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26/08/2016

Urban Mining – Ansätze für die Bauwirtschaft

Stadt der Zukunft

Urban Mining – Ansätze für die Bauwirtschaft

Neben Konsumgütern stellen Infrastruktureinrichtungen (Bauwerke) eine zunehmend relevante Ressourcenquelle dar. Foto: dpa

Standpunkt von Sabine Flamme und Peter Krämer (FH Münster)Allein im deutschen Wohnungsbestand befinden sich derzeit rund 10 Milliarden Tonnen mineralische Baustoffe, darunter etwa 100 Millionen Tonnen Metalle. Wie lassen sich die Rohstoffschätze in Europas Städten künftig heben? Ein Standpunkt von Sabine Flamme und Peter Krämer, “Urban Mining”-Experten an der Fachhochschule Münster.

Zu den Autoren


Prof. Dr.-Ing. Sabine Flamme ist seit 2005 an der Fachhochschule Münster im Fachbereich Bauingenieurwesen für die Lehr- und Forschungsgebiete Abfallwirtschaft, Infrastruktur-, Ressourcen- und Stoffstrommanagement verantwortlich. Dipl.-Ing. Peter Krämer ist dort Projektingenieur und wissenschaftlicher Mitarbeiter.

Weitere Informationen: www.fh-muenster.de/fb6

Hinweis: Der Text erschien zunächst im EurActiv.de-YellowPaper "Stadt der Zukunft" (Dezember 2011), das Analysen, Standpunkte und Interviews zur europäischen Stadtentwicklung versammelt.
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Der stetig steigende Ressourcenverbrauch pro Kopf führt, verbunden mit einer exponentiellen Zunahme der Weltbevölkerung, dazu, dass immer mehr Rohstoffe in kurz- und langlebigen Produkten gebunden sind. Angesichts dieser wachsenden anthropogenen Lager, bei gleichzeitiger Abnahme von Primärressourcen, besteht die Notwendigkeit zur effizienten Rückgewinnung von Wertstoffen. Vor diesem Hintergrund wird in Ergänzung zur klassischen Kreislaufwirtschaft aktuell immer häufiger auch der Begriff "Urban Mining" verwendet.

Wie lange sind Rohstoffe gebunden?

"Urban Mining" umfasst die Identifizierung anthropogener Lagerstätten, die Quantifizierung der darin enthaltenen Sekundärrohstoffe, Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen vor dem Hintergrund der zu Verfügung stehenden technischen Rückgewinnungsvarianten und den derzeitig erzielbaren und zukünftig prognostizierten Erlösen, die wirtschaftliche Aufbereitung und Wiedergewinnung der identifizierten Wertstoffe sowie die integrale Bewirtschaftung anthropogener Lagerstätten. Dabei wird der Mensch nicht nur als Verbraucher, sondern auch als Produzent wertvoller Ressourcen betrachtet.

Das relevante Unterscheidungsmerkmal bei der Betrachtung urbaner Minen ist – im Sinne einer Lebenszyklusbetrachtung – der Zeitraum der Freisetzung der Ressourcen, d. h. der Zeitraum, wie lange die in Konsum- und Produktionsgütern verwendeten Rohstoffe zeitlich gebunden sind (Resource Conversion Cycle).

Jede der vier Lagerstätten einer "urbanen Mine" – Produktion, Konsum, Entsorgung und Aufbereitung – hat dabei einen Einfluss auf die integrale Rohstoffbewirtschaftung im Sinne des "Urban Minings" sowie die Freisetzung der Ressourcen.

So können durch ein der Produktion vorausgehendes, recyclingfreundliches Produktdesign (z.B. cradle to cradle) und die Schaffung neuer Konsumstrategien (wie z.B. dem Leasing) Rohstoffe eingespart bzw. gesichert werden.

Des Weiteren kann durch die Schaffung effizienter industrieller Rücknahme- (z.B. REWIN-DO) und angepasster Entsorgungssysteme sowie der Entwicklung effizienter Aufbereitungsstrategien eine qualitativ und quantitativ hochwertige Rohstoffrückgewinnung gewährleistet werden.

