Für diese Pionierleistung brauchte es das gebündelte Know-how eines interdisziplinären Teams: In der Abteilung Nachhaltigkeits- und Ressourcenmanagement am Fraunhofer-Institut UMSICHT arbeiten Geowissenschaftler, Chemieingenieure, Landschaftsökologen und Wirt-schaftsingenieure zusammen. Gemeinsam haben sie 2007 für die ALBA Group eine Methode entwickelt, die die Umwelteffekte des Recyclings messbar macht. Und diese in den vergangenen Jahren immer mehr erweitert und verfeinert.


Wenn Wissenschaft auf Alltagspraxis trifft, dann prallen oft Welten aufeinander. Nicht so beim Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT. In dem in Oberhausen an-sässigen Forschungsinstitut wird der Praxisbezug groß geschrieben. „Das Besondere an unserem Studiendesign ist, dass wir es mit echten Praxisdaten zu tun haben, mit tatsächlich angefallenen Treibstoff- und Energieverbräuchen in Aufbereitungs- und Verwertungsprozessen“, so Dr. Markus Hiebel, Leiter der Abteilung Nachhaltigkeits- und Ressourcenmanage¬ment beim Fraunhofer-Institut. Gemeinsam mit einem Team von 13 Wissenschaftlern aus ganz unterschied¬lichen Fachrichtungen errechnet er einmal im Jahr mit einem standardisierten Verfahren zur ökologischen Bewertung, kurz Ökobilanz, welche Umwelteffekte die Recyclingaktivitäten der ALBA Group haben.


Recyclingaktivitäten messbar machen

„Als wir 2007 diese Studienreihe aufsetzten, haben wir Neuland betreten“, so der Wirtschaftsingenieur und Umwelttechnikexperte. Bis dato wurde der ökologische Rucksack eines Produkts oder einer Dienstleistung meist auf Basis verallgemeinerter Mittelwerte berechnet. Es existierten nur wenige auf das Kilogramm genau quantifizierte Analysen für einzelne Stoffströme eines Unternehmens. Aber genau das war gefordert, um die Recyclingaktivitäten der ALBA Group messbar und überprüfbar zu machen. In der Folge entwickelten Hiebel und sein Team eine neuartige Methodik, die die Herstellung von Primärmaterialien mit derjenigen von recycelten Materialien auf Basis konkret erhobener Daten vergleicht. Die Überlegung dahinter: Bei der Herstellung von Produkten aus Primärressourcen, wie etwa Erdöl, kommt es zu Umweltauswirkungen, die auch bei der Produktion auf Basis von Recyclingrohstoffen nicht ausbleiben. Aus der Gegenüberstellung beider Prozesse ergibt sich der mögliche Einspareffekt durch das Recycling. Wurden anfänglich ausschließlich Treibhausgasemissionen für klassische Kreislaufmaterialien wie Stahl, Holz und Papier ermittelt, so kamen im Laufe der Jahre immer komplexere Stoffströme wie Elektroaltgeräte oder Leichtverpackungen hinzu. 2013 wurde der Studienumfang noch einmal deutlich erweitert und nunmehr der gesamte Ressourcenverbrauch ermittelt.


Vierstufiges Berechnungsverfahren

So naheliegend die Berechnungsmethode, so aufwendig ist sie im Detail: Zunächst müssen die Forscher den Primärprozess ebenso wie den Recyclingprozess für jeden Stoffstrom genau abbilden. Beispiel Polypropylen – kurz PP: Von der Erdölförderung über den Transport zur Raffinerie bis zur Destillation und Polymerisation werden alle Prozessschritte bei der Herstellung des Kunststoffs erfasst und im System visualisiert. Das Gleiche geschieht analog für den Recyclingprozess – angefangen bei der Abholung an der Anfallstelle über die Sortierung und Aufbereitung bis zum Zerkleinern und Umschmelzen im Extruder zur Herstellung von PP-Regranulat.

 

Datenerhebung und Ökobilanzierung mit GaBi


Im zweiten Schritt werden die relevanten Daten für jeden einzelnen Prozess erhoben und in das Ökobilanzsystem GaBi eingespeist. GaBi steht für Ganzheitliche Bilanzierung und ist ein Programm zur Berechnung von Umweltauswirkungen. Bei der Datenerhebung für den Ressourcenverbrauch, die Lieferwege und die Energie¬verbräuche einer Tonne PP kann das interdisziplinär zusammengesetzte Fraunhofer-Team sein Fachwissen voll ausspielen. Für die Analyse des Recyclingprozesses greift das Team auf die Daten der ALBA Group zurück. Gesammelt werden detaillierte Angaben aus dem Verwertungsprozess – von den verarbeiteten Stoffmengen über die verbrauchten Kilowattstunden einzelner Aggregate bis zu Lieferwegen und dem Treibstoffverbrauch der eingesetzten Lkw oder Containerschiffe.


An den richtigen Stellschrauben drehen


Im dritten Schritt erfolgt die eigentliche Berechnung der Umweltkennzahlen. Auf Basis der eingegebenen Daten berechnet die Software exakt, welcher Rohstoffaufwand und welche Treibhausgasemissionen im Primär- und im Recyclingprozess entstehen. Im letzten Schritt werden beide Werte verglichen. Aus der Differenz ergibt sich im positiven Fall der jeweilige Umweltvorteil pro Stoffstrom. „Wir können auf diese Weise aufzeigen, dass Recycling positive Auswirkungen hat und kein Selbstzweck ist“, resümiert Hiebel. So werden allein bei der Aufbereitung einer Tonne Altkunststoffe zu PP-Rezyklat rund 500 Kilogramm Treibhausgasemissionen gegenüber dem Primärprozess eingespart. Gleichzeitig macht die Ökobilanz transparent, an welcher Stelle in der Prozesskette der Rohstoff- und Energieverbrauch am höchsten ist und wo die meisten Emissionen entstehen. Während etwa die Sortierung in der Treibhausgasbilanz kaum zu Buche schlägt, fällt ein Großteil der Emissionen beim Transport und bei der Extrusion an. Für die ALBA Group ergeben sich daraus wichtige Anhaltspunkte, an welchen Stellschrauben sich der Prozess zusätzlich verbessern lässt.


Die Forscher vom Fraunhofer UMSICHT möchten in Zukunft sogar noch einen Schritt weiter gehen: „Um das volle Potenzial unserer Rohstoffnutzung auszuschöpfen, müssen wir den Blick noch stärker als bisher auf die Gestaltung und Herstellung recyclingfähiger Produkte lenken“, so Markus Hiebel. Durch einen intelligenten Materialeinsatz könnte sich die Wirtschaft den Zugriff auf hochwertige Recyclingrohstoffe sichern – ein weiterer Meilenstein auf dem Weg zu einer umfassenden Kreislaufwirtschaft.

Haben Sie Fragen?

Kontaktieren Sie uns oder laden Sie direkt unsere ausführliche Broschüre zur Studie herunter.

Zum Kontakt

Erklärvideos

Lernen Sie unsere Methodik besser kennen.

Mehr