Urban Mining Kongress 2016: Zukünftige mögliche Nutzungen mitdenken

„Neue Ideen scheitern meist an Geldproblemen. Doch jede Ökonomie wird sich überleben, wenn sie sich nicht ändert. Darum sollten wir unsere Zeit nutzen, um Wege in neue Zukunftsstrukturen zu finden“, schlug Ernst J. Baumann zu Beginn des 7. Urban Mining Kongresses vor, der Ende September in Iserlohn stattfand. Die Schwerpunkte der Tagung lagen diesmal auf dem verwertungsorientierten Rückbau, der Aufbereitung von Biomassen sowie Innovationen für das Recycling von Elektroaltgeräten.

Die vier Säulen der Urban Mining-Strategie stellte Annette Hildebrandt (Bergische Universität Wuppertal/ms ah architektur, Köln) vor: erstens das Design for Urban Mining – ein Güterdesign unter der Prämisse eines vielfachen Stofflebens; zweitens das Ressourcenkataster zur Erfassung von Art, Menge und Zusammensetzung von Gütern; drittens die Urbane Prospektion, um urbane Lagerstätten zu finden und zu bewerten; und schließlich die technologische Rückgewinnung von Sekundärressourcen. In der Praxis würden Architekten und Bauherren jedoch mit mannigfaltigen Angeboten an neuen Baumaterialien konfrontiert, deren Zusammensetzung, Wirkungsweise und Entsorgungsmöglichkeiten noch unbekannt seien. Stattdessen sollten beim Einsatz von Baustoffen zukünftige mögliche Nutzungen mit- und vorausgedacht werden: beispielsweise freie Fassaden und offene Raumhöhen für anpassbare Nutzungen oder Materialien, die zukünftig ohne Aufwand wiederverwendet werden können.

Mehrfachnutzung: Im Mittelalter wurde die Porta Nigra zur Simeonskirche umgebaut (Foto: wikimedia / Berthold Werner)

Mehrfachnutzung: Im Mittelalter wurde die Porta Nigra zur Simeonskirche umgebaut (Foto: wikimedia / Berthold Werner)

Der „Recyclingatlas“, an dem Annette Hildebrandt mitarbeitete, soll derartige Antizipationen ermöglichen. Dieser Urban Mining Atlas bietet Architekten und Bauherren eine Reihe vorgedachter, ausgearbeiteter Baukonstruktionen an. Mit ihrer Hilfe soll eine Gebäudeplanung erreicht werden, die die Rückbauphase und die Recyclingqualität der verbauten Materialien gleichwertig betrachtet zur Erstellung des Gebäudes. Durch erhöhte Flexibilität in der Gebäudekonstruktion würde im Laufe der Jahre auch der Gebäudewert stärker erhalten bleiben. Zu einer solchen „Ressourcenwende“ würden allerdings noch die politischen Steuerungsinstrumente gesucht.

„Online“ verwerten und Kosten senken

Welches Wertschöpfungspotenzial ein „verwertungsorientierter Rückbau“ enthält, verdeutlichte Thomas Romm (forschen planen bauen, Wien) anhand mehrerer Wiener Großprojekte. So konnten beispielsweise auf der Baustelle in Aspern Nord eine Million Tonnen aus dem Baugeschehen verwertet werden, wovon 60 Prozent „online“, also noch auf der Baustelle selbst abgewickelt wurden. Aus 100.000 Kubikmeter Voraushub-Material wurden Straßendämme hergestellt, mit 150.000 Kubikmeter Aushubmaterial wurde das Gelände modelliert und 300.000 Kubikmeter Seeaushub kamen ebenso wie 50.000 Kubikmeter Aushubmaterial als Zuschlag in die Ortsbetonanlage. Durch ein nachhaltiges Massenstrom-Management konnte nach einigen Monaten auch die Zahl der Lkw-Fahrten weit unter die zulässige Tagesfahrten-Quote gesenkt werden. Damit ließen sich die Kostenfaktoren aus Abbau und Deponie sowie Transport und Energie erheblich reduzieren.

