Das anthropogene Lager

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In unseren St?dten haben sich über die Jahre hinweg enorme Materialmengen angeh?uft
Quelle: Frank Wagner / Fotolia.com

Rohstoffe werden aus ihren natürlichen Lagerst?tten entnommen und zu Infrastrukturen, Geb?uden und Gütern des t?glichen Gebrauchs umgewandelt. In dieser Form verbleiben sie oft lange Zeit in der Anthroposph?re, dem gesellschaftlichen, technologischen und kulturellen Wirkungsraum des Menschen. Sie bilden ein Materiallager, das in vielschichtigen Stoffwechselbeziehungen zu seiner Umgebung steht.

Inhaltsverzeichnis

 

Das anthropogene Lager als Sekund?rrohstoffquelle

Werden auf volkswirtschaftlicher Ebene die Inputs und Outputs überschl?gig verrechnet, so ergibt sich in Deutschland ein j?hrlicher Bestandszuwachs im Umfang von ca. 0,8 Milliarden Tonnen an Material im anthropogenen Lager. Dies entspricht rund 10 Tonnen Material pro Jahr und Einwohner. Die Zuflüsse aus Importen und inl?ndisch gewonnenen Rohstoffen übersteigen also in gro?em Ma?e die Abflüsse in Form von Exporten und Emissionen. In der Anthroposph?re, dem unmittelbaren Lebensraum des Menschen, zeichnet sich ein starkes,? physisches Wachstum ab. über Jahrzehnte hinweg haben sich enorme Materialmengen, darunter auch viele werthaltige Materialien, im anthropogenen Lager angeh?uft, die nach Ablauf der Lebensdauer bestehender Güter und Bauwerke als Sekund?rrohstoffe für eine weitere Nutzung verfügbar werden. Eine strategische Bewirtschaftung dieser Sekund?rrohstoffe (Urban Mining) kann einen wichtigen Beitrag zur Schonung natürlicher Ressourcen leisten.

 

Verschiedene Arten anthropogener Lagerst?tten

Beim konventionellen Bergbau werden Rohstoffe aus der Erde entnommen. Ihre Menge kann je nach Bedarf, F?rdertechnik und finanziellen Mitteln reguliert werden. Hingegen sind Geb?ude, Infrastrukturen und langlebige Güter ein wesentlicher Bestandteil unseres Lebensumfeldes und k?nnen nicht einfach abgerissen oder verschrottet werden, wenn der Bedarf an Sekund?rrohstoffen steigt. Sie müssen entsprechend ihrer Beschaffenheit und in Abh?ngigkeit von ihrer Verweilzeit bewirtschaftet werden. Dabei lassen sich drei Kategorien anthropogener Lager unterscheiden.

Die meisten Güter des anthropogenen Lagers befinden sich in Verwendung, das hei?t in genutzten Lagerst?tten. Ein zugelassener PKW z?hlt genauso zu den genutzten Lagern wie ein bewohnbares Wohngeb?ude, M?bel, Elektrogro?ger?te oder ein Kraftwerk?? sofern für diese noch eine Nutzungsabsicht besteht.

Hiervon abzugrenzen sind ungenutzte anthropogene Lager. Darunter sind Güter zu fassen, für die keine Nutzungsabsicht mehr besteht, die aber auch noch nicht entsorgt oder verwertet wurden. Als Beispiele lassen sich hier stillgelegte Bahntrassen, Industriebrachen, Erdkabelleitungen und Kan?le, die nicht mehr an einem Netz angeschlossen sind, nennen. Depots an ausrangierten und defekten Elektroger?ten, die sich in Privathaushalten ansammeln lassen sich nur als Grenzfall darunter fassen, da hier eine theoretische Wiedernutzung denkbar ist.

Eine dritte Kategorie stellen anthropogene Ablagerungen dar. Hierunter fallen typischerweise alle obert?gigen und untert?gigen Deponieklassen, sowie Bergbau- und Hüttenhalden und sonstige Ablagerungen industrieller Abf?lle.??

