Urban Mining – Ressourcen neu denken

Seit fünf Jahren ist der Urban Mining Verein, der sich die Exploration und Charakterisierung der anthropogenen Ressourcen auf die Fahne geschrieben hat, aktiv. Seine vier Schwerpunkte liegen neben dem Design von Gütern mit vielfachem Stoffleben auf der Anlage eines Ressourcenkatasters, der Prospektion urbaner Lagerstätten und der Rückgewinnung von Sekundärressourcen. Was darunter im Einzelnen zu verstehen ist, konnten die Besucher beim 6. Urban Mining Kongress am 4. und 5. November 2015 in Dortmund erfahren.

Wozu Urban Mining? Das Urban Mining unterscheidet kurz- und langfristige Minen. Zu den  kurzfristigen Minen gehören die Lager kurzlebiger Produktions- und Konsumgüter einschließlich ihrer Abfälle, unter anderem Elektrogeräte, Gewerbeabfälle, Verpackungen und deren Abfälle. In langfristigen Minen finden sich dauerhafte Güter wie Gebäude, Infrastruktur-Einrichtungen, Abfalldeponien oder im Straßenbau eingesetzte MVA-Aschen.

Auf den ersten Blick werfen solche Minen keine Probleme auf und dienen als Rohstofflager. Die Verwertungsquote für Elektrogeräte liegt bei weit über 90, ihre Recyclingquote bei 80 Prozent. Und auch die Verwertungsquote der Bauwirtschaft wartete 2012 mit einer durchschnittlichen Verwertungsquote von 91,2 Prozent auf. Doch erweist sich der Ist-Zustand bei der Elektrogeräte-Verwertung als keineswegs optimal: Es wird zu wenig Menge gesammelt, es existieren keine Qualitätskriterien für die Behandlung und der heterogene Materialmix verhindert spezialisierte Aufbereitungsverfahren. Kurz gesagt besteht trotz Produzentenverantwortung für die Abfälle kein Anreiz, das Design der Geräte recyclingfreundlich zu gestalten. Somit reduziert sich die offizielle Verwertungsquote von 90 Prozent auf eine reale von rund 15 Prozent Material, das wieder eingesetzt werden kann. Auch im Baustoffrecycling-Bereich geben die Werte den Ist-Zustand nicht wieder. So zeigen beispielsweise die Baustoffflüsse für Wohngebäude im Jahr 2010 einen Input von rund 50 Millionen Tonnen, aber nur einen Output von knapp 20 Millionen Tonnen. Allein in diesem Jahr wuchs dadurch das anthopologische Lager um 30 Millionen Tonnen an.

Perspektivisch sind für Elektroaltgeräte die Verbesserung von Rückgabemöglichkeiten wünschenswert, ebenso die getrennte Erfassung sehr wert- oder schadstoffhaltiger Produktgruppen und auch die Entwicklung von Qualitätskriterien für Stoffströme. Für die Bauwirtschaft werden die Identifizierung bestehender Lagerstätten, die Quantifizierung ihrer Materialien und die Entwicklung von Strategien zur Rückgewinnung vorgeschlagen. Für zukünftige Bauten sollte bereits bei der Planung der Ressourceneinsatz bedacht, die Baustoffe und Konstruktionselemente bewertet, die Lebenszykluskosten eingeplant, der Materialeinsatz dokumentiert sowie deren Rückbau geplant werden. Der Lösungsansatz des Urban Mining zielt daher – kurz gesagt – auf  eine Optimierung aller Stufen der Wertschöpfungskette und deren Verknüpfung ab.

Gebäude als Zwischenlager denken?

