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Ob die Rückführung von industriellen und gewerblichen Sekundärkunststoffen, das heißt von Abfällen bzw. von bereits wiederaufbereiteten Kunststoffrezyklaten, gelingen kann, ist von mehreren Faktoren wie insbesondere den spezifischen Materialeigenschaften, den Mengen, in denen sie anfallen, den aktuellen Marktpreisen (auch gegenüber Neuware) und auch der räumlichen Nähe von Sortier- bzw. Wiederaufbereitungsinfrastruktur abhängig. Trotz eigentlich guter Voraussetzungen für ein werkstoffliches Recycling, gelangen einzelne in Unternehmen anfallende Abfallchargen häufig in eine thermische Verwertung, weil sich ein Recycling wirtschaftlich nicht lohnt. Grund hierfür ist unter anderem, dass der Informationsaustausch zu den oben genannten Faktoren für Unternehmen häufig noch sehr mangelhaft ist.
Aktuell in Entwicklung befindliche digitale Plattformen und Applikationen sowie zugehörige Geschäfts- und Betreibermodelle, welche Kunststoffverarbeiter untereinander sowie Wertstofferzeuger und -verwerter vernetzen sollen, können künftig höhere Recyclingquoten ermöglichen und ökologische Einsparpotenziale heben.
Der Artikel führt Entwicklungen und Ergebnisse aktueller Forschungsprojekte zu solchen Vernetzungen zusammen, zeigt die aktuelle Situation des werkstofflichen Recyclings von industriellen und gewerblichen Kunststoffabfällen auf und beleuchtet welche Voraussetzungen für eine erfolgreiche Kreislaufführung von industriellen Kunststoffen gegeben sein müssen. Es wird insbesondere analysiert, in welcher Weise digitale Technologien und die durch sie erzielbare Informationstransparenz eine verbesserte Kreislaufwirtschaft bewirken können und in welcher Weise dies Wertschöpfungsnetzwerke räumlich beeinflussen kann.
Schon seit dem 19. Jahrhundert gilt Wasserstoff als Basis einer nachhaltigen Energiezukunft. Auch wenn sich noch keine kommerzielle Nutzung etabliert hat, sind Wasserstofftechnologien in den vergangenen Jahren deutlich weiterentwickelt worden. In Zusammenarbeit mit dem Wuppertal Institut hat Shell untersucht, welchen Beitrag Wasserstoff zu einer nachhaltigen Energieversorgung - vor allem im Verkehr - künftig leisten kann.
Hintergrund: Die Bezugsquellen und Transportwege von fossilem Erdgas werden sich in den kommenden beiden Dekaden diversifizieren. Veränderungen der Lieferstruktur, verbunden mit weiteren Transportentfernungen und dem Neubau von Pipelines sowie der verstärkte Einsatz von verflüssigtem Erdgas (LNG - Liquefied Natural Gas) sind zu erwarten. Entsprechend werden sich auch die vorgelagerten Prozessketten und die damit verknüpften THG-Emissionen verändern. Im Sinne einer korrekten und ganzheitlichen Bilanzierung der Lebenszyklusemissionen und weitgehender Treibhausgasminderungsziele, sind die vorgelagerten Emissionen eine nicht zu vernachlässigende Größe. Gleichzeitig wird Biomethan als Beimischung zum fossilen Erdgas an Bedeutung gewinnen. Obwohl seine Verbrennung als klimaneutral gewertet wird, sind die Prozesse zur Herstellung von Biomethan mit Emissionen verbunden.
Die Treibhausgasemissionen (THG) der Vorketten von in der EU eingesetzten Energieträgern werden in der neuen EU-Kraftstoffqualitätsrichtlinie (vom Dez. 2008) reguliert. Ihre Höhe und ihre Entwicklung wird für die klimapolitischen Diskussionen und politische Entscheidungen somit immer wichtiger.
