Stoffstrom-Managementkonzept
für nativ-organische Rückstände
- Chancen und Perspektiven für
Schleswig-Holstein -
- Kurzfassung -
im Auftrag des
Ministeriums für Umwelt, Natur und Forsten des Landes Schleswig-Holstein
Erstellt durch die Arbeitsgemeinschaft: ÖKOPOL - Institut für Ökologie und PolitikGmbH Imke Ide
FSÖ - Forschungsstelle für Ökotechnologie
der Universität KielAndreas Mieth
Ulrike Hanssen
Volker Pichinot
Hamburg, Kiel
Dezember 1998
Bezug des gesamten Abschlußberichtes [Langfassung]
Nativ-organische Rückstände aus land- und forstwirtschaftlichen sowie industriellen Produktionsrückständen haben in Schleswig-Holstein einen großen Anteil an den Stoffströmen. Die Rückstände entstehen bei der Erzeugung und Verarbeitung nativ- organischer (biogener) Stoffe und werden je nach Art und Menge als Abfälle entsorgt oder als sekundäre Rohstoffe in anderen Produktionslinien verwertet. Landwirtschaftliche Rückstände gehen teilweise in den natürlichen Stoffkreislauf (über den Boden oder über Verfütterung) wieder ein.
Da auch die Stoffströme dieser Rückstände möglicherweise dem Minimierungsgebot unterliegen oder unterliegen sollten bzw. sich unter Umständen sehr gut als regenerative Rohstoffe für verschiedene Produktionsprozesse und innovative Produkte eignen könnten, ging vom Land Schleswig-Holstein mit der Vergabe dieser Studie die Initiative aus, ein regionales Stoffstromkonzept für das Management von Rückständen organischen Ursprungs zu entwickeln. Langfristiges Ziel sollte es sein, alle relevanten nativ-organischen Rückstands-Stoffströme zu identifizieren und unter Berücksichtigung aller Nachhaltigkeitskriterien Vorschläge zu erarbeiten für eine möglichst effiziente Steuerung der Rückstandsströme unter größtmöglicher Schonung der natürlichen Ressourcen und der Umwelt. Es sollten umsetzbare Vorschläge erarbeitet werden für eine Reduzierung der Rückstandsströme bzw. eine hochwertige Nutzung der Reststoffe, z.B. im Rahmen moderner ökotechnologischer Verwertungsansätze.
[Inhalt]
Als ein erster, wichtiger Schritt in diese Richtung wurden sechs prioritäre Rückstandsströme ausgewählt, mengenmäßig erfaßt und hinsichtlich ihrer aktuellen und ihrer möglichen zukünftigen Stoffstromcharakteristik und Verwertungssituation in Schleswig-Holstein untersucht. In der Studie ausführlich behandelt werden die Rückstände Getreidestroh, Rapsstroh, Molke, Fettabscheiderinhalte, Sägemehl/Sägespäne, Altpapier und -mit Einschränkungen- stärkehaltige Rückstände. Die genannten Rückstände zeichnen sich unter anderem dadurch aus, daß sie in Schleswig-Holstein in sehr großen Mengen anfallen. Die Auswahl sowie die Recherchen für die Reduzierung und/oder ökotechnische Verwertung wurden unabhängig davon durchgeführt, ob es für die Rückstände derzeit bereits Verwertungswege gibt. Für besonders interessant und effektiv erscheinende Reduzierungsmöglichkeiten und ökotechnische Verwertungspotentiale werden zur Umsetzung auf Landesebene Vorschläge für Maßnahmen und Pilotprojekte erarbeitet.