Nach Ansicht von Thomas Romm ist bislang die Kreislaufwirtschaft am Bau auf Recyclingbaustoffe fokussiert; lokal aufbereitete Sekundärstoffe blieben auf den Tiefbau beschränkt. Seiner Meinung nach liegt das – sowohl wirtschaftliche wie ökologische – Potenzial in der Verwertung der Aushübe. Zudem könne die Hälfte der Betone im Hochbau mit einem Mischkies hergestellt werden. Romms Empfehlung: eine „Ausrichtung auf eine nachhaltige Stoffbewirtschaftung von Großbaustellen“.


Lesen Sie nach der Anzeige weiter

eur1116-19


Marktfähig, aber „moralisch kontaminiert“

Der Rückbau kerntechnischer Bauwerke ist schwierig, langwierig und teuer, wusste Sascha Gentes (Karlsruher Institut für Technologie) zu berichten. Zunächst muss zwischen zwei Methoden entschieden werden: dem „sicheren Einschluss“, bei dem Brennelemente und Flüssigkeiten entnommen werden und der Bau 20 Jahre lang abgeschlossen wird, um den natürlichen Zerfall der Radioaktivität zu nutzen und danach mit der Demontage zu beginnen; oder dem direkten Rückbau, der etwa 15 Jahre dauert und zumeist in Deutschland angewandt wird. Nach mühseliger und zeitaufwändiger Demontage von Turbine, Druckabbausystem und Reaktor kann die Reinigung der leergeräumten Gebäudeteile beginnen, die zu 80 Prozent aus Betonstrukturen bestehen – zwischen 100.000 bis 150.000 Quadratmeter Betonoberfläche pro Kernkraftwerk.

Dekontaminationssystem Amanda (Kletterroboter mit Fräse als Anbaugerät) - Foto: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Dekontaminationssystem Amanda (Kletterroboter mit Fräse als Anbaugerät) – Foto: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Da die Oberflächen jedoch durch Beschichtungen geschützt sind – stellenweise mit mehrfachen Anstrichen –, müssen diese wenigen Millimeter bis Zentimeter mechanisch abgetragen werden, damit der Beton als kontaminationsfrei gemessen und freigegeben werden kann. Obwohl es professionelle Betonfräsen gibt, erfolgt der Abschliff bislang noch zu 70 Prozent von Hand – mit einer Leistung von zwei bis drei Quadratmetern pro Tag. Eine leistungsfähigere Dekontaminationsfräse hilft mittlerweile 20 Quadratmeter pro Stunde abzutragen. Wie Sascha Gentes anmerkte, hat kein Unternehmen Interesse an neuen Lösungen für den Rückbau von Kernkraftwerken, weil es sich ökonomisch nicht rechnet. Zumal sich der resultierende Beton schlecht verkauft: Er gilt als „moralisch kontaminiert“.

Bald kein Interesse mehr an Kompostdünger

Die verschiedenen Aufbereitungs- und Verwertungswege von Biomassen schlüsselte Jochen Lippross (Lobbe Entsorgung West GmbH, Hagen) auf. Er differenzierte zwischen anaeroben Verfahren zur Gewinnung von Biogas und Flüssigdünger und aeroben Vorgehensweisen für Kompost und festen Biobrennstoff. Erklärte, dass die Verarbeitung von rohem Biogut über Vergärung aufwändiger als Kompostierung sei, weil der Biomasse Wasser und organische Substanzen zugegeben werden müssten, die hinterher wieder entzogen werden müssten. Verglich den Output beider Aufbereitungsarten aus einer Tonne Biogut: Während die Vergärung 210 Kilowattstunden elektrische Energie und 330 Kilowattstunden Wärme bei zehn Prozent Verlust erwirtschaftet, ergibt die Verbrennung 792 Kilowattstunden elektrische Energie und 1.742 Kilowattstunden Wärme, aber auch 20 Prozent Verlust. Erläuterte, warum die Gewinnung von Biogas als netzfähiger Energie und zusätzlich als trockenem Brennstoff, der im Kraftwerk verbrannt werden kann, nicht realisierbar ist.

Jochen Lippross gab zu bedenken, dass Humus nur einen minimal lösbaren Stickstoffanteil von 0,055 Prozent und einen weitestgehend gebundenen Stickstoffanteil von 1,35 Prozent besitzt: Da die Düngemittel-Verordnung aber den gesamten Stickstoffanteil im Humus zugrunde und eine Grenzobermenge von 170 Kilogramm Stickstoff pro Hektar unabhängig von der Verfügbarkeit festlegt, muss die Aufwandmenge an Humus verringert werden und ergibt schließlich lediglich sieben Kilogramm Nährstoff pro Hektar – eine Menge, an der die Landwirte das Interesse an Kompost als Düngemittel verlieren. Und er bemängelte, dass diese Beschränkung nur für organischen Dünger gelte; Mineraldünger könne so viel ausgetragen werden wie gewünscht.