Jährlich werden nach Schätzungen des Wuppertal-Instituts – je nach Bautätigkeit – 700 bis 800  Millionen Tonnen an Material für Bauen und Wohnen verbraucht, darunter 14 Millionen Tonnen Holz. Dem stehen etwas über 200 Millionen Tonnen Bau- und Abbruchabfällen pro Jahr gegenüber, die partiell wieder eingesetzt werden könnten. Die Bauproduktenverordnung vom April 2011 soll regeln, dass die natürlichen Ressourcen von Bauwerken nachhaltig genutzt werden und gewährleistet ist, dass Bauwerke und damit ihre Baustoffe und Teile nach dem Abriss wiederverwendet und recycelt werden können.

Diese Aufgabe haben Bauteilbörsen übernommen. Als Verkaufslager und Internetmarktplatz für gut erhaltene Bauteile kümmern sie sich einerseits um Transport und Aufarbeitung gebrauchter Materialien und andererseits um Planung, Ausbau und Wiedereinbau. Neben der Entlastung der Umwelt und der Schaffung von Arbeitsplätzen lassen sich derart Wertstoffe rückgewinnen, Entsorgungskosten minimieren und Erlöse erzielen. Entscheidend dafür ist die Planung der Abbruch- und Rückbaumethodik. Sie hängt von Gebäudetypologie, der Baukonstruktion, den Bauanschlüssen, der Region, dem Baujahr – gut erhaltene Gebäude bis 1900 lassen sich bis zu 80 Prozent wiederverwenden – und letztlich den verwendeten Baustoffen ab. Und wird erschwert durch mögliche Gefahrenstoffe, die fachgerecht entsorgt werden müssen, oder zunehmenden Mengen von eingesetzten Verbundbaustoffen und Verbindungen. Ein neues – oder wiedergewonnenes – Selbstverständnis in der Baubranche setzt nun auf Gebäude als Zwischenlager und plant Neubauten mit Blick auf hochwertigen und materiell trennscharfen Rückbau. Er sieht die Aufbereitung oder Upcycling von gebrauchten Stoffen, den Wiedereinsatz von Bauteilen, die Benutzung von Recyclingmaterial und die Verwendung von Gebäudepässen vor. Wie die unterschiedlichen Wertstoffe verwertet werden können, ist dem Abschlussbericht zum – von Umweltministerium und Umweltbundesamt geförderten – Forschungsprojekt „Instrumente zur Wiederverwendung von Bauteilen und hochwertigen Verwertung von Baustoffen“ zu entnehmen, der vor wenigen Wochen erschien.

Warum Neubau von Deponien?

Ist der Neubau von Deponien ein Widerspruch zum Urban Mining? Bei der Beantwortung dieser Frage ist davon auszugehen, dass in allen nicht vollständig geschlossenen Kreisläufen Reststoffe anfallen, die nicht weiter verwertet werden können. Diese müssen – ohne Schaden für die Umwelt – als potenzielle zukünftige Rohstoffquellen inklusive Information gesichert werden. Ihre  Deponierung im Sinne des Urban Mining dient damit gemäß der Abfallhierarchie einerseits zur Vorbereitung der Wiederverwendung und andererseits der Beseitigung. Speziell im Baustoffrecycling müssen pro Jahr 13 Millionen Tonnen Boden und Steine, drei Millionen Tonnen Bauschutt und knapp eine Million Tonnen an Straßenaufbruch gelagert werden. Hinzu kommen etwa 1,5 Millionen Tonnen an Aschen und Schlacken-Stäuben aus der Müllverbrennung. Somit fallen jährlich insgesamt 17 bis 20 Millionen Tonnen Deponiestoffe an, umgerechnet etwa zehn Millionen Kubikmeter pro Jahr. Gemessen am derzeitigen Restvolumen an DK I- und DK II-Deponien in Deutschland mit circa 290 Millionen Kubikmetern ergibt sich eine theoretische Entsorgungssicherheit von 29 Jahren.