Im Rahmen der Recherchen zur ökotechnischen Verwertung konnte für alle Rückstände eine Vielzahl von interessanten und umsetzbaren Verwendungsmöglichkeiten gefunden werden. Deutliche Reduzierungspotentiale waren nur für drei Rückstände erkennbar. In den anderen Fällen wären Reduktionen nur mit einer -derzeit nicht gewünschten- Reduktion des Primärproduktes zu erreichen. Im einzelnen ergab sich folgendes:
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Getreidestroh: Getreidestroh fällt derzeit in Schleswig-Holstein in einer Menge von über 2 Mio. t pro Jahr an und verbleibt bisher fast vollständig auf den Äckern. Mengenreduzierungen wären nur über eine Einschränkung des Getreideanbaus bzw. über züchterische Maßnahmen zu erzielen. Als lohnenswerte Einsatzbereiche für ökotechnische Verwertungen haben sich der Dämmstoffsektor, der Baustoffsektor sowie der Bereich der Verbundwerkstoffe herauskristallisiert. Für die kurz- und mittelfristig innerhalb von Schleswig-Holstein umsetzbar erscheinenden ökotechnischen Verwertungspotentiale sind die vorhandenen Mengen allerdings deutlich zu groß. Aufgrund der möglichen stofflichen Verwertbarkeit von Stroh in hochwertigen, sich energetisch schnell amortisierenden Produkten und aufgrund der Substitutionsmöglichkeiten gegenüber Produkten aus stofflich problematischen oder begrenzten Ressourcen wird jedoch ein Ausbau der thermischen Nutzung von Stroh nicht explizit angeraten. Für die Entwicklung und Herstellung von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen wird der Ausbau eines Dämmstoffzentrums in Schleswig-Holstein vorgeschlagen.
Rapsstroh: Rapsstroh fällt ebenfalls in großen Mengen in Schleswig-Holstein an und wird bisher praktisch vollständig auf den Äckern belassen. Da die Anbaumenge von Raps unter anderem von Subventionen der EU abhängt, ist die derzeit vorhandene Menge Rapsstroh von etwa 500.000 t pro Jahr nicht mit Sicherheit auf zukünftige Zeiträume übertragbar. Auch beim Rapsstroh sind Reduzierungspotentiale des Rückstandes über eine Einschränkung des Anbaus hinaus nicht denkbar. Für die ökotechnische Verwertung ergeben sich ähnliche Einsatzbereiche wie für Getreidestroh. Rapsstroh hat für bestimmte Produkte (z.B. Dämmplatten) unter Umständen sogar technische Vorteile gegenüber Getreidestroh. Für eine Gewinnung dieses Rückstandes müßte das Häckseln auf dem Acker unterbleiben.
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Fettabscheiderinhalte: Fettabscheiderinhalte fallen in Schleswig-Holstein in einer Menge von mindestens 40.000 t pro Jahr an. Die derzeitige Verwertung oder Entsorgung erfolgt zu 2/3 in Klärwerken und zu einem Drittel auf anderen Wegen. Da die Abscheiderinhalte zu über 90% aus Wasser bestehen, das zumindest teilweise vor dem Abtransport der Rückstände abgetrennt werden könnte, liegt hier ein hohes Reduzierungspotential bezogen auf das Volumen und entsprechende Transportaufwände. Etwa 12.000 t der Fettabscheiderinhalte gehen derzeit pro Jahr in eine zum Teil hochwertige stoffliche Aufbereitung nach Mecklenburg-Vorpommern. Die Technologie scheint auch für die verbleibenden Mengen nachahmenswert. Möglicherweise sollte eine zweite, vergleichbare Anlage in Schleswig-Holstein aufgebaut werden.
Molke: Molke entsteht in milchverarbeitenden Betrieben in Schleswig-Holstein in einer Menge von etwa 400.000 t pro Jahr. Die Sauermolke, die hiervon etwa 1/3 ausmacht, wird regional verfüttert. Die Süßmolke wird eingedampft und bisher außerhalb von Schleswig-Holstein stofflich verwertet. Eine Reduzierung des Rückstandes wäre nur in Verbindung mit einer Senkung der verarbeiteten Milchmenge bzw. mit veränderten Verfahren zur Käse- und Quarkproduktion möglich. Letztere werden in der Literatur beschrieben, sind aber bisher nicht großtechnisch umgesetzt. Vor den Abtransporten erfolgt bisher eine stoffliche Aufkonzentration der Süßmolke über sehr energieintensive Trocknungsverfahren. Anschließend wird der -immer noch wasserhaltige- Rückstand über weite Strecken transportiert. Als Alternative würde sich die Abtrennung der stofflichen Bestandteile der Molke mittels energiegünstigerer Membrantechnologien vor Ort anbieten. Solche Membrantechnologien sind im Pilotstadium bereits erprobt und sollten zumindest in einem ersten Schritt auch in den Großmolkereien Schleswig-Holsteins eingeführt werden. Mit diesem Verfahren verbunden ist die Gewinnung hochwertiger, auf dem industriellen Markt gut absetzbarer Rohstoffe (Milchsäure, Lactat, Molkeproteine).