L?ngst nicht alle anthropogenen Lagerst?tten sind gleicherma?en erkundet. Einige Lagerst?tten sind durch Statistiken oder Kataster eindeutig belegt, andere lassen sich nur durch Hochrechnungen ableiten oder lediglich vermuten. Aufgrund unterschiedlicher Beschaffenheiten sind zudem nicht alle gleicherma?en gut für eine Rückgewinnung von Materialien geeignet. Die Grenzen zwischen sekund?rrohstofflichen Ressourcen und wirtschaftlich und technisch gewinnbaren Reserven an Sekund?rrohstoffen sind nicht statisch und die tats?chlich nutzbare Sekund?rrohstoffmenge nicht abschlie?end bestimmbar. Anthropogene Lagerst?tten weisen in dieser Hinsicht eine Analogie zu natürlichen Rohstoffvorkommen auf. Die zurückgewinnbaren Mengen aus den? verschiedenen anthropogenen Lagern sind insbesondere abh?ngig von den verfügbaren Recyclingtechniken und der Wirtschaftlichkeit eines hochwertigen Recyclings im Vergleich zur Gewinnung und Aufbereitung von Prim?rrohstoffen.

 

Die Kartierung des anthropogenen Lagers

Eine Voraussetzung, um das anthropogene Lager gezielt bewirtschaften zu k?nnen, ist die Kenntnis über dessen Bestand und Dynamik. Um diese zu erfassen wurde 2012 vom Umweltbundesamt eine eigene Forschungsserie initiiert– die Kartierung des anthropogenen Lagers . Sie soll als fachliche Grundlage für eine zukünftige Urban-Mining-Strategie dienen.

Bislang konnten Hochrechnungen zur Gr??e und Zusammensetzung des derzeitigen Materiallagers vorgenommen werden, Datenquellen zur Erfassung der Dynamik analysiert und auf dieser Basis ein fortschreibbares Bestandsmodell für die gesamte Bundesrepublik entwickelt werden. Diese Wissensbasis wird in Zukunft vertieft und durch aktuelle Entwicklungen erg?nzt werden.

Um das Bestandsmodell in Zukunft als verbesserte Wissens- und Entscheidungsbasis für die Sekund?rrohstoffwirtschaft einsetzen zu k?nnen, soll zudem dessen Prognosefunktion gest?rkt werden.

Dazu wird derzeit ein Softwaresystem bestehend aus Datenbank und Stoff- und Güterstrom-Rechenmodell programmiert, das es erlaubt, das Bestandsmodell für ⁠Szenario⁠-Analysen des Sekund?rrohstoffaufkommens und der Verwertungswege zu nutzen. Mithilfe des Modells unter der Bezeichnung DyMAS (Dynamic Modeling of Anthropogenic Stocks) soll auf Material- und Güterebene ermittelt werden k?nnen, welche Anteile der j?hrlich neu eingebrachten Materialien und des Lagers zukünftig als Sekund?rrohstoffquelle zur Verfügung stehen.

 

Status Quo – Bestand, Dynamik und Eigenschaften

Der Gesamtbestand im anthropogenen Lager der Bundesrepublik konnte für das Jahr 2010 auf insgesamt 51,7 Milliarden Tonnen Material beziffert werden. Dies entspricht ungef?hr der Summe aller im Jahr 2000 weltweit gewonnenen Rohstoffe. Mehr als 80 Prozent davon lassen sich als Zuwachs seit 1960 verzeichnen und so belief sich der Nettobestandszuwachs allein für das Jahr 2010 auf rund 820 Millionen Tonnen an Material. Hiervon wird jedoch nicht alles für die Sekund?rrohstoffwirtschaft jemals interessant, darunter beispielsweise Materialien, die in landschaftsgestaltende Erdbauma?nahmen gehen.

?In den fünf langlebigen Gütergruppen Geb?ude, leitungsgebundene Infrastrukturen, Haustechnik sowie Kapital- und Konsumgüter sind sch?tzungsweise 28,2 Milliarden Tonnen Material gebunden. Pro Kopf betrachtet entspricht dies einer Menge von 341 Tonnen Material. Mit 318 Tonnen machen mineralische Materialien, im Wesentlichen Gesteine, Sande, Beton- und Mauersteine, den gr??ten Teil davon aus, gefolgt von den Metallen, vorrangig Stahl mit 14,3 Tonnen , 4,3 Tonnen Holz, 3 Tonnen Kunststoffen sowie weiteren 2,3 Tonnen an sonstigen Materialien, die sich nicht eindeutig zuordnen lassen.