Fakt ist jedoch, dass lediglich in Mecklenburg-Vorpommern für die nächsten zehn Jahre Entsorgungssicherheit besteht. In etlichen Bundesländern besteht regionaler Deponiebedarf, während in Niedersachsen die Entsorgung als unsicher zu bezeichnen ist. Die Konsequenz dieser wenig zufriedenstellenden und stellenweise schon alarmierenden Situation besteht in der Erweiterung bestehender Deponien, dem Ausweis neuer Standorte und der Einrichtung neuer Lagerstätten. Wie das Beispiel der Zentalen Abfallwirtschaft Kaiserlautern belegt, kann dies auch in Form einer Deponie auf der Deponie erfolgen: Hier wurde auf einer seit 2006 stillgelegten Altdeponie für  nicht vorbehandelten Hausmüll ein neuer DK I-Deponiekörper von 21 Hektar plus zehn Hektar zusätzlicher Fläche geschaffen. Ab dem Jahr 2016 können dann 400.000 Tonnen DK I-Abfälle plangemäß auf der Deponie bis 2052 verfüllt werden: garantierte Entsorgungssicherheit für 30 Jahre.

Sekundärrohstoffe aus Halden?

Welche Sekundärrohstoffe stecken insgesamt in deutschen Halden? Diese Frage sollte ein vom BMBF unterstütztes, dreijähriges Forschungsprojekt namens REStrateGis beantworten. Für die dazu notwendige Entwicklung eines Ressourcenkatasters für Hüttenhalden sammelten die Projektmitarbeiter Daten aus bundesweiten Übersichtskatastern, aus regionalen Ressourcenkatastern und aus lokalen Quellen. Sie griffen neben digitalen Geländemodellen auf Orthofotos, Spektrometrie, Beprobungen sowie Verfahren- und Standortanalysen zurück. Einer historischen Standort- und Prozessanalyse, die die geschichtlichen Abfolgen von Stahl-, Roheisen-, Aufbereitungs- und Rohstoff-Verfahren nachzeichnete, schloss sich eine Potenzialerhebung an, die nach Haldentypen, Materialherkunft, Größenverteilungen, Stoffstromzusammensetzungen und Wertstoffgehalten differenzierte. Rund 1.000 Halden wurden identifiziert und von etwa 250 an die 200 Daten pro Halde erfasst, darunter Volumina und Wertstoffgehalte. Das Ergebnis: Hüttenhalden können bis zu 30 Gewichtprozent Eisen und bis zu fünf Prozent Stahlveredler enthalten. Buntmetalle sind bis zu 27 Prozent in anderen Hüttenhalden, bis zu 15 Prozent in Bergehalden und bis zu 30 Prozent in Aufbereitungshalden zu finden. Die Anteile kritischer Rohstoffe bewegen sich je nach Haldentyp im Bereich von 0,0004 bis 0,43 Gewichtprozent.

Daraus lässt sich zwar ein theoretisches Potenzial von bis zu 45 Millionen Tonnen Eisen, 22 Millionen Tonnen Buntmetallen, acht Millionen Tonnen Stahlveredler und 180.000 Tonnen an kritischen Rohstoffen ableiten. Doch stellt die Rückgewinnung eine Reihe von Herausforderungen. Hierzu zählen Naturschutzauflagen, rechtliche Probleme, Eigentümerfragen, Logistikwege, Schadstoffbelastung, Wertstoffgehalte, Wahl der Aufbereitungstechnik und mögliche Rentabilitätsunsicherheit. Daraus resultiert ein wesentlich geringeres „technisches Potenzial“, das zwischen 620.000 bis 6,73 Millionen Tonnen Eisen und 70.000 bis 3,4 Millionen Tonnen Buntmetallen liegt und bis zu 30.000 Tonnen Stahlveredler oder kritische Rohstoffe enthält. Dieses Potenzial, das teilweise ein Jahr Unabhängigkeit von Importen sichern könnte, reicht jedoch nicht aus, den heutigen Bedarf an Sekundärrohstoffen zu decken. Es wäre bestenfalls als Reserve verfügbar, um Preisschwankungen kurzfristig auszugleichen.