Sägemehl und Sägespäne: Sägemehl, Sägespäne, Rindenreste und andere Sägewerksnebenprodukte fallen in Schleswig-Holstein in einer Menge von etwa 100.000 t pro Jahr an. Hauptanfallstelle mit über 90% Anteil ist ein Großsägewerk im Kreis Segeberg. Obwohl ein großer Teil der Rückstände als Sägewerksnebenprodukte problemlos vermarktet werden kann, ist der Erlös pro Masseneinheit deutlich geringer als für Schnittholz. Eine Reduzierung der Rückstände zugunsten eines größeren Verbleibs von Schnittholz könnte also auch ökonomisch von Vorteil sein. Reduzierungspotentiale wären unter Umständen dementsprechend über weitere Optimierung der Schnitttechnologien sowie geänderte Qualitätsanforderungen an Schnittholz denkbar.
Die derzeitigen Verwertungswege könnten um einige innovative ökotechnische Verwertungsmöglichkeiten unter anderem für den Baustoffsektor ergänzt werden und sollten mehr als bisher in Schleswig-Holstein umgesetzt werden. Als Verwertungsbereiche bieten sich z.B. die Entwicklung und Produktion holzbasierter Kleber und Bindemittel, Faserverbundwerkstoffe und Dämmstoffe an.
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Altpapier: Altpapier aus Haushalten und Gewerbebetrieben fällt in Schleswig-Holstein in einer Menge von über 300.000 t pro Jahr an. Etwa die Hälfte der Anfallmenge wird innerhalb des Bundeslandes in der Papierindustrie verwertet. Der Rest wird bislang exportiert. Reduzierungspotentiale liegen im verminderten Einsatz von Papierprodukten, der an vielen Stellen beschrieben und ohne Zweifel machbar ist. Darüber hinaus könnte eine Vereinheitlichung der Begleitstoffe sowie eine sortenreinere Trennung der Altstofffraktion die Einsatzbereiche für Recyclingpapiere erweitern und die nicht verwertbaren Reststoffmengen verringern. In der derzeitigen Situation sind auch die Rückstandstransporte, die weit über die Landesgrenzen hinaus erfolgen, als ökologisch negativ zu bewerten. Für die ökotechnische Nutzung bietet sich in erster Linie der Dämmstoffsektor an. Hier könnten sich mit dem gerade gestarteten Impulsprogramm zur wärmetechnischen Gebäudesanierung in Schleswig-Holstein Synergien ergeben, die einen entsprechenden Absatzmarkt schaffen. Auch der Bereich der Dämmstoffe auf Altpapierbasis sollte an das vorgeschlagene Dämmstoffzentrum (s.o.) angegliedert werden.
Stärkehaltige Rückstände: Nativ-organische Rückstände aus einer Reihe von Produktionsbereichen sind stärkehaltig. Die Stärke spielt im Bereich der ökotechnischen Verwertung in Kombination mit vielen anderen Stoffen eine wichtige Rolle. Aufgrund dieser Vernetzungsmöglichkeiten wurde die Stärke zusätzlich behandelt. Die Betrachtung erfolgte allerdings nur qualitativ.
Die Studie stellt in der Konsequenz der Recherchen Konzepte und Maßnahmen für ein verbessertes Management organischer Stoffströme in Szenarien dar. Einige dieser Lösungsansätze werden kurz- und mittelfristig für umsetzbar gehalten, könnten also zum Arbeitsauftrag für die nächsten 3-5 Jahre werden. Die Umsetzung sollte in enger Abstimmung mit den jeweils betroffenen Branchen, den zu beteiligenden Behörden, wissenschaftlich-technischen Institutionen und qualifizierten Beratungseinrichtungen stattfinden.
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Anmerkungen zum methodischen Vorgehen
Im Rahmen zukünftiger Anstrengungen zur nachhaltigen Entwicklung des Wirtschaftens wird es notwendig sein, die überbetriebliche stoffstrombezogene Betrachtungsweise sehr viel mehr als bisher heranzuziehen. Im Verlauf dieser Studie konnte gezeigt werden, daß nur über den Weg der überbetrieblichen Stoffstrombetrachtung eine Reihe von Schwachstellen sichtbar und Optimierungspotentiale erkennbar wurden.
Voraussetzung für die Durchführung derartiger Ansätze ist eine gute Qualität der zur Verfügung stehenden Daten (siehe hierzu das Kapitel 12.2). Diese lagen in vielen Fällen nicht in der Form vor, die für eine zügige Umsetzung notwendig wäre. Dies betrifft sowohl das Vorhandensein der Daten wie auch den Detailliertheitsgrad.
