) Lärm wird in der Sachbilanz nur indirekt über die Transportkilometer erfaßt. Aus den Transportkilometern wird in der Wirkungsbilanz die Lärmbelastung berechnet. Gerüche und Radioaktivität werden nicht erfaßt. (3) In dem Protokoll der Sachbilanz werden nur die Datenkategorien ausgewiesen, die zu Beginn des Lebensweges bzw. zum Ende oder bei Abbruch des Lebensweges auftreten. D.h. prozeßverbindende Stoffe und Energie sind dort nicht mehr aufgeführt. Umweltbelastungen aus Transporten werden Primärenergieverbrauch und Emissionen zurückgeführt, zusätzlich werden Kilometer und Transportportkilometer berechnet und ausgewiesen.

14 Energieträger, die in einem anderen Lebensweg als Nebenprodukt erzeugt wurden (Begriffsbildung analog

Sekundärrohstoff)

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XXV

Datenerfassung und Datenherkunft

(1) In den Bereichen Herstellung von PET-Preform und -Flaschen aus Granulat, Abfüllung, Distribution und PET-Recycling wurden Datenerhebungen durchgeführt. Die Datenerfassung erfolgte in der Regel schriftlich mit Hilfe eines Fragebogens, der durch Gespräche ergänzt wurde. (2) Im Bereich der Daten, die nicht spezifisch für die Gerolsteiner Brunnen erhoben wurden, v.a. Daten zur Grundstoffher- und Energiebereitstellung, wurde auch auf existierende Datenbasen und Literaturdaten zurückgegriffen. Die Zusammenstellung in Kap. 0, Tabelle 0-21 zeigt die Herkunft der Daten für die verschiedenen Lebenswegabschnitten im Überblick.

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XXVI

Grundsätze und Verfahren der Allokation

Allokationsverfahren und -kriterien waren zum einen auf Prozeß-, zum anderen auf Systemebene festzulegen.

Allokationen auf Prozeßebene

(1) Die Notwendigkeit, Umwelteinwirkungen eines Prozesses zuzuordnen (Allokation), besteht bei Prozessen mit mehreren Produkten (Stoffe, Energie, Dienstleistungen) sowie im Bereich der Entsorgungsanlagen, die mehrere Inputmaterialien gleichzeitig behandeln. Von diesen mehreren Produkten oder mehreren Inputmaterialien ist in der Lebenswegbilanz in der Regel nur eines Gegenstand der Untersuchung. (2) Für die Allokation gelten drei Grundsätze: • Eine Allokation soll nur erfolgen, wenn das Problem nicht durch eine Systemerweiterung gelöst werden

kann. • Bei der Allokation ist das Verursacherprinzip anzuwenden. Z.B. kann ein Stoff der kein Schwefel enthält

keine Schwefeldioxidemissionen verursachen. • Bei der Allokation ist sicherzustellen, daß die Massenbilanz für jede Teilbilanz stimmt.

Beispiel: Die Umwelteinwirkungen eines Prozesses sind den beiden Produkten P1 und P2 zuzuordnen. Die beiden Produkte haben keine besonderen Eigenschaften, die eine spezielle Ursache-Wirkungs-Beziehung zum Input bedingen. Für beide Produkte sind alle Prozeßschritte gleichermaßen erforderlich. Die Umwelteinwirkungen werden daher massenproportional zugeordnet.

Abbildung 0-3: Allokation nach Masse bei Multi-Output-Prozessen

Prozeß 12 kg X0,8 kg P1

0,2 kg P2

5 kWh

1 kg Abfall

Prozeßbeschreibung nach Allokation der Umwelteinwirkungen auf die Produkte P1 und P2

Multi-Output-Prozeß

Summe 1 kg Produkte

Prozeß 1.11,6 kg X 0,8 kg P1

4 kWh

0,8 kg Abfall

Prozeß 1.20,4 kg X0,2 kg P2

1 kWh

0,2 kg Abfall

Die Summe der Stoffströme und des Energieeinsatzes der beiden Teilprozesse addiert sich zum Ursprungsprozeß. Die Massenbilanz stimmt folglich. Ein typisches Beispiel für diese Art der Allokation ist der Steamcracker in der Prozeßkette der Kunststoffherstellung.

(3) Das Beispiel läßt sich analog auf Multi-Input-Prozesse übertragen. (4) Die Zuordnung von Umwelteinwirkungen über die Masse ist die häufigste Allokationsregel. Bei Prozessen der Energiebereitstellung erfolgt die Aufteilung der Umwelteinwirkungen auch entsprechend dem unteren oder oberen Heizwert der Produkte.

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XXVII

Recycling (Systemebene)

(1) Die Sachbilanz endet mit der Bereitstellung von sortierten Abfällen zur Verwertung. Da diese Abfälle zur Verwertung nicht in die Umwelt abgegeben werden, müßten sie nach der Ökobilanzmethodik grundsätzlich weiterverfolgt werden. Bei der Weiterverfolgung sind zwei Fälle zu unterscheiden: 1. Rückführung in einen Prozeß des gleichen Lebensweges, z.B. Rückführung von Altglas in die Glasschmelze

(Closed Loop Recycling) oder 2. Rückführung in einen anderen Lebensweg zur Herstellung eines anderen Produktes, z.B. Einsatz von PET-

Flakes aus Flaschen in die Textilindustrie (Open Loop Recycling).

(2) Beim Open Loop Recycling wird zwischen Bestandteilen des Verpackungssystems und anderen Abfällen zur Verwertung unterschieden. Erstere stellen unter den Abfällen zur Verwertung in der Regel sowohl in Hinblick auf die Menge als auch auf die Stoffwertigkeit die wichtigsten Gruppen dar. Für Bestandteile des Verpackungssystems wird eine Systemerweiterung durchgeführt. Andere Abfällen zur Verwertung werden nicht weiterverfolgt, sondern verlassen den Lebensweg als Sekundärrohstoffe.

Closed Loop Recycling

(3) Die Menge an anfallenden Sekundärrohstoffen, die entsprechend der Einsatzquote von Sekundärrohstoffen zur Herstellung des untersuchten Produktes eingesetzt wird, wird innerhalb des Lebensweges zurückgeführt (Closed Loop Recycling). (4) Eine gegebenenfalls überschüssige Menge wird als Abfall zur Verwertung entsprechend dem Verfahren zum Open Loop Recycling weiter berücksichtigt.

Abbildung 0-4: Closed Loop Recycling

Abfälle zur externenzur Verwertung

Primärressourcen

Aufbereitung

Einsatzquote für Sekundärrohstoffe

(5) Fallen im Lebensweg Abfälle zur Verwertung an, die nach Aufbereitung denen, die im Lebensweg tatsächlich eingesetzt werden, qualitativ entsprechen, so wird die eingesetzte Menge als Closed Loop Recycling modelliert (ISO 14041, Nr. 6.5.4).

Open Loop Recycling von Bestandteilen des Verpackungssystems

(6) Für den Output von Abfällen zur Verwertung aus dem betrachteten Lebensweg, die ursprünglich Bestandteile der Flasche (Flasche, Verschluß, Etikett, Kästen, Paletten) waren, wird diesen eine Gutschrift erteilt.

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XXVIII

Beispiel: Abfall zur Verwertung sind die gebrauchten PET-Flaschen. Nach einer Aufbereitung liegen PET-Flakes vor, die primäres PET-Granulat in der Textilindustrie ersetzen.

Abbildung 0-5: Open Loop Recycling von Bestandteilen des Verpackungssystems

Lebenswegbilanz (Sachbilanz 1),z.B. Herstellung und Entsorgung des Verpackungssystems der 1.0 l PET-Flasche

Aufbereitung

aufbereiteter Wertstoff ersetzt Primärrohstoff

Teilbilanz:Herstellung des Primärrohstoffes, z.B. PET-Granulat

Primärressourcen

Ressourcen

GutschriftSachbilanz 2:Umweltbelastung aus Aufbereitung abzüglich Umweltbelastung aus Herstellung des Primärrohstoffes

Anfall von Abfällen zur Verwertung

(7) Die Gutschrift wird nur erteilt, wenn Primärrohstoffe ersetzt werden. Sie entspricht dem Herstellungsaufwand der substituierten Primärrohstoffe. Die Aufbereitung wird als Umweltbelastung von der Gutschrift abgezogen (8) Wird im Marktdurschnitt bereits ein Anteil des ersetzten Rohstoffes (z.B. PET-Granulat) aus Sekundärrohstoffen hergestellt, ersetzt der in einem Lebensweg anfallende Abfall zur Verwertung nicht nur Primärrohstoffe sondern auch andere Sekundärrohstoffe. Bei einer teilweisen Substitution von Sekundärrohstoffen, wird für den entsprechenden Anteil keine Gutschrift erteilt (siehe folgende Abbildung). Aus Gründen der Symmetrie gilt diese Vorschrift analog für den Input von Sekundärrohstoffen in das betrachtete System.

Abbildung 0-6: Gutschrift für extern verwertete Abfälle bei teilweiser Substitution von Sekundärrohstoffen

73% Primärrohstoff

Teilbilanz:Herstellung von Aluminiumbarren

Primärressourcen

Gutschrift

Abfälle zur Verwertung

27% Sekundärrohstoff

keine Gutschrift

(9) Für den in der obigen Abbildung dargestellten Fall ersetzen 100 kg aufbereiteter Aluminium-Abfall zur Verwertung 73 kg Primäraluminium und 27 kg Sekundäraluminium. Eine Gutschrift über eingesparte Umweltbelastungen bei der Herstellung von Aluminium wird nur für die 73 kg Primäraluminium vorgenommen.

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XXIX

Open Loop Recycling Abfällen zur Verwertung mit Ausnahme der Bestandteile des Verpackungssystems

(10) Ein Output von Abfällen zur Verwertung, die nicht ursprünglich Bestandteil des Verpackungssystems waren, wird als nicht weiter verfolgter Sekundärrohstoff in der Sachbilanz ausgewiesen. Dieses Verfahren ist unter dem Begriff Cut-Off bekannt.

Transportleistungen

Bei Transporten gefüllter Verpackungen erfolgt die Allokation zwischen Verpackung und Füllgut nach Masse unter Berücksichtigung der Auslastung des Transportfahrzeugs (siehe ausführliche Beschreibung im Anhang).

Spezielle Module und Modulketten

Lebenswegabschnitt: Grund-/Packstoffherstellung

Unter Grundstoffen werden die zur Verpackungsherstellung notwendigen Vorprodukte wie Aluminiumbarren, Kunststoffegranulat, Papier sowie Glas zusammengefaßt. Die nachfolgend dargestellten Datenquellen geben den Bearbeitungsstand 1. November 1998 wieder.

Grundstoffherstellung: PE, PP, PET

In den analysierten Lebenswege werden folgende Kunststoffe eingesetzt: • Polyethylen niederer Dichte (LDPE) als Material für Verpackungsfolien und Etiketten • Polyethylen hoher Dichte (HDPE) als Material für Flaschenkästen • Polypropylen (PP) als Material für Schraubverschlüsse • Polyethylenterephtalat (PET) als Material für die Getränkeflaschen Die Grundlage für die verwendeten Ökobilanzdaten bilden die Berichte der Association of Plastics Manufacturers in Europe (APME), Brüssel aus den Jahren 1993 bis 1997. Die Datenerhebung erfolgte in den Jahren davor. In der Veröffentlichungen der APME werden für jeden Kunststoff die gewichteten Mittelwerte des In- und Outputs für die jeweilig führenden Kunststoffhersteller zusammengefaßt. Die Daten der APME-Berichte wurden für die vorliegende Ökobilanz mit den Werten aus BUWAL 250 abgeglichen und gegebenenfalls die aktuelleren Datensätze verwendet15. Eine Beschreibung der Verfahrensschritte zur Herstellung der Kunststoffe entfällt im Rahmen dieser Ökobilanz, da es sich um Literaturdatensätze handelt, die in den dazugehörigen Bilanzbroschüren der APME eingehend beschrieben sind. Die verwendeten Datensätze sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

15 In BUWAL 250 sind im Gegensatz zur APME-Veröffentlichung die Emissionen an Schwermetallen in einzelne Elemente

aufgeschlüsselt

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XXX

Tabelle 0-2: Datengrundlage zur Kunststofferzeugung

Kunststoff Anzahl derHersteller

Datenbasis Zeitraum

Veröffent-lichung

APME-Bericht Nr.:

Polyethylen niederer Dichte (LDPE)

22 bis 1992 1993 3

Polyethylen hoher Dichte (HDPE)

10 bis 1992 1993 3

Polyethylenterephtalat (PET) 3 1989-91 1995 8

Polypropylen (PP) 14 bis 1992 1993 3

Quellen: APME, Brüssel, erweitert mit BUWAL, Bern, 1997 ifeu, Heidelberg, 1998

Grundstoffherstellung: Glas (weiß)

Der vorliegende Datensatz für die 0,7 l Mineralwasserflasche der GDB wurde in den Monaten Juli bis Oktober 1998 in enger Absprache mit dem Fachverband Behälterglasindustrie e.V. 16, Düsseldorf und den Glashütten Oberland Glas, Bad Wurzach, sowie Gerresheimer Glas, Düsseldorf, entwickelt und abgestimmt. Die als repräsentativ für die bundesdeutsche Behälterglasindustrie anzusehenden Daten umfassen die folgenden Prozesse: • Gewinnung von Rohstoffen und Herstellung von Einsatzstoffen für die Glasherstellung,

• Herstellung der Flaschen (Glashütte),

• Altglassammlung und Scherbenaufbereitung.

Es werden alle Prozesse von der Rohstoffgewinnung bis hin zur fertigen verpackten und palletierten Glasflasche berücksichtigt. Einen gesondertes Modul für die Flaschenherstellung gibt es bei der Glasherstellung nicht. Als Datenquellen dienten der FV Behälterglas e.V. unter anderem:17

• Daten aus einer Umfrage zum Technologiestand 1992, die Eingang in die UBA Getränkeökobilanz I gefunden haben und

• neue Datenerhebungen aus dem Jahre 1996 für die in Betrieb befindlichen optimierten Wannentypen. Die Altglaserfassung und -aufbereitung gehört entsprechend den methodischen Ausführungen zu den Lebensweggrenzen zum Lebenswegabschnitt Grund-/Packstoffherstellung (siehe Kap. 0).

Glashütte

Als Datenquelle liegen Angaben von der Fachvereinigung Behälterglasindustrie e.V. (FVB), Düsseldorf vor, die auf Umfrageergebnissen aus den Jahren 1992 bzw. 1996 stammen und auf Angaben von 67 % der bundesdeutschen Getränkeflaschen-Produzenten basieren. Hieraus ergeben sich repräsentative Werte für Deutschland. Für den Datensatz wird ein Mix aus verschiedenen Wannentechnologien und Energieträgern (für deren direkte Befeuerung) angenommen. Darunter sind hauptsächlich: • optimierte Schmelzwannen der Typen Deep-Refiner (U-Flammenwanne), Low NOx-Melter und Oxy-Fuel.18

16 BUWAL 250, Ökoinventare für Verpackungen; Bern, 1998

VIAG Continental Can & F.V Behälterglasindustrie Ökobilanz von Bierverpackungen, 1997. unveröffentlicht 17 Schreiben FV Behälterglasindustrie e. V. vom 16. 11. 1998 18 siehe Fußnote 17

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XXXI

• herkömmliche U- und Querflammenwannen. Alle berücksichtigten Wannentypen sind in Betrieb; die Daten bilden damit einen Querschnitt der eingesetzten Technologien. Der Technologiestand der optimierten Wannen wurde im Rahmen des Critical Review zur Ökobilanz Bierverpackungen im August 1997 überprüft.19 Der Anteil an Erdgas beläuft sich dabei auf 75 % und der an Heizöl S auf 25 %.20 Der Energieverbrauch wird mit 3 846 MJth und 571 MJel pro Tonne angegeben. Die Glasherstellung in der Behälterglashütte setzt sich aus folgenden Bereichen zusammen: • Gemengeaufbereitung, • Schmelzwanne, • Arbeitswanne, • Feeder, • Hohlglasmaschine, • Kühlofen, • kaltes Ende, • Palettieren und • Schrumpfofen. Für die Glasherstellung wird ein Gemenge aus Scherben und Rohstoffen verwendet. Der Anteil an Altglas macht bei Weißglasbehältern lt. Oberland Glas AG, Bad Wurzach insgesamt 60 bis 66 % aus. Der FVB ermittelte für die bundesdeutsche Behälterglasindustrie einen Gesamtscherbenanteil bei der Weißglas-Herstellung von 65 % bei einem Eigenscherbenanteil von 6 % 21. Aus den Angaben des FVB ergibt sich somit ein mittlerer Fremdscherbenanteil von 59 %. Dieser Wert, der für die Modellierung angenommen wird, unterscheidet sich nur geringfügig von dem der Gesellschaft für Glasrecycling und Abfallvermeidung GGA, die den durchschnittlichen Scherbeneinsatz mit 56,5 % angibt 22. Das Restgemenge für die Glasschmelze wurde nach den Angaben für die spezifische Zusammensetzung von Weißglas (Oberland Glas, August 1998) und UBA Ökobilanz für Getränkeverpackungen I umgerechnet auf Gemengerohstoffe wie folgt zusammen23. In die Bilanz fliessen die Angaben nach UBA I ein.

19 VIAG Continental Can & F.V Behälterglasindustrie e. V.: Ökobilanz von Bierverpackungen unveröffentlicht 1997 20 Statistisches Bundesamt, Fachserie 4, Reihe 4.1.1 21 FVB-Schreiben vom 13.08.1998 22 Sekundär-Rohstoffe 07-08/98 23 Umweltbundesamt, Berlin: Ökobilanz für Getränkeverpackungen Datengrundlagen, Berlin, 1995 unveröffentlicht

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XXXII

Tabelle 0-3: Zusammensetzung Restgemenge Behälterglas, weiß

Gemengezusammensetzung Glaszusammensetzung

Rohstoff Gew.-% Oxid Gew.-% bezogen auf Glas

UBA Getränke I

Weißglas 1998

Sollwert (Oberland)

nach UBA I

Sand 56,6 56,1 SiO2 72,3 70,1

Soda (Na2CO3) 16,7 17,0 Na2O 12,4 11,9

Kalkstein 8,1 10,5 CaO 10,6 8,4

Dolomit 8,5 9,7 CaO s.o. s.o.

(CaCO3.MgCO3) MgO 2,5 2,1

Feldspat 4,6 6,4 SiO2 s.o. s.o.

Na[AlSi3O8] Al2O3 1,4 1,0

Quellen: UBA I 1995, Oberland-Glas 1998, eigene Berechnungen, FV Behälterglasindustrie e. V. 1998

ifeu, Heidelberg 1998

Die in vorstehender Tabelle ausgewiesenen Gemengerohstoffdaten „Weißglas 98“ wurden im November 1998 vom F.V. Behälterglasindustrie bestätigt und finden Eingang in die Berechnungen zu den laufenden Ökobilanzen für Getränkeverpackungen des Umweltbundesamtes.24 In den Glasproduktionen fällt kein Abwasser an, da die Anlagen mit einem Umlaufwassersystem arbeiten. Das eingesetzte Wasser dient hierbei dem Ausgleich von verdunstetem Wasser zur Kühlung und der Gemengeaufbereitung.

Gewinnung von Rohstoffen und Herstellung von Einsatzstoffen für die Glasherstellung

Die Prozeß- und Transportdaten der Rohstoffe und Vorprodukte, die in die Glasschmelze eingehen, sind der BUWAL-Studie 250 25 und 132 26 sowie der ersten UBA Ökobilanz für Getränkeverpackungen I entnommen. Soweit die Angaben zu den CO2-Emissionen fehlten (v.a. BUWAL 132), wurden diese ergänzt. • Der Sand wird als Rohstoff abgebaut und durchschnittlich 600 km mit der Bahn zur Glasfabrik

transportiert. • Die Soda-Herstellung erfolgt im „Solvay-Verfahren„. Der Prozeß kann mit folgender Reaktionsgleichung

vereinfacht dargestellt werden: 2 NaCl + CaCO3 Na2CO3 + CaCl2

Der Datensatz ist BUWAL 132 entnommen und wurde durch Angaben aus Ullmann’s Enzyklopädie der technischen Chemie ergänzt27. Das Soda wird mit der Bahn zu der, im Durchschnitt 200 km entfernten, Glasfabrik angeliefert28. Das für die Soda-Produktion benötigte Steinsalz wird z.T. bergmännisch wie auch über Soleförderung gewonnen. Datengrundlage ist der APME-Bericht mit dem Bezugsjahr 1989 -9029. Dieser ist repräsentativ für Westeuropa. Über den Antransport liegen keine Angaben vor, so daß die gleiche Transportart und -ent-fernung wie für den Kalkstein - 55 km LKW (max. Nutzlast: 28 t) im Werksverkehr - angenommen wird.

24 Schreiben des F:V. Behälterglasindustrie e.V. vom 19.11.1998 25 BUWAL 250/II, Ökoinventare für Verpackungen Bd. 2; Bern, 1998 26 BUWAL 132, Ökobilanz von Packstoffen; Bern, 1991 27 Thieme, Christian: Sodium Carbonates. In: Ullmann´s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Volume A 24; Weinheim: VCH

Verlagsgesellschaft mbH, 1993 28 Quelle: UBA Getränke I 29 APME: A Report for APME: Eco-profiles of the European polymer industry, Report 6: Polyvinyl Chloride. Brussels: 1994

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XXXIII

• Kalziumcarbonat (Kalkstein) wird im Tagebau gefördert. Dabei wird in der ersten Stufe die Deckschicht abgetragen und mit entsprechenden Steinbruchmaschinen wird anschließend der Kalkstein abgebaut. Der Transport über 55 km zur Soda-Produktion erfolgt per Lkw (max. Nutzlast: 28 t) im Werksverkehr. Für den Transport zur Glasfabrik wird eine mittlere Entfernung von 190 km des gleichen Lkw-Typs angenommen.

• Der Modellierung der Dolomit- und Feldspat-Gewinnung wird BUWAL 132 zugrundegelegt, wobei die für Deutschland repräsentativeren Transport-Daten aus der UBA Getränkebilanz I entnommen sind: - Dolomit über 180 km per Bahn, - Feldspat über 190 km per LKW (max. Nutzlast: 28 t) im Werksverkehr.

Sortierung von Altglas (aus Containersammlung, Abfüller) und Einsatz für die Herstellung von Behälterglas

In Deutschland existieren derzeit 26 regional verteilte Altglas-Aufbereitungsanlagen. Stellvertretend für diese Anlagen wird der Datensatz der Süddeutschen Altglas Rohstoff GmbH (SAR) in Bad Wurzach stellvertretend zugrunde gelegt. In der Aufbereitung wird das Altglas zerkleinert und die Scherben in mehreren Stufen sowohl manuell als auch maschinell sortiert. Diese Aufbereitung gewährleistet eine fast vollständige Ausscheidung von Fremdstoffen. Der auβer den 97,6 % sortierten Scherben verbleibende Anteil an aussortierten Reststoffen (2,4 %) im Altglas wird in nachfolgender Tabelle näher erläutert. Die Angaben sind den Unterlagen der SAR entnommen und unterscheiden folgende Sortierfraktionen30:

Tabelle 0-4: Zusammensetzung der Sortierreste bei der Scherbenaufbereitung

Prozentualer Anteil Art und Zusammensetzung der Reststoffe

68,4 % Glas mit Verunreinigungen

6,4 % Verschlüsse und Ringe aus Alu

5,3 % Keramik, Steine, Porzellan

4,8 % Kunststoffe, gemischt

4,7 % Papier, Etiketten

1,3 % Flaschenverschlüsse, z.B. Kork

1,1 % Eisen, Metalle

1,1 % Flaschenkapseln aus Blei

0,3 % Hausmüll gemischt, org. Reststoffe

6,6 % Feuchtigkeit

Quelle: SAR, Bad Wurzach, 1994 ifeu, Heidelberg 1998

Der Energiebedarf der Scherbenaufbereitung beläuft sich lt. SAR auf 9,8 kWhel pro Tonne aufbereitetes Altglas31.

30 Süddeutsche Altglas Rohstoff GmbH, Recycling statt Müll, Bad Wurzach o. J. 31 pers. Mitteilung SAR, Bad Wurzach, vom 9.7.98

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XXXIV

Transporte

Beim Antransport des Altglases von den lokalen Sammelcontainern bzw. den DSD-Sammeltonnen zu den Altglas-Aufbereitungsanlagen wird analog den Annahmen zur UBA Getränkeökobilanz I von einer durchschnittlichen Transportentfernung von 70 km ausgegangen32. Als Sammelfahrzeuge werden Solo-Lkws mit einer max. Nutzlast von 15,3 t eingesetzt. Die Leerfahrt als Anfahrt zu den Containern wird dem transportierten Altglas in Gänze angerechnet. Die sortierten Scherben werden den im Durchschnitt 80 km entfernten Glasfabriken angeliefert. In der Regel findet dies im Werksverkehr statt, d.h. die leere Rückfahrt wird dem Scherbentransport 100 %-ig angelastet. Für den Transport werden Lkws bzw. Sattelzüge mit einer max. Nutzlast von 28 t verwendet. Diese Datenangaben entstammen ebenfalls den Angaben aus der UBA: Ökobilanz für Getränkeverpackungen I.