Ziel: Vor dem Hintergrund der angesprochenen Aspekte sollen die zukünftige Entwicklung der Gasversorgung in Deutschland und die Veränderungen der vorgelagerten THG-Emissionen von Erdgas und Biomethan ermittelt werden. In zwei Szenarien werden die mit der Herstellung und dem Transport von Erdgas und Biomethan verknüpften Emissionen bis zum Jahr 2030 einschließlich des zu erwartenden technischen Optimierungspotenzials bilanziert. Mittels dieser Analyse können Einschätzungen der zukünftigen Emissionspfade und der durchschnittlichen Emissionen (Klimaqualität) des eingesetzten Gases (als Mischung fossiler und biogener Gase einschließlich der damit verbundenen Prozesskettenemissionen) gegeben werden. Diese können als Grundlage für energie- und klimapolitische Entscheidungen dienen.
Ergebnisse und Diskussion: Nach Erläuterung der Prozesskette von Biomethan werden die zu erwartenden technischen Entwicklungen der einzelnen Prozessschritte (Substratbereitstellung, Fermentierung, Aufbereitung, Gärrestnutzung) diskutiert und die Höhe der hiervon zu erwartenden Emissionen bilanziert. Basis sind Ergebnisse der wissenschaftlichen Begleitforschung des Wuppertal Instituts zur Einspeisung von Biomethan ins Erdgasnetz. Dabei gehen wir davon aus, dass die nächste Anlagengeneration "optimierte Technik" das aus heutiger Sicht bestehende Optimierungspotenzial des heutigen Stands der Technik ausschöpfen wird, sodass sich die spezifischen, auf den Heizwert des Biomethan bezogenen, THG-Emissionen der Vorkette von aktuell 27,8 t CO2-Äq/TJ auf 14,8 t CO2-Äq/TJ in 2030 fast halbieren werden.
Die zu erwartenden Emissionen der Erdgasprozesskette wurden in einem Vorgängerartikel bereits im Detail analysiert. Bei der Förderung und der Transportinfrastruktur ist ebenfalls eine Optimierung der Technik zu erwarten. Die dadurch erzielte Verringerung der spezifischen THG-Emissionen kann die aus den künftig längeren Transportstrecken und aufwendigen Produktionsprozessen resultierende Erhöhung ausgleichen.
Abschließend werden zwei Szenarien (Hoch- und Niedrigverbrauch) der künftigen Gasversorgung Deutschlands bis 2030 aufgestellt. Im Hochverbrauchszenario wird damit gerechnet, dass der Gaseinsatz in Deutschland um 17 % steigen wird. Im Niedrigverbrauchszenario wird er dagegen um etwa 17 % sinken. Gleichzeitig wird der Anteil von Biomethan am eingesetzten Gas auf 8 bzw. 12 % ansteigen. Die - direkten und indirekten - Treibhausgasemissionen der Gasnutzung in Deutschland werden im Niedrigverbrauchszenario um 25 %, d. h. überproportional von 215,4 Mio. t CO2-Äq auf 162,4 Mio. t CO2-Äq zurückgehen. Im Hochverbrauchsszenario steigen die Gesamtemissionen leicht um 7 % (auf 230,9 Mio. t CO2-Äq) an.
Schlussfolgerungen: Gasförmige Energieträger werden in den kommenden beiden Dekaden eine zentrale Säule der deutschen Energieversorgung bleiben. Insgesamt zeigt sich, dass die THG-Emissionen der Nutzung von Erdgas v. a. von den Verbrauchsmengen der Gasversorgung abhängig sind. Das heißt, dass sowohl aus klima- als auch aus energiepolitischer Sicht die Steigerung der Energieeffizienz ein zentraler Faktor ist. Daneben bestehen sowohl in der verstärkten Nutzung von Biomethan als auch in der weiteren Investition in emissionsoptimierte Technologien entlang der Vorketten signifikante Emissionsminderungspotenziale. Hierdurch kann die "Klimaqualität", d. h. die spezifische Treibhausgasemissionshöhe über alle Prozessstufen, des eingesetzten Gases deutlich verbessert werden. Die spezifischen Gesamtemissionen pro TJ eingesetzten Gases werden hierdurch um ca. 9 % von heute 63,3 t CO2-Äq pro TJ auf etwa 54,5 t/TJ sinken. Entscheidend ist hierfür der verstärkte Einsatz von Biomethan, dessen Verbrennung aufgrund der biogenen Herkunft des Kohlenstoffs weitgehend klimaneutral ist (im Vergleich zu direkten Emissionen von 56 t CO2/TJ bei der Verbrennung von Erdgas oder 111 t CO2/TJ bei z. B. Braunkohle). Die Vorteile der gasförmigen Energieträger in der Klimaqualität und effizienten Nutzung werden - insbesondere auch in der künftig zu erwartenden Beimischung von Biomethan - auch zukünftig Bestand haben.
