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Vor dem Hintergrund des Klimawandels und der Verknappung fossiler Ressourcen haben nachwachsende Rohstoffe in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Insbesondere die Bioenergie hat durch staatliche Fördermaßnahmen viel Aufmerksamkeit erfahren. Mit der Ausweitung der energetischen Nutzung von Biomasse sollen Beiträge zum Klimaschutz durch die Vermeidung von Treibhausgasen geleistet, die Versorgungssicherheit soll durch Ersatz der knapper werdenden fossilen Ressourcen erhöht und der ländliche Raum gestärkt werden. Die selben Argumente lassen sich auch für die stoffliche Nutzung von Biomasse heranziehen. Auch wenn diese etwas aus dem Blickfeld der energiebezogenen Diskussion geraten ist, kann hier in den nächsten Jahren ein erhebliches Marktwachstum erwartet werden. Biomasse als erneuerbare Ressource kann in Land- und Forstwirtschaft aber nur begrenzt bereitgestellt werden. Dies gilt umso mehr, als bestimmte Nachhaltigkeits-Anforderungen eingehalten werden müssen. Der zu erwartenden Nachfragesteigerung für nachwachsende Rohstoffe (Nawaro) steht damit eine limitierte Verfügbarkeit entgegen. Aus dieser leitet sich die Forderung nach einer möglichst effizienten Verwertung ab. In diesem Zusammenhang fällt immer häufiger der Begriff der Kaskadennutzung von Nawaro als möglicher Lösungsansatz. Dieses Konzept kann im Wesentlichen als eine Hintereinanderschaltung von (mehrfacher) stofflicher und energetischer Nutzung desselben Rohstoffs gesehen werden und schafft so eine Verbindung von Material- und Energiesektor. Das Prinzip der Kaskadennutzung ist damit ein Ansatz zur Steigerung der Rohstoffeffizienz von nachwachsenden Rohstoffen und zur Optimierung der Flächennutzung. Das Ziel des vorliegenden Berichts ist es, die Option "Kaskadennutzung" strategisch, differenziert und ganzheitlich zu beleuchten. Im Rahmen der Projektarbeit sind daher Anforderungen an eine nachhaltige Kaskadennutzung von Nawaro abgeleitet und Schlussfolgerungen zu deren Ausgestaltung gezogen worden, um die Potenziale von Biomasse hochwertig und erfolgreich zu nutzen.
The Wuppertal Institute for Climate, Environment and Energy and the UNEP/Wuppertal Institute Collaborating Centre on Sustainable Consumption and Production (CSCP) set out to analyse Japanese dematerialisation and resource efficiency strategies within the 3R scope and searched for options of enhancing resource effi ciency strategies, commissioned by the German Federal Environment Agency. A further task of the project was to initiate a policy dialogue including stakeholders, academia, politics and Japanese and European environmental experts. The following paper summarises findings from the analyses, the results of the policy dialogues (Experts Workshop, 6 June 2007 and International Conference, 6 November 2007) and draws conclusions for a potential Japanese-European cooperation on the resource efficiency issue.
A policy framework for sustainable resource management (SRM) is required both to guarantee the materials and energy supply of the EU economy and safeguard the natural resource basis in the future. Goals and strategies for sustaining the metabolism of the economy are described. Data are presented on the material throughput and physical growth of the EU's economy, on total material requirements (TMR), its composition, the decoupling from economic growth, and the increased shift to other regions. A first future target Material Flow Balance (t- MFB) of the EU is outlined. Detailed data reveal the "top ten" resource flows. Policy design for SRM should aim at an integrated and balanced approach along the material flow, comprising resource extraction, the product cycle and final waste disposal. Strategies and potential instruments to manage fossil fuels, metals and industrial minerals, construction minerals and excavation are discussed. Possible priorities and examples are given for target setting, focusing on limited expansion of built-up area, reduced use of non-renewables, increased resource productivity, and shift to sustainable cultivation of biomass.
Die Wirkungen von Stoffströmen sind abhängig von der umgesetzten Menge und den spezifischen Auswirkungen pro Mengeneinheit. Die Menge der Extraktion an Primärmaterial aus der Umwelt kann als vorsorgeorientierter Indikator für ein unspezifisches Umweltbelastungspotential herangezogen werden. Die Materialintensitäts-Analyse ermittelt den kumulierten Materialaufwand (=Material Input) nach fünf Hauptkategorien und setzt diesen in Beziehung zum gewünschten Nutzen (= pro Service-Einheit). Beispielhaft wird die Materialintensität verschiedener Systeme der Energieversorgung und des Wasser- und Abwassermanagements verglichen. Ein integriertes Ressourcenmanagement schließt bei einer umfassenden Systemsicht neben einer Minimierung des Ressourcenaufwandes auch die Verminderung kritischer Emissionen ein. Es erfordert ein sektorübergreifendes Stoffstrommanagement und die Berücksichtigung ökonomischer, technologischer, organisatorischer und sozialer Aspekte sowie der regionalen Besonderheiten. Ansätze hierzu werden vorgestellt.