Tonersatzstoffe auf dem Siegeszug?

Im Jahr 2013 wurden noch 11,3 Millionen Tonnen Ziegelton  und 13,3 Millionen Tonnen Kaolin und Spezialton abgebaut. Doch Genehmigungsverfahren zum Abbau primärer Rohstoffe werden immer schwieriger, und viele Vorkommen entsprechen nicht mehr den heutigen Anforderungen. Mit diesem Problem hat die Ziegelindustrie zunehmend zu kämpfen. Doch gibt es Tonersatzstoffe, die bislang nur wenig Beachtung gefunden haben. So werden beispielsweise im niedersächsischen Ueffeln jährlich 170.000 Tonnen Schieferton gewonnen und verkauft, der von Fachleuten als „perfekter Zusatzstoff für die Klinkerproduktion“ bezeichnet wird. Im sauerländischen Grevenbrück entstand als Nebenprodukt der Dolomit-Gewinnung ein plastischer Filterkuchen; 50.000 Tonnen pro Jahr wurden zur Herstellung von High-Tech-Ziegeln geliefert. Und im polnischen Jarnottówek wird seit 2009 Schiefersplitt produziert, bei dessen Fraktionierung jährlich bis zu 90.000 Tonnen Phyllitschiefer anfallen, die ein Ziegelproduzent als „so fein wie Blumenerde“ bezeichnete.

Toniger Abraum, Filterkuchen und tonhaltige Stäube: Praxisbeispiele zeigen, dass die Substituierung bisheriger Ziegelmaterialien durch Tonersatzstoffe zumindest partiell möglich ist. Da der althergebrachte Abbau politisch nicht mehr gewollt ist, sollten intelligente Rohstoffkonzepte, Investitionen in moderne Anlagentechnik und innovative Unternehmen die Zukunft der Ziegelindustrie bestimmen.

Macht Recycling Sinn?

Der Ansatz, den „Cradle to Cradle“-Initiator Michael Braungart auf dem Kongress vertrat, warf etliche Sichtweisen der Abfallwirtschaft über den Haufen. Danach kommt es nicht darauf an, beim Recyceln aus einem Material mit 41 Elementen neun Elemente zurückzugewinnen. Sondern es sollte Ziel sein, Produkte schon im Ansatz und im Design so zu entwickeln, dass keine Abfälle entstehen. Denn: „Jedes Abfallprodukt ist ein schlechtes Abfallprodukt“. Zu den Beispielen schlechten Recycelns gehört beispielsweise auch der frühere Export von Fahrzeugen in die Türkei, wo deren Metall als Baustahl eingesetzt wurde, dessen mangelnde Qualität beim Erdbeben am 17. August 1999 dazu führte, dass die Trümmer einstürzender Häuser Hunderte Menschen begruben. Braungart: „Wir optimieren die falschen Dinge.“

Das jetzige Recycling, das nicht auf Innovation aus ist, sei jedenfalls der falsche Weg. Es mache keinen Sinn, „Produkte zu recyceln, die andere skrupellos hergestellt haben“. Es könne deshalb auch nicht Ziel sein, Güter nur mit dem Prädikat „frei von bestimmten Schadstoffen“ zu entwerfen. Produkte müssten vielmehr bereits bei ihrer Entwicklung positiv definiert werden, indem der Produzent bedenkt, welche Materialien dafür verwendet werden. Deshalb sei es auch kein Argument, Güter auf Langlebigkeit zu konstruieren, sondern auf deren gute Nutzungsdauer, Reparaturfähigkeit, Re-Use-Möglichkeit abzustellen. Dafür wären innovative, originelle Wege zu beschreiten: „Warum nicht etwas gut machen, damit andere davon lernen?“ Doch selbst Nachhaltigkeit muss nicht innovativ sein: Gutes Urban Mining, so Braungart, „beginnt beim Design“.

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