Die Frage nach dem geeigneten Bilanzraum für derartige Untersuchungen bleibt weiterhin bis zu einem gewissen Grade offen. Für die mengenmäßige Erfassung der Inputströme erwies sich die Festlegung auf die Landesgrenzen Schleswig-Holsteins als sehr praktikabel. Für die Verwertungsansätze sowie die Outputströme erwies sich der Ansatz teilweise als hinderlich. So kann die hochwertige Nutzung von Rückständen in Verwertungsschienen außerhalb von Schleswig-Holstein in Einzelfällen durchaus vorteilhafter sein als eine regionale, minderwertigere Nutzung von Rückständen. Möglicherweise führt hier der Ansatz der Stoffstrom-Cluster weiter, der die Eingrenzung auf einen Wirtschaftsraum oder auf kleinräumige Handelsvernetzungen vorsieht, aber keiner Beschränkung durch Landesgrenzen unterliegt. Die Datenerfassung wird hierbei allerdings unvergleichlich schwieriger, da die notwendigen Daten nur bei den Einzelakteuren (Betrieben) vorliegen. Daten auf kommunaler Ebene und Landesebene könnten dann nicht verwendet werden. Im Rahmen eines vom BMBF geförderten Projektes wird dieser Ansatz derzeit für den Wirtschaftsraum Hamburg, bezogen auf die Metallstoffströme, untersucht.
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Betrachtungen zur Datenlage
Die sehr unterschiedliche Datenlage bei den sechs Rückständen führt dazu, daß sie für die untersuchten Stoffe nicht einheitlich zu beurteilen ist.
Für den Bereich der Landwirtschaft lagen sehr umfangreiche und detaillierte Daten vor. Input und Output konnten anhand der vorliegenden Daten weitgehend beschrieben werden, was allerdings auch daran liegt, daß eine stoffliche Verwertung des Strohs derzeit praktisch nicht stattfindet.
Für viele andere Rückstandsarten liegen nur abfallbezogene Daten vor (z.B. Altpapier). Es ist nicht eindeutig zuzuordnen, durch welchen Produktstrom sie in welchem Anteil gespeist werden und welchen Bezug sie zu den Produkten im Bundesland haben. So ist z.B. nicht zuzuordnen, welche Mengen Papier im Land hergestellt und hier auch über Produkte zu Altpapier werden, bzw. welche Mengen Altpapier innerhalb der Schleswig-Holsteiner Papierproduktion zu neuen inländischen Produkten werden.
Aufgrund einer neuen Datenerhebungsmethode liegen viele Daten nicht mehr betriebsbezogen vor, sondern werden auf Entsorgerseite abgefragt. Parallel dazu führen Instrumente wie das Öko-Audit und das neue Abfallgesetz dazu, daß Betriebe eine detaillierte Input/Output-Erfassung ihrer Mengenströme durchführen (müssen). Import/Exportdaten liegen in nicht genügender Detailtiefe vor.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß in Schleswig-Holstein die stoffstrombeschreibenden Daten nicht in einer Form aufbereitet sind, die ein umfangreiches Stoffstromcontrolling ermöglichen. Hierfür müßte mit den beteiligten Gruppen ein entsprechendes Konzept entwickelt und abgestimmt werden.
Weitere Untersuchungen[Inhalt]
Im Rahmen der Studie konnte nur eine kleine Auswahl nativ-organischer Rückstände in Schleswig-Holstein behandelt werden. Große Bereiche, wie z.B. die stickstoffhaltigen Rückstände, sind derzeit noch nicht untersucht, obwohl auch hier besonderer Handlungsbedarf besteht. Hier sollten in absehbarer Zeit weitere Untersuchungen durchgeführt werden.
Darüber hinaus gibt es eine große Anzahl von nativ-organischen Rückständen, die nur in geringen Mengen anfallen und daher im Rahmen dieser Studie nicht ausgewählt wurden, die aber mit Sicherheit weitere Stoffstrom-Reduzierungspotentiale bieten und aufgrund ihrer Zusammensetzung sehr interessante ökotechnische Nutzungsmöglichkeiten vermuten lassen.
[Inhalt]Bezug des gesamten Abschlußberichtes [Langfassung]
Ministerium für Umwelt, Natur und Forsten
des Landes Schleswig-HolsteinHerr Dr. Klaus-Dietrich Sturm
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Fax. 0431 / 988 7239
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