Grundstoffherstellung: Primäraluminium

Zur Herstellung von Aluminium hat die European Aluminium Association (EAA) eine Sachbilanz erstellt. Erhoben wurden die Datensätzen unter Beteiligung von 70 Fachleuten in den wichtigsten europäischen Produktionsstätten der Aluminiumindustrie. Sie stellen nach den Angaben der EAA einen repräsentativen Datensatz für in Europa verwendetes Aluminium dar. Der Erhebungszeitraum waren die Jahre 1991 und 1992. Im Jahre 1994 wurden die Daten nochmals dem aktuellen Stand angepaßt und die osteuropäischen Aluminiumproduzenten in die Bilanz aufgenommen. In den Jahren 1992 bis 1996 wurden die Datensätze von dem englischen Ökobilanzexperten Dr. Ian Boustead überprüft. Im Abschlußbericht von 1996 wurde ihre SETAC- bzw. ISO-Konformität bestätigt33. Der Datensatz beschreibt die Herstellung von Primäraluminium (Barren) aus den Rohstoffen34. Berücksichtigt werden die Schritte: Förderung der Rohstoffe wie Bauxit, Steinsalz, Kalk usw., Herstellung der Zwischenprodukte wie Tonerde, Anodenmaterial, Aluminiumfluorid usw. sowie der Herstellungsschritte wie Schmelzflußelektrolyse, und Aluminiumguß. Dabei werden neben der Nutzung der mineralischen Rohstoffe die direkten Energieeinsätze folgender Energieträger verbrauchs- und emissionsseitig in der Bilanz erfaßt: • Heizöl S, • Steinkohle, • Erdgas und • Dieselkraftstoff. In der EAA-Studie nicht enthalten sind die Verbrauchs- und Emissionsdaten zur Bereitstellung des elektrischen Stroms. Da die Schmelzflußelektrolyse einen ergebnisrelevanten Teilprozeß darstellt, ist der jeweils verwendete Stromsplit ein besonders sensibler Faktor. In Diskussionen mit dem Gesamtverband der deutschen Aluminiumindustrie e.V. (GDA) wurden die zu verwendenden Stromnetze diskutiert und festgelegt35. Vom GDA wurden die europäischen Stoffströme von Rohaluminium und Aluminiumerzeugnissen ermittelt und für das Jahr 1994 dargestellt36. Der Primäraluminiumverbrauch des deutschen Marktes im Jahre 1994 betrug insgesamt 1.386.100 Tonnen. Davon wurden 1.063.200 t (77 %) durch Importe gedeckt. Im europäischen Markt wurden 60 % des Primäraluminiums selbst erzeugt und die übrigen 40 % weltweit importiert. Anhand dieser Prozentzahlen wurde von der EAA das Strommodell Primäraluminium entwickelt. Dabei haben die verschiedenen Energieträger die folgenden Anteile:

32 Umweltbundesamt, Berlin: Ökobilanz für Getränkeverpackungen Datengrundlagen, Berlin, 1995 unveröffentlicht 33 Dr. Ian Boustead, 2 Black Cottages, West Grinstead, West-Sussex (GB)

SETAC: Society of Environmental Toxicology and Chemistry ISO: International Organisation of Standardization(Hrsg.): ISO-14040 Environmental management - Life cycle assessment - Principles and framework. Genève (CH), 1997

34 European Aluminium Association (Hrsg.): Ecological Profile Report for the European Aluminium Industry. Brussels (B), 1996

35 Sitzung in Heidelberg am 28.7.98 mit den Herren Schäfer GDA, Bonn und Dr. Kehlenbeck ALCAN, Göttingen 36 Vortragsskript J. Schäfer GDA vom 17.3.98, GDA, Bonn

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XXXV

Tabelle 0-5: Stromsplit der Primäraluminiumproduktion nach EAA 1996

Prozentualer Anteil Erzeugungsart

50,8 % Wasserkraft

15,0 % Kernkraft

25,6 % Steinkohle

6,4 % Erdgas

2,2 % Erdöl

Quelle: EAA, 1996 ifeu, Heidelberg 1998

Die Bereitstellung der elektrischen Energie wurde anhand des europäischen Kraftwerksparks mit dem oben genannten Kraftwerksmix nach GEMIS bestimmt und in die Bilanz eingefügt.37

Aufbereitung von Aluminiumschrott

Die Datensätze für diesen Reinigungsschritt stammen aus den Erhebungen der EAA-Mitgliedsunternehmen in den Jahren 1991/92 und 1994. Sie geben einen repräsentativen Querschnitt der europäischen Situation wieder38. Die Validierung der Daten erfolgte durch Dr. Ian Boustead39. Aluminiumschrott aus allen Verbrauchsbereichen wie Bauwesen, Maschinenbau und Verpackung wird als wichtiger Sekundärrohstoff neben den sortenrein anfallenden Produktionsresten für die Aluminiumschmelze eingesetzt. Das Vermeiden des elektrolytischen Aufschmelzens der Rohstoffe spart nach Angaben der EAA 95 % der zur Gewinnung von Aluminiumbarren einzusetzenden Schmelzenergie. Das Post-Consumer-Material muß vor seinem Einsatz in der Aluminiumschmelze jedoch noch einen Sortier- und Reinigungsschritt durchlaufen. Bei der Herstellung von Primäraluminium zum Einsatz für die Folienherstellung wird 27.5 % Sekundäraluminium eingesetzt. Die Marktsituation des Jahres 1994 in Deutschland ist von einer ausgeglichenen Import/Export Bilanz gekennzeichnet. So wurden 217.383 t importiert und 217.377 t exportiert. Die Verbräuche an Materialien und die direkten Prozeßemissionen sind im EAA-Datensatz enthalten. Zur Bereitstellung der elektrischen Energie wurde der Strommix Deutschland verwendet40.

Grundstoffherstellung: Papier

Die Ökobilanz-Werte für das eingesetzte Papier, welches vorwiegend bei den Etiketten zum Einsatz kommt, wird von den Datensätzen abgeleitet, die im Jahre 1997 für die „Ökobilanz Graphische Papiere“ für das Umweltbundesamt Berlin vom ifeu-Institut erstellt wurden. Darin sind die Datensätze der europäischen Papierproduzenten aus den Jahren 1995 bis 1997 zu gewichteten Mittelwerten verarbeitet enthalten.41 Die Studie befindet sich derzeit im Review-Prozeß nach ISO 14040 und ist anschließend zur Veröffentlichung vorgesehen.

37 GEMIS 2.0, Wiesbaden, 1994 38 EAA, Brussels 1996 39 Dr. Ian Boustead, 2 Black Cottages, West Grinstead, West-Sussex (GB) 40 ifeu-Datenbank. 1997 41 Umweltbundesamt: Ökobilanz Graphischer Papiere, Endbericht Heidelberg, 1997

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XXXVI

Grundstoffherstellung: Holz

Der Einsatz von Holz beschränkt sich im Rahmen dieser Ökobilanz über die Verwendung als Rohstoff für die Papier- und Pappeindustrie vorwiegend auf den direkten Einsatz als Industrieholz zur Fertigung von Paletten als Bestandteil der Transportverpackungen. Die Datensätze werden aus durchschnittlichen Angaben der deutschen Forstwirtschaft gebildet. Hierzu herangezogene Quellen sind: • Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik (KWF), 1993 • Ökoinventare für Energiesysteme (ETH-Zürich), 1994 • Datensätze aus Ökobilanz Graphische Papiere, 1997 • Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (BBA, Braunschweig), 1989

Die Daten beziehen sich auf den Anbau und die Ernte von Holz im Wald bis zum Abtransport aus dem Wald. Die Palettenfertigung betrachtet darüber hinaus den Transport zum Sägewerk und die Fertigung der Paletten.

Herstellung der Verpackungen und weiteren Bestandteilen des Verpackungssystems

PET Preformherstellung aus Primärgranulat und Flaschenherstellung

Die Daten für die Preform- und Flaschenherstellung im Streckblasverfahren wurden von der Firma Constar (NL), dem Lieferanten der Gerolsteiner Brunnen, aktuell durch Messungen erhoben. Der Energieverbrauch beträgt für beide Prozeßschritte zusammen 56,65 kWh/1000 Flaschen bzw. 1,67 kWh/kg PET42.

PP-Schraubverschluß

Das beim Verschlußhersteller angelieferte Kunststoffgranulat wird zu den Schraubverschlüssen weiterverarbeitet. Für die Umformung der Kunststoffe werden die Werte aus der Schweizer Ökobilanzstudie BUWAL 250 eingesetzt.43 Die Verschlüsse werden in sogenannten „Octabins“, einem mit Inliner versehenen achteckigen Kartonagecontainer, verpackt und per Lkw vom Hersteller zu den Gerolsteiner Brunnen befördert. Es wird ein Lkw-Zug mit 40 t zul. Ges.-Gew. eingesetzt, die Transportentfernung beträgt 205 km im Speditionsverkehr. Das Gewicht eines Verschlusses beträgt 2,9 g.44

Aluminium-Anrollverschluß mit Dichteinlage

Die Aluminiumbarren werden zu Al-Dünnband weiterverarbeitet, welche anschließend zu den Verschlußproduzenten geliefert wird und dort zum Anrollschraubverschluß geformt wird.

Aluminiumdünnband

Datensätze für das zur Verschlußherstellung üblicherweise eingesetzte Aluminiumdünnband 216 µm konnten von der Aluminiumindustrie dem Verband Metallverpackungen e.V. und den Verschlußherstellern nicht zur Verfügung gestellt werden. In Übereinkunft mit dem GDA, Bonn, dem Verband Metallverpackungen e.V., Düsseldorf, der Fa. Crown Bender, Frankenthal, dem Umweltbundesamt, Berlin und der Genossenschaft

42 Angaben Fa. Constar International Holland (Plastics) BV. NL 6940 AA Didam 43 BUWAL 250, Ökoinventare für Verpackungen; Bern, 1998 44 Alle Angaben Gerolsteiner Brunnen, 8.1998

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XXXVII

Deutscher Brunnen, Bonn wurde stellvertretend dafür der Datensatz zur Aluminiumfolienherstellung 100 µm der EAA eingesetzt. Der Datensatz beschreibt die Herstellung einer 100 µm starken Aluminiumfolie, wie sie in der Packstoffindustrie zur Herstellung von Dosen und Dosendeckeln verwendet wird. Die Daten stammen aus der Ökobilanzstudie der EAA aus dem Jahre 1996 und geben einer repräsentativen Datensatz für das Aluminium Warm- und Kaltwalzen wieder45. Die Validierung der Daten erfolgte durch Dr. Ian Boustead46. Die Datenerhebung erfolgte bei den wichtigsten europäischen Verarbeitern in den Jahren 1991 und 1992. 1994 erfolgte ein Datenupdate unter Einbezug der osteuropäischen Hersteller. Die Verbräuche an Materialien und die direkten Prozeßemissionen sind im EAA-Datensatz enthalten. Die Vorketten der einzusetzenden Energieträger Heizöl S und Erdgas wurden nach GEMIS modelliert und der Bilanz hinzugefügt47. Zur Modellierung der Bereitstellung der elektrischen Energie wurden die Marktstatistiken für der deutschen Markt an Aluminiumhalbzeugen des Jahres 1994 herangezogen48. Im Jahre 1994 wurden in Deutschland 1.285.906 t Halbzeuge verbraucht. Der Import betrug im gleichen Zeitraum 587.315 t. Der Export betrug 754.200 t. Der Halbzeugmarkt wird hauptsächlich von Im- und Exporten aus und nach Europa bestimmt. Deshalb wurde der Stromsplit nach dem europäischen Modell der Aluminiumindustrie dargestellt und in die Bilanz aufgenommen. Der Split der einzelnen Energieträger stellt sich hier wie folgt dar:

Tabelle 0-6: Stromsplit Aluminium-Folienproduktion nach EAA 1996

Prozentualer Anteil Erzeugungsart

43,8 % Wasserkraft

24,7 % Kernkraft

22,6 % Steinkohle

5,4 % Erdgas

3,5 % Erdöl

Quelle: EAA, 1996 ifeu, Heidelberg 1998

Die Bereitstellung der elektrischen Energie wurde anhand der europäischen Erzeugerstruktur mit dem oben genannten Kraftwerksmix nach GEMIS bestimmt und in die Bilanz eingefügt49.

Aluminium-Anrollverschluß

Der Datensatz zur Herstellung des Aluminium-Anrollverschlusses entstammt der Datensammlung einer im Dezember 1996 veröffentlichten Ökobilanz des Öko-Institut e.V. Freiburg50. Der Datensatz wurde im Jahre 1992 vom Verband Metallverpackungen e.V., Düsseldorf, in der Arbeitsgruppe Ökobilanzen für Metallverpackungen erstellt51. Nach internen Rückfragen des Verbandes bei den deutschen Verschlußherstellern behalten die Daten auch 1998 noch ihre Gültigkeit.52 Die fehlenden Daten zu den produktionsbedingten Abfallmengen wurden vom größten deutschen Hersteller und Hauptlieferanten der Gerolsteiner Brunnen (Crown

45 EAA, Brussels 1996 46 Dr. Ian Boustead, 2 Black Cottages, West Grinstead, West-Sussex (GB) 47 GEMIS 2.0, Wiesbaden, 1994 48 Vortragsskript J. Schäfer GDA vom 17.3.98, GDA, Bonn 49 GEMIS 2.0, Wiesbaden, 1994 50 C-O. Gensch: Öko-Institut e. V. Vergleich von Weinflaschenverschlüssen unter ökologischen Gesichtspunkten.

Naturkorkenverschluß versus Aluminiumdrehverschluß im Auftrag des Deutschen Korkverbands Abschlußbericht. Freiburg 1996

51 Hexel, G.: Ökobilanz Aluminiumanrollverschluß 28 mm Durchmesser mit EL-Dichtung. Braunschweig, 1992 52 Schreiben Verband Metallverpackungen e.V., Düsseldorf vom 21. 9. 1998

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XXXVIII

Bender GmbH, Frankenthal) im Oktober 1998 ergänzt53. Als Dichtungsmaterial wurde ein LDPE-Blend eingesetzt, wie erlaut Herstellerangaben gebräuchlich ist54. Die ebenfalls verwendeten PVC-haltigen Dichtungsplatinen wurden mangels verfügbarer Herstellungsdaten nicht in die Bilanz einbezogen. Die Verschlüsse werden in sogenannten „Octabins“, einem mit Inliner versehenen achteckigen Kartonagecontainer, verpackt und per Lkw zu den Gerolsteiner Brunnen befördert. Die Transportentfernung beträgt 205 km im Speditionsverkehr. Das Gewicht eines Aluminium-Anrollverschlusses beträgt 1,5 g.55

LDPE-Etiketten

Das beim Folienhersteller angelieferte Kunststoffgranulat wird zur Etikettenfolie weiterverarbeitet. Für die Blasfolienextrusion werden die Werte aus der Schweizer Ökobilanzstudie BUWAL 250 eingesetzt.56

53 Telefax Crown Bender GmbH, Frankental vom 27. 10. 1998 54 Alle Angaben Gerolsteiner Brunnen, 21. 9.Telefonische Mitteilung Crown Bender GmbH, Frankental vom 27. 10. 1998 55 GVM, Wiesbaden: Datengrundlage UBA-Ökobilanz Getränkeverpackungen Materialien 3. 2. 1997 56 BUWAL 250, Ökoinventare für Verpackungen; Bern, 1998

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Die fertigen Etikettenrollen werden verpackt und per Lkw von den beiden den Abfüller beliefernden Herstellern zum Abfüller Gerolsteiner Brunnen befördert. Das Transportfahrzeug ist ein Lkw-Zug (40 t zul. Ges.-Gw.), die gewichtete mittlere Transportentfernung beträgt 560 km im Speditionsverkehr. Das Gewicht eines Etiketts beträgt 1,1 g.57

Papieretiketten

Als Etikettenpapier kommt ein LWC-Papier mit einem Flächengewicht von 70 g/m² zum Einsatz58. Die Gesamtfläche der Papieretiketten bei der Glas-Mehrwegflasche beträgt 194 cm².59 Das LWC-Papier umfaßt die Bestandteile: • Thermo Mechanical Pulp(TMP) • Deinked Pulp (DIP) und • Sulfatzellstoff Nord

Die Daten sind der aus UBA Ökobilanz Graphischer Papiere60. entnommen und geben einen gewichteten Mittelwert der deutschen LWC-Papierproduktion des Jahres 1997 wieder. Der Transport der Etiketten erfolgt verpackt in Veersandschachteln aus Wellpappe palletiert zu 1,2 Mio. pro Palette. Die Transportentfernung beträgt 80 km im Speditionsverkehr. Das Gewicht eines Etiketts beträgt 1,36 g.61

HDPE-Mehrwegkästen

Die Datensätze zur Herstellung von Mehrweg- Getränkekästen beziehen sich auf drei namhafte Hersteller solcher Getränkekästen in Deutschland und wurden für das Projekt Ökobilanz für Getränkeverpackungen II des Umweltbundesamtes erhoben. Aus den von drei der vier angeschriebenen Herstellern erhaltenen Daten wurde ein Mittelwert zur Kastenherstellung gebildet. Der vierte Hersteller hat keine Daten übermittelt. Der Erhebungszeitraum erstreckte sich auf die Jahre 1996/9762. Die Kästen werden auf Paletten verpackt über eine durchschnittliche Transportentfernung von 100 km zur Abfüllung in Gerolstein transportiert. eingesetzt wird ein Lkw-Zug mit 40 t zul. Ges.-Gew., der Transport erfolgt im Speditionsverkehr63. Der leere Getränkekasten hat ein Gewicht von 1.750 g für den PET-Mehrwegkasten und 1.400 g für den Einheits- Brunnenkasten64.

Holzpaletten

Der im Modul Grundstoffherstellung beschriebene Werkstoff Holz wird im Sägewerk zu Euro- oder Brunnen-Einheitspaletten weiterverarbeitet. Die Datensätze zur Palettenfertigung sind für die Ökobilanz Getränkeverpackungen I des Umweltbundesamtes erhoben worden und werden auch für die Getränkebilanz II des UBA verwendet65. Die Paletten werden über eine durchschnittliche Transportentfernung von 290 km nach Gerolstein transportiert. Der Transport erfolgt im Speditionsverkehr66. Die leere Europalette hat ein Gewicht von 24.000 g, die Brunnen-

57 Alle Angaben Gerolsteiner Brunnen, 8.1998 58 LWC-Papier = light weight coated paper d.h. ein leichtgewichtiges gestrichenes Papier 59 Alle Angaben Gerolsteiner Brunnen, 21. 9.1998 60 Umweltbundesamt: Ökobilanz Graphischer Papiere, Endbericht Heidelberg, 1997 61 Alle Angaben Gerolsteiner Brunnen, 21. 9.1998 62 ifeu, Heidelberg: Datengrundlage UBA-Ökobilanz Getränkeverpackungen. Zwischenbericht, Dez. 1997, unveröffentlicht 63 Alle Angaben Gerolsteiner Brunnen, 8.1998 64 Angabe PET-MW: Gerolsteiner Brunnen, 8.1998, Einheitskasten GDB: GVM, Wiesbaden: Datengrundlage UBA-Ökobilanz

Getränkeverpackungen, Materialien 3. 2. 1997 65 Umweltbundesamt, Berlin: Ökobilanz für Getränkeverpackungen Datengrundlagen, Berlin, 1995 unveröffentlicht 66 Alle Angaben Gerolsteiner Brunnen, 8.1998

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XL

Einheitspalette (BEP) wiegt 30.000 g67.

LDPE- Schrumpffolie (Palettensicherung)

Zur Sicherung der Versandeinheit bei der neuen PET-Mehrwegflasche werden breite Folienstreifen aus LDPE verwendet, auf die eine Palettenbeschriftung aufgebracht werden soll. Diese Palettensicherung kann auch zum Rücktransport des Leergutes (Flaschen in Kästen) vom GFGH zum Abfüller verwendet werden68. Für die Blasfolienextrusion werden die Werte aus der Schweizer Ökobilanzstudie BUWAL 250 eingesetzt69. Das beim Folienhersteller angelieferte Kunststoffgranulat wird zu Schrumpffolie weiterverarbeitet. Die Folienrollen werden verpackt und per Lkw zu den Gerolsteiner Brunnen befördert. Die mittlere Transportentfernung beträgt 200 km im Speditionsverkehr. Das Gewicht der Sicherungsfolie beträgt 40 g pro Palette70.

PE- Band (Palettensicherung)

Zur Sicherung der Versandeinheit bei der 0,7 l Glas-Mehrwegflasche werden Kunststoffbänder (Kordeln) eingesetzt. Für die Folienextrusion werden die Werte aus der Schweizer Ökobilanzstudie BUWAL 250 eingesetzt71. Das beim Hersteller der Kunststoffbänder angelieferte PE-Granulat wird zu Folie weiterverarbeitet. Anschließend werden die Folienrollen in Bänder geschnitten, verpackt und per Lkw zu den Gerolsteiner Brunnen befördert. Es wird ein Lkw-Zug 40 t eingesetzt, die mittlere Transportentfernung beträgt 450 km im Speditionsverkehr. Das Gewicht des Sicherungsbandes beträgt 10,5 g pro Brunnen-Einheitspalette72.

Abfüllung, Handel und Verbraucher

Abfüllanlagen: PET- und Glas-Mehrweg

Es liegen spezielle Daten der Gerolsteiner Brunnen vor. Die Daten wurden von den Gerolsteiner Brunnen durch Messung an laufenden Maschinen vor Ort erhoben. Für die neue PET-Abfüllanlage wurden Meßdaten der existierenden Abfüllanlage für die PET-Mehrwegflasche des GDB-Pools übertragen. Die Abfüllanlage umfaßt alle Prozeßschritte vom Entpalettieren und Auspacken leerer Flaschen, Flaschenwäsche, Kastenwäsche, Abfüllen, Verschliessen bis zum Bepalettieren. Füllgutspezifische Anlagenteile, wie z.B. ein Getränkemixer oder die c.i.p.-Reinigung, wurden nicht berücksichtigt. Deckel und Etiketten und aussortierte Flaschen werden zur Verwertung bereitgestellt. Zur Abwasserbelastung liegt ein gemeinsamer Wert für beide Anlagen vor. Zur Ermittlung der verpackungsspezifischen Abwasserfracht werden die Belastungskonzentrationen mit der Abwassermenge (gleich Frischwasserverbrauch) multipliziert. Daraus errechnet sich für die Glasflasche eine höhere Abwasserfracht als für die PET-Flasche. Dies ist nach Einschätzung der Gerolsteiner Brunnen gerechtfertigt, da die Glasflaschen durch den Papierleim, der bei PET-Flaschen nicht eingesetzt wird, eine höhere Belastung verursachen73.

67 Angabe Euro-Palette: Gerolsteiner Brunnen, 8.1998, BEP: GVM, Wiesbaden: Datengrundlage UBA-Ökobilanz

Getränkeverpackungen, Materialien 3. 2. 1997 68 tel. Mitteilung Gerolsteiner Brunnen vom 5. 11. 1998 69 BUWAL 250, Ökoinventare für Verpackungen; Bern, 1998 70 Alle Angaben Gerolsteiner Brunnen, 8.1998 71 BUWAL 250, Ökoinventare für Verpackungen; Bern, 1998 72 Alle Angaben Gerolsteiner Brunnen, 21. 9.1998,bzw. 5. 11. 1998 73 Herr Rathmer (Geroslteiner Brunnen), Fax vom 27. November 1998

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prognos ifeu-Institut

XLI

Tabelle 0-7: Bilanzdaten der Abfüllanlagen (Auszug)

PET-Mehrweg Glas-Mehrweg

Ausbringung [Flaschen/h] 36’000 60’000

Energiebedarf pro 1000 Flaschen

7,7 kWh

31 MJ Dampf (6 bar)

6,17 kWh

89 MJ Dampf (6 bar)

Abwasser [m3/1000 Fl] 0,17 0,50

CSB [mg/l] 20 20 Relevante Unterschiede im Betriebsmitteleinsatz konnten zwischen den Flaschen nicht festgestellt werden.

Umlaufzahlen

Die realen Umlaufzahlen der leichten PET-Flasche können erst in den nächsten Jahren bestimmt werden. Die Szenariowerte 7, 10 und 15 Umläufe bilden die mögliche Spannbreite ab. Die Umlaufzahl der 0,7 l Mehrweg-Glasflasche liegt je nach optischen Qualitätskriterien der Abfüller zwischen 30 und 50. 30 Umläufe entsprechen nach Erfahrungen der Gerolsteiner Brunnen in etwa den realen Verhältnissen. 50 Umläufe wurden von der Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung (GVM) für die Ökobilanzen des Umweltbundesamtes ermittelt.

Interne und externe Verluste von Mehrweg- und Rücklaufflaschen und Verschlüssen

Die Verlustquote von Mehrwegflaschen berechnet sich aus der Umlaufzahl (Verlust = 1Umlaufzahl ⋅ 100%). Die

Verluste können an drei verschiedenen Stellen auftreten: • beim Abfüller (interne Verluste durch Bruch und Aussortierung) • beim Handel (externe Verluste) • beim Verbraucher (externe Verluste durch Bruch oder anderweitige Entsorgung). Die interne Verlustquote bei der Abfüllung der 0,7 l Glas-Mehrwegflasche im Mittel bei 1,5 - 3 %, wobei eine Abhängigkeit von den optischen Qualitätskriterien des einzelnen Abfüllunternehmens besteht. Unter Vernachlässigung etwaiger Verluste beim Handel, gibt der Verbraucher bei einer mittleren Umlaufzahl von 50 und 1,5 % Verlust beim Abfüller 99,5 % aller gekauften Flaschen zurück. Bei PET liegt die interne Verlustquote deutlich höher als bei Glas. Sie ist v.a. abhängig von der Stabilität der Flasche, die sich wiederum proportional zur maximalen Umlaufzahl verhält. Unter der Annahme, daß der Verbraucher, der die PET-Flasche als Mehrwegflasche oder als Rücklaufflasche kauft, sich analog dem Verbraucher verhält, der die 0,7 l Glas-Mehrwegflasche kaufte, muß der Rücklauf der PET-Flaschen in gleicher Größenordnung wie der der Glasflaschen liegen. Daraus ergeben sich konkret für die zu untersuchenden Verpackungssysteme folgende Verlustquoten:

Tabelle 0-8: Interne und externe Flaschenverluste

Verpackungssystem UZGesamt-

Verlust (1/UZ)interner Verlust

externer Verlust

Rückgabequote beim Verbraucher

0.7 GDB weiss 50 2.0% 1.5% 0.5% 99.5%0.7 GDB weiss 30 3.3% 3.0% 0.5% 99.5%1.0 PET Gerolstein (48 g) 15 6.7% 6.2% 0.5% 99.5%1.0 PET Gerolstein (48 g) 10 10.0% 9.5% 0.5% 99.5%1.0 PET Gerolstein (48 g) 7 14.3% 13.8% 0.5% 99.5%

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XLII

Rund 10 % der rücklaufenden Flaschen kommen ohne Verschlüsse zurück (GDB). Die Verluste entstehen beim Verbraucher.

Entsorgung von Abfällen bei Abfüller und Handel

Bei Abfüller und Handel fallen verwertbare Verpackungen und -bestandteile an. Zum Anteil, der einer Verwertung zugeführt wird, liegen keine gesicherten Angaben vor. Der Anteil wurde auf 95 % geschätzt. Für Glasflaschen liegt der Wert geringer, da Glasbruch nur teilweise der Verwertung zugeführt wird. Der Wert von 80 % basiert auf Abschätzungen der GVM.

Tabelle 0-9: Erfassungsquoten für aussortierte Wertstoffe bei Abfüller und Handel

Wertstoff Erfassungsquote

PET-Flaschen 95 %

Glas-Flaschen 80 %

Verschlüsse 95 %

Kästen 95 %

Umreifungsband 95 %

Paletten 95 %

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XLIII

Diese Zahlen werden für die UBA-Bilanzen benutzt und wurden von der Gerolsteiner Brunnen bestätigt.