Einen Kubikmeter Faulschlamm pro Stunde

Verfahrensfließbild Budenheim ExtraPhos®-Verfahren (Quelle: Budenheim)

Verfahrensfließbild Budenheim ExtraPhos®-Verfahren (Quelle: Budenheim)

Um organische Wertstoffe drehte sich auch der Vortrag von Eva Stössel (Chemische Fabrik Budenheim KG, Budenheim), die das neue ExtraPhos®-Verfahren in der Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm präsentierte. Dessen Bearbeitung beginnt in einem Faulturm, dessen Klärschlamm durch einen Rohrreaktor mit CO2-Eindüsung geleitet wird, wodurch der pH-Wert sinkt und das Phosphat in eine flüssige Phase übergeht. Die anschließende Zentrifuge entwässert den Klärschlamm, der zur weiteren thermischen Verwertung zur Verfügung steht. Dem aufgefangenen Schlammwasser wird in einem Rührwerk Kalkmilch zugegeben, wodurch das Phosphat ausfällt. Eine Filterpresse übernimmt die Entwässerung des nunmehr fertigen und in der Landwirtschaft einsetzbaren Recycling-Phosphats. Das restliche Filtrat wird der Kläranlage zugeführt.

Chemische Analysen haben ergeben, dass das Dicalciumphosphat aus dem neuen Verfahren alle Grenzwerte für Schwermetalle einhält. Der Phosphat-Gehalt des ExtraPhos-Recyclingdüngers liegt mit 21,7 Prozent zwar niedriger als der von weicherdigem Rohphosphat mit 28,5 Prozent; dafür punktet ExtraPhos hinsichtlich verschiedener Löslichkeiten. Eine Pilotanlage soll das ExtraPhos-Verfahren zunächst mit einer Durchsatzleistung von einem Kubikmeter Faulschlamm pro Stunde testen. Nach erfolgreichem Betrieb der Pilotanlage ist eine Realisierung von Anlagen in weiteren kommunalen Kläranlagen ab 2018 denkbar.

So schnell wie möglich wieder aufarbeiten

„Bei der Wiederverwendung von Elektro(nik)geräten ist der Zeitfaktor entscheidend“ lautete der etwas sperrige Titel des Vortrags von Ralf Brüning (Dr. Brüning Engineering, Brake). Doch er verdeutlichte anhand des ReUse Notebook-Projekts (kurz: RUN), worin die Probleme in Aufbereitung und Wiederverkauf gebrauchter Elektronikgeräte bestehen. RUN nimmt gebrauchte Notebooks an, prüft sie, sichert für die Kunden die Daten, bevor sie gelöscht werden, rüstet die Geräte wieder auf – für Händler meist ohne Software, für Privatkunden mit unterschiedlicher Software – und vermarktet sie mit Garantie beziehungsweise Gewährleistung. Und zwar so schnell wie möglich. Denn die Kunden sehen zwar zunächst auf den Preis, aber auch auf die Leistung, die von mehreren Faktoren abhängig ist: Denn Betriebssysteme veralten und werden teilweise nicht mehr vom Hersteller unterstützt. Die Prozessor-Modelle werden ständig modernisiert, sodass sich ältere Typen nicht mehr verkaufen lassen. Ebenso haben sich Qualität und Kapazität der Speicher- und Festplatten im Laufe der letzten Jahre gesteigert.