Der weitaus gr??te Teil des anthropogenen Lagers entf?llt somit auf den Bausektor. Allein 55 Prozent der Lagermassen sind in Wohn- und Nichtwohngeb?uden gebunden. Der Tiefbau, der die Infrastrukturen für Verkehr, Trink- und Abwasser, Energie sowie Informations- und Kommunikationsnetze umfasst, deckt 44 Prozent ab. Weniger als ein Prozent der Materialmenge entf?llt auf Haustechnik sowie langlebige Konsum- und Kapitalgüter. Da metallische Materialien in diesen Gütern allerdings einen weitaus gr??eren Massenanteil einnehmen als in Bauwerken, sind diese für eine Rückgewinnung von besonderem wirtschaftlichem und ?kologischem Interesse.?

In der Bestandsver?nderung zeichnen sich materialspezifische und gütergruppenspezifische Dynamiken ab. J?hrliche neue Materialflüsse in die betrachteten Gütergruppen sind nicht per se proportional zu den Best?nden. So zeichnet sich im Tiefbau getrieben durch die Energiewende und der dafür notwendigen Materialaufwendungen für Neubau und Instandsetzung der Energieerzeugungs- und Verteilungsinfrastrukturen ein relativ gro?er Zuwachs ab. In anderen Bereichen, wie den Verkehrswegeinfrastrukturen, ist der Zubau hingegen relativ gering und der Bestand offenbar nahe an einer S?ttigung. ?hnlich gestaltet sich die Situation für den Geb?udebestand und die darin gebundenen Haustechnik.

 

Informationsbasis fortentwickeln

Das Wissen über den Status Quo des anthropogenen Lagers soll in Zukunft durch aktuelle Entwicklungen im Güterbestand erg?nzt werden. Doch auch dies ist nicht trivial. Die technologische Entwicklung schreitet so schnell voran, dass sich die Diversit?t an Stoffen und komplexen Stoffverbünden in zahlreichen Gütergruppen überhaupt nur mit gro?en Unsicherheiten nachvollziehen l?sst. Viele Stoffe werden für die technische Anwendung in v?llig neue, natürlich nicht vorkommende und sich st?ndig wandelnde Materialverbünde überführt und teils ⁠dissipiert⁠ .

Kenntnisse zur Beschaffenheit des aufzubereitenden Materials sind unabdingbar, da sie die Auswahl geeigneter Sammel-, Sortier-, Trenn- und Recyclingverfahren erleichtern: In welcher Reinheit liegen die werthaltigen Materialien vor? Wie sind sie in andere Materialien eingebunden und mit welchem Aufwand ist die Gewinnung von Sekund?rrohstoffen verbunden? Je mehr Informationen zur Verfügung stehen, umso gezielter k?nnen werthaltige Stoffe aus Abfallstr?men extrahiert und Schadstoffe ausgeschleust werden.

Für die Fortschreibung und ein ⁠Monitoring⁠ des anthropogenen Lagers ist die Dokumentation von Neubest?nden auch auf Objektebene erforderlich. Durch Güterp?sse für Produzenten und Geb?udep?sse für Bauherren k?nnen Menge, Qualit?t und stoffliche Zusammensetzung von Gütern, die ins anthropogene Lager einflie?en, dokumentiert werden. Bauherren k?nnten Informationen zur Verortung von Baustoffen im Bauwerk und deren Einbauweise für sp?tere Eigentümer oder die Planung von Umbauten, Sanierung und Abriss festhalten. Diese und weitere Informationen zur Güterstruktur k?nnen schlie?lich in digitalen Materialkatastern und Datenbanken erfasst und für Modellrechnungen, Szenarien und Prognosen der Stoffstr?me aus dem anthropogenen Lager genutzt werden.

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