Distribution der gefüllten Flaschen vom Abfüller zum Verbraucher

Es wird davon ausgegangen, daß die neue PET-Mehrwegflasche die Glasflasche substituiert, d.h. die gleichen Märkte bedient. Daher erfolgt der Vergleich auf der Grundlage einheitlicher Distributionsstrukturen für beide Flaschen. Es werden die derzeitigen Verhältnisse der Gerolsteiner Brunnen für die Distribution der 0,7 l Glasflasche zugrunde gelegt. Die Daten für die erste Handelsstufe (Abfüller - GFGH) wurden von der Fa. Gerolsteiner erhoben. Die Daten zur zweiten Handelsstufe (GFGH - letzte Handelsstufe) wurden für die UBA-Ökobilanzen II erhoben. Der Getränkefachgroßhandel ist durch eine Vielzahl kleinerer Unternehmen geprägt und umfaßt über 4000 Unternehmen. Die Befragungen wurden deshalb, in Abstimmung mit dem Bundesverband des Deutschen Getränkefachgroßhandels e.V., notgedrungen auf einen relativ kleinen Anteil am Gesamtbereich beschränkt. Die befragten Unternehmen decken ein relativ breites Spektrum der Betriebsstrukturen (insbesondere Unternehmensgrößen) im Getränkefachgroßhandel ab. Die Befragungen erfolgten telefonisch, schriftlich und persönlich. Insgesamt wurden etwa 300 Unternehmen befragt. Verwertbare Ergebnisse liegen von 65 Unternehmen vor, die insgesamt ca. 11 % des Branchenumsatzes auf sich vereinigen. Die Gerolsteiner Brunnen distribuieren ausschließlich über den Getränkefachgroßhandel (GFGH). Dort erfolgt in der Regel die Kommissionierung (Zusammenstellung „gemischter“ Getränkelieferungen) zur Weiterverteilung zur letzten Handelsstufe (Getränkefachhandel, Lebensmittelgeschäfte, Kioske, Gaststätten usw.). Es handelt sich überwiegend um eine zweistufige Distribution. In geringem Umfang läuft die Distribution aber auch einstufig im sogenannten Streckengeschäft direkt zur letzten Handelsstufe oder über mehr als zwei Stufen, wenn zwischen GFGH oder GFGH und Zentrallägern Getränkelieferungen erfolgen. Diese Fälle wurden in die Transportentfernungen ab GFGH eingerechnet. Neben den Getränkefachgroßhändlern werden in dieser Distributionsschiene auch weitere, ähnliche Handelsstufen subsumiert, insbesondere Getränkefilialisten. Hierunter werden Getränkefachhändler verstanden, die eigene oder vertragliche gebundene Getränke-Abholmärkte beliefern. Die folgende Abbildung gibt einen Überblick über die Distributionstruktur und die Transportentfernungen der Gerolsteiner Brunnen für die Distribution von Mineralwasser in der 0,7 l Glas-Mehrwegflasche.

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XLIV

Abbildung 0-7: Distributionsstruktur und Transportentfernungen

Durchschnittliche Gesamtstrecke:300 + 250 km (Hin- + Rückfahrt)

Abfüller100 %

Getränkefachgrosshandel Zentralläger des Handels

Letzte Handelsstufe(Verbrauchermärkte, Lebensmittelhandel, Getränkefachmärkte etc.)

250 + 220 km

50 + 30 km*)

prognos 1998

*) einschliesslich mehrstufige Distribution

– Die durchschnittliche Transportentfernung auf der ersten Distributionsstufe (von den Gerolsteiner Brunnen zum Getränkefachgroßhandel) liegt bei der Hinfahrt bei ca. 250 km. Da es sich nicht immer um Komplettladungen („spiegelbildliche“ Hin- und Rückfahrt) handelt, sondern auch um Touren mit mehreren Anfahrstationen liegt die durchschnittliche Transportentfernung für die Rückfahrt mit ca. 220 km etwas unter der Transportentfernung für die Hinfahrt.

– Die Transporte erfolgen hier im Durchschnitt zu ca. 6 % im Werksverkehr mit eigenem Fuhrpark, zu 4 % über Speditionen und zu 90 % über Selbstabholer.

– Auf der zweiten Distributionsstufe (vom GFGH zur letzten Handelsstufe) erfolgen vorwiegend Rundtouren mit 50 km für die Lastfahrt (vom GFGH zum letzten Kunden) und 30 km für die Rückfahrt (ohne Füllgut, aber mit Leergut) im Mittel.

Die folgende Tabelle zeigt die durchschnittliche Zusammensetzung des Fuhrparks zur Distribution von Mineralwasser.

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XLV

Tabelle 0-10: Eingesetzte Transportmittel zur Distribution von Mineralwasser

Transportanteile (Vol.-% Getränkemenge) nach Fahrzeugen

Distributionswege Sattelzug 40t

Sattelzug 28-32 t

Lkw+Hänger 40 t

LKW bis 23 t

LKW bis 16,5 t Lieferwagen

a) 1. DistributionsstufeDirektvertrieb*

an GFGH* 9% 91%

an Zentralläger*

b) 2. Distributionsstufevon GFGH** 5% 1% 30% 35% 25% 4%

von Zentrallägern****) inkl. Selbstabholer**) inkl. interne Verteilung***) inkl. Anteil von GFGH Der Auslastungsgrad der Fahrzeuge (bei Abfahrt vom Abfüller) liegt in der Regel bei 100 % (entweder bezogen auf das maximale Gewicht der Zuladung oder bezogen auf Palettenstandplätze).

Handel

Der Handel (GFGH, Zentralläger, letzte Handelsstufe) kommissioniert Getränke (siehe voriges Kapitel). Ferner werden hier Paletten aussortiert. Weitere zu bilanzierenden Umwelteinflüße treten nicht auf.

Verbraucher

Der Verbraucher gibt Mehrwegbehältnisse (Flaschen und Kisten) zu einem bestimmten Anteil zurück (siehe Kap. 0) und entsorgt den Rest über eine Wertstoff- oder die Restmüllerfassung.

Verteilung von entsorgten Verpackungsbestandteilen auf Wertstoff- und Restmüll erfassung

In den hier zu erstellenden Bilanzen spielt der Bereich Entsorgung ab Verbraucher aufgrund der zuvor genannten Verlustquote von nur 0.5 % eine nachgeordnete Rolle. Die Modellierung dieses Bereiches entspricht der Modellierung im Projekt des UBA „Ökobilanzen Getränkeverpackungen II“ zum jetzigen Zeitpunkt. Ausführliche Erläuterungen zur Modellierung finden sich im Bericht zum Projekt des UBA. Die Wertstofferfassungsquoten werden aus den Verwertungsquoten74 der Recycling-Bilanz75 der GVM und einer weiteren Studie der GVM zur Abfallbelastung durch Verpackungen ergänzt um eigene Annahmen berechnet. Die Modellierung erfolgt mit folgenden Quoten:

74 Die Verwertungsquote berechnet sich aus dem Verhältnis von verwerteter Menge zum Verpackungsverbrauch. Die in der

Recyclingbilanz genannten Mengen sind die zur Verwertung bereit gestellten Mengen. Die Verwertungsquote kann für die Fraktionen der DSD-Sortierung auch als Produkt aus Erfassungs- und Sortierquote (Grobsortierung) berechnet werden.

75 Quelle: GVM: Recycling-Bilanz 1996. 5. Ausgabe Dez. 1997

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XLVI

Tabelle 0-11: Entsorgung von Mehrwegflaschen beim Verbraucher

Glas- Mehrweg PET- Mehrweg

Wertstoff-Erfassungsquote Bezug (Verbraucher): Restmüll + Wertstoffsammlung. = 100 %

40 % Glascont. 2)

63 % DSD 1)

Sortierquote 100 % 100 %

Sortierfraktion Altglas, aufbereitet Mischkunststoff

Anteil in Restmüllsammlung 60 % 37 %

Tabelle 0-12: Entsorgung von Verschlüssen auf Mehrwegflaschen beim Verbraucher

nicht mit der Flasche zurückgegebene

PE- oder PP-Verschlüsse Al -Verschlüsse von Glas-Flasche

Wertstoff-Erfassungsquote Bezug (Verbraucher): Restmüll + Wertstoffsammlung. = 100 %

6 % DSD

analog Kronenkorken 3)

6 % DSD

analog Kronenkorken 3)

Sortierquote 0 % ca. 50 % für DSD

Sortierfraktion Sortierrest Aluminium

Anteil in Restmüllsammlung 94 % 94 % 1) Quelle: GVM: Recycling-Bilanz für Verpackungen 1996. 5. Ausgabe Dez. 1997. Annahme: Erfassungs- gleich Sortierquote 2) Quelle: GVM: Recycling-Bilanz für Verpackungen 1996. 5. Ausgabe Dez. 1997.

Annahme: Kleine Verpackungen, -bestandteile haben eine um 50 % geringere Verwertungsquote als die „Durchschnittsverpackung“

3) GVM, interne Berechnung im Kontext der Studie: Entwicklung der Abfallbelastung durch Getränkeverpackungen. i.A. der AGVU, Bonn. Juni 1997

Entsorgungsmodule ab Verbraucher

Die Lebenswegbilanz (Sachbilanz 1 oder Cut Off Szenario) endet mit der Bereitstellung von Abfällen zur Verwertung (AzV) oder mit der Abfallbeseitigung (siehe Abbildung 2-1 und Abbildung 0-1, 3-2). Gutschriften für Recycling werden in gesonderten Sachbilanzen (Sachbilanz 2) berechnet und von den Ergebnissen der Sachbilanz 1 (Cut Off Szenario) subtrahiert. Die Daten zu den Entsorgungsprozessen wurden seit den Arbeiten zur Erstellung der ersten UBA-Ökobilanz für Getränkeverpackungen im Jahre 1991 vom ifeu-Institut für eine Vielzahl weiterer seither durchgeführter Ökobilanzen (zuletzt für die UBA-Ökobilanz „Graphische Papiere“ 1998) ständig fortgeschrieben. Dabei wurden z. B. Mittelwerte für 48 in Deutschland derzeit betriebenen Müllverbrennungsanlagen gebildet und daraus eine „typische mittlere MVA“ abgeleitet. In gleicher Weise wurde für die Deponien, sowie die Kompostier- und Wertstoff-Sortieranlagen vorgegangen.

Abfallerfassung

Die Erfassung erfolgt mit einem Müllsammelfahrzeug entsprechend der Modellierung zur UBA Getränkeökobilanz I. Die Berechnung der Umweltbelastungen durch die Abfalltransporte erfolgt unter

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XLVII

Berücksichtigung der direkten Emissionen und der Umweltbelastungen aus der Bereitstellung von Dieselkraftstoff für den Raum der Bundesrepublik Deutschland. Die Daten gelten für den Zeitraum Mitte der neunziger Jahre76. Die Kraftstoffverbräuche der verschiedenen Fahrzeuge der untersuchten Abfallentsorgungsbetriebe schwanken je nach Anteil der Sammel- bzw. Zu- und Abfahrten zur oder von der Entsorgungsanlage stark. Der aus diesen Datensätzen abgeleitete, durchschnittlich angenommene Kraftstoffverbrauch von Müllsammelfahrzeugen 60 l/100 km77.

76 Quellen: Hassel, D. et al.: Ermittlung von Abgas-Emissionsfaktoren von Straßenfahrzeugen in der Schweiz. Teil 2.

Schwere Motorwagen. Im Auftrag des BUWAL, 1994 Hassel, D. et al.: Abgas-Emissionsfaktoren von Nutzfahrzeugen in der Bundesrepublik Deutschland für das Bezugsjahr

1990. Im Auftrag des Umweltbundesamtes Berlin, 1995 ifeu: Ökobilanzen für Verpackungen, Teilbericht: Energie – Transport – Entsorgung. Im Auftrag des Umweltbundesamtes

Berlin, 1994 77 siehe Fußnote 78

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XLVIII

Sortierung DSD: Mischkunststofffraktion

Modellhaft dargestellt wird im Modul Wertstoffsortierung eine „mittlere Sortieranlage“ für die Leichtstofffraktion aus dem DSD-Abfall. Hierzu wurden die anlagenspezifischen Daten und der Energieverbrauch bei verschiedenen in Deutschland betriebenen Sortieranlagen erfragt und zu einem für Deutschland repräsentativen Mittelwert verarbeitet. Die Aktualisierung der Sortierdaten erfolgte auf der Grundlage des IFEU-Berichtes zur UBA Getränkeökobilanz I 78 .

Abfallbeseitigung

Anteile der Entsorgungswege

Restmüll wird wie folgt aufgeteilt79: • MVA: 36 %

• Deponie: 64 % Die Entsorgungsanteile für mechanisch biologische Behandlung und Kompostierung sind in die Quote der Deponie eingerechnet.

Müllverbrennung

Der Datensatz gibt eine aus den Daten der 48 derzeit in Deutschland betriebenen MVA generierte „durchschnittliche Anlage“ wieder. Grundlage der für die UBA Getränkebilanz II aktualisierten Werte ist die IFEU-Modellierung zur Müllverbrennungsanlage für die UBA Getränkeökobilanz I 80. Betrachtet wird die Verbrennung von Produktionsresten und hausmüllartigen Reststoffen in einer Hausmüllverbrennungsanlage mit Rostfeuerung. Diese „durchschnittliche Müllverbrennungsanlage“ ist ausgerüstet mit einer Abgasreinigung nach dem Stand der Technik, das heißt: Elektrofilter und Rauchgaswäsche. Mit einer solchen Anlage können die Anforderungen der 17. BImSchV sicher eingehalten werden. Als Eingabeparameter in das Modul Müllverbrennung wird die Zusammensetzung der zu entsorgenden Abfallfraktion oder für nicht näher definiert Abfälle die durchschnittliche stoffliche Zusammensetzung von hausmüllartigen Abfällen verwendet. Produktionsreste, wie Kunststoffe sowie Papier und Pappe werden, wenn sie sortenrein zur Entsorgung anfallen, in Monoverbrennungsanlagen für den jeweiligen Stoff modelliert. Fällt gemischter Müll zur Verbrennung an, so wird in der Müllverbrennungsanlage Hausmüll durchschnittlicher statistischer Zusammensetzung behandelt.

Ablagerung

Deponierung von Reststoffen auf einer Hausmülldeponie

Betrachtet wird die Ablagerung von zu entsorgenden Produktionsresten oder Produktabfällen sowie von hausmüllartigen Abfällen auf einer Hausmülldeponie. Der Prozeß umfaßt die Vorgänge im Deponiekörper und die Anlagen zur Nachbehandlung von Deponiegas und Sickerwasser. Der Datensatz gibt eine repräsentative mittlere Hausmülldeponie in Deutschland Mitte der neunziger Jahre wieder. Das Deponiemodul wurde auf der Grundlage der Arbeiten zur Ökobilanz Getränkeverpackungen I für

78 Ökobilanzen für Verpackungen, Teilbericht: Energie - Transport – Entsorgung, ifeu, Heidelberg, März 1994 79 Quelle: Die Zukunft des Entsorgungsmarktes. Bd. I: Siedlungsabfälle. Basel, Köln, Berlin: Prognos, 1997. 80 Quellen: Ökobilanzen für Verpackungen, Teilbericht: Energie - Transport - Entsorgung, ifeu, Heidelberg, März 1994 und

ifeu, Heidelberg: Datengrundlage UBA-Ökobilanz Getränkeverpackungen. Zwischenbericht, Dez. 1997, unveröffentlicht

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XLIX

die Studie Ökobilanz von Getränkeverpackungen II des Umweltbundesamtes fortgeschrieben81. Berücksichtigt bei dieser Fortschreibung wurden auch die Arbeiten für BUWAL/250 82. Die Luftemissionen werden jeweils bezogen auf die Zusammensetzung der in den Deponieprozeß eingegebenen Restmüllfraktionen berechnet. Berücksichtigt werden folgende Prozeßschritte: • Vergärung des biologisch abbaubaren Müllanteils • Nachbehandlung des entstandene Deponiegases:

• diffuse Emission (keine Nachbehandlung), Anteil >49 % • Abluft Fackel /Muffel, Anteil ca. 22 % • Abluft Motoren, Anteil ca. 28 %.

81 siehe Fußnote 80 82 BUWAL 250, Ökoinventare für Verpackungen; Bern, 1998

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L

Der Anfall und die Belastung des Deponie-Sickerwassers wird bezogen auf die allgemeine Zusammensetzung von Abfall in Hausmülldeponien ermittelt. Die Berechnung der Wasseremissionen erfolgt unter Berücksichtigung folgender Prozeßschritte: • Sickerwasserbildung infolge Niederschlag • Nachbehandlung des Sickerwassers:

• diffuse Emission (keine Nachbehandlung), Anteil 10 % • interne Reinigung, Anteil 90 %

Deponierung von Prozeßabfällen auf einer Schlackedeponie

Als zweite Deponieform wird eine Schlackedeponie berücksichtigt, wie sie zur Ablagerung von Schlacken und Aschen aus der Müllverbrennung und der Energiebereitstellung durch Kohle notwendig ist. Die zugrunde liegenden Daten wurden für Deutschland Anfang der 90er Jahre erhoben. Der Prozeß umfaßt die Vorgänge im Deponiekörper und die Anlagen zur Nachbehandlung von Deponiegas und Sickerwasser. Da auf der Schlackedeponie ausschließlich Inertstoffe zur Ablagerung gelangen, treten durch den eigentlichen Deponieprozeß keine Luftemissionen auf. Die Berechnung der Wasseremissionen erfolgt unter Berücksichtigung folgender Prozeßschritte: • Sickerwasserbildung infolge Niederschlag und • keine Nachbehandlung des Sickerwassers:

• diffuse Emission (keine Nachbehandlung), Anteil 10 % • interne Reinigung, Anteil 90 %

Für die Abwasserreinigung wurde eine interne Reinigung mit einem Reinigungsgrad von 90 % vorausgesetzt.

Energiebereitstellung

Die Datensätze zur Bereitstellung von Energien und Energieträgern wurden aus der vom Öko-Institut erarbeiteten Studie des Hessischen Wirtschaftsministeriums „Gesamtemissionsmodell integrierter Systeme GEMIS Version 3.0 aus dem Jahre 1997 abgeleitet. Die Datensätze wurden teilweise um die Untersuchungsergebnisse der Studie „Ökoinventare für Energiesysteme„ der ETH-Zürich aus dem Jahre 1996 (3. Auflage) erweitert.

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LI

Wie bereits in den Ökobilanzstudien des Umweltbundesamtes Getränkeverpackungen I und Graphische Papiere sind eine ganze Reihe Energieerzeugungssystemen modelliert worden, die im Anhang zu dieser Ökobilanz in den Modulbeschreibungen eingehend dokumentiert sind. Nachfolgend wird daher nur eine tabellarische Übersicht über die wichtigsten energetischen Bereitstellungsprozesse gegeben: 1. Elektrische Energie

Kraftwerk Steinkohle Kraftwerk Braunkohle Kraftwerk Heizöl S Kraftwerk Erdgas

Kernkraftwerk Wasserkraftwerk

2. KWK-Systeme Heizkraftwerk Steinkohle Heizkraftwerk Heizöl S Heizkraftwerk Erdgas Blockheizkraftwerk Erdgas Müllheizkraftwerk

3. Heizwerke

Heizwerk Steinkohle Heizwerk Erdöl Heizwerk Erdgas

4. Energieträger direkt (incl. Vorketten)

Steinkohle (Vorkette) Braunkohle (Vorkette) Heizöl S Heizöl EL Treibstoffe (Benzin, Diesel) Erdgas

Aus den unter 1. und 2. genannten Systemen werden die Bereitstellungsmodelle für den elektrischen Strom dargestellt.

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prognos ifeu-Institut

LII

Für die Ökobilanz Glasflasche versus PET-Mehrwegflasche der Gerolsteiner Brunnen kommt hauptsächlich das Stromnetz der Bundesrepublik Deutschland (Strom BRD) zur Anwendung. Für wenige entweder aus BUWAL/250 abgeleitete oder im Ausland stattfindende Produktionsstufen wird das Europäische Verbundstromnetz (Strom UCTPE) eingesetzt. Spezielle Stromnetze, die v.a. für die Modellierung der verschiedenen Stufen der Aluminiumherstellung notwendig sind, wurden bereits bei der Darstellung der Grundstoffdaten in Kapitel 3.3.1 dargestellt.

Stromnetz Deutschland

Aus den Inventardaten wurde das öffentliche Netz der Versorgung mit elektrischem Strom für die Bundesrepublik Deutschland des Jahres 1995 abgeleitet. Die modellierten Anlagen enthalten durchschnittliche Angaben für Anlagen im Bereich der Bundesrepublik Deutschland 83. Die Versorgungsanteile der einzelnen Kraftwerkstypen stellten sich nach VDEW, Frankfurt wie folgt dar:

Tabelle 0-13: Stromsplit Deutschland nach VDEW 1997 gerundet

Prozentualer Anteil, gerundet Erzeugungsart

34,0 % Kernkraft

26,6 % Steinkohle

28,6 % Braunkohle

5,0 % Wasserkraft

4,5 % Erdgas

0,6 % Erdöl

0,6 % Sonstige

Quelle: VDEW, 1997 ifeu, Heidelberg 1998

83 Quellen: Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft: Ökoinventare für Verpackungen, Schriften- reihe Umwelt Nr.

250/ll, Bern 1998 AGE (Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen): Energiebilanz 1996, VDEW, Frankfurt, 1997 GEMIS: GEMIS 2.1, 1994 ETH-Zürich: Ökoinventare für Energiesysteme, 1994

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LIII

Der unter dem Begriff „Stromnetz Deutschland“ zusammengefaßte Datensatz enthält die Bereitstellung elektrischer Energie aus deutschen Kraftwerken mit der obigen Zusammensetzung der Energieträger einschließlich der vorgeschalteten Prozesse zur Bereitstellung der Energieträger.

Stromnetz Europa UCTPE

Für das europäische Verbundnetz nach UCTPE 1994 werden die verschiedenen Stromsplits der UCTPE-Mitgliedsländer nach Produktionsmengen gewichtet zu einem europäischen Erzeugersplit zusammengefaßt. Die Einzelprozesse werden Daten aus BUWAL 250 verwendet. Die modellierten Anlagen enthalten durchschnittliche Angaben für die Technologie von Anlagen im Bereich der Bundesrepublik Deutschland und der Schweiz 84. Die Versorgungsanteile der einzelnen Kraftwerkstypen stellten sich nach BUWAL/250 wie folgt dar:

Tabelle 0-14: Stromsplit nach UCTPE 1994, gerundet

Prozentualer Anteil, gerundet Erzeugungsart

40,3 % Kernkraft

17,4 % Steinkohle

16,4 % Wasserkraft

10,7 % Erdöl

7,8 % Braunkohle

7,4 % Erdgas

Quelle: UCTPE, 1994 ifeu, Heidelberg 1998

Der unter „Stromnetz UCTPE“ zusammengefaßte Datensatz enthält die Bereitstellung elektrischer Energie aus europäischen Kraftwerken der obigen Zusammensetzung einschließlich der vorgeschalteten Prozesse zur Bereitstellung der Energieträger.

Transporte

Die Transportvorgänge werden auf der Grundlage des vom ifeu-Institut für das Umweltbundesamt entwickelten Modells TREMOD; Daten- und Rechenmodell: Schadstoffemissionen aus dem motorisierten Verkehr in Deutschland 1980 - 2010 (UFOPLAN-Nr.: 105 06 057), modelliert. Die zur Anwendung kommenden Lkw-Emissionsfaktoren wurden auf der Grundlage des für das BUWAL und UBA entwickelten „Handbuchs für Emissionsfaktoren des Verkehrs„ von INFRAS, Bern (1995) modelliert. Für die Ökobilanz von Getränken kommen als Transportmittel Lkw im Speditions- oder Werkverkehr, die Bahn im Diesel- und Elektrobetrieb und das Schiff in Form von Binnen- Container- und Massengutfrachtern in Frage. Die Methodik ist detailliert in Borken et al. (1998) dokumentiert. Nachfolgend näher beschrieben sind vier für die Studie der Gerolsteiner Brunnen wichtige Transportmodule: • Gütertransport Schiene • Transport per Lkw • Transport per Lieferwagen • Müllsammelfahrzeug.

84 Quellen: Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft: Ökoinventare für Verpackungen, Schriften- reihe Umwelt Nr.

250/ll, Bern 1998 GEMIS: GEMIS 2.1, 1994 ETH-Zürich: Ökoinventare für Energiesysteme, 1994

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LIV

Gütertransport Schiene

Dargestellt wird der Bahntransport von Gütern einschließlich der direkten und indirekten Emissionen und des Verbrauchs primärer Energieträger (Mix von Elektro- und Dieseltraktion entsprechend dem Bereich des BRD-Schienennetzes). Der Erhebungszeitraum für die Energieverbrauchs- und Emissionsdaten war Anfang bis Mitte der 90er Jahre. Die spezifische Situation der Versorgung des elektrischen Zugbetriebes (Frequenz des Bahnstroms 16 2/3 Hz statt 50 Hz des öffentlichen Netzes) erfordert die Berechnung einer besonderen Vorkette Bahnstrom unter Berücksichtigung spezieller Kraftwerkssplits und -typen. Als für die Berechnung des Bahntransports maßgebliche Größe muß die Transportentfernung angegeben werden. Diese bezieht sich auf die sogenannten Tarifkilometer der Bahn. Dabei wird nur die einfache Fahrt, also keine Rückfahrt der leeren Waggons o.ä., angegeben. Das wesentliche Differenzierungskriterium unter technischen und Umweltaspekten ist im Fall des Bahntransports die Traktionsart: "Elektro" oder "Diesel". Diese Unterscheidung bezieht sich nur auf den Hauptlauf des Bahntransportes, also z. B. nicht auf Rangierfahrten. Darüber hinaus ist eine Reihe weiterer Faktoren für den Energieeinsatz und die damit verbundenen Emissionen von Bedeutung wie Lokomotivtyp, Waggontyp und -zusammenstellungen (Zuggattungen), Auslastung und Fahrweise. Neben der Unterscheidung nach Traktionsarten ist für ökologische Untersuchungen vor allem die Differenzierung nach Zuggattungen sinnvoll, da die verschiedenen Zuggattungen sehr unterschiedliche Massenauslastungen und damit spezifische Verbräuche aufweisen. Die Zuggattung wird in der Regel durch die beförderten Güter bestimmt: Massengüter wie Erze oder Kohlen werden meist mit Ganzzügen befördert, Container im Kombinierten Ladungsverkehr (KLV) und Stückgut in Einzelwagenzügen. Diese Einordnung impliziert eine Aussage über den Auslastungsgrad. Der mittlere Auslastungsgrad betrug Ende der 80er Jahre für Ganzzüge 44 %, für den Kombinierten Ladungsverkehr 37 % und für Einzelwagenzüge 30 %. Die Schadstoffemissionen der Elektrotraktion ergeben sich aus den Energieverbräuchen und den spezifischen Emissionen der Bahnstrombereitstellung. Der Strommix der Bahnstromversorgung setzt sich entsprechend dem Bezugsjahr 1996 wie folgt zusammen:

Tabelle 0-15: Stromsplit Deutsche Bahn für das Jahr 1996, gerundet85

Prozentualer Anteil, gerundet Erzeugungsart

33,6 % Kernkraft

27,8 % Braunkohle

26,7 % Steinkohle

6,6 % Erdgas

4,2 % Wasserkraft

0,7 % Erdöl

0,5 % Sonstiges

Quelle: DB-AG, 1997 ifeu, Heidelberg 1998

Bei dieser Stromvorkette wurden die Emissionen an Schwermetallen und Benzol (noch) nicht berücksichtigt. Die Emissionen von Diesellokomotiven werden aus dem Kraftstoffverbrauch und verbrauchsbezogenen Emissionsfaktoren bestimmt. Für die inventargebundenen Schadstoffe CO2 und SO2 wurde eine vollständige Oxidation des Dieselkraftstoffes (unterer Heizwert: 42,96 MJ/kg) zugrunde gelegt. Der C- Gehalt beträgt von 86,6 Gew.-%, der S-Gehalt 0,045 Gew.-% angenommen.