Bevölkerung schrumpft, Materialverbrauch steigt

Je nach Bindungszeitraum der Ressourcen lassen sich die verschiedenen Minen in lang- und kurzfristige urbane Minen einteilen. Neben Konsumgütern stellen Infrastruktureinrichtungen (Bauwerke) eine zunehmend relevante Ressourcenquelle dar.
Im Zusammenhang mit der Nutzung von Gebäuden und Infrastruktureinrichtungen sind die städtebaulichen Entwicklungen und der demografische Wandel von erheblicher Bedeutung. So zeichnen sich z. B. in Deutschland folgende Entwicklungen ab:

– Bevölkerungsrückgang in Deutschland bis 2050 von derzeit 81,8 Millionen auf ca. 70 Millionen Einwohner.
?- Tendenz geht zu immer mehr, immer kleineren Haushalten.
– Bevölkerungsverlagerung vom ländlichen in den städtischen Bereich.
– Abwanderung in Ostdeutschland.
– Anstieg der Privathaushalte in Westdeutschland.
– Zunehmender Materialverbrauch: Während beispielweise in einem Gründerzeithaus (~1850) auf 100 m² rund 250 Megagramm (Mg) Baumaterialen inklusive ca. 1.300 kg Metalle verbaut wurden, befinden sich in 100 m² heutiger Wohnbauten, mit ca. 7.500 kg, etwa die fünffache Menge an Metallen.

Betrachtet man diese Trends, so ist es nicht verwunderlich, dass in den neuen Bundesländern derzeit ca. 1 Millionen Wohnungen leer stehen. Diese könnten, durch gezielte Rückbaumaßnahmen, als urbane Mine genutzt werden.

Informationen über künftige Ressourcen-Freisetzung

Im deutschen Wohnungsbestand befinden sich derzeit ca. 10 Milliarden Mg mineralische Baustoffe wie z. B. Ziegel und Beton, ca. 220 Millionen Mg Holz und insbesondere ca. 100 Millionen Mg Metalle. Es wird davon ausgegangen, dass das Materiallager bis 2025 um weitere 20 Prozent anwächst. Untersuchungen zur Herstellung von Recyclingbeton haben des Weiteren gezeigt, dass aufbereiteter Bauschutt in Mischung mit geogenem Kies und gebrochenem Naturstein auch im konstruktiven Bereich eingesetzt werden kann. Somit sind nicht nur die Metalle beim Rückbau von Interesse sondern perspektivisch auch der relativ hohe Anteil an Mineralien.

Bauwerke zeichnen sich u. a. durch einen hohen Kapitalbedarf und eine lange Lebensdauer aus. Der langfristige Zeithorizont und die damit verbundene Unsicherheit bzgl. der Rückgewinnung verbauter Rohstoffe sowie der Wille zur Reduzierung zusätzlicher Kosten, führen zu einem gering ausgeprägten Lebenszyklus- und Nachhaltigkeitsgedanken bei Auftraggebern und Herstellern. Des Weiteren existieren keine gesetzlichen Vorgaben, wie nach der Beendigung des Lebenszyklus mit Gebäuden bzw. Infrastruktureinrichtungen zu verfahren ist. Aufgrund einer derzeit mangelhaften Dokumentation von Qualität, Quantität und Lokation, sowohl von wertvollen Ressourcen als auch von Schadstoffen (Schwermetalle, Asbest, PAK, PCB etc.), können diese Stoffe derzeit nur ineffizient wiedergewonnen bzw. mit erhöhtem Risiko beseitigt werden.

Urban Mining zeigt erste Ansätze zur Bewältigung dieser Herausforderungen auf. So lassen sich beispielsweise mit Hilfe eines Bauwerk- bzw. Materialpasses bereits während der Planungsphase wesentliche Informationen über die Qualität, Quantität und Lokation von Wert- und Schadstoffen erfassen. Diese Informationen können, neben der Sicherstellung einer effizienten Rückgewinnung von Wertstoffen und risikoarmen Entsorgung von Schadstoffen, dazu benutzt werden, ein Ressourcenkataster anzulegen. Hierdurch ließe sich ein detaillierter Überblick über die in Siedlungs- und Infrastrukturen enthaltenen Wert- und Schadstoffe ermitteln sowie die Freisetzung dieser Ressourcen prognostizieren.