Die Bundesregierung verfolgt das ambitionierte Ziel einer Beschleunigung des Ausbaus der erneuerbaren Energien auf 80 % bis 2030 bzw. einer nahezu vollständig erneuerbaren Stromversorgung 2035. Im Zuge der avisierten Elektrifizierung anderer Sektoren wie Wärme und Mobilität im Rahmen der Sektorenkopplung nimmt die Bedeutung des Stromsektors weiter zu. Angesichts der aktuellen geopolitischen Umwälzungen und den sich abzeichnenden Knappheiten für fossiles Gas wird in einer Kurzstudie evaluiert, welchen Platz Biogas in einem langfristig zukunftsfähigen Energiesystem einnehmen kann.
Unvermeidbare Emissionen aus der Abfallbehandlung : Optionen auf dem Weg zur Klimaneutralität
(2022)
Auch die thermische Abfallbehandlung in Deutschland kann zu einem Baustein des klimaneutralen Wirtschaftens werden. Allerdings sind dafür noch verschiedene Voraussetzungen zu schaffen. Technisch sind neben den bereits bekannten weitere innovative Verfahren in der Entwicklung; nicht zu vernachlässigen ist zudem die anspruchsvolle Aufgabe des CO2-Handlings. Hier ist zum einen der Aufbau der benötigten Infrastruktur zu nennen. In Bezug auf die Nutzung des abgetrennten CO2 ist auch die Industrie gefragt, um sektorübergreifende, klimafreundliche Use-Cases und Geschäftsmodelle rund um CCU und die weitmöglichste Schließung von Kohlenstoffkreisläufen zu entwickeln. Entsprechende Regularien und Marktanreize sind politisch zu setzen.
Die Umweltauswirkungen von Teil-, Miet- oder Tauschangeboten aus dem Bereich der Sharing Economy werden zumeist aus einer Nachhaltigkeitsperspektive betrachtet und dementsprechend mit einer Verminderung des Ressourcenverbrauchs sowie einer gesteigerten Ressourceneffizienz verbunden. Handelt es sich bei Sharing Economy tatsächlich um eine ressourcenschonende, energieeffiziente und für den "Massenmarkt" geeignete Konsumalternative oder haben wir es vielmehr mit einer kurzzeitigen Nischeninnovation einzelner Lifestyle-Communities zu tun?
Zahlreiche Untersuchungen prognostizieren einen erheblichen Anstieg des globalen Ressourcenverbrauchs in den nächsten Jahrzehnten, wenn es nicht zu grundlegenden Veränderungen der Wirtschaftsweise kommt. Gegensteuern ist möglich durch politische Maßnahmen und einem Umdenken sowohl in der Produkt-Dienstleistungs-Entwicklung, bei der Gestaltung von Wertschöpfungsketten als auch im Konsumverhalten. Das Projekt BilRess identifiziert und entwickelt Angebote für alle Bildungsbereiche zum Thema Ressourcenschonung und Ressourceneffizienz.
Die in diesem Artikel vorgenommene Bestandsaufnahme der verschiedenen Bildungsangebote und die Analyse der Bildungsbereiche zeigt eine Vielzahl von Verbesserungsmöglichkeiten und Anknüpfungspunkte zur Implementierung von Ressourcenschonung und -effizienz in die unterschiedlichen Bildungsbereiche. Dabei wird immer wieder deutlich, dass die einzelnen Bildungsbereiche nicht isoliert betrachtet werden können. Die herausgearbeiteten Handlungsempfehlungen fließen in die Erstellung einer "Roadmap Ressourcenbildung" ein.