85 nach Deutsche Bahn AG.: Gesamtkostenrechnung 1996, Mainz 1997

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LV

Zu den Schadstoffen, deren Emissionsmengen von der Motorauslastung abhängen, liegen keine repräsentativen Messungen vor. Für die limitierten Schadstoffe NOX, HC, CO und Partikel werden Abschätzungen verschiedener Quellen mit dem Bezugsjahr 1988 verwendet (Details siehe Borken et al. 1998)86. Daraus werden mit Hilfe festgelegter Minderungsraten die Faktoren für das Jahr 2010 bestimmt. Die Bestimmung der Faktoren für 1996 werden durch lineare Interpolation zwischen den Bezugsjahren 1988 und 2010 berechnet.

Gütertransport mit Lkw

Für den Gütertransport auf der Straße wurde die derzeit auf den Straßen eingesetzte Lkw-Flotte modelliert. Um die gebräuchlichsten Lkw-Typen abbilden zu können, wurden sechs verschiedene Größenklassen gebildet. Alle Lkw werden mit Dieselkraftstoff betrieben. Berechnet werden die direkten Emissionen durch den Dieselverbrauch im Motor sowie die indirekten Emissionen der Bereitstellung der Treibstoffe vom Bohrloch bis zur Tankstelle. Durch einen veränderbaren Auslastungsgrad der Rückfahrt können damit sowohl Werksverkehr (Auslastung Rückfahrt = 0 %) oder Speditionsverkehr (Auslastung Rückfahrt > 0 %) modelliert werden. Der Datensatz beruht auf Standardemissionsdaten, die für das Umweltbundesamt Berlin und das Bundesamt für Umweltschutz BUWAL Bern in dem Modell TREMOD zusammengestellt, validiert, fortgeschrieben und ausgewertet wurden87. Die ursprünglichen Abgas-Meßdaten stammen vom TÜV Rheinland. Alle Faktoren berücksichtigen die entsprechenden Zusammensetzungen des Kfz-Bestandes und ggf. Fahrleistungsanteile in Deutschland. Der vorliegende Datensatz bezieht sich auf das Jahr 1996. Als Parameter in den Modulen der Lkw-Transporte können sowohl die Transportentfernung und der gewichtsbezogene Auslastungsgrad (in %) als auch die Fahrleistungsanteile in den verschiedenen Straßenkategorien ausgewählt werden.

Tabelle 0-16: Straßenkategorien Güterverkehr mit Lkw

Straßentyp Geschwindigkeitsniveau

Autobahn Durchschnittsgeschwindigkeit 83,6 km/h

Landstraße Durchschnittsgeschwindigkeit 64,7 km/h

Innerortsstraße Durchschnittsgeschwindigkeit 27,3 km/h

Quelle: umberto, 1998 ifeu-Institut, 1998

Für die Fahrzeugtypen wurden folgende Klassen gebildet:

86 Borken, J. et al.: Basisdaten für ökologische Bilanzierungen. Einsatz von mobilen Maschinen in Transport, Landwirtschaft

und Bergbau. Vieweg, Braunschweig/Wiesbaden 1998 87 Borken, J. et al. (1998); Knörr, W. et al.: Daten- und Rechenmodell TREMOD: Energieverbrauch und Schadstoffemissionen des motorisierten

Verkehrs in Deutschland 1980- 2020. Im Auftrag des Umweltbundesamtes. Ufoplan Nr. 10506057, Heidelberg 1997; Schmidt, M. et al.: Evaluierung gängiger Datenmodelle zur Ermittlung verkehrlicher Umweltbelastungen. In:

Umweltinformatik 98. Marburg 1998

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LVI

Tabelle 0-17: Lkw-Fahrzeugklassen

Klasse zul. Ges.-Gew. maximale Zuladung

Lkw 3,5-7,5 t 3,75 t

Solo Lkw 14-20 t 10,5 t

Solo Lkw über 20 t 15,3 t

Lkw/Sattelzug bis 32 t 20,5 t

Lkw-/Sattelzug über 32 t 28 t

Mittlerer Lkw 17,5 t

Quelle: umberto, 1998 ifeu-Institut, 1998

Die berechneten Verbräuche und Emissionen beziehen sich stets auf das Gewicht des Transportgutes. Bei mehreren Transportgütern auf dem gleichen Lkw müssen die Emissionen und Verbräuche entsprechend dem jeweiligen Transportgewicht allokiert werden. Das Gewicht des Transportgutes dividiert durch die maximale Zuladung des betreffenden Fahrzeuges und durch den Auslastungsgrad ergibt die erforderliche Anzahl an Lkw-Fahrten. Wenn nicht das Gewicht, sondern das Volumen des Transportgutes der limitierende Faktor ist - z. B. bei Leerguttransporten - so muß der gewichtsmäßige Auslastungsgrad entsprechend der Dichte des Gutes und dem maximalen Ladevolumen des Lkw herabgesetzt werden.

Gütertransport mit Kleintransporter (Diesel, < 3,5 t)

Wenn auch nur in geringem Umfang (4 %), so kommt dennoch bei der Distribution vom Getränkefachgroßhandel aus als Transportfahrzeug ein kleinerer Lieferwagen zum Einsatz. Diese Fahrzeuggröße wird vom allgemeinen Modul Gütertransport mit Lkw nicht abgebildet. Für den Transport mit Kleintransportern erfolgt die Modellierung analog des Lkw-Transportes nach dem Tansportemissionsmodell TREMOD88. Vorzugebende Parameter sind, wie schon bei den Transporten mittels Lkw:

• Straßenkategorie • Auslastungsgrad und • Transportentfernung.

Die Berechnung von Verbräuchen und Emissionen erfolgt analog zum Gütertransport mit Lkw.

Gutschriften für extern verwertete Sekundärrohstoffe

Die zur Verwertung bereitgestellten Abfälle aus dem Verpackungssystem werden aufbereitet und ersetzen dann zu einem bestimmten Anteil Primärrohstoffe. Die Aufbereitung, incl. Transporte stellen eine Umweltbelastung dar, die ersetzten Prozeßketten für Primärrohstoffe eine Gutschrift. Gutschriften sollten nur erteilt werden, wenn ausreichende Marktkapazitäten für den Sekundärrohstoff bestehen.

88 Knörr, W. et al. (1997)

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LVII

Aufbereitungsprozesse

Die Aufbereitung von Altglas und von Aluminium wurde bereits in Kap. 0 und Kap. 0 als Teil des Closed Loop Recyclings beschrieben.

Recycling von PET-Flaschen und Transporte

Beim Abfüller aussortierte PET-Flaschen werden an einen Aufbereiter abgegeben. Die entstehenden PET-Flakes werden in der Textilindustrie eingesetzt.

Aufbereitung von PET-Flaschen zu Flakes

Die Gerolsteiner Brunnen liefern ihre PET-Flaschen zur Firma Wellmann, Niederlande. Es wurden spezifische Daten erhoben. Zur Abwasserbelastung liegt nur der Parameter Feststoffe vor. Es erfolgte eine Ergänzung für den CSB aus den Daten der Firma REKO, Schweiz. Für die Ökobilanz wurden die Outputmengen an Verschlüssen und Etiketten aus der PET-Aufbereitung an die Zusammensetzung des zu bilanzierenden Flaschentyps angepaßt. Die Berechnung erfolgte mit Hilfe des Mittelwertes für die Ausbeute. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Daten der Aufbereitung:

Tabelle 0-18: Bilanzdaten der PET-Aufbereitung - erste Stufe (Auszug)

Mehrweg-PET, 48 g

Input

Flaschen

davon Verschmutzung

1093 kg

43 kg

Output

PET-Flakes 1000 kg

Verschlüsse zur Verwertung 5.4 kg

Abfälle (ca. 12 % Restfeuchte) 54 kg

Netzstrom 132 kWh

Erdgas 2.8 Nm3

Transporte

Die folgende Tabelle zeigt die Transportentfernungen beim PET-Recycling. Die Daten sind spezifisch für die Gerolsteiner Brunnen.

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LVIII

Tabelle 0-19: Distributionsdaten zum Transport von PET-Flaschen

Transport von PET-Mehrwegflaschen

Entfernung Zuladung

vom Abfüller zur Aufbereitung 250 km 8 t

von der Aufbereitung zur Verwertung (Textilindustrie)

700 km 1) 21 t

Flaschenhersteller zu Abfüller 310 km 2.93 t

1) Europäischer Markt: größte Abnehmer in Irland und Süditalien. Entfernung im europäischen Mittel

Aufbereitung von Kunststoffverschlüssen und HDPE-Kästen

Die Aufbereitung beschränkt sich auf das Mahlen. Es werden Daten aus BUWAL/250 benutzt.

Aufbereitung von Papieretiketten

Zur Anwendung kommt ein Datensatz aus der UBA-Bilanz Graphische Papiere für die Primärfaser Sulfatzellstoff (Nord). Der Datensatz beschreibt 92 % der nordischen Produktion dieses Faserstoffs. Der Output der Aufbereitung ist geeignet, Sulfatzellstoff zu ersetzen.

Aufbereitung von PE-Etiketten

Gebrauchte PE-Etiketten werden derzeit zu sogenannten dickwandigen Produkten (Beton- oder Holzersatz) oder als Sekundärbrennstoff in der Industrie oder Kraftwerken eingesetzt. Sie ersetzen im letzteren Fall Heizöl S. Hier wird die Vorkette Heizöl S (GEMIS) analog des Heizwertes der Etiketten zu 100 % als Gutschrift berücksichtigt.

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LIX

Gutschriften für aufbereitete Sekundärrohstoffe

PET-Flaschen werden zu Flakes aufbereitet und in der Textilindustrie eingesetzt. Aufbereitetes Altglas, das aufgrund der durchschnittlichen Einsatzquote von Fremdscherben bei der Weißglasherstellung nicht bilanzintern im Kreislauf geführt werden kann, wird extern bei der Behälterglasherstellung eingesetzt. Bei der Weißglasherstellung werden durchschnittlich 59 % Fremdscherben und 6 % Eigenscherben eingesetzt. Altscherben ersetzen somit 35 % Gemengerohstoffe. Granulat aus PP-Verschlüssen, die beim Abfüller oder in der PET-Aufbereitung anfallen, werden dem Primärgranulat in einfachen Extrusions- und Spritzgußprodukten zugemischt. Sie ersetzen zu 90 % Primärrohstoff. Aufbereitete Anrollverschlüsse aus Aluminium, die aufgrund der durchschnittlichen Einsatzquote von Sekundäraluminium nicht bilanzintern im Kreislauf geführt werden können, werden extern zur Aluminiumherstellung eingesetzt. Bei der Aluminiumherstellung werden durchschnittlich über alle Sorten rund 27,5 % Sekundäraluminium eingesetzt. Sekundäraluminium ersetzt dann 72,5 % der Primärproduktion. Aufbereitete Papieretiketten ersetzen Sulfatzellstoff. Der Anteil von Sekundärfasern beträgt im Markt bereits 79 %, entsprechend erfolgt eine Gutschrift nur für 21 % des Fasermenge. PE-Etiketten und die Mischkunststofffraktion aus dem DSD ersetzen Energieträger. Gutgeschrieben wird die Bereitstellung von Heizöl S. Die Äquivalenz wird über den Heizwert festgelegt: 1 MJ Kunststoff ersetzt 1 MJ Heizöl. Aussortierte HDPE-Kästen werden vollständig intern im Kreislauf geführt (Closed Loop Recycling). Die folgende Tabelle zeigt die Gutschriften für aufbereitete Sekundärrohstoffe.

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LX

Tabelle 0-20: Gutschriften für aufbereitete Sekundärrohstoffe (externes Recycling)

Verpackungsbestandteil Gutschrift nach Aufbereitung Prozeßketten für

Datenbasis für Prozeβ-kette

PET-Flasche Primärgranulat (amorph), 90 % APME

Glasflasche Gemengerohstoffe, 35 % FVB/BUWAL

Kunststoffdeckel Primärgranulat, 90 % APME

Al-Verschlüsse Primäraluminium (Barren), 72,5 % EEA

Papieretiketten Primärzellstoff (Sulfat~ Nord), 21 %

UBA Graphische Papiere

PE-Etiketten Heizöl S über Heizwert, 100 % GEMIS

Holzpaletten Stammholz Deutschland, 100 % UBA Graphische Papiere

PET-Flasche in Mischkunststoff

Heizöl S über Heizwert, 100 % GEMIS

Marktkapazitäten für Sekundärrohstoffe

Während die Einsatzmöglichkeiten für Altglas, Altpapier, Recyclingaluminum und -kunststoff (PE, PP) als gesichert gelten können, scheint es sinnvoll, die Marktkapazitäten für Sekundär-PET (PET-Flakes) in der Textilindustrie genauer zu betrachten.

Aufnahmekapazität der Textilindustrie für Sekundär-PET

Recyclingflakes (R-PET-Flakes) werden in der Textilindustrie zur Herstellung von Stapelfasern (Füllfasern, v.a. > 2 dpf (decitex per filament)) eingesetzt. Es wird etwa die gleiche Qualität wie bei Primärgranulat gefordert. R- Flakes ersetzen 1 : 1 Primärgranulat. Der Anteil von R-PET-Flakes in Produkten liegt zwischen 10 und 100 %. Höchst, Deutschland gibt einen Anteil von 80 % an, PETCORE, Niederlande einen Anteil von 100 %. 89 Laut PETCORE, NL wird bis zum Jahr 2000 R-PET 15 % (entsprechend 71 kt) des noch wachsenden Fasermarktes in Europa decken. Aus Erfahrungen mit anderen Kunststoffrezyklaten läßt sich die Aufnahmekapazität bei Vorliegen definierbarer R-PET-Qualitäten voraussichtlich weiter steigern und auch auf andere Produktbereiche ausdehnen. Die R-PET-Anfallmenge aus Mehrwegflaschen der Gerolsteiner Brunnen liegt für UZ 7 bei maximal 4,5 kt pro Jahr und ist dementsprechend sicherlich im Markt unterzubringen.

Einschränkungen der Sachbilanz

Systemgrenzen und Recycling

Im System werden entsprechend der gängigen Ökobilanzpraxis folgende Bereiche nicht berücksichtigt: 89 Auskunft: Mr Vince Matthews, PETCORE (NL, B) vom 8. Juni 1998;

Herr Jung, Trevira Hoechst vom 26. Mai 1998

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LXI

• Umweltaspekte im Bereich der Endverbraucher der Getränke (Transportfahrten zwischen Handel und Verbraucher sowie Abfallerfassung durch den Verbraucher)

• Umweltaspekte bei der Herstellung und Entsorgung der Investitionsgüter entlang der Lebenswege (z.B. Verpackungsmaschinen).

Innerhalb der Systemgrenzen wurden alle Prozesse mit Daten beschrieben. Für folgende Inputstoffe, v.a. Hilfs- und Betriebsstoffe, wurde die Herstellung nicht bilanziert: • Die Lebenswege der Umreifungsbänder und -folien wurden weil unter der 1 % Grenze liegend nicht weiter

berücksichtigt. • Siehe Sachbilanz Input „sonstige Stoffe“

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LXII

Folgende Outputstoffe, v.a. Abfälle und Sekundärrohstoffe wurden nicht bis zur Entsorgung bilanziert und es erfolgte keine Gutschrift: • Sekundärrohstoffe • Abfälle zur Verwertung, sofern nicht Bestandteile des Verpackungssystems betroffen sind.

Gutschriften erfolgten für:

− PET-Flaschen − PP-Verschlüsse − Etikettenpapier − Etikettenkunststoffe − Altglas − Mischkunststoff − Aluminiumanrollverschlüsse und − Palettenholz.

Bewertung der Datenqualität

Repräsentativität der Daten für die Zielstellung

Es wurde eine vergleichende Ökobilanz für die Gerolsteiner Brunnen erstellt. Es werden daher für die Lebenswegabschnitte Verpackungsherstellung, Abfüllung, Distribution und Recycling soweit wie möglich spezielle Daten benutzt. Für die Packstoffherstellung (Glas, PET etc.), Energieträger und Abfallbehandlungsverfahren werden entsprechend des Marktes geographisch repräsentative Daten eingesetzt. Diese geographisch repräsentativen Daten beschreiben den durchschnittlichen Technikstand für ihr Bezugsjahr. Der Markt für PET-Granulat und andere Kunststoffe ist ein europäischer Markt, entsprechend wurden APME-Daten benutzt. Der Glasmarkt ist ein deutscher Markt, so daß Daten der deutschen Behälterglasindustrie eingesetzt wurden. Der Papiermarkt (Etikettenpapier) wurde ebenfalls als deutscher Markt abgebildet. Für Primäraluminium sowie Sekundäraluminium wurde die Marktsituation in Deutschland betrachtet. Dabei wurden die jeweiligen Herkünfte der Importmengen für die Energiebereitstellung berücksichtigt. Die Folienproduktion sowie die Verschlußfertigung geben die Marktsituation Deutschlands wieder. Die Herstellung der speziellen Gerolsteiner PET-Flasche wurde in den Niederlanden berücksichtigt. Die Abfallbehandlung in Form von Abfallerfassung, DSD-Sortierung, Müllverbrennung und Ablagerung erfolgt in Deutschland. Die Module werden mit Mittelwerten deutscher Anlagen beschrieben. Daten zur Energiebereitstellung sind repräsentativ für den jeweiligen Anlagenstandort.

Zeitliche Datenäquivalenz

Die geographisch repräsentativen Daten wurden überwiegend Anfang bis Mitte der 90er Jahre erhoben, die ältesten Daten stammen aus 1989. Die speziellen Daten wurden für 1998 erhoben. Die Daten der Grundstoffherstellung sind damit älter als die Daten für die folgenden Lebenswegabschnitte. Innerhalb der Lebenswegabschnitte ist die zeitliche Datenäquivalenz weitgehend gewahrt.

Vollständigkeit und Zuverlässigkeit

Die Dichtungsmasse in den Aluminiumverschlüssen besteht bei den Gerolsteiner Brunnen zum Großteil noch aus einem PVC-Compound, der bei der Deckelaufbereitung abgetrennt und in Schuhsohlen verwertet wird. In dieser Bilanz wurde entsprechend den UBA-Bilanzen von einem PE-Compound ausgegangen; eine Verwertung erfolgt nicht. Angesichts des geringen Massenanteil der Verschlußdichtung von kleiner 0,05 % am gesamten Verpackungssystem90 ist diese Abweichung von den gerolsteinerspezifischen Rahmenbedingung nicht ergebnisrelevant. Folgende Daten sind unsicher: 90 0,2 g Compound pro 590 g + x als Verpackung

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LXIII

• Bei der Aufbereitung von PET-Flaschen zu Flakes sind nur von einem Unternehmen Daten zum CSB im Abwasser verfügbar. Dieses Datum wurde hier übernommen.

• Die neue PET-Abfüllanlage für die Mineralwasserflaschen wird derzeit errichtet und wurde noch nicht in Betrieb genommen. Die Daten wurden von der bestehenden Anlage zur Abfüllung der GDB-PET-Mehrwegflasche übernommen, zusätzliche Maschinenteile nach Herstellerangaben vom Auftraggeber modelliert und auf die für die Neuanlage geforderte Stundenleistung von 36.000 Abfüllungen hochgerechnet. Das Hochfahren der Anlage vor Schichtbeginn und das Herunterfahren der Anlage nach Schichtende wurde im Datensatz nicht berücksichtigt. Nach Inbetriebnahme der neuen Anlage wird daher empfohlen, die hier idealisiert wiedergegebenen Betriebsparameter anhand realitätsnaher Verbräuche zu überprüfen und die Bilanz gegebenenfalls neu zu berechnen, da die Verbrauchs-Angaben im Vergleich zur Datenermittlung der Ökobilanz Getränkeverpackungen II des Umweltbundesamtes und vergleichbarer Abfüllanlagen verhältnismäßig niedrig sind.

• Die Herstellungsdaten für den Preform und die Flasche sind im Vergleich zu den Daten für die Ökobilanz Getränkeverpackungen II des Umweltbundesamtes und anderer Bilanzen äußerst günstig ermittelt.

Insgesamt bestehen keine relevanten Datenlücken. Die Moduldatensätze wurden auf Plausibilität geprüft und gegebenenfalls nachgebessert. Es wurden Massenbilanzen erstellt. Die folgende Tabelle zeigt die Datenbasis noch einmal im Überblick:

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LXIV

Tabelle 0-21: Datenbasis und Datenqualität im Überblick

Datenherkunft Bezugsjahr Datenqualität

Grundstoffdaten

Weißglas deutsche Behälterglas-industrie, FV Behälter-glasindustrie e.V.

1996 Mittelwert aus 67 % der deutschen Behäl-terglasproduktion

Aluminium Europäische Aluminium Assoziation

1996 Mittelwert der europäischen Aluminiumproduktion

Papier europäische Papier-industrie UBA-Ökobilanz graphische Papiere

1995-97 gewichtete Mittelwerte der europäischen Papierindustrie

Kunststoffe APME 1989-97 Literaturdaten: gewichtete Mittelwerte der europäischen Kunststoffindustrie

Palettenholz deutsche Forstwirtschaft und Palettenhersteller

1993-97 durchschnittliche Angaben der deutschen Forstwirtschaft

Weitere Basisdaten

Energie ifeu-Datenbank (Basis: Gemis 2.1, BUWAL, 250 Ökoinventare ETH Zürich)

1994 Literaturdaten: repräsentative Daten für Europa

Transporte UBA: TREMOD, Daten- und Rechenmodell: Schadstoffemissionen aus dem motorisierten Verkehr in Deutschland 1980-2010 (Basis: Corinair)

bis 1995 Literaturdaten: Grundlage der Daten-sätze: Corinair und Handbuch der Emissionsfaktoren des Verkehrs infras, Bern 1995

Entsorgung (Deponie, MVA, Sortieranlagen)

ifeu-Datenbank Fortschreibung der Ent-sorgungsdaten aus UBA: Ökobilanz Getränkever-packungen I und UBA: Ökobilanz Graphische Papiere

1997 Ableitung „typischer Entsorgungsanlagen“ aus den Mittelwerten deutscher Anlagen wie MVA, Deponie, Sortierung usw.

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LXV

Datenherkunft Bezugsjahr Datenqualität

Verpackungsherstellung

Preform und Flasche für MW-PET

Constar, NL 1998 spezielle Daten, Mes-sungen direkt bei der Produktion

Glasflasche in Packstoffherstellung enthalten

- -

PE-Etikett 2 deutsche Hersteller 1998 spezielle Daten

Papier-Etikett UBA: Ökobilanz Graphische Papiere

1997 Literaturdaten, siehe oben

PE-Schraubverschluß BUWAL / 250 1993 1 Unternehmen (CH)

Aluminium Schraubverschluß

Fachverband Metallverpackungen, Ergänzungen Crown Bender GmbH 1998

1992/98 Literaturdaten s. o./ spezielle Daten

HDPE-Kasten Herstellerangaben 1997 Mittelwert aus Daten-angaben von 3 großen deutschen Herstellern

LDPE-Folie BUWAL / 250 1993 1 Unternehmen (CH)

PE-Schnur BUWAL / 250 1993 1 Unternehmen (CH)

Holzpalette deutsche Forstwirtschaft und Palettenhersteller

1993-97 durchschnittliche Angaben der deutschen Forstwirtschaft

Abfüllung und Distribution

Mehrweg-PET: Abfüllung bis Palettieren

Gerolsteiner Brunnen 1998 Spezielle Daten, gemessen an laufender Anlage

Mehrweg-Glas: Abfüllung bis Palettieren

Gerolsteiner Brunnen 1998 Spezielle Daten, gemessen an laufender Anlage

Distribution 1. Handelsstufe 2. Handelsstufe

Gerolsteiner Brunnen Distributionsdaten aus UBA II für Distribution ab GFGH

1998

1996

spezielle Daten

Datenerhebung (Prognos), ca. 11 % des Branchenumsatzes

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LXVI

Entsorgung/Recycling

Datenherkunft Bezugsjahr Datenqualität

Abfall- und Wertstoff-Sammelfahrzeuge

UBA Ökobilanz Getränkeverpackungen I

1993 Literatur

DSD-Sortierung ifeu-Datenbank Fortschreibung der Ent-sorgungsdaten aus UBA: Ökobilanz Getränkever-packungen I und UBA: Ökobilanz Graphischer Papiere

1997 Ableitung „typischer Entsorgungsanlagen“ aus den Mittelwerten deutscher Sortieranlagen

MVA ifeu-Datenbank Fortschreibung der Ent-sorgungsdaten aus UBA: Ökobilanz Getränkever-packungen I und UBA: Ökobilanz Graphischer Papiere

1997 Ableitung „typischer Entsorgungsanlagen“ aus den Mittelwerten der 48 deutschen Müllverbrennungsanlagen

Deponie ifeu-Datenbank Fortschreibung der Ent-sorgungsdaten aus UBA: Ökobilanz Getränkever-packungen I und UBA: Ökobilanz Graphischer Papiere

1997 Ableitung „typischer Entsorgungsanlagen“ aus den Mittelwerten deutscher Hausmülldeponien

Kläranlage ifeu-Datenbank Fortschreibung der Ent-sorgungsdaten aus UBA: Ökobilanz Getränkever-packungen I und UBA: Ökobilanz Graphischer Papiere

1997 Ableitung „typischer Entsorgungsanlagen“ aus den Mittelwerten deutscher Kläranlagen

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LXVII

Datenherkunft Bezugsjahr Datenqualität

Aufbereitung von Verpackungsbestandteilen

Aufbereitung von Glas

Glasflaschen (Scherben-aufbereitung)

Süddeutsche Altglas Re

Recycling (SAR), Bad Wurzach

1995 Daten einer repräsentativen deutschen Aufbereitungsanlage

PET-Flaschen: Aufbereitung zu PET: Flakes

Wellmann, NL 1998 spezielle Daten des einzigen Recyclers. gut, kein BSB oder CSB für Abwasser, ergänzt mit Daten der Fa. REKO

PP-Verschlüsse BUWAL/250 (Mahlen) 1992 Literaturdaten, s.o.

Al-Verschlüsse EAA (Sortieranlage, Schmelzofen)

1996 Literaturdaten, s.o.

Papieretiketten UBA: Ökobilanz Graphische Papiere (Papieraufbereitung)

1997 Literaturdaten, s.o.

Sensitivitätsanalysen und Fehlerabschätzung

Im Rahmen der verwendeten speziellen Datensätze wurden die Sensitivitäten mit den jeweiligen Datenlieferanten abgeklärt und auf oben geschilderte Diskrepanzen zu anderen Bilanzen hingewiesen. Für die erfolgte Nicht-Berücksichtigung der unter der Rubrik Sonstige Materialien ausgewiesenen Hilfsstoffe wurden die Sensitivitäten ermittelt und als nicht bilanzbeeinflussend bewertet. Für das Distributionssystem der Gerolsteiner Brunnen wurden bislang keine Sensitivitäten ermittelt. Für das System der 0,7 l Mehrweg-Glasflasche werden Sensitivitäten im Rahmen der Bilanzen für das Umweltbundesamt und der Genossenschaft deutscher Brunnen ermittelt.