Mit andern Worten: Je älter das Notebook, desto veralteter die Technik und desto schwerer die Vermarktung. Eine Restwerte-Berechnung zeigt, dass bei Anschaffungspreisen von 300 bis 1000 Euro das Notebook binnen vier Jahren auf einen Wert unter 50 Euro sinkt. Da aber auch die marktgängigen Preise für neue Geräte im Laufe der letzten Jahre fielen, sind wiederaufbereitete ältere Modelle potenziellen Kunden zunehmend schwieriger anzubieten. Daher lautet Ralf Brünings Resümee: „Alte Geräte so schnell wie möglich wieder aufarbeiten und vermarkten.“ Oder aber – wie ein Kongressteilnehmer in der anschließenden Diskussion anmerkte – der Kunde mietet oder least sich ein Gerät, sodass das Alterungsproblem umgangen wird. Brünings Kommentar: „Die Resonanz ist verhalten.“

Zunächst wollte es niemand haben

Die Vorteile von „WEEE-Recycling im Teamwork“ unterstrich Chris Slijkhuis (Müller-Guttenbrunn, Amstetten), indem er die mehrstufige Altauto-Verwertung seines Unternehmens vorstellte. Beim MGG-Verfahren wird der Stoffstrom zunächst im sogenannten „Smasher“ von Schad-, Wert- und Störstoffen entfrachtet. Im „EVA Shredder“ erfolgt die Separation der Eisenmetall nach Größe und Material. In der nächsten Stufe trennen diverse Techniken die schweren und leichten Shredder-Rückstände, woraus NE-Metall-Konzentrate resultieren. Übrig bleiben Kunststoffe, die in der anschließenden Prozess-Stufe gereinigt, zerkleinert und in reines PP, AMS und PS-Mahlgut separiert werden.

Insgesamt erreicht das Unternehmen nach Angabe von Chris Slijkhuis eine Materialverwertung von 75 Prozent und eine Gesamtverwertungsquote von 96 Prozent bei einem Entsorgungsanteil von vier Prozent. Nach seiner Meinung waren Innovationen und Fertigungstiefe über die Jahre erfolgreich: So hat sich beispielsweise der Metall-Output seit 2004 in etwa verdoppelt, die Kunststoffgewinnung von null auf über 50.000 Tonnen gesteigert, und die WEEE-Wiedergewinnungsmarge kletterte von knapp 20.000 auf 90.000 Tonnen. Allerdings – musste Slijkhuis einräumen – muss die Vermarktung mancher Recyclingstoffe nicht von einem Tag auf den anderen klappen, sondern der Akzeptanz-Prozess für ein neues Produkt kann auch einmal zwei Jahre dauern: Als 2006 ABS und PP auf den Markt kamen, „wollte es niemand haben“.

Italien will ernstmachen mit WEEE-Recycling

Dass die Elektro(nik)geräte-Entsorgung in Italien nicht den europäischen Standards entspricht, konnten die Kongressbesucher von Cristian Haupts (Urban Mining Solutions GmbH, Remscheid) erfahren. Er erläuterte aber vor allem das Konzept einer neuen WEEE-Komplettanlage im italienischen L`Aquila, das allein für den Maschinenpark Investitionen in Höhe von 30 bis 40 Millionen Euro erforderlich macht. Bauzeit: 36 Monate. Es wird von einer Materialzulieferung von 35.000 Tonnen pro Jahr ausgegangen, die sich aus 18.000 Tonnen IT-Ausrüstung, 8.000 Tonnen an Monitoren und 6.000 beziehungsweise 3.000 Tonnen an Kupfer- und Aluminiumkabeln zusammensetzen. Als Resultat werden 9.000 Tonnen Eisen, 4.000 Tonnen Aluminium und 5.000 Tonnen rote Metalle erwartet, zusätzlich 10.000 Tonnen Kunststoffe, 2.000 Tonnen werthaltige Stäube, 2.000 Tonnen Glas und 3.000 Tonnen an Abfällen.

Allerdings rechnen die Projektbetreiber damit, dass sich die Abfallströme verändern, sodass die Maschinen flexibel und unterschiedlich in Reihe eingesetzt werden müssen. Um den Materialzufluss zu gewährleisten, wurden Abnahmeverträge mit Produzenten aus dem B2B-Bereich geschlossen, Fluggesellschaften und Telecom sollen eingebunden werden, aber zu 25 bis 30 Prozent auch öffentliche Behörden und Einrichtungen. Bei der Auswahl der Zulieferer wurde bewusst auf die Mitarbeit einheimischer Unternehmen verzichtet, um „Unter-der-Hand-Verkehr“ zu verhindern. Ob es gelingt, den Materialstrom für die Anlage kontinuierlich zu gewährleisten, werde sich in den nächsten zwölf Monaten zeigen.

Foto: Nomad_Soul / fotolia.com

(EUR1116S28)