Policies for Sustainable Use and economy-wide Management of natural Resources (SUMR) throughout the production and consumption system are faced with environmental and socio-economic requirements and regulatory constraints. Based on empirical findings of ongoing trends of resource use, decoupling from economic growth, and transregional problem shifting, the paper outlines a potentially sustainable biophysical basis for production and consumption in the EU. It discusses the main challenges for the major resource groups, describing the specific and the common tasks with regard to biomass, fossil fuels, metals, non-metallic minerals. Adopting a medical metaphor, it suggests that policies for SUMR should follow a dual approach reflecting the long-term need for a main cure of the socio-industrial metabolism in form of a "conditioning" towards a more mature, resource efficient, and renewables based constitution on the one hand, and a fine tuning of selected material flows (e.g. for optimized recycling and control of hazardous compounds) on the other hand. Both strategies are deemed complementary and necessary to reduce environmental impacts and increase the utility of material use. Action required is exemplified with regard to the three pillars of SUMR, i.e. improved orientation, information and incentives.
Many countries have started to develop policy programs for the sustainable use of natural resources. Indicators and targets can cover both a territorial and a life-cycle-wide global perspective. This article focuses on how a safe operating space for global material resource use can be outlined based on existing economy-wide material flow indicators. It reflects on issues such as scale and systems perspective, as the choice of indicators determines the target "valves" of the socio-industrial metabolism. It considers environmental pressures and social aspects of safe and fair resource use. Existing proposals for resource consumption targets are reviewed, partially revisited, and taken as a basis to outline potential target values for a safe operating space for the extraction and use of minerals and biomass by final consumption. A potential sustainability corridor is derived with the Total Material Consumption of abiotic resources ranging from 6 to 12 t/person, the Total Material Consumption of biotic resources not exceeding 2 t/person, and the Raw Material Consumption of used biotic and abiotic materials ranging from 3 to 6 t/person until 2050. For policy, a "10-2-5 target triplet" can provide orientation, when the three indicators are assigned values of 10, 2, and 5 t/person, respectively.
The current flow of carbon for the production, use, and waste management of polymer-based products is still mostly linear from the lithosphere to the atmosphere with rather low rates of material recycling. In view of a limited future supply of biomass, this article outlines the options to further develop carbon recycling (C-REC). The focus is on carbon dioxide (CO2) capture and use for synthesis of platform chemicals to produce polymers. CO2 may be captured from exhaust gases after combustion or fermentation of waste in order to establish a C-REC system within the technosphere. As a long-term option, an external C-REC system can be developed by capturing atmospheric CO2. A central role may be expected from renewable methane (or synthetic natural gas), which is increasingly being used for storage and transport of energy, but may also be used for renewable carbon supply for chemistry. The energy input for the C-REC processes can come from wind and solar systems, in particular, power for the production of hydrogen, which is combined with CO2 to produce various hydrocarbons. Most of the technological components for the system already exist, and, first modules for renewable fuel and polymer production systems are underway in Germany. This article outlines how the system may further develop over the medium to long term, from a piggy-back add-on flow system toward a self-carrying recycling system, which has the potential to provide the material and energy backbone of future societies. A critical bottleneck seems to be the capacity and costs of renewable energy supply, rather than the costs of carbon capture.
Die Bedeutung von Urban Mining nimmt zu, da das Wachstum der Technosphäre, insbesondere des Baubestandes abnimmt. In den kommenden Jahrzehnten wird in Deutschland regional differenziert ein Gleichgewicht zwischen Zu- und Rückbau erreicht werden. Dann wird ein erheblicher Teil des Materialbedarfs aus Recycling gedeckt werden können. Erste Kommunen wie die Stadt Zürich praktizieren ein integriertes Bestands- und Ressourcenmanagement. Auf nationaler Ebene laufen Untersuchungen zur Dynamik des Materiallagers. Die Entwicklung eines Informationssystems Urban Mining bedarf der Kooperation aller Beteiligten.