Schlußfolgerung

Einschränkungen der Bilanzergebnisse, die sich aus der Bewertung der Datenqualität und den Sensitivitätsanalysen ergeben, sind nicht erforderlich.

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LXVIII

ABBILDUNG 4-1: TREIBHAUSEFFEKT (WIRKUNGSÄQUIVALENZWERTE) 16 ABBILDUNG 4-2: KUMULIERTER ENERGIEAUFWAND (WIRKUNGSÄQUIVALENZWERTE)

18 ABBILDUNG 4-3: ROHÖL-RESERVE-ÄQUIVALENTE (WIRKUNGSÄQUIVALENZWERTE) 20 ABBILDUNG 4-4: PHOTOSMOG (UM STICKOXIDEMISSIONEN KORRIGIERTER

WIRKUNGSÄQUIVALENZWERTE) 21 ABBILDUNG 4-5: ÜBERDÜNGUNGSPOTENTIAL - EINTRAG ÜBER LUFT UND WASSER

(WIRKUNGSÄQUIVALENZWERTE) 22 ABBILDUNG 4-6: VERSAUERUNGSPOTENTIAL (WIRKUNGSÄQUIVALENZWERTE) 23 ABBILDUNG 4-7: HUMANTOXIZITÄT (WIRKUNGSÄQUIVALENZWERTE) 24 ABBILDUNG 4-8: LÄRM (WIRKUNGSÄQUIVALENZWERTE) 25 ABBILDUNG 4-9: NATURRAUMINANSPRUCHNAHME - DEPONIEFLÄCHE

(WIRKUNGSÄQUIVALENZWERTE) 26 ABBILDUNG 4-10: WASSEREINSATZ 27 TABELLE 4-1: VORLÄUFIGE STANDARDLISTE DES UMWELTBUNDESAMTES UND DES

DIN/NAGUS AA3/UA2 FÜR NEGATIVE UMWELTWIRKUNGEN 3 TABELLE 4-2: ZUORDNUNG DER IM PROJEKT ERHOBENEN SACHBILANZPARAMETER

4 TABELLE 4-3: TREIBHAUSPOTENTIAL DER IM RAHMEN DIESES PROJEKTES

VORKOMMENDEN STOFFE 5 TABELLE 4-4: OZONBILDUNGSPOTENTIAL DER IM RAHMEN DIESES PROJEKTES

ERHOBENEN STOFFE 6 TABELLE 4-5: EUTROPHIERUNGSPOTENTIAL DER IM RAHMEN DIESES PROJEKTES

BETRACHTETEN STOFFE 7 TABELLE 4-6: VERSAUERUNGSPOTENTIAL DER IM RAHMEN DIESES PROJEKTES

BETRACHTETEN STOFFE 8 TABELLE 4-7: KREBSRISIKOPOTENTIAL DER IM RAHMEN DIESES PROJEKTES

BETRACHTETEN STOFFE 10 TABELLE 4-8: ROHÖLÄQUIVALENTE DER IM RAHMEN DIESES PROJEKTES

BEWERTETEN RESSOURCEN 13

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I

Inhaltsverzeichnis Seite

4 Wirkungsabschätzung 1

4.1 Grundsätzliches zur Wirkungsabschätzung 2 4.1.1 Wirkungskategorien 2 4.1.2 Wirkungszuordnung (Klassifizierung) 3 4.1.3 Wirkungscharakterisierung 4

4.2 Verwendete Wirkungskategorien 4 4.2.1 Treibhauseffekt 4 4.2.2 Stratosphärischer Ozonabbau 5 4.2.3 Photooxidantienbildung (Photosmog) 6 4.2.4 Eutrophierung und Sauerstoffzehrung (Überdüngung) 7 4.2.5 Versauerung 8 4.2.6 Toxische Schädigung des Menschen (Humantoxizität) 9 4.2.7 Toxische Schädigung von Organismen und Ökosystemen 11 4.2.8 Belästigungen 11 4.2.9 Strahlung 11 4.2.10 Ressourcenbeanspruchung 11 4.2.11 Naturraumbeanspruchung 14 4.2.12 Allgemeine Risiken 15

4.3 Vergleich der Wirkungsäquivalenzwerte 16 4.3.1 Treibhauseffekt 16 4.3.2 Ressourcenverbrauch 18 4.3.3 Photosmog 21 4.3.4 Überdüngungspotential 21 4.3.5 Versauerungspotential 23 4.3.6 Humantoxizität 24 4.3.7 Lärm 25 4.3.8 Naturrauminanspruchnahme (Deponiefläche) 26 4.3.9 Wassereinsatz 27

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II

Wirkungsabschätzung

Grundsätzliches zur Wirkungsabschätzung

In der Wirkungsabschätzung werden die umfangreichen Sachbilanzparameter in negative Umweltwirkungen „übersetzt“. Die Wirkungsabschätzung erfolgt in mehreren Schritten: • Auswahl der betrachteten Wirkungskategorien • Zuordnung der Sachbilanzparameter zu den Wirkungskategorien (Klassifizierung) • Umwandlung der zugeordneten Sachbilanzparameter in gemeinsame Maßeinheiten je

Wirkungskategorie • Bestimmung des Äquivalenzwertes für jede Wirkungskategorie durch Aggregation der

umgewandelten Sachbilanzergebnisse

Die Vorgehensweise im Rahmen dieses Ökobilanzvorhabens und des Vorhabens UBA –Ökobilanz Getränkeverpackungen II wird nachfolgend konkretisiert. Die Methoden basieren auf bereits vielfach angewendeten Ansätzen. Bei den Kategorien “Humantoxizität”, “Bildung von Photosmog” und “Naturraumbeanspruchung” werden neuere Vorschläge, die im Rahmen früherer UBA-Vorhaben entwickelt wurden, aufgegriffen.

Wirkungskategorien

Die negativen Umweltwirkungen werden in der internationalen Methodendiskussion in sogenannte Wirkungskategorien unterteilt. Ebenso wird auf internationaler Ebene an der Standardisierung von Wirkungskategorien gearbeitet. Die vorläufigen Standardlisten des Umweltbundesamtes [UBA 1996]91 und des DIN/NAGUS AA 3/UA2 (in der Fassung vom 4. Juli 1995) bilden die Grundlage der Wirkungsabschätzung der vorliegenden Arbeit. Beide Listen lassen sich im übrigen weitgehend zur Deckung bringen (siehe folgende Tabelle).

91 Paulini, I., Arbeiten des Umweltbundesamtes zur Methodik der Wirkungsabschätzung, FGU-Seminar “Produktbezogene

Ökobilanzen IV” im Rahmen der UTECH Berlin, 29.Februar/1.März 1996

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III

Tabelle 0-1: Vorläufige Standardliste des Umweltbundesamtes und des DIN/NAGUS AA3/UA2 für negative Umweltwirkungen

Standardliste des UBA (sinngemäß)

Standardliste DIN/NAGUS

• Treibhauseffekt • Treibhauseffekt

• Stratosphärischer Ozonabbau • Ozonabbau

• Photochemische Oxidantienbildung • Sommersmog

• Eutrophierung und Sauerstoffzehrung • Eutrophierung

• Versauerung • Versauerung

• Gesundheitsschäden und gesundheitliche Beeinträchtigung des Menschen

• Humantoxizität

• Schädigung und Beeinträchtigung von Ökosystemen

• Ökotoxizität

• Belästigungen durch Geruch, Lärm, Licht • Lärmbelastungen

• Strahlung

• Ressourcenbeanspruchung • Ressourcenbeanspruchung

• Flächennutzungen • Naturraumbeanspruchung

• Allgemeine Risiken (z.B. Transportunfälle, Störfälle)

Wirkungszuordnung (Klassifizierung)

In diesem Schritt werden alle Sachbilanzparameter einer Umweltwirkungskategorie zugeordnet. Der Schritt dient damit als Vorstufe zur übersichtlichen Bewertung und Aggregation von Sachbilanzinformationen. Die folgende Tabelle zeigt die Zuordnung für die im laufenden Projekt in der Wirkungsabschätzung ausgewerteten Sachbilanzparameter. Die Kategorie Lärm ist in der Tabelle nicht aufgelistet, da sie nur über den Parameter Tonnenkilometer Lkw bestimmt wird. Durch die Zuordnung der Sachbilanzparameter erhält das weitere Vorgehen eine Struktur, indem die Vielzahl der Einzelparameter aus der Sachbilanz auf wenige Umweltwirkungen bezogen wird. Man kann außerdem erkennen, ob für eine Kategorie nur wenige Informationen vorliegen und für eine andere sehr viele. Damit soll auch eine Überbewertung einzelner Kategorien vermieden werden, die dadurch zustande kommen könnte, daß zu einer Kategorie sehr viele zu einer anderen sehr wenige Informationen in der Sachbilanz erhalten wurden.

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IV

Tabelle 0-2: Zuordnung der im Projekt erhobenen Sachbilanzparameter

Natur-raum-beanspr.

Ressoucen-beanspr.

Treibhaus-potential

Photo-oxidantien-bildung

Eutrophie-rung 1)

Versau-erung

Human-toxizität

Öko-toxische Wirkung 3)

Fläche Erdöl 4) CO2 Benzol CSB H2S As 2) AOX

Erdgas 4) CH4 Ethanol N-gesamt HCl BaP 2) Chlorid

Braunkohle 4) N2O Formaldehyd NH4 HF Benzol 2) NH4

Steinkohle 4) C2F6 CH4 Nitrat P-gesamt

NH3 Cd 2) Sonstige KW

CF4 NMVOC NOx NOx Cr 2) (Cr-IV) Sulfid

NOx SO2 CO

Dioxin 2) H2S

Wasser Ni 2) HF

Pb NH3

SO2 NOx

Staub/Partik SO2 1) Bei NOx (als NO2) Eutrophierungspotential in Luft, sonst in Wasser 2) Parameter werden in Form von Arsen-Äq. zum Krebsrisikopotential aggregiert 3) Obere Gruppe Schadstoffeintrag in Wasser, untere Luftemissionen 4) Parameter werden in Form von Rohöl-Äq. aggregiert

Wirkungscharakterisierung

Im Anschluß an die Wirkungszuordnung wird der Beitrag eines Wirkungsbilanzparameters zur jeweiligen Wirkung bestimmt. Im Grunde können dabei nur Wirkungspotentiale abgeschätzt werden. Unter Wir-kungspotential ist zu verstehen, daß ein Stoff zu einer negativen Umweltwirkung möglicherweise in einem bestimmten Ausmaß beiträgt. Eine Schädigung kann in den meisten Fällen nicht durch Kausalbeziehungen aus dem systemanalytischen Instrument Ökobilanz abgeleitet werden. Der Beitrag der einzelnen Wirkungsbilanzparameter wird über die sogenannten Wirkungsäquivalente bestimmt. Dabei wird ein Stoff in äquivalenten Mengen eines anderen Stoffes, z.B. die Treibhauswirkung des Methans in Wirkungsäquivalenten des Kohlendioxids, ausgedrückt. Die einzelnen Wirkungskategorien und deren Handhabung sollen nun im weiteren beschrieben werden.

Verwendete Wirkungskategorien

Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt ist als Wirkungskategorie bereits eingehend beschrieben worden [IPCC 1995].92 Die bisher meist in Ökobilanzen angewandte [CML 199293, Klöpffer 199594] Aggregationsmethode zur Berechnung des

92 IPCC (1995): Climate change. Report to the United Nations 1996. Intergovermental Panal on the Climatic Change, New

York (USA)

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V

Treibhauspotentials in Form von CO2-Äquivalenten wird allgemein anerkannt. Mit dem Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC) besteht zudem ein internationales Fachgremium, das sowohl Methode als auch die entsprechenden Kennzahlen für jede klimawirksame Substanz errechnet und fortschreibt. Die vom IPCC fortgeschriebenen Berichte sind als wissenschaftliche Grundlage zur Instrumentalisierung des Treibhauseffektes in ihrer jeweils neuesten Fassung heranzuziehen. Bei der Berechnung von CO2-Äquivalenten wird die Verweilzeit der Gase in der Troposphäre berücksichtigt, daher stellt sich die Frage, welcher Zeitraum der Klimamodellrechnung für die Zwecke der Produkt-Ökobilanz verwendet werden soll. Es existieren Modellierungen für 20, 50 und 100 Jahre. Die Modellrechnungen für 20 Jahre beruhen auf der sichersten Prognosebasis. Das Umweltbundesamt empfiehlt die Modellierung auf der 100-Jahresbasis, da sie am ehesten die langfristigen Auswirkungen des Treibhauseffektes widerspiegelt. Sie wurde in diesem Projekt verwendet. Nachfolgend werden die in den Berechnungen des Treibhauspotentials angetroffenen Substanzen mit ihren CO2-Äquivalenzwerten - ausgedrückt als “Global Warming Potential (GWP)” aufgelistet95:

Tabelle 0-3: Treibhauspotential der im Rahmen dieses Projektes vorkommenden Stoffe

Treibhausgas CO2-Äquivalente (GWPi)

Kohlendioxid (CO2) 1

Methan (CH4) 21

Distickstoffmonoxid (N2O) 310

Tetrafluorkohlenstoff (CF4) 6.300

Hexafluorethan (C2F6) 8.200

Der Beitrag zum Treibhauseffekt wird durch Summenbildung aus dem Produkt der emittierten Menge der einzelnen treibhausrelevanten Schadstoffe (mi) und dem jeweiligen GWP (GWPi) nach folgender Formel berechnet:

GWP m GWPi i

i

= ×∑ ( )

Stratosphärischer Ozonabbau

Die zerstörerische Wirkung insbesondere von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) auf die UV-reflektierende Ozonschicht in der Stratosphäre wird seit den 80er Jahren als eine gravierende Gefahr für das Leben auf der Erde betrachtet. Aus diesem Grunde wurde in Deutschland in Folge des Montreal-Protokolls in 1994 die FCKW-Produktion eingestellt. Als Maß für die ozonabbauende Wirkung dieser Stoffe wird das ODP (Ozone Depletion Potential, Ozonabbaupotential) verwendet. Nach neueren Erkenntnissen wirkt auch Lachgas (N2O) ozonzerstörend [Heintz und Reinhardt 1996]96. Aufgrund des andersartigen Chemismus läßt sich N2O jedoch nicht als ODP-Wirkungspotential ausdrücken. Da in den hier betrachteten Prozessen ozonabbauenden Stoffe nicht belastbar bilanziert werden können, findet das Kriterium “Stratosphärischer Ozonabbau” im Rahmen der vorliegenden Studie keine Berücksichtigung.

93 Center of Environmental Science (CML), Netherlands Organisation for Applied Sceientific Research (TNO), Fuels and

Raw Materials Bureau (B&G): Environmental life cycle assessment of products. Guide and Backgrounds. Leiden (NL) 1992.

94 Klöpffer: Methodik der Wirkungsbilanz im Rahmen von Produkt-Ökobilanzen unter Berücksichtigung nicht oder nur schwer quantifizierbarer Umwelt-Kategorien. UBA-Texte 23/95. Berlin:Umweltbundesamt, 1995.

95 siehe 92 96 Heintz, Reinhardt: Chemie und Umwelt. Ein Studienbuch für Chemiker, Physiker, Biologen und Geologen. Vieweg, Verlag

Braunschweig/Wiesbaden.

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VI

Photooxidantienbildung (Photosmog)

Sommersmog oder Photo-Smog ist das Ergebnis einer Erhöhung der Ozonbildung unter Lichteinfluß in Bodennähe. Einige Substanzen aus der Gruppe der flüchtigen organischen Kohlenstoffverbindungen (VOC) sind beim Vorhandensein von Sonnenlicht oder weiterer Startersubstanzen (z.B. NOx) für die Bildung von bodennahem Ozon (Photosmog) verantwortlich. Aufgrund der komplexen Reaktionsvorgänge bei der Bildung von bodennahem Ozon ist die Modellierung der Zusammenhänge zwischen Emissionen ungesättigter Kohlenwasserstoffe und Stickoxiden äußerst schwierig. Die bisher in Wirkungsabschätzungen verwendenten Ozonbildungspotentiale (Photochemical Ozone Creation Potential - POCP) [CML 1992, Klöpffer 1995]97, ausgedrückt in Ethenäquivalenten, sind in Fachkreisen umstritten, da sie zum einen auf der Änderung bestehender Ozonkonzentrationen aufbauen und zum anderen für regional weiträumige Ausbreitungsrechnungen entwickelt wurden. Sie basieren auf dem Ozonbildungspotential der Kohlenwasserstoffe und blenden den Beitrag der Stickoxide an den Bildungsreaktionen vollkommen aus. Daher wurde im Rahmen eines Forschungsvorhabens des UBA versucht, ein verbessertes Berechnungsmodell zu entwickeln. Dabei wurde von [Stern 1997]98 eine lineare Berücksichtigung der Stickoxide vorgeschlagen. Dies bedeutet, daß aufbauend auf dem POCP-Modell in Ethenäquivalenten jeweils die pro System emittierten Stickoxide zu dem berechneten POCP-Wert multipliziert werden. Es ergibt sich eine neue Maßzahl – sie wurde als Nitrogen Corrected Photochemical Ozone Creation Potential NCPOCP bezeichnet -, die genau die lineare Berücksichtigung der Stickoxide ermöglicht. Nachfolgend sind die Gase mit ihren photochemischen Ozonbildungspotentialen (POCP) aufgelistet, die im Rahmen dieser Ökobilanz erhoben werden konnten. In erster Linie wurden Einzelsubstanzen mit einem definierten Äquivalenzwert zu Ethen berücksichtigt. Für die stofflich nicht präzise spezifizierten Kohlenwasserstoffe, die in Literaturdatensätzen häufig angegeben werden, wird ein aus CML [CML 1992] entnommener mittlerer Äquivalenzwert verwendet.

Tabelle 0-4: Ozonbildungspotential der im Rahmen dieses Projektes erhobenen Stoffe

Schadgas POCPi (Ethenäquivalente) Ethen 1 Methan 0,007 Ethanol 0,268 Formaldehyd 0,412 Benzol 0,189 Kohlenwasserstoffe • NMVOC aus Dieselemissionen • NMVOC (Durchschnitt) • Kohlenwasserstoffe (Durchschnitt)

0,7

0,416 0,337

Das POCP wurde nach folgender Formel ermittelt:

97 siehe 94 98 Stern, R.: Bewertung des Beitrags von Produkten zur Photooxidantienbildung im Rahmen von Ökobilanzen auf der Basis

photochemischer Modellrechnungen. Methodenpapier zur Ökobilanz „Graphische Papiere“ im Auftrag des Umweltbundesamtes UFOPLAN FKZ 10350120.

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VII

∑ ∗=i

ii POCPmPOCP )(

Daneben diente der POCP-Wert als Grundlage zur Berechnung des um Stickoxid korrigierten NCPOCP-Wertes. Der Wert des stickoxidkorrigierten Ozonbildungspotentials stellt das geometrische Mittel aus dem POCP-Wert und der Summe der emittierten Stickoxidmenge dar, d.h. POCP-Wert und Stickoxidmenge werden miteinander multipliziert und aus dem Produkt die Wurzel gezogen.

∑ ∗∗=i

ii POCPmNOxNCPOCP )(

Eutrophierung und Sauerstoffzehrung (Überdüngung)

Die Eutrophierung steht für eine Nährstoffzufuhr im Übermaß, sowohl in Gewässer als auch in Böden. Auch wenn eine gemeinsame Betrachtung der zwei Wirkungsbereiche nicht befriedigend ist, soll im Rahmen dieses Projektes damit operiert werden. Eventuelle Einschränkungen dieses Ansatzes sind bei der Auswertung zu berücksichtigen. Die Eutrophierung eines Gewässers führt sekundär zu einer Sauerstoffzehrung. Ein übermäßiges Auftreten sauerstoffzehrender Prozesse kann zu Sauerstoffmangelsituationen im Gewässer führen. Ein Maß für die mögliche Belastung des Sauerstoffhaushalts im Gewässer stellen der Biochemische Sauerstoffbedarf (BSB) und der Chemische Sauerstoffbedarf (CSB) dar. Zur Berechnung der Nährstoffzufuhr kann zur Zeit keine bessere Alternative als die Aggregation in Phosphatäquivalenten [CML 1992, Klöpffer 1995]99 genannt werden. Nachfolgend sind die im Rahmen dieses Projektes vorkommenden verschiedenen Schadstoffe bzw. Nährstoffe mit ihren Eutrophierungspotentialen, engl. Nutrification Potential (NP), in Form von Phosphatäquivalenten, aufgelistet.

Tabelle 0-5: Eutrophierungspotential der im Rahmen dieses Projektes betrachteten Stoffe

Schadstoff PO43—Äquivalente (NPi)

Eutrophierungspotential (Luft) Stickoxide (NOx als NO2) 0,13

Eutrophierungspotential (Wasser) Gesamtstickstoff 0,42

Gesamtphosphor 3,06

Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) 0,022

Ammonium (NH4) 0,327

Nitrat (NO3+) 0,128

Unterschieden wurde zwischen dem durch Luftemissionen und durch Wassereinleitungen verursachten Eutrophierungspotential. Der Beitrag zum Eutrophierungspotential würde durch Summenbildung aus dem Pro-dukt der emittierten Menge der einzelnen Schadstoffe und dem jeweiligen NP nach folgender Formel berechnet:

NP m NPi i

i

= ×∑ ( )

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VIII

Versauerung

Eine Versauerung kann sowohl bei terrestrischen als auch bei aquatischen Systeme eintreten. Verantwortlich ist die Emission säurebildender Abgase. Die in [CML 1992, Klöpffer 1995]100 beschriebene Berechnung von Säurebildungspotentialen wird als adäquat für Produkt-Ökobilanzen angesehen. Damit sind insbesondere keine spezifischen Eigenschaften der belasteten Land- und Gewässersysteme vonnöten. Die Messung des Säurebildungspotentials erfolgt üblicherweise durch Umrechnung auf SO2-Äquivalente. Nachfolgend sind die in dieser Studie erfaßten Schadstoffe mit ihren Versauerungspotentialen, engl. Acidifacation Potential (AP), in Form von SO2-Äquivalenten aufgelistet.

Tabelle 0-6: Versauerungspotential der im Rahmen dieses Projektes betrachteten Stoffe

Schadstoff SO2-Äquivalente (APi)

Schwefeldioxid (SO2) 1

Stickoxide (NOx) 0,7

Chlorwasserstoff (HCl) 0,88

Fluorwasserstoff (HF) 1,6

Schwefelwasserstoff (H2S) 1,88

Ammoniak (NH3) 1,88

Der Beitrag zum Versauerungspotential wird durch Summenbildung aus dem Produkt der emittierten Menge der einzelnen Schadstoffe und dem jeweiligen AP nach folgender Formel berechnet:

AP m APi i

i

= ×∑ ( )

99 siehe 93, 94 100 siehe 94

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IX

Toxische Schädigung des Menschen (Humantoxizität)

Die in der Sachbilanz erhobenen Daten zu toxischen Emissionen stellen Schadstoffrachten dar. Die Schad-stoffrachten werden in einer Ökobilanz nicht in Bezug zu einer konkreten räumlichen Einheit erhoben. Die Sachbilanzdaten sind daher nicht auf eine konkrete Expositionsbetrachtung zurückzuführen. Die klassischen Instrumente zur toxikologischen Bewertung wie z.B. die Risikoanalyse oder die Um-weltverträglichkeitsuntersuchung sind somit nicht unmittelbar innerhalb einer Ökobilanz anwendbar. Eine methodische Vorgehensweise, die Vielfalt an toxikologischen Wirkungen, die von den einzelnen toxischen Stoffen ausgeht, zu beschreiben und zusammenzufassen, ist bisher nicht allgemein akzeptiert. Es ist grundsätzlich die Frage zu stellen, ob sich ein Ansatz mit dem Anspruch, die gesamte Breite der Toxikologie belastbar abzudecken, überhaupt realisieren läßt. In der Wirkungsabschätzung zu der Ökobilanz Getränkeverpackungen l [UBA 1995]101 wurden zur Bewertung der Humantoxizität einzelne Schadstoffe wie Staub, Schwefeldioxid, Benzo(a)pyren, Cadmium und Blei direkt aus der Sachbilanz ohne weitere Aggregation in die Auswertung herangezogen. Die dort verwendeten Parameter finden auch hier Berücksichtigung, soweit ihnen unter dem Gesichtspunkt der ökologischen Bedeutung ein entsprechendes Gewicht zuerkannt wird. Für Schadstoffe mit Wirkungen, die ohne Schwellenkonzentrationen auftreten können, wird in der vorliegenden Untersuchung ein Ansatz zur Wirkungscharakterisierung, angewendet, der im Rahmen von Forschungsvorhaben mit vergleichbaren Fragestellungen entwickelt wurde [ifeu 1997, ifeu 1998]. Insbesondere kanzerogene Wirkungen, die von den entsprechenden Stoffen auch bei geringster Konzentration ausgelöst werden können, eignen sich zu einer vereinheitlichten Darstellung. Damit spielt es keine Rolle, in welchem Maße die freigesetzten Stoffe verdünnt werden. Bedingung ist lediglich, daß ein Expositionsweg für den Menschen gegeben ist, was z.B. im Falle der Freisetzung von kanzerogenen Luftschadstoffen grundsätzlich immer der Fall. Lediglich bei Freisetzung auf hoher See (z.B. durch Überseetransporte, hier v.a. Nickelemissionen durch Schweröltreibstoff) ist eine Exposition von geringer Wahrscheinlichkeit, aber auch nicht vollständig auszuschließen. Eine methodische Vereinfachung für die Aggregation kanzerogener Schadstoffemissionen ist durch die Verfügbarkeit sogenannter Einheitsrisikowerte (unit risk) gegeben. Diese Werte werden u.a. durch die US-Umweltbehörde EPA herausgegeben und regelmäßig überarbeitet. Mit ihnen lassen sich einerseits Risiken konkreter Expositionen mit Luftschadstoffen bestimmen oder aber, wie hier vereinfacht, die Vielzahl an kanzerogenen Schadstoffen zu einem summarischen Wert zusammenfassen und somit ähnlich den CO2- oder SO2-Äquivalenten auf einen Einzelstoffindex – dem Krebsrisikopotential (CRP = Carcinogenic Risk Potential) beziehen. Im vorliegenden Fall wird hierzu das Halbmetall Arsen gewählt, da es einerseits zu den erwiesenermaßen krebserzeugenden Substanzen zählt und sowohl über den Atemweg wie auch die Nahrungsaufnahme wirksam ist. In der nachfolgenden Tabelle wird für jeden der in der Sachbilanz erhobenen Schadstoffe der Arsenäquivalenzwert aufgeführt. Dabei werden die Einheitsrisikowerte nach IRIS [1996]102 zugrundegelegt. Der Beitrag zum Versauerungspotential wird durch Summenbildung aus dem Produkt der emittierten Menge der einzelnen Schadstoffe und dem jeweiligen CRP nach folgender Formel berechnet:

∑ ×=i

ii CRPmCRP )(

Wie Versauerung und Eutrophierung stellt die Summe emittierter Arsen-Äquivalente ein Wirkungspotential ohne direkten lokalen Bezug dar. Ein individuelles Krebsrisiko ist daraus nicht ableitbar. Dies würde ein hochkomplexes Expositionsmodell erfordern. Ebenso kann zur Zeit kein Modell vorgeschlagen werden, das die verschiedenen Expositionspfade der kanzerogenen Substanzen nachvollzieht. Damit sind zunächst nur die möglichen Gesundheitsgefahren durch diese Stoffe über den Luftpfad berücksichtigt.

101 Schmitz, S.; H.J. Oels, A. Tiedemann (UBA): Ökobilanz von Getränkeverpackungen. UBA-Texte 52/95. Berlin:

Umweltbundesamt, 1995. 102 Environmental Protection Agency (EPA): Environmentaland risk assessment software. Washington DC: EPA, 1996.

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X

Tabelle 0-7: Krebsrisikopotential der im Rahmen dieses Projektes betrachteten Stoffe

OUTPUT Arsen-Äquivalente (CRPi) in kg Arsen-Äq./kg

Arsen (As) 1 Benzo(a)pyren (BaP) 20,9 Benzol 0,0019 Cadmium (Cd) 0,42 Chrom als Cr-VI 2,79 PCDD/F als TE 10.500 Nickel (Ni) 0,056

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XI

Toxische Schädigung von Organismen und Ökosystemen

Im Prinzip stößt man hier auf die gleiche Problematik wie im Falle der Humantoxizität. Daher werden auch hier die in der Wirkungsabschätzung zu der Ökobilanz Getränkeverpackungen [UBA 1995] vorgeschlagenen Einzelstoffparameter berücksichtigt, soweit ihnen unter dem Gesichtspunkt der ökologischen Bedeutung ein entsprechendes Gewicht zuerkannt wird und soweit die Stoffe eine einigermaßen symmetrische Datenlage über alle Optionen hinweg aufweisen. Der UBA-Vorschlag umfaßt Parameter Kohlenwasserstoffe, Chlorid, AOX, Ammonium, Stickoxide, Schwefelwasserstoff, Fluorwasserstoff, Ammoniak und Schwefeldioxid. Im Rahmen der UBA-Ökobilanz Getränkeverpackungen II und damit auch in dieser Ökobilanz erfolgen keine Auswertungen zu dieser Wirkungskategorie.

Belästigungen

Dieser Punkt umfaßt die Wirkungen von Geruch, Lärm und Licht. Dies sind Umweltbelastungen, die stark ortsabhängig bewertet werden müssen. Da diese Tatsache z.T. im Widerspruch zu dem systemanalytischen Charakter der Produkt-Ökobilanz steht, können diese Belastungen nur mit Hilfe eines pragmatischen Ansatzes mit in die Bewertung aufgenommen werden. Für Lärm gilt, daß er durch technische Maßnahmen oder einen ausreichenden Abstand zu Wohnflächen in Grenzen gehalten werden kann. Dennoch wird Lärm in Umfragen als eines der größten Umweltprobleme gesehen, was hauptsächlich auf der Beeinträchtigung durch Verkehrslärm beruht. Deshalb wird der in der Wirkungsabschätzung des Umweltbundesamtes gewählte Ansatz, die im Nahverkehr gefahrenen Lkw-Kilometer als „Repräsentant" für Lärmbelastungen heranzuziehen, hier umgesetzt. Das Transportaufkommen wird in Form von Tonnenkilometern als Bewertungsgröße dargestellt.

Strahlung

Für die Quantifizierung und Bewertung von Strahlung im Rahmen einer Ökobilanz sind derzeit noch keine brauchbaren Methodenvorschläge verfügbar.

Ressourcenbeanspruchung

Der Verbrauch von Ressourcen wird als Beeinträchtigung der Lebensgrundlagen des Menschen angesehen. In allen Überlegungen zu einer dauerhaft umweltgerechten Wirtschaftsweise spielt die Schonung der Ressourcen eine wichtige Rolle. Der Begriff Ressourcen wird dabei manchmal beschränkt auf erschöpfliche mineralische oder fossile Ressourcen angewendet oder sehr weit interpretiert, indem z.B. genetische Vielfalt, landwirtschaftli-che Flächen, etc. darin eingeschlossen werden. Für eine Bewertung der Ressourcenbeanspruchung innerhalb der Wirkungsabschätzung wird üblicherweise die „Knappheit“ der Ressource als Kriterium herangezogen. Zur Bestimmung der Knappheit einer Ressource werden, bezogen auf eine bestimmte geographische Einheit, die Faktoren: Verbrauch, eventuelle Neubildung und Reserven in Beziehung gesetzt. Als Ergebnis erhält man einen Verknappungsfaktor, der dann mit den in der Sachbilanz erhobenen Ressourcendaten verrechnet und in einen Gesamtparameter für die Ressourcenbean-spruchung aggregiert werden kann. Trotz einer vermeintlich guten methodischen Zugänglichkeit zu der Umweltbelastung „Ressourcenbeanspruchung" werden zukünftig noch einige grundsätzliche Aspekte zu klären sein. Dies betrifft insbesondere die sinnvolle Einteilung der Ressourcenarten und die Definition von Knappheit. Erst dann sind nachvollziehbare und akzeptierte Meßvorschriften und Bewertungsgrundlagen möglich. Die Schwierigkeiten bei der Abgrenzung der Ressourcenarten ergeben sich z.B. dadurch, daß Materialien auch Energieträger sein können und umgekehrt, daß biotische Ressourcen u.U. nicht erneuerbar sind, daß Wasser ein erneuerbares Material und ein erneurbarer Energieträger sein kann, usw. Dazu kommen Probleme aus der Sachbilanz: Ist der Anbau einer biotischen Ressource ein Teil des Systems, so ist nicht das biologische Material

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XII

ein Input in das System, sondern die Fläche, auf der es erzeugt wird. Damit ist Fläche die Ressource, die in der Wirkungsabschätzung und Bewertung zu betrachten ist und nicht die Ressource selbst. Vor diesem Hintergrund wird der Vorschlag gemacht, von drei Ressourcenkategorien auszugehen:

• Ressource Energie • Ressource Material • Ressource Naturraum

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XIII

Energieressourcen

Verschiedene Energierohstoffe, wie z.B. Erdöl oder auch Holz, haben die Eigenschaften, sowohl stofflich (sog. feedstock) als auch energetisch verwendbar zu sein. Aufgrund der vielfältigen Umwandlungsprozesse innerhalb eines Lebenswegs sind dabei die Abgrenzungen nicht leicht zu setzen. Diese Eigenschaften der Energierohstoffe haben bisher zu dem Vorschlag geführt, die Energieträger als Material darzustellen. Damit wurde es jedoch schwer, nichtmaterielle Energieträger wie Windkraft, Wasserkraft, Gezeitenkraft, Photovoltaik, etc. in ein Konzept mit einzubeziehen. Umgekehrt stellen andere Arbeiten sowohl stofflich als auch energetisch einsetzbare Materialien durch deren Energieinhalt dar. Daraus folgt unweigerlich das Problem, daß diese Materialien mit nicht-energetischen Materialien nicht in Beziehung gesetzt werden können. Bei einer Substitution von Glas durch Kunststoff können keine Megajoules mit Kilogramm verglichen werden. Eine Rückübersetzung vom Energieinhalt des Kunststoffs in eine gewichtsbezogene Darstellung wird wieder nötig. Zusätzlich gilt zu beachten, daß die Energievorräte auf der Erde grundsätzlich als endlich anzusehen sind. Das gilt in letzter Konsequenz auch für die Sonnenenergie sowie die Erdwärme und die Kernenergie. Die Aggregation der Ressource Energie erfolgte in dieser Studie zum einen nach dem Konzept des Kumulierten Energieaufwandes KEA [VDI 1995]103, der die Summe der Energieinhalte aller Primärenergieträger incl. Windenergie, Kernenergie ausdrückt. Die KEA-Daten werden daher in den Sachbilanztabellen aufgeführt. Für die eigentliche Wirkungsabschätzung in den UBA-Bilanzen werden auf Wunsch des UBA nur die im folgenden erläuterten Rohöl-Äquivalente bilanziert. Sollen nur fossile Energieträger berücksichtigt werden, so ist die Berechnung der statischen Reichweiten der Ressourcen unter Verwendung der Weltreserven und des aktuellen Verbrauchs der jeweiligen Ressource hilfreich. In der Wirkungsabschätzung des Umweltbundesamtes zu der Ökobilanz Getränkeverpackungen wurden die Knappheiten auf Erdöläquivalenzknappheiten bezogen und berechnet [UBA 1995]. Sie wurden in Absprache mit dem UBA auch hier eingesetzt. Die nachfolgende Tabelle gibt die Umrechnungsfaktoren zur Berechnung der statischen Reichweite und damit der Rohöl-Reserveäquivalente wieder.

Tabelle 0-8: Rohöl-Reserveäquivalente der im Rahmen dieses Projektes bewerteten Ressourcen

INPUT KEA fossil Rohöl-Reserveäquivalente 1) Rohstoffe in der Lagerstätte in kJ/kg in kg Rohöl-Äq./kg

Braunkohle 8.800 0,0409 Erdgas 40.400 0,5212 Erdöl 42.600 1 Steinkohle 29.460 0,1836 1) Quelle: UBA [1995]104

Es ist zu beachten, daß die stoffliche und energetische Bilanzierung der Ressource Energie eine Doppelbilanzierung darstellt. Diese tritt aber in der Wirkungsabschätzung und Bewertung nicht auf, da hier ausschließlich die Rohöl-Äquivalente berücksichtigt wurden.

Materialressourcen

Unter dieser Kategorie sollten alle materialbehafteten Ressourcen ebenso eigenständig wie die Energie an ihrer materiellen Knappheit gemessen und bewertet werden. Eine Überprüfung der Knappheiten der

103 Verein Deutscher Ingenieure (VDI): Entwurf zur VDI-Richtlinie 4600 „Kumulierter Energieaufwand - Begriffe, Definitionen,

Berechnungsmethoden. Düsseldorf: VDI), 1995. 104 siehe 101

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XIV

Materialressourcen hat jedoch gezeigt, daß außer den auch als Energieträger verwendeten Materialien und dem in den vergangenen Jahren einer zunehmenden Verknappung unterliegenden Trinkwasser kaum knappe Materialien in den hier untersuchten Produktsystemen auftauchen. Eine weitere Diskussion erscheint deshalb in diesem Rahmen wenig sinnvoll. Die der Umwelt entnommenen Materialien sind den Sachbilanzergebnissen zu entnehmen. Sie finden jedoch - außer bei den Energieressourcen und dem Wasserverbrauch - keine Berücksichtigung in der Wirkungsabschätzung und Auswertung.

Ressource Naturraum

Die Umweltbelastungen im Bereich der Ressource Naturraum werden häufig in der Wirkungskategorie „Flächennutzungen„ angesiedelt. Im Rahmen anderer ökobilanziellen Forschungsvorhaben des Umweltbundesamtes wurde die Ressource Naturraum aufgrund ihrer Bedeutung als Wirkungskategorie „Naturraumbeanspruchung" eigenständig behandelt. Die entsprechende Wirkungsabschätzungmethode ist im folgenden Kapitel dargestellt.

Naturraumbeanspruchung

Fläche kann im Zusammenhang der wirkungsorientierten Bewertung als eine endliche Ressource verstanden werden. Doch ist es nicht hilfreich, Fläche nur als eine zur freien Verfügung stehende Menge zu verstehen. Fläche steht in direktem Bezug zu einem ökologisch bewertbaren Bestand auf dieser Fläche. Wird der ökologische Bestand einer Fläche berücksichtigt, so sind darunter alle flächenbezogenen Umweltbelastungen zu verstehen, wie z.B. die Verringerung der biologischen Diversität, Landerosion, Beeinträchtigung der Landschaft usw. Es erscheint angebracht, mit dem Begriff "Naturraum" alle darin enthaltenen natürlichen Zusammenhänge zu verstehen und zu beschreiben – im Gegensatz zum Begriff der Fläche. Zu diesem Zweck wurde eine Methode zur Wirkungsabschätzung, die auf der Beschreibung des “Natürlichkeitsgrades” (Hemerobiestufen) von Naturräumen aufbaut [Klöpffer, Renner 1995]105, weiterentwickelt und spezifiziert [UBA 1998]106. Entscheidender Punkt der Methode ist die Beschreibung der Flächenqualitäten in sieben Qualitätsklassen mit abnehmendem Natürlichkeitsgrad, wobei alle Landflächen in dieses Qualtitätsraster einordenbar sein müssen. Klasse l entspricht dabei „unberührter Natur”, für die über lange Zeit keinerlei Nutzung erfolgen darf. Der Natürlichkeitsklasse Vll entspricht versiegelten oder sehr lange Zeit degradierten Flächen wie z.B. Deponien, Tagebauflächen. Für die Umsetzung in Ökobilanzen besteht derzeit allerdings noch das Problem, daß über die Naturraumbeanspruchung vieler Prozesse unzureichende Informationen vorliegen. Für die negative Umweltwirkung „Naturraumbeanspruchung„ wird hier vereinfachend der Bedarf an Deponiefläche angesetzt. Ausgehend von der spezifischen Einbaudichte von zu deponierenden Stoffen und einer mittleren Deponiehöhe von 20 m läßt sich vom Massenstrom an Abfällen (kg pro funktionale Einheit) auf den Flächenbedarf (m2 pro funktionale Einheit) schließen. Als Einbaudichten wurden für hausmüllähnliche Abfälle 1 t/m3 und für Aschen und Schlacken 1,5 t/m3 angesetzt.

105 siehe 101 106 Giegrich, J., Sturm, K.: Operationalisierung der Wirkungskategorie Naturraumbeanspruchung. Methodenpapier zur

Ökobilanz „Graphische Papiere“ im Auftrag des Umweltbundesamtes UFOPLAN FKZ 10350120.

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XV

Allgemeine Risiken

Für die Erfassung und Bewertung von allgemeinen Risiken, wie z.B. Transportunfälle oder Störfallrisiken im Rahmen einer Ökobilanz steht derzeit nur ein begrenztes methodisches Repertoire zur Verfügung. Im Rahmen des DIN/NAGUS wird vorgeschlagen, die allgemeinen Risiken erst in der Bewertung zu berücksichtigen, ohne daß jedoch konkrete Handlungsvorschläge dazu vorliegen.

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XVI

Vergleich der Wirkungsäquivalenzwerte

Die folgenden Abbildungen zeigen das Ergebnis der Wirkungsabschätzung für die zu vergleichenden Verpackungssysteme.

Treibhauseffekt

PET-Mehrwegsysteme zeigen gegenüber den Glas-Mehrwegsystemen die günstigeren Ergebnisse. Unter Berücksichtigung der Gutschriften für das Recycling gebrauchter Verpackungsbestandteile liegen die Werte der PET- Mehrwegsysteme um rund 40 % bis 50 % unter denen der Glas- Mehrwegsysteme.

Abbildung 0-1: Treibhauseffekt (Wirkungsäquivalenzwerte)

kg

0

20

40

60

80

100

120

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil.109,7 94,4

103,1 88,162,1 47,0

54,4 42,648,5 39,2

ifeu, 1999

Glas PET

kg CO 2

kg CO2

Treibhauseffekt (GWP 100)Ökobilanz Gerolsteiner Brunnen Verpackung für 1.000 l

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XVII

Die Recycling-Gutschrift ist bei Glassystemen relativ zur Gesamtbelastung geringer als bei den PET-Systemen. Da ein Großteil des anfallenden Altglases im Kreislauf geführt wird, wirkt sich die daraus resultierende Umweltentlastung bereits in den Sachbilanz(1)- oder Cut Off-Ergebnissen107 aus (siehe Kap. 3.2.2 Closed Loop Recycling). Die Gutschrift stammt bei den Glassystemen v.a. aus dem Recycling der Aluminiumverschlüsse. Bei den PET-Systemen wird die Recycling-Gutschrift v.a. für das PET-Recycling vorgenommen. Die Gutschriften fallen relativ hoch aus, da die Bereitstellung von PET-Granulat (amorph) mit relativ hohen Umweltbelastungen verbunden ist und zudem von der für PET günstigen Annahme ausgegangen wird, daβ Recycling-PET zu 90 % Primärgranulat ersetzt. D.h., es wird davon ausgegangen, daß auf dem Stapelfasermarkt nur 10% R-PET eingesetzt wird (siehe Kap.3.2.2 zur Methodik und Kap. 3.4.2). Innerhalb der Mehrwegsysteme schneidet jeweils die Flasche mit der höchsten Umlaufzahl am besten ab. Innerhalb der PET-Mehrwegsysteme sinkt die Umweltbelastung bei Steigerung der Umlaufzahl von 7 auf 10 um rund 10 %. Weitere 8 % Umweltentlastung lassen sich erreichen, wenn die Umlaufzahl weiter von 10 auf 15 Umläufe gesteigert werden kann. Innerhalb der Glas-Mehrwegsysteme unterscheidet sich der Beitrag zum Treibhauseffekt für die Umlaufzahlen 30 und 50 um gut 7 %. Die Höhe des Treibhauseffektes wird bei MW-Glassysteme v.a. durch den Energieverbrauch beim Transport und der Abfüllung sowie durch die Herstellung der Aluminium-Verschlüsse bestimmt. Bei den PET-Systemen sind die hauptsächlichen Verursacher die Kunststoff- und Flaschenherstellung sowie der Abfüllvorgang.

107 erster der beiden Balken.

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XVIII

Ressourcenverbrauch

Der Ressourcenverbrauch wird entweder durch den Kumulierten Energieaufwand (KEA) oder in Form von Rohöl-Reserveäquivalenten ausgedrückt. Berücksichtigt werden folgende fossilen Energie-Rohstoffe: • Stein- und Braunkohle, • Erdöl und • Erdgas.

KEA

Bei Berücksichtigung der Recycling-Gutschriften schneiden MW-PET-Systeme um 50 % bis 65 % günstiger ab als Glas-Mehrwegsysteme.

Abbildung 0-2: Kumulierter Energieaufwand (Wirkungsäquivalenzwerte)

0

500

1000

1500

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil.1.230,6 1.165,1

1.152,3 1.088,91.319,5 720,2

1.133,1 657,8988,4 594,6

MJ

ifeu, 1999

Kumulierter EnergieaufwandÖkobilanz Gerolsteiner Brunnen Verpackung für 1.000 l

Glas PETMJ

Das Cut Off-Ergebnis für die PET-Mehrwegflasche mit 7 Umläufen ist etwas ungünstiger als das Cut Off-Ergebnis für die Glas-Mehrwegsysteme. Das Cut Off-Ergebnis für die PET-Mehrwegflasche mit 10 Umläufen ist vergleichbar mit den Cut Off-Ergebnissen für die Glas-Mehrwegflasche mit 30 Umläufen. Innerhalb der PET-Mehrwegsysteme sinkt der Ressourcenverbrauch bei Steigerung der Umlaufzahl von 7 auf 10 um 10 %. Eine weitere Minderung um ebenfalls rund 10 % wird für die Umlaufzahl 15 erzielt. Innerhalb der Glas-Mehrwegsysteme sinkt der Ressourcenverbrauch für die Steigerung der Umlaufzahl von 30 auf 50 um etwas mehr als 5 %. Die Höhe des Ressourcenverbrauches wird bei den PET-Mehrwegsystemen v.a. durch die Kunststoffherstellung und den Abfüllprozeß dominiert, während bei den Glas-Mehrwegsystemen die Distribution gefolgt von der Abfüllung die Verbrauchsskala anführt. Die Gutschrift für das PET-Recycling liegt bei diesem Kriterium mit 40 % bis 45 % sehr hoch. Ursache hierfür ist die Gutschrift für die Bereitstellung der Kunststoffe PET-amorph und Polypropylen (Verschlüsse).

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XIX

Demgegenüber erfolgt bei Glas praktisch keine Gutschrift, da bedingt durch den hohen Einsatz von Altscherben beim Behälterglas nur vergleichsweise geringe Mengen von Glasrohstoffen (Soda, Quarz, Dolomit u.a.) gutgeschrieben werden können.

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XX

Rohöl-Reserveäquivalente

Im Endeffekt zeigt sich hier das gleiche Bild wie zuvor für den kumulierten Energieaufwand. Aufgrund der unterschiedlichen Reichweite der eingesetzten Ressourcen liegen die PET-Systeme nun jedoch noch etwas günstiger als die Glassysteme. Dies zeigt sich v.a. in den Cut Off(1)Ergebnissen. Desweiteren fällt die mögliche Verbesserung der PET-Systeme durch hohe Umlaufzahlen etwas geringer aus. Der Unterschied zwischen dem System mit 7 Umläufen und dem mit 15 Umläufen beträgt nun 15 % statt wie beim KEA rund 20 %. Für die PET-Herstellung und Verarbeitung werden im Gegensatz zur Glasherstellung v.a. größere Mengen an Netzstrom sowie thermische Energie aus kohlebefeuerten Industrieerzeugern eingesetzt, die gegenüber dem Einsatz von Erdgas und Heizöl S eine größere Reichweite aufweisen.

Abbildung 0-3: Rohöl-Reserve-Äquivalente (Wirkungsäquivalenzwerte)

kg

kg

Rohöl-Reserve-ÄquivalenzwertÖkobilanz Gerolsteiner Brunnen Verpackung für 1.000 l

0

5

10

15

20

25

30

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil.25,8 23,5

24,5 23,323,9 12,1

20,6 11,218,0 10,5

ifeu, 1999

Glas PET

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XXI

Photosmog

Bei diesem Kriterium liefern die PET-Systeme 40 % bis 50 % des Beitrages der Glassysteme. Recycling-Gutschriften spielen hier keine Rolle, d.h. die Photosmogbelastung rührt fast vollständig aus Abfüll-, Distributions- und Herstellungsprozessen. Beim Glassystem trägt die distributionsbedingte NMVOC-Emission aus Dieselabgasen hauptsächlich zu den Ethen-Äquivalenten bei.

Abbildung 0-4: Photosmog (um Stickoxidemissionen korrigierter Wirkungsäquivalenzwerte)

00,20,40,60,8

11,21,4

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil.1,238 1,222

1,212 1,1970,632 0,590

0,577 0,5420,534 0,503

NCPOCP-Äq. in kg

Photosmogpotential (NCPOCP)Ökobilanz Gerolsteiner Brunnen Verpackung für 1.000 l

ifeu, 1999

Glas PET

kg NCPOCP-ÄQ.

Innerhalb der PET-Systeme sinkt herstellungsbedingt der Beitrag zum Photosmog ausgehend von der Flasche mit 7 Umläufen für die Flasche mit 10 Umläufen um rund 10 % und um rund 15 % für die Flasche mit 15 Umläufen. Bei den Glassystemen läßt sich durch die Erhöhung der Umlaufzahl von 30 auf 50 eine Senkung um 3 % erzielen.

Überdüngungspotential

Die PET-Systeme schneiden vor allem gutschriftsbedingt um rund 40 % günstiger ab als die Glassysteme. Innerhalb der PET-Systeme sinkt die Umweltbelastung gegenüber der Flasche mit 7 Umläufen von 100 % auf 96 % für 10 Umläufen und auf 91 % für 15 Umläufe.

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XXII

Abbildung 0-5: Überdüngungspotential - Eintrag über Luft und Wasser (Wirkungsäquivalenzwerte)

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil.0,073 0,071

0,071 0,0690,064 0,048

0,058 0,0450,053 0,044

kg PO4

kg PO4

ÜberdüngungspotentialÖkobilanz Gerolsteiner Brunnen Verpackung für 1.000 l

ifeu, 1999

Glas PET

Die zur Überdüngung beitragenden Emissionen stammen zu einem Großteil aus der Herstellung von PET-Granulat und desweiteren aus den Stickoxiden der Distribution und Energiebereitstellung. Bei der Glasflasche sind die Prozesse Distribution, Energiebereitstellung und Abfüllung für die Belastung maßgebend.

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XXIII

Versauerungspotential

Die PET-Systeme schneiden auch hier günstiger ab als die Glassysteme. Ihr Beitrag zum Versauerungspotential liegt bei 50 - 65 % des Beitrages der Glassysteme.

Abbildung 0-6: Versauerungspotential (Wirkungsäquivalenzwerte)

0

0,2

0,4

0,6

0,8

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil.0,63 0,57

0,60 0,540,59 0,35

0,49 0,310,42 0,28

kg SO2

kg SO 2

VersauerungspotentialÖkobilanz Gerolsteiner Brunnen Verpackung für 1.000 l

ifeu, 1999

Glas PET

Die Recycling-Gutschriften fallen bei diesem Kriterium wieder relativ hoch aus. D.h. die Umweltbelastungen stammen vor allem aus der Herstellung des PET-Granulates und der anderen Kunststoffe. Die Recycling-Gutschrift beim Glassystem stammt v.a. aus der Aluminium- und Glasherstellung. Eine Erhöhung der Umlaufzahl des PET-Systems von 7 auf 10 bringt eine Umweltentlastung von 13 %, die Erhöhung von 10 auf 15 Umläufe eine Entlastung von weiteren 10 %. Bei den Glassystemen beträgt der Entlastungseffekt 5 %.

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XXIV

Humantoxizität

Die Humantoxizität der Emissionen gesamthaft zu bewerten, ist ein sehr schwieriges Vorhaben, da die relative Bewertung der eingehenden Einzelemissionen zueinander umstritten ist. Die Höhe dieses Summenwertes ist daher stark von Unsicherheiten geprägt, d.h. das Kriterium ist wenig belastbar. Unter Zugrundelegung der in Kap. 4.2.6 beschriebenen Faktoren zeigen die PET-Systeme auch hier mit weniger als 50 % des Beitrages der Glassysteme zum Toxizitätspotential die günstigeren Werte.

Abbildung 0-7: Humantoxizität (Wirkungsäquivalenzwerte)

0

5

10

15

20

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil.17,15 16,88

17,02 16,767,97 7,82

7,49 7,337,11 6,94

ifeu, 1999

Glas PET

Humantoxizität (Toxizitätspotential)Ökobilanz Gerolsteiner Brunnen Verpackung für 1.000 l

mg Tox-Äq.

Tox-Äq. in mg

Die toxischen Emissionen der Glassysteme stammen zum überwiegenden Teil aus den Schwermetallen und dem Formaldehyd, welche als Luftemissionen bei der Distribution freigesetzt werden. Die toxischen Emissionen der PET-Systeme stammen aus den Schwermetallemissionen bei der Kunststoffherstellung und den Formaldehydemissionen beim Transport. Recycling-Gutschriften wirken nicht auf das Ergebnis, d.h. die toxischen Emissionen rühren fast vollständig aus Abfüllprozessen und Distribution. Hier hat die PET-Flasche v.a. im Bereich Distribution Vorteile gegenüber der Glasflasche aufzuweisen. Innerhalb der PET-Systeme sinkt die Belastung bei Erhöhung der Umlaufzahl von 7 auf 10 und von 10 auf 15 um je ca. 6 %. Die Erhöhung der Umlaufzahl von 30 auf 50 bei den Glassystemen bringt dagegen nur eine Entlastung um 1 %. Ursache hierfür ist beim Glas die Dominanz der Distributionsstufe, beim PET die Entlastung durch die Verringerung bei der PET-Herstellung.

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XXV

Lärm

Die Transportbelastung der PET-Systeme beträgt knapp ein Viertel der Belastung durch die Glassysteme. Ursache hierfür ist zum einen die erhöhte Zuladungsmöglichkeit bei der leichten PET-Mehrwegflasche und zum anderen das erheblich verringerte Transportgewicht bei der Rückführung der leeren Flaschen.

Abbildung 0-8: Lärm (Wirkungsäquivalenzwerte)

0

25

50

75

100

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Glas 30U. Glas 50U. PET 7U. PET 10U. PET 15U.87,25

87,1819,82

19,8119,80

Lärmbelastung DistributionTransportleistung im Nahverkehr

Ökobilanz Gerolsteiner Brunnen Verpackung für 1.000 l

ifeu, 1999

tkm

Tonnen-kilometer

Glas PET

Innerhalb der Systeme existieren keine nennenswerten Unterschiede, da das Distributions-Gewicht jeweils identisch ist. Die geringfügigen Abweichungen bei den Glas- und Kunststoffsystemen beruhen auf den umlaufbedingt unterschiedlich hohen Rohstofftransporten, die die Tonnenkilometer beeinflussen.

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XXVI

Naturrauminanspruchnahme (Deponiefläche)

Dieses Kriterium ist in Anbetracht der geringen abzulagernden Abfallmengen weit weniger bedeutend als die anderen Kriterien. Die Glassysteme zeigen auch hier höhere Beiträge als die PET-Systeme. Ursache ist v.a. das höhere Flaschengewicht von Glas (590 g gegenüber 48 g für PET). Diese Relation kann durch die mehrfach höhere Umlaufzahl nicht ausgeglichen werden.

Abbildung 0-9: Naturrauminanspruchnahme - Deponiefläche (Wirkungsäquivalenzwerte)

0

2

4

6

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Glas 30U. Glas 50U. PET 7U. PET 10U. PET 15U.

4,423,22

0,580,51

0,46

(Deponiefläche)Ökobilanz Gerolsteiner Brunnen Verpackung für 1.000 l

ifeu, 1999

cm²

cm² Glas PET

Naturrauminanspruchnahme

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XXVII

Wassereinsatz

Dieses der Sachbilanz entnommene Kriterium steht außer Konkurrenz zu den anderen Kriterien der Wirkungsabschätzung. Es wird hier jedoch dargestellt, da bei Mehrwegsystemen die Umweltbelastungen durch das Flaschenspülen häufig ein zentraler Diskussionspunkt ist. Die Glassysteme zeigen wie schon zuvor mehr als doppelt so hohe Werte wie die PET-Systeme. Eine Entlastung in Abhängigkeit von der Umlaufzahl ist kaum merklich. Sie liegt bei den Glassystemen bei 1 % und bei den PET-Systemen bei je 2 %. Bei den Glassystemen stammt der Hauptanteil mit fast 90% aus dem Abfüllprozeß. Herstellung von Flaschen, Etiketten und Aluminiumverschlüssen spielen nur eine untergeordnete Rolle. Bei den PET-Systemen verteilt sich der Wassereinsatz auf über 70% für die Abfüllung, ca. 15% auf die PET-Herstellung und die restlichen 15 % auf die Herstellung von Verschlüssen und Etiketten. Das im Verlaufe der Lebenswege aufgewendete Kühlwasser wird in diesem Zusammenhang nicht betrachtet.

Abbildung 0-10: Wassereinsatz

0

250

500

750

1000

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil. Cut-off Nettobil.873,4 847,6

865,0 840,1404,7 321,0

366,6 303,4337,1 289,7

l

Wasserverbrauch (Prozeß)Ökobilanz Gerolsteiner Brunnen Verpackung für 1.000 l

ifeu, 1999

Glas PET

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XXVIII

Inhaltsverzeichnis Seite Abbildung 5-1: Treibhauseffekt (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 103 Abbildung 5-2: Kumulierter Energieaufwand (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland)

104 Abbildung 5-3: Rohöl-Reserve-Äquivalente (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 105 Abbildung 5-4: Photosmog - NCPOCP (um Stickoxidemissionen korrigierter Beitrag zur

Umweltbelastung in Deutschland) 106 Abbildung 5-5: Überdüngungspotential - Eintrag über Luft und Wasser (Beitrag zur

Umweltbelastung in Deutschland) 107 Abbildung 5-6: Versauerungspotential (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 108 Abbildung 5-7: Humantoxizität (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 109 Abbildung 5-8: Naturrauminanspruchnahme: Deponiefläche (Beitrag zur Umweltbelastung

in Deutschland) 110 Abbildung 5-9: Wassereinsatz (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland) 111 Tabelle 5-1: Grundlagen zur Ermittlung des spezifischen Beitrags - Gesamtemissionen und -

verbräuche in Deutschland und die mittlere Belastung durch einen Einwohner 99

Tabelle 5-2: Bewertungsvorschlag des UBA [1995] zur ökologischen Bedeutung 101

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I

Inhaltsverzeichnis Seite

5 Normierung und Gewichtung 2

5.1 Prinzip 2 5.1.1 Normierung (Spezifischer Beitrag) 3 5.1.2 Ökologische Bedeutung 6 5.1.3 Abstand zum Schutzziel (Distance to Target) 7

5.2 Vergleich der Ergebnisse der Normierung 8 5.2.1 Treibhauseffekt 8 5.2.2 Ressourcenverbrauch 8 5.2.3 Photosmog 11 5.2.4 Überdüngungspotential 12 5.2.5 Versauerungspotential 13 5.2.6 Humantoxizität 14 5.2.7 Lärm 15 5.2.8 Naturrauminanspruchnahme (Deponiefläche) 15 5.2.9 Wassereinsatz 16

5.3 Zusammenfassende Bewertung 17

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II

Normierung und Gewichtung

In der Methodendiskussion und insbesondere bei den Normungsaktivitäten sind für den Bereich der Bewertung von Ökobilanzergebnissen noch viele Fragen offen. Die Methode befindet sich derzeit im UBA in Weiterentwicklung.

Prinzip

Die Berechnung von Wirkungsäquivalenzwerten (Klassifizierung und Charakterisierung gemäβ Kap. 4) führt für jede betrachtete Wirkungskategorie zu einem Äquivalenzwert, der mit den entsprechenden Werten eines anderen Systems verglichen werden kann. Für einen alle Wirkungskategorien integrierenden Systemvergleich ist es notwendig, die Ergebnisse in den einzelnen Wirkungskategorien zueinander in Beziehung zu setzen, um so die meist ambivalenten Aussagen aus den unterschiedlichen Wirkungskategorien gegeneinander abzuwägen. Mit Hilfe der folgenden drei Kriterien soll die Gewichtung durchgeführt werden. Mit der Normierung kann der spezifische Beitrag der durch das untersuchte Produktsystem verursachten Umweltwirkungen auf bereits z.B. in Deutschland existierende Umweltbelastungen bezogen werden. Dadurch kann der relative Beitrag jeder Wirkungskategorie zu einer Gesamtbelastung bestimmt werden. Durch die Zuordnung einer ökologischen Bedeutung werden die Wirkungskategorien in eine Hierarchie gebracht. Die zugeordnete ökologische Bedeutung soll die Einschätzung nach dem Stand der Wissenschaft sowie politischen und gesellschaftlichen Zielsetzungen wiedergeben. Der Abstand zum Schutzziel (Distance to target) soll beschreiben, wieweit die derzeitige Umweltsituation von den umweltpolitisch gesetzten Zielvorgaben entfernt ist. Die abschliessende Bewertung wird verbal-argumentativ, ggf. unter Einbeziehung weiterer Analysen, aus den vorliegenden Informationen abgeleitet.

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III

Normierung (Spezifischer Beitrag)

Die Normierung bezeichnet die Berechnung der Größenordnung der Ergebnisse in den Wirkungskategorien (Kap. 4.3) im Verhältnis zu einem Referenzwert. Der Beitrag der durch das untersuchte Produktsystem verursachten Umweltwirkungen kann damit auf bereits existierende Umweltbelastungen bezogen werden. Der im UBA-Vorhaben gewählte Referenzwert ist die aktuelle Situation der Umweltbelastung im Bereich der Deutschland. Man berechnet, wie groß z.B. das Treibhauspotential ist, das durch die derzeitigen Emissionen in Deutschland innerhalb eines bestimmten Zeitraums verursacht wird. Dazu setzt man das Treibhauspotential einer bestimmten Untersuchungsoption ins Verhältnis und erhält somit den spezifischen Beitrag der gewählten Option. Bezieht man diese Zahl auf die Einwohnerzahl Deutschlands, so erhält man die sogenannten Einwohnerdurchschnittswerte (EDW). Am Ende dieser Stufe liegen die spezifischen Beiträge der verschiedenen untersuchten Optionen bezüglich der verschiedenen Umweltwirkungen vor. Die spezifischen Beiträge können dann als Parameter für den ökologischen Vergleich der Optionen herangezogen werden. Da sich die spezifischen Beiträge jeweils immer nur auf eine Umweltwirkung beziehen, ist es auf dieser Stufe schwierig die Gesamtheit der spezifischen Beiträge einer Option mit der Gesamtheit der spezifischen Beiträge einer anderen Option direkt zu vergleichen. In Tabelle 0-1 sind die in dieser Arbeit verwendeten Gesamtbelastungen in Deutschland und die auf den Einwohner bezogenen Mengen zur Berechnung der Einwohnerdurchschnittswerte aufgeführt. Die aus Einzelparametern aggregierten Werte wurden für alle Szenarien gleichermaßen aus allen erhobenen Einzelwerten gebildet, auch dann, wenn keine Gesamtemissionen für die Bundesrepublik vorlagen – so beispielsweise bei Eutrophierung die Werte zu CSB, Ammonium und Nitrat -, um einen möglichst hohen Informationsgehalt zu gewährleisten.

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IV

Tabelle 0-1: Grundlagen zur Ermittlung des spezifischen Beitrags - Gesamtemissionen und -verbräuche in Deutschland und die mittlere Belastung durch einen Einwohner

Deutschland Quelle Belastung durch einen Einwohner in Deutschl.

Verbrauch

Braunkohle 1.685.000 TJ a) 20.700 MJ

Erdgas 3.159.000 TJ a) 38.808 MJ

Erdöl 5.800.000 TJ a) 71.253 MJ

Steinkohle 2.078.000 TJ a) 25.528 MJ

KEA, fossil gesamt 12.722.000 TJ 156.290 MJ

Wasserentnahme 17.500.000.000 m3 a)

Gesamtfläche BRD 35.697.000 ha a) 496 m2

Emissionen (Luft)

Ammoniak 651.000 t b) 8,0 kg

Arsen 33 t e) 0,00041 kg

Benzo(a)pyren 13,757 t f) 0,00017 kg

Benzol 42.900 t g) 0,52703 kg

Blei 624 t e) 0,0077 kg

Cadmium 11 t e) 0,00014 kg

Chrom 115 t e) 0,0014 kg

Dioxine 1,25 kg h) 15 pg

Distickstoffmonoxid 228.000 t a) 2,8 kg

Fluorwasserstoff 124.000 t i) 1,5 kg

Kohlendioxid, fossil 910.000.000 t a) 11.179 kg

Kohlenmonoxid 6.738.000 t b) 83 kg

Methan 4.724.000 t a) 58 kg

Nickel 159 t e) 0,0020 kg

NMVOC 1.686.000 t a) 26 kg

NOx (als NO2) 1.859.000 t b) 22,8 kg

Partikel (Dieselruß) 38.000 t l) 0,5 kg

Staub 754.000 t b) 9,3 kg

Schwefeldioxid 1.851.000 t b) 22,7 kg

Emissionen (Wasser)

AOX 4.337 t d) 0,1 kg

Kohlenwasserstoffe 4.266 m) 0,052 kg

Phosphoreinträge in Fließge-wässer

58.000 t e) 0,71 kg

Stickstoffeinträge in Fließgewässer

1.101.000 t e), k) 9,5 kg

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V

Deutschland Quelle Belastung durch einen Einwohner in Deutschl.

Aggregierte Werte

Treibhauspotential 1.079.884.000 t CO2-Äq 13.266 kg

Versauerung 4.574.580 t SO2-Äq 56 kg

Eutrophierung (Luft) 241.670 t PO4-Äq 3,0 kg

Eutrophierung (Wasser) 639.900 t PO4-Äq 7,9 kg

Photooxidantienbildung (POCP)

734.444 t Eth-Äq 9 kg

Photooxidantienbildung (NCPOCP)

1.168.474 t NcPOCP 14 kg

Krebsrisikopotential (Luft) 474 t As-Äq 0,0058 kg

Rohöläquivalente 200.758.386 t ROE 2.466 kg

Straßentransportleistung, fern 152.000 Mio. tkm 1.867 tkm

Straßentransportleistung, nah 58.400 Mio. tkm 717 tkm

a) b) c) d) e) f) g) h) i) k) l) m)

Daten zur Umwelt 1997 für das Jahr 1995 Daten zur Umwelt 1996 für das Jahr 1994 Umweltdaten Deutschland des Statistischen Bundesamtes 1994 für 1991 Arbeitskreis Wasserwirtschaft, Statistik der öffentlichen Abwasserbeseitigung des Statistischen Bundesamtes 1995 für 1991 Daten zur Umwelt 1996 für das Jahr 1995 Ifeu-Studie „POP in Deutschland„, Bezugsjahr 1994 Enquete Stoff- und Materialströme 1993, S.146 Mitteilung UBA Daten zur Umwelt 92/93 für das Jahr 1991 Daten zur Umwelt 1997 für das Jahr 1994 Datum aus TREMOD Datum durch ifeu abgeschätzt

Die Ergebnisse aus Sachbilanz und Wirkungsabschätzung beziehen sich zunächst auf die funktionelle Einheit von 1000 Litern Füllgut. Zur Berechnung der Einwohnerdurchschnittswerte wird diese Größe jeweils noch auf das Abfüllvolumen aller Mineralwasser- und Wasserabfüller in Deutschland, so wie es im Vorhaben UBA-Ökobilanz Getränkeverpackungen II für den Vorratskauf für 1996 ermittelt wurde (7,97 Mio Liter), hochgerech-net.

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VI

Ökologische Bedeutung

Mit Hilfe der ökologischen Bedeutung sollen verschiedene Umweltwirkungen und Umweltqualitätsziele in Beziehung zueinander gestellt werden. Dies geschieht, indem man die untersuchten Wirkungskategorien hinsichtlich der Tragweite der Wirkungen für die Umwelt hierarchisiert. Es ist darauf hinzuweisen, daß aufgrund unterschiedlicher Werthaltungen und Interessenlagen eine solche Prioritätenliste zwangsläufig subjektiver Natur ist und daher immer im jeweiligen gesellschaftlichen Kontext betrachtet werden muß. Tabelle 5-2 zeigt beispielhaft den Stand der Diskussion zur ökologischen Bedeutung im Umweltbundesamt vor vier Jahren. In der Zwischenzeit wurde diese Diskussion in der Arbeitsgruppe Ökobilanzen des UBA intensiv weitergeführt. Es ist daher nicht auszuschliessen, daß die Zuteilung der ökologischen Gewichte sich in einzelnen Kriterien verschiebt.

Tabelle 0-2: Bewertungsvorschlag des UBA [1995] zur ökologischen Bedeutung

Wirkungskriterium Ökologische Bedeutung

Treibhauseffekt sehr große Bedeutung

Verbrauch fossiler Energieträger große Bedeutung

Bildung von Photooxidantien große Bedeutung

Beeinträchtigung der Gesundheit des Menschen

Bewertung einzelner Stoffe oder Stoffgruppen

Direkte Schädigung von Organismen und Ökosystemen

Bewertung einzelner Stoffe oder Stoffgruppen

Versauerung von Böden und Gewässern mittlere Bedeutung

Eintrag von Nährstoffen in Gewässer mittlere Bedeutung

Lärmbelastung: - siedlungsnah mittlere Bedeutung

- siedlungsfern geringe bis mittlere Bedeutung

Kernenergie Bedeutung nicht festlegbar

Holzverbrauch geringe Bedeutung

Wasserverbrauch geringe Bedeutung

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VII

Abstand zum Schutzziel (Distance to Target)

Die Bewertungsgröße „Abstand zum Schutzziel“ drückt aus, wie weit wir von den uns politisch gesteckten Zielen derzeit noch entfernt sind. Je größer der Abstand ist, desto schwerer ist eine zusätzliche erhöhte Umweltlast durch eine Option des Ökobilanzvergleichs zu werten. Ein Beispiel für eine politische Zielvorgabe der Bundesregierung wäre das Minderungsziel die treibhauswirksamen fossilen CO2-Emissionen bis zum Jahr 2005 um 25%. Das würde zu einer Verringerung des Treibhauspotentials in einer ähnlichen Größenordnung führen. In diesem Fall setzt man das Treibhauspotential einer bestimmten Untersuchungsoption ins Verhältnis zu dem in Folge der Reduktionsvorgaben verringerten Treibhauspotentials. Dieses Vorgehen ermöglicht es, den Beitrag einer Untersuchungsoption im Kontext der angestrebten Umweltziele zu betrachten. Bislang liegt jedoch kein ausgearbeiteter Vorschlag zu einer Gewichtung der Wirkungskriterien hinsichtlich des „Abstands zum Schutzziel“ vor, so daβ dieses Kriterium nicht weiter berücksichtigt werden kann.

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VIII

Vergleich der Ergebnisse der Normierung

Die Ergebnisse für den Vergleich von Glas- und PET-Mehrwegsysteme weichen nicht von den Wirkungsäquivalenzwerten in Kap. 4.3 ab. Schwerpunkt dieser Auswertung ist der Beitrag der verglichenen Systeme zur gesamten Umweltbelastung in Deutschland, die in Einwohnerdurchschnittswerten (EDW) angegeben wird. Als Bezug für die Hochrechnung dient das Abfüllvolumen der Mineralwasser- und Wasserabfüller in Deutschland. Zur Veranschaulichung der Größenordnung der Umweltbelastung können Städte herangezogen werden. Z.B. entsprechen 200.000 EDW dem Beitrag einer Stadt wie Freiburg. Deutschland insgesamt hat rund 81,4 Mio. Einwohner.

Treibhauseffekt

PET-Mehrwegsysteme zeigen gegenüber den Glas-Mehrwegsystemen um rund 40 % bis 50 % günstigere Ergebnisse. Der Beitrag zur gesamten Umweltbelastung in Deutschland liegt bei knapp 28.000 EDW für die PET-Flasche mit 7 Umläufen und 23.000 EDW für die Flasche mit 15 Umläufen bzw. 52.000 - 57.000 EDW für die Glasflasche.

Abbildung 0-1: Treibhauseffekt (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland)

kg

0

20

40

60

Tausend

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil.55.434

51.69427.591

25.02523.033

ifeu, 1999

Glas PET

EDW

Treibhauseffekt (GWP 100)Umweltbelastung aus der Verpackung für das Abfüllvolumen der Gerolsteiner Brunnen

EDW

Ressourcenverbrauch

Die PET-Mehrwegsysteme verbrauchen deutlich weniger Ressourcen als die Glas-Mehrwegsysteme. Der Unterschied vergrößert sich bei Einbezug der Reichweite der Ressourcen; für die Glassysteme werden knappere Ressourcen eingesetzt als für die PET-Systeme. Der Beitrag zur gesamten Umweltbelastung in Deutschland liegt für die PET-Systeme sowohl für den KEA als auch für die den Rohöl-Reserve-Äquivalenzwert bei 30.000 bis ca. 38.000 EDW.

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IX

Für die Glassysteme liegt der Beitrag zum Ressourcenverbrauch bei 59.000 bis 63.000 EDW für den KEA. Er steigt um 35 % auf 76.000 - 80.000 EDW bei Berücksichtigung der Reichweite der Ressourcen.

Abbildung 0-2: Kumulierter Energieaufwand (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland)

0

20

40

60

80

Tausend

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil.58.035

54.26435.893

32.78030.363

EDW

ifeu, 1999

Kumulierter EnergieaufwandUmweltbelastung aus der Verpackung für das Abfüllvolumen der Gerolsteiner Brunnen

Glas PETEDW

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X

Abbildung 0-3: Rohöl-Reserve-Äquivalente (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland)

0

20

40

60

80

Tausend

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil.74.351

70.47538.165

35.42733.301

EDW

EDW

Rohöl-Reserve-ÄquivalenzwertUmweltbelastung aus der Verpackung für das Abfüllvolumen der Gerolsteiner Brunnen

ifeu, 1999

Glas PET

Innerhalb der PET-Systeme vermindert sich der Ressourcenverbrauch um bis zu 15 %, wenn statt 7 Umläufe 15 Umläufe erreicht werden. Innerhalb der Glassysteme vermindert sich der Ressourcenverbrauch um 5 %, wenn statt 30 Umläufe 50 Umläufe erreicht werden.

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XI

Photosmog

Der Beitrag beider Verpackungssysteme zur gesamten Umweltbelastung in Deutschland fällt bei diesem Kriterium außergewöhnlich hoch aus. Er entspricht für die Glassysteme dem Beitrag größerer Städte wie Stuttgart oder Düsseldorf und für die PET-Systeme dem Beitrag von Städten wie Braunschweig oder Augsburg. Der Beitrag der Glassysteme liegt mehr als das Doppelte über dem Beitrag der PET-Systeme. Ursache hierfür sind die NMVOC-Emissionen aus den Transportvorgängen, die Kunststoffherstellung sowie die Methan-Emissionen verteilt auf den Lebensweg.

Abbildung 0-4: Photosmog - NCPOCP (um Stickoxidemissionen korrigierter Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland)

0

250

500

750

Taus

end

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil.592.020

579.972286.063

262.344243.824

Photosmogpotential (NCPOCP)Ökobilanz Gerolsteiner Brunnen

ifeu, 1999

Glas PET

EDW

EDW

Es besteht kaum eine Abhängigkeit von der Umlaufzahl.

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XII

Überdüngungspotential

Der Beitrag zur gesamten Umweltbelastung liegt bei diesem Kriterium relativ zu den Beiträgen der anderen Kriterien recht hoch. Nur Beitrag des Kriteriums Photosmog (NCPOCP) liegt noch deutlich höher. Der Beitrag der Glassysteme liegt mit knapp 200.000 EDW mehr als doppelt so hoch wie der Beitrag der PET-Systeme mit 70.000 bis 80.000 EDW. Verglichen mit Stadtgrößen entspricht der Beitrag der Glassysteme dem der Städte Hamm oder Saarbrücken. Ausschlaggebend für die Höhe dieses Kriteriums sind Stickoxidemissionen aus der Distribution (Eintrag über Luft). Die Wasserbelastungen der Kunststoffherstellung, die hier ebenfalls einfließen, sind dagegen nachrangig.

Abbildung 0-5: Überdüngungspotential - Eintrag über Luft und Wasser (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland)

0

50

100

150

200

Taus

end

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil.187.043,0

181.21080.844

76.19472.585

ÜberdüngungspotentialÖkobilanz Gerolsteiner Brunnen

ifeu, 1999

Glas PET

EDW

EDW

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XIII

Versauerungspotential

Die Glassysteme tragen um 20.000 bis 25.000 EDW mehr als die PET-Systeme zur gesamten Umweltbelastung bei. Im Vergleich zu den anderen Kriterien ist der Beitrag der Verpackungssysteme hier nach dem Kriterium Photosmog und Überdüngung am höchsten.

Abbildung 0-6: Versauerungspotential (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland)

VersauerungspotentialUmweltbelastung aus der Verpackung für das Abfüllvolumen der Gerolsteiner Brunnen

ifeu, 1999

0

20

40

60

80

100

Tausend

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil.78.963

74.94248.421

43.36739.444

Glas PET

EDW

EDW

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XIV

Humantoxizität

Unter Zugrundelegung der in Kap. 4.2 beschriebenen Faktoren tragen auch hier die Glassysteme mit über 20.000 EDW in fast doppelter Höhe zur gesamten Umweltbelastung bei wie die PET-Systeme. Im Vergleich zu den anderen Kriterien ist der relative Beitrag dieses Kriteriums zur Gesamtbelastung eher gering.

Abbildung 0-7: Humantoxizität (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland)

05

1015202530

Tausend

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil.22.584

22.41410.457

9.7989.287

ifeu, 1999

Glas PET

Humantoxizität (Toxizitätspotential)Umweltbelastung aus der Verpackung für das Abfüllvolumen der Gerolsteiner Brunnen

EDW

EDW

Die absolute Höhe dieses Summenwertes ist nach dem derzeitigen Stand des Wissens noch wenig belastbar, da die relative Bewertung der eingehenden Einzelemissionen zueinander umstritten ist (siehe Kap. 4). Um diesen insgesamt wichtigen Aspekt nicht zu vernachlässigen, wird er dennoch in die Bewertung einbezogen.

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XV

Lärm

Zur Wirkungskategorie Lärmbelastung lassen sich derzeit noch keine auf Einwohnerdurchschnittswerte normierte Aussagen treffen.

Naturrauminanspruchnahme (Deponiefläche)

Dieses Kriterium ist in Anbetracht seines geringen Beitrages zur durchschnittlichen Abfallbelastung in Deutschland gegenüber den anderen Kriterien völlig unbedeutend.

Abbildung 0-8: Naturrauminanspruchnahme: Deponiefläche (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland)

0

0,25

0,5

0,75

1

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Glas 30U. Glas 50U. PET 7U. PET 10U. PET 15U.

0,780,57

0,100,09

0,08

(Deponiefläche)Umweltbelastung aus der Verpackung für das Abfüllvolumen der Gerolsteiner Brunnen

ifeu, 1999

EDW

Glas PET

Naturrauminanspruchnahme

EDW

Die Glassysteme liefert einen bis zu 8-fach höheren Beitrag wie die PET-Systeme.

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XVI

Wassereinsatz

Obwohl diesem Kriterium für Deutschland keine große Relevanz beigemessen wird, wird es hier dargestellt, da bei Mehrwegsystemen die Umweltbelastungen durch das Flaschenspülen häufig diskutiert wird. Der Beitrag zur gesamten Wassernutzung in Deutschland liegt mit 10.000 bis 30.000 EDW durchaus im relevanten Bereich.

Abbildung 0-9: Wassereinsatz (Beitrag zur Umweltbelastung in Deutschland)

0

10

20

30

40

Tausend

Glas 30 Uml.Glas 50 Uml.PET 7 Uml.PET 10 Uml.PET 15 Uml.

Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil. Nettobil.30.707

30.43511.631

10.99210.496

Wasserverbrauch (Prozeß)Umweltbelastung aus der Verpackung für das Abfüllvolumen der Gerolsteiner Brunnen

ifeu, 1999

Glas PET

EDW

EDW

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XVII

Zusammenfassende Bewertung

(1) Aufgrund der eindeutigen Resultate des Vergleichs sowohl der Wirkungsäquivalenzwerte als auch des Beitrages zur gesamten Umweltbelastung in Deutschland ist eine besondere Gewichtung der Wirkungskategorien gegeneinander nicht erforderlich. Die PET-Mehrwegsysteme der Gerolsteiner Brunnen schneiden in allen untersuchten Kriterien der Wirkungsabschätzung und für alle Umlaufzahlen besser ab als die Glas-Mehrwegsysteme der Gerolsteiner Brunnen. Die Umweltbelastung durch die Mehrwegsysteme sinkt mit steigender Umlaufzahl. (2) Die Umweltbelastungen der Glas-Mehrwegsysteme stammen vor allem aus der Distribution, dem Abfüll-/Abpackprozeß und zum Teil aus der Herstellung der Aluminiumverschlüsse. Die Umweltbelastungen der PET-Mehrwegsysteme stammen vor allen aus den Prozessen der PET-Granulat- und Flaschenherstellung sowie dem Abfüll-/Abpackprozeß. Aufgrund der Relevanz der PET-Granulat- und Flaschenherstellung lassen sich bei den PET-Mehrwegsystemen durch eine Erhöhung der Umlaufzahl signifikante ökologische Vorteile erzielen. (3) Der Beitrag beider Verpackungssysteme der Gerolsteiner Brunnen zur gesamten Umweltbelastung in Deutschland ist mit Ausnahme des Beitrages zum Photosmogs und zur Überdüngung relativ gering. Bei diesen Kriterien haben Stickoxidemissionen aus der Distribution einen starken Einfluß. Der Beitrag der PET-Systeme ist im Durchschnitt halb so groß wie der der Glassysteme. (4) Die Umweltbelastung beider Mehrwegsysteme sinkt mit steigender Umlaufzahl. Innerhalb der PET-Systeme sinkt die Umweltbelastung gegenüber der Flasche mit 7 Umläufen

• um bis zu 10 % für die Flasche mit 10 Umläufen und • um bis zu 20 % für die Flasche mit 15 Umläufen. Innerhalb der Glassysteme sinkt die Umweltbelastung bei Erreichen der Umlaufzahl 50 gegenüber der Flasche mit 30 Umläufen um bis zu 7 %. Für den Beitrag zur Humantoxizität, zum Photosmog (NCPOCP), zum Wasserverbrauch und zur Lärmbelastung zeigt sich fast keine Abhängigkeit von der Umlaufzahl. D.h., die Umweltbelastungen stammen nicht aus der Herstellung der Mehrwegbestandteile, sondern v.a. aus dem Abfüll-/Abpackprozeß, der Distribution sowie der Herstellung der Einwegbestandteile. (5) Eine Variation der Höhe der Recyclinggutschriften für externes Recycling (Open Loop Recycling: Verwertung auβerhalb des Lebensweges) würde das Ergebnis nicht verändern. Insbesondere bei den wichtigen Kriterien: Treibhauseffekt, Photosmog, Humantoxizität, Überdüngung sowie bei der Lärmbelastung gelten die deutlich günstigeren Werte der PET-Systeme auch für die Cut Off-Ergebnisse, die keine Recyclinggutschriften für eine externe Verwertung beinhaltet. Bei den Kriterien Verbrauch fossiler Ressourcen und Versauerung würden sich ohne die Recyclinggutschriften nur noch geringfügige Vorteile der PET-Mehrwegsysteme zeigen.

Schlußfolgerung

Die Umstellung von der Glas-Mehrwegflasche auf die neue PET-Mehrwegflasche bringt unter Zugrundelegung der Rahmenbedingungen der Gerolsteiner Brunnen deutliche Umweltverbesserungen in den betrachteten Wirkungskategorien. Eine Verallgemeinerung der Ergebnisse auf andere Abfüller oder Rückschlüsse auf die PET-Rücklaufflasche sind nicht zulässig. Inhaltsverzeichnis Seite

Zusammenfassung - Gerolsteiner Brunnen 18

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XVIII

Zusammenfassung - Gerolsteiner Brunnen

Aufgabenstellung, Zielsetzung und Zielgruppen

(1) In der vorliegenden Ökobilanz wurden für die Gerolsteiner Brunnen das Verpackungssystem der 48 g leichten 1,0 l PET-Mehrwegflasche mit dem Verpackungssystem der etablierten 0,7 l Glas-Mehrwegflasche aus dem GDB-Pool verglichen. Der Ökobilanz wurden die für die Gerolsteiner Brunnen maßgeblichen Rahmenbedingungen zugrunde gelegt. Es wurde angenommen, daß der bestehende Markt für die 0,7 l Glasflasche (GDB-Pool) durch die PET-Verpackungsalternative substituiert wird. Die Ökobilanz basiert im weiteren methodisch und datenseitig auf der UBA-Ökobilanz Getränkeverpackungen II (Stand Ende November 1998). (2) Mithilfe der Ökobilanz sollen Aussagen darüber getroffen werden, ob und in welchen Fällen PET-Mehrwegsysteme gegenüber dem Glas-Mehrwegsystem die günstigere Umweltbilanz aufweisen. (3) Die Ergebnisse der Ökobilanz werden von der Gerolsteiner Brunnen GmbH & Co. zur Information der Öffentlichkeit bei der Einführung der neuen PET-Flasche und für interne strategische Entscheidungen, z.B. für weitere ökologische Verbesserungen ihrer Systeme genutzt werden. Als Ergänzung zu den Arbeiten des Umweltbundesamtes Ökobilanz Getränkeverpackungen II sind daher das Bundesministerium für Umwelt und das Umweltbundesamt sowie politische Akteure im allgemeinen weitere Adressaten der Ökobilanz.

Szenarien

(4) Auf seiten der PET-Flasche werden die Umlaufzahlen 7, 10 und 15 bilanziert. Aussortierte Flaschen werden in der Textilindustrie verwertet. Auf seiten der Glasflasche werden die Umlaufzahlen 30 und 50 bilanziert108. Aussortierte Glasflaschen werden entsprechend der aktuellen Altglas-Einsatzquote innerhalb des Lebensweges im Kreislauf gefahren.

108 Eine Umlaufzahl von 30 entspricht nach Erfahrungen der Gerolsteiner Brunnen den realen Verhältnissen. Eine Umlaufzahl

von 50 wurde von der Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung (GVM) für die UBA Getränkeökobilanz II ermittelt und geht in die dortige Ökobilanz für die 0,7 l Mehrweg-Glasflasche der GDB als Parameter ein.

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XIX

Methodik

(5) Die Ökobilanz entspricht methodisch dem Vorgehen der laufenden UBA-Ökobilanz Getränkeverpackungen II (Stand Ende November 1998). (6) Als Vergleichsbasis wurde die Bereitstellung von 1000 l Mineralwasser für den Verbraucher definiert (funktionelle Einheit). (7) Der Lebensweg umfaßt alle Prozesse von der Gewinnung der Rohstoffe bis zur Abfallbeseitigung. Vernachlässigt werden Hilfs- und Betriebsstoffe mit kleiner 1 % der Masse des gewünschten Outputs dieses Prozesses (Kap. 2.3). (8) Die Verwertung gebrauchter Verpackungen wird innerhalb des Lebensweges (Sachbilanz(1), Kap. 3.2) bilanziert, wenn wie z.B. bei Altglas Produktkreisläufe bestehen. Für außerhalb des Lebensweges verwertete Verpackungen und Verpackungsbestandteile werden Recycling-Gutschriften erteilt. Die Gutschrift bemißt sich an vermiedenen Umweltbelastungen. D.h., wenn durch Recycling bestimmte Rohstoffe (z.B. Kunststoffgranulat) nicht aus Primärressourcen (z.B. Rohöl) hergestellt werden müssen, werden die Umweltbelastungen, die bei der Herstellung des Rohstoffes aus Primärressourcen angefallen wären, ökobilanziell berechnet und Parameter für Parameter von den Umweltbelastungen aus dem Lebensweg des Verpackungssystems abgezogen. Gutschriften erfolgen nur für den Ersatz von Primärrohstoffen (Kap. 3.2).

Datenbasis und Datenqualität

(9) Für die Lebenswegabschnitte Verpackungsherstellung, Abfüllung, Distribution und Recycling wurden weitestgehend Daten eingesetzt, die spezifisch für die Gerolsteiner Brunnen sind. Für die Packstoffherstellung (Glas, PET etc.), Energieträger und Abfallbehandlungsverfahren wurden entsprechend des jeweiligen Marktes geographisch repräsentative Daten eingesetzt. Z.B. wurden für die Glasherstellung Daten der deutschen Behälterglasindustrie eingesetzt, da der Glasmarkt ein deutscher Markt ist. Es wurde eine hohe Datenqualität erreicht.

Wirkungsabschätzung, Gewichtung und Bewertung

(10) Wirkungsabschätzung, Gewichtung und Bewertung wurden entsprechen dem Vorgehen im UBA-Vorhaben Ökobilanz Getränkeverpackungen II (Stand Anfang Dezember 1998) durchgeführt. Ausgewählte Datenkategorien der Sachbilanz wurden zu Wirkungskategorien (z.B. Beitrag zum Treibhauseffekt) zusammengefaßt, unter Zugrundelegung von Wirkungsäquivalenzen aggregiert (z.B. 1 kg Methan entspricht in seiner Wirkung auf den Treibhauseffekt einer Menge von 21 kg Kohlendioxid) und graphisch ausgewertet (Kap. 4). In einem weiteren Normierungsschritt wurden die durch das Verpackungssystem hervorgerufenen Umweltwirkungen auf das gesamte Abfüllvolumen der Mineralwasser- und Wasserabfüller in Deutschland hochgerechnet und in Relation zur gesamten Umweltbelastung in Deutschland gesetzt. Dadurch zeigt sich die relative Bedeutung der verschiedenen Umweltwirkungskategorien im deutschen Gesamtbild. Eine weitergehende Gewichtung der verschiedenen Wirkungskategorien hinsichtlich ihrer grundsätzlichen ökologischen Relevanz war aufgrund der eindeutigen Ergebnisse nicht erforderlich.

Ergebnisse

(11) Die PET-Mehrwegsysteme der Gerolsteiner Brunnen schneiden in allen untersuchten Kriterien der Wirkungsabschätzung und für alle Umlaufzahlen besser ab als die Glas-Mehrwegsysteme der Gerolsteiner Brunnen. Die Umweltbelastung durch die Mehrwegsysteme sinkt mit steigender Umlaufzahl.

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(12) Die Umweltbelastungen der Glas-Mehrwegsysteme stammen vor allem aus der Distribution, dem Abfüll-/Abpackprozeß und zum Teil aus der Herstellung der Aluminiumverschlüsse. Die Umweltbelastungen der PET-Mehrwegsysteme stammen vor allen aus den Prozessen der PET-Granulat- und Flaschenherstellung sowie dem Abfüll-/Abpackprozeß. (13) Die Umweltbelastung beider Mehrwegsysteme sinkt mit steigender Umlaufzahl. Innerhalb der PET-Systeme sinkt die Umweltbelastung gegenüber der Flasche mit 7 Umläufen

• um bis zu 10 % für die Flasche mit 10 Umläufen und • um bis zu 20 % für die Flasche mit 15 Umläufen. Innerhalb der Glassysteme sinkt die Umweltbelastung bei Erreichen der Umlaufzahl 50 gegenüber der Flasche mit 30 Umläufen um bis zu 7 %. (13) Der Beitrag beider Verpackungssysteme zur gesamten Umweltbelastung in Deutschland ist mit Ausnahme des Beitrages zum Photosmog und zur Überdüngung relativ gering.

Schlußfolgerung

Die Umstellung von der Glas-Mehrwegflasche auf die neue PET-Mehrwegflasche bringt unter Zugrundelegung der Rahmenbedingungen der Gerolsteiner Brunnen deutliche Umweltverbesserungen in den betrachteten Wirkungskategorien. Eine Verallgemeinerung der Ergebnisse auf andere Abfüller oder Rückschlüsse auf die PET-Rücklaufflasche sind nicht zulässig.

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Bericht des Critical Review Panels

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XXIII

Dr. Rainer Grießhammer und Dr. Heinrich Vogelpohl

Critical Review zur „Ökobilanz für die leichte PET-Mehrwegflasche“

(durchgeführt von Prognos und IFEU im Auftrag der Gerolsteiner Brunnen GmbH & Co.)

1. Funktion des Critical Review (Produkt-)Ökobilanzen sollen nach der DIN EN ISO-Norm 14040 ff. durchgeführt werden. Die ISO-Norm

schreibt vor, daß für (Produkt-)Ökobilanzen eine unabhängige kritische Prüfung (Critical Review) dann

vorzunehmen ist, wenn - wie in der vorliegenden Produkt-Ökobilanz - vergleichende Aussagen gemacht werden

und die Ökobilanz veröffentlicht wird. Im vorliegenden Fall wurden die Unterzeichnenden, Dr. Rainer

Grießhammer (Freiburg) als Vorsitzender eines Prüfungsausschusses und Dr. Heinrich Vogelpohl (Freising) als

weiterer Sachverständiger und Mitglied des Prüfungsausschusses mit dem Critical Review betraut.

Das kritische Prüfungsverfahren soll sicherstellen, daß

- die Ökobilanz nach der ISO-Norm durchgeführt wurde,

- die Studie wissenschaftlich begründet ist und dem Stand der Ökobilanz-Technik entspricht,

- die verwendeten Daten in bezug auf das Untersuchungsziel der Studie hinreichend und zweckmäßig

sind,

- die Schlußfolgerungen schlüssig sind, indem die Auswertung die erkannten Einschränkungen und das

Ziel der Studie berücksichtigt werden,

- der Bericht transparent und in sich stimmig ist.

Die Funktion der Prüfer ist etwa der eines Wirtschaftsprüfers vergleichbar. Vereinfacht ausgedrückt wird (nur)

geprüft, ob die Produkt-Ökobilanz methodengerecht und fair erstellt wurde. In der ISO-Norm wird ausdrücklich

festgehalten, daß die Prüfung nicht bedeutet oder bedeuten muß, daß die Prüfer dem Bewertungsmodell oder den

Schlußfolgerungen zustimmen.

Die vorliegende Ökobilanz wurde beginnend im Zeitraum November 1998 bis zur Endfassung bzw. Februar

1999 begleitet. Auf Nachfragen zu Daten und Annahmen wurde von der Prognos & IFEU klar reagiert und auf

Wunsch weitere Einsicht gewährt. Auch auf eine Reihe von Vorschlägen, die von den Prüfern auf der Sitzung

vor Abschluß der Arbeiten gemacht wurde, wurde adäquat reagiert, ebenso auf Hinweise auf kleinere

Nacharbeiten zum Berichts-Entwurf.

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2. Norm-Konformität

Die bei der Durchführung der „Ökobilanz für die leichte PET-Mehrwegflasche“ angewendeten Methoden sind

wissenschaftlich begründet und entsprechen der DIN/ISO-Norm 14040 und dem derzeitigen Stand der

Ökobilanz-Technik. Der Endbericht ist klar strukturiert und für Ökobilanz-Experten leicht zu lesen.

Die Zielsetzung, der Untersuchungsrahmen, die Systemgrenzen und die Datenqualität wurden deutlich

herausgearbeitet, begründet und nachvollziehbar dargestellt. Die Sachbilanz ist vollständig und detailliert. Die

Wirkungsabschätzung wurde sachgerecht erstellt.

Die Schlußfolgerung zu den Ergebnissen ist im Hinblick auf den Untersuchungsrahmen und die Fragestellung

von der prinzipiellen Aussage her zulässig und gerechtfertigt, erscheint allerdings zu wenig differenziert.

Nachstehend sind aus Sicht der Prüfer einige Kritikpunkte aufgeführt, die die Aussagen zur Norm-Konformität

definitiv nicht in Frage stellen, aber den Wunsch der Prüfer nach einer vorsichtigeren und differenzierteren

Schlußfolgerung und Kommunikation der Ergebnisse begründen.

3. Einzelne Kritikpunkte 3.1 Funktionelle Einheit Die Erfahrung aus vielen Ökobilanzen hat gezeigt, daß unterschiedliche Produktalternativen selten mit einem

wirklich identischen Nutzen verbunden sind. Bei der Normierung wurde deshalb Begriff und Konzept der

Funktionellen Einheit geprägt. Im vorliegenden Fall weisen die betrachteten Produkt-Systeme allerdings

deutliche Unterschiede auf, die einige Annahmen (zum Beispiel keine Marktveränderung durch Einführung der

leichten PET-Mehrwegflasche) betreffen und zumindest bei den Schlußfolgerungen zu berücksichtigen sind:

- Die Unterschiede im Füllvolumen (0,7 Liter versus 1,0 Liter), die großen Gewichtsunterschiede der

Verpackungen (nur 46 Gramm für die leichte PET- Mehrwegflasche gegenüber 843 Gramm (!) für die

Glasflaschen, hochgerechnet auf 1,0-Liter-Füllvolumen), die höhere Produktsicherheit der PET-Flaschen

gegenüber Bruch, aber auch - negativ gesehen - die deutliche Verkürzung der Mindesthaltbarkeitsfristen

für Mineralwasser in PET-Flaschen relativieren die (hypothetische) Annahme, daß es zu keiner

Marktveränderung kommen wird.

- Die Umlaufzahlen der leichten PET-Mehrwegflasche (48 Gramm) konnten (noch) nicht im langjährigen

Einsatz ermittelt werden. In der Studie wird dies durch drei Szenarien mit den Umlaufzahlen 7, 10 und 15

adressiert. Aufgrund materialspezifischer Nachteile von PET (Korrosion und Maßhaltigkeit) gehen die

Prüfer allerdings davon aus, daß bei der leichten PET-Mehrwegflasche Umlaufzahlen in der

Größenordnung von 15 eher unwahrscheinlich sind.

3.2 Mögliche mißbräuchliche Verwendung der Ökobilanz durch Dritte Bei einmal veröffentlichten Ökobilanzen besteht die Gefahr, daß die Ergebnisse zu einem späteren Zeitpunkt

und von dritter Seite als Argument für verwandte Themenstellungen verwandt werden, ohne die

Einschränkungen im Untersuchungsumfang adäquat zu berücksichtigen. Die ISO-Norm empfiehlt, in der

Ökobilanz-Studie auf solche denkmögliche, nicht-intendierte und nicht-adäquate Verwendungen der Studie

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einzugehen. Dies erfolgte in der Studie nicht explizit. Nach Einschätzung der Prüfer liegt es nahe, daß die Studie

von Dritten dahingehend interpretiert wird, daß

- die Ergebnisse auf den Bereich der GDB insgesamt übertragbar sind (also nicht nur für Gerolsteiner

gelten),

- die Ergebnisse auch für die sogenannte (Einweg-)Rücklauf-PET-Flasche gelten,

- die Aufnahmekapazität der Textilindustrie für Recycling-PET unbeschränkt hoch ist,

- es zu keinen Strukturänderungen im Markt kommt.

Solche Schlußfolgerungen können aus der Studie nach Ansicht der Prüfer nicht abgleitet werden.

3.3 Basisdaten zu PET Die Basisdaten von PET (AMPE) sind mittlerweile veraltet, zudem wurden sie keinem Critical Review

unterworfen (was zum Zeitpunkt der Erstellung allerdings auch keine Forderung der ISO-Norm(-Entwürfe)

war). Die Autoren der Ökobilanz-Studie haben dem so weit möglich Rechnung getragen (unter anderem durch

den Einbezug der BUWAL-Daten). Zudem wird der Einfluß von PET auf das Endergebnis dadurch relativiert,

daß ja durch die Wiederverwendung von PET in der Textilindustrie eine fast 90prozentige Gutschrift, bezogen

auf das eingesetzte PET, erfolgt.

Die Empfehlung, die Basisdaten von AMPE zu aktualisieren und einem Critical Review zu unterwerfen, richtet

sich deshalb explizit an der AMPE und nicht an die Autoren der Ökobilanz-Studie.

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3.4 Allokation der Transportleistungen für die Verpackungssysteme Die Aufteilung der Transportleistungen und der daraus resultierenden Umweltprobleme zwischen Füllgut

einerseits und Verpackungssystem andererseits ist im Anhang der Ökobilanz-Studie klar beschrieben. Sie

entspricht dem methodischen Vorgehen bei der UBA-Ökobilanz-Getränkeverpackung II. Gleichwohl wird die

angewandte Allokationsregel von den Prüfern sehr kritisch gesehen, da damit leichte Verpackungen generell

(und im vorliegenden Fall eben die leichte PET-Mehrwegflasche) im Vergleich zu schwereren Verpackungen

deutlich günstiger gestellt werden. Leicht erkennbar sind die Auswirkungen der Allokation beispielsweise bei

der Graphik zur Lärmbelästigung. Zahlen und Graphik legen nahe, daß durch die Glasflasche etwa 4,5 mal so

viel Lärm entsteht bzw. Transporte induziert werden wie bei er leichten PET-Mehrwegflasche. Betrachtet man

die realen Transporte (mit Füllgut), gibt es zwar bei der Glasflasche tatsächlich mehr Transporte durch die

verpackungsbedingte schlechtere Auslastung, aber allenfalls in der Größenordnung von 1,5 mal so viel wie bei

der PET-Flasche.

Um die Auswirkungen der Allokation deutlich zu machen, wird empfohlen, Vergleichsrechnungen mit und ohne

Einbezug des Füllguts vorzulegen.

Die Wahl einer anderen Allokation im vorliegenden Fall würde allerdings dazu führen, daß die angestrebte

Kompatibilität zur UBA-Ökobilanz Getränkeverpackungen II nicht gegeben wäre.

Umgekehrt heißt dies, daß empfohlen wird, den Komplex „Einbezug des Füllguts“ bei allen derzeit laufenden

Ökobilanzen zu Getränkeverpackungen grundsätzlich zu überdenken.

3.5 Wirkungsabschätzung Auch die Wirkungsabschätzung lehnt sich an die laufende Studie UBA-Ökobilanz Getränkeverpackungen II an.

Bei den zugrunde gelegten Wirkungskategorien gibt es von Prüfern Bedenken gegen die Auswertung in den

Bereichen „Humantoxizität“, „Rohöl- Äquivalente“ und „Lärm“:

- Bei „Lärm“ werden die Tonnenkilometer als „Repräsentant“ für Lärmbelastungen gesetzt. Die

Verwendung einer von „Fahrzeugkilometer“ als leicht aus der Ökobilanz zu entnehmenden Parameter für

die Transportintensität wäre deutlich realitätsnäher.

- Die Wirkungskategorie „Humantoxizität“ ist aufgrund der Vielzahl der beteiligten Verbindungen mit

kleinen Emissionsmengen und unterschiedlichen Expositionswegen schwierig zu modellieren. Bisher liegt

hierfür kein befriedigendes Bewertungsmodell vor.

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- Das in der Studie herangezogene, sehr eingeschränkte Bewertungsmodell spiegelt nach Ansicht der Prüfer

eine Vollständigkeit vor, die aber durch das Modell und die erfaßten Stoffe in keinster Weise erreicht wird.

- Bei der Zusammenfassung der Energieträger in „Rohöl-Reserveäquivalente“

- werden bestimmte Energieträger (zum Beispiel Uran bzw. Atomstrom) nicht berücksichtigt;

- erfolgen Gewichtung auf der Basis der statistischen Reichweite von Ressourcen. Die statistische

Reichweite ist aber eine (ressourcen-)ökonomische Kategorie und sollte nicht mit einer ökologischen

Bewertung vermischt werden.

Die Studie sollte sich daher auf die Verwendung des „kumulierten Energieaufwands“ beschränken.

3.6 Fehlergrenzen, Dominanz- und Signifikanz-Analyse

Durch den Einbezug unterschiedlicher Szenarien (verschiedene Umlaufzahlen) und einige Zusatzrechnungen

(zum Beispiel Ökobilanz-Ergebnisse ohne Recyclinggutschriften für eine externe Verwertung) wird in der

Ökobilanz-Studie der Einfluß zentraler Annahmen deutlich gemacht. Eine Zusammenfassung an einer Stelle

wäre allerdings hilfreich.

Eine eingehende Fehlerbetrachtung findet dagegen nicht statt. Durch die Wiedergabe von Ergebnissen mit drei

oder vier nach dem Komma wird dagegen eher eine hohe Genauigkeit suggeriert.1

Als „Faustregel“ gilt in der Ökobilanz-Fachwelt, daß sich Ergebnisse zu einzelnen Alternativen um mindestens

20 Prozent unterscheiden sollten, um relevant zu sein. Bei unsicheren Parametern (etwa bei VOC-Emissionen)

können noch deutlich größere Unsicherheiten auftreten.

4. Schlußfolgerung und zusammenfassende Bewertung Rein zahlenmäßig liegen die „PET-Szenarien“ bis auf das Überdüngungspotential (Eintrag über Wasser) in der

Größenordnung von 40 bis 50 Prozent besser als die „Glas-Szenarien“. Die Ergebnisse werden in der Studie

entsprechend als „eindeutig“ (pro leichte PET- Mehrwegflasche) bewertet und in den Sätzen zusammengefaßt:

„Der Beitrag der PET-Systeme ist im Durchschnitt halb so groß wie der der Glassysteme.“

1 Dies hat bei den Tabellen im Anhang oder Berichts-Vorentwürfen keine Bedeutung, sondern erst bei der Studienendfassung und bei der Kommunikation nach außen. Hier sollte mit gerundeten Werten gearbeitet werden.

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Und: „Eine Variation der Höhe der Recyclinggutschriften für externes Recycling ... würde das Ergebnis nicht

verändern.“2

Eine stärkere Relativierung der Ergebnisse und der Bewertung wäre nach Ansicht der Prüfer dagegen aus

folgenden Gründen angebracht:

- Die zugrunde gelegte Allokation bei den Transporten begünstigt die PET-Mehrwegflasche. Umlaufzahlen

von 15 für die PET-Mehrwegflasche erscheinen nicht realistisch.

- Die hohen Rücklaufquoten und Recyclingquoten für die PET-Mehrwegflasche müssen sich in der Praxis

erst noch beweisen.

- Die Annahme sich nicht verändernder Märkte nach Einführung der PET-Mehrwegflasche durch

Gerolsteiner ist eher hypothetisch.

Bei Zugrundelegung anderer Annahmen und vor allem einer anderen Allokation bei den Transporten würden die

betrachteten Alternativen deutlich zusammenrücken.

5. Empfehlung zur Kommunikation der Studie Im Hinblick auf die Veröffentlichung der Studie und die zusammenfassenden Bewertungen empfehlen die

Prüfer,

- daß die Schlußfolgerungen eher vorsichtig präsentiert werden (siehe Punkt 4.),

- daß vor unzulässigen Schlußfolgerungen gewarnt wird (siehe Punkte 3.2),

- daß die Wirkungskategorien bzw. -aggregationen „Lärm“, „Rohöläquivalente“ und „Humantoxitzität“

nicht verwendet werden,

- daß in Tabellen und Graphiken im Text gerundete Werte verwendet werden.

2 Dies wird allerdings wenige Sätze später doch relativiert.

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ANHANG: DETAILERGEBNISSE

Anhang A.1 Sachbilanz-Ergebnisse

Anhang A.2 Standardberichtsbogen und Modulbeschreibungen

Anhang A.3 Allokation bei Transporten

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XXXI

Anhang A.1 Sachbilanz-Ergebnisse

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XXXII

Anhang A.2 Standardberichtsbogen und Modulbeschreibungen

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XXXIII

Anhang A.3 Allokation bei Transporten