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Energie aus Biomasse spielt unter den erneuerbaren Energien eine zunehmend wichtigere Rolle. Biomasse kann industriell weiterverarbeitet werden oder der Erzeugung von Wärme, Strom und anderen Energieformen dienen. Daher ist bereits heute beim Einsatz nachwachsender Rohstoffe eine massive Nutzungskonkurrenz zwischen stofflicher und energetischer Verwertung absehbar.
Aus der begrenzten Verfügbarkeit der Ressource und der steigenden Nachfrage nach Biomasse leitet sich die Forderung nach ihrer möglichst effizienten Verwertung ab. In diesem Zusammenhang fällt immer häufiger der Begriff der Kaskadennutzung von nachwachsenden Rohstoffen (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 des Material- und Energiesektors.
Das Prinzip der Kaskadennutzung ist damit ein Ansatz zur Steigerung der Rohstoffeffizienz von Nawaro und zur Optimierung der Flächennutzung.
Die Ansatzpunkte für Nutzungskaskaden sind vielfältig. Ob und inwieweit derartige Konzepte tragen, wie hoch deren Potenzial ist, welche Voraussetzungen für die Umsetzung zu erfüllen sind, ist aber noch nicht ausreichend untersucht.
Im vorliegenden Diskussionspapier wird zunächst eine Definition des vielfach und teils unterschiedlich verwendeten Begriffs Kaskadennutzung erarbeitet. Die folgenden Darstellungen von Kaskadennutzung integrieren sowohl landwirtschaftliche als auch forstwirtschaftliche Produkte und beziehen sich auf Beispiele der Kaskadennutzung aus beiden Bereichen, um die breite Anwendbarkeit des Konzepts zu verdeutlichen. Zudem werden Anforderungen an eine nachhaltige Kaskadennutzung von Nawaro abgeleitet und Schlussfolgerungen zu deren Ausgestaltung gezogen, damit Unternehmen der Land- und Forstwirtschaft die Potenziale von Nawaro hochwertig und erfolgreich nutzen können.
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 optimization of value chains is an important process to promote sustainable development, since value chains are closely linked to the satisfaction of human needs and combine different driving forces for environmental change. This article presents a methodological approach for the participatory development of value-chain wide sustainability indicator sets and their integration into a decision support tool in the specific case study of the chain "construction and refurbishment with wood". There are numerous indicator sets for sustainable development of forests and sustainable forestry available at different levels, ranging from local, regional and national to global scale assessments. Some efforts were also made to integrate later production stages of forest value chains (such as wood processing) in the assessment scope (e.g. for chain-of-custody certification). However, no indicator set has so far been available covering environmental, social and economic aspects for the entire value chain of building with timber. This gap was closed through applied sustainability research in the project "Holzwende 2020: Sustainable future markets for wood in the building sector".
The food and agricultural sector will face numerous challenges in the next decades, arising from changing global production and consumption patterns, which currently go along with high resource use, causing ecological and socio-economic impacts. The aim of this paper is to illustrate and evaluate the practical applicability of the Hot Spot Analysis methodology in the context of supply chain management in companies. The HSA is a method to identify social and ecological problems along the entire life cycle of a product. Special emphasis is put on a customized implementation in the value chain beef of McDonald's Germany. The HSA of McDonald's beef value chain shows that the main ecological problems arise in the phase of raw material extraction, whereas the main social problems can be identified in the phase of slaughtering. Finally, the paper shows potentials and shortcomings of such a customized application and how the results can be implemented in the sustainability management of a company.
Despite rising prices for natural resources during the past 30 years, global consumption of natural resources is still growing. This leads to ecological, economical and social problems. So far, however, limited effort has been made to decrease the natural resource use of goods and services. While resource efficiency is already on the political agenda (EU and national resource strategies), there are still substantial knowledge gaps on the effectiveness of resource efficiency improvement strategies in different fields. In this context and within the project "Material Efficiency and Resource Conservation", the natural resource use of 22 technologies, products and strategies was calculated and their resource efficiency potential analysed. In a preliminary literature- and expert-based identification process, over 250 technologies, strategies, and products, which are regarded as resource efficient, were identified. Out of these, 22 subjects with high resource efficiency potential were selected. They cover a wide range of relevant technologies, products and strategies, such as energy supply and storage, Green IT, transportation, foodstuffs, agricultural engineering, design strategies, lightweight construction, as well as the concept "Using Instead of Owning". To assess the life-cycle-wide resource use of the selected subjects, the material footprint has been applied as a reliable indicator. In addition, sustainability criteria on a qualitative basis were considered. The results presented in this paper show significant resource efficiency potential for many technologies, products and strategies.
The concept Material Input per Service Unit (MIPS) was developed 20 years ago as a measure for the overall natural resource use of products and services. The material intensity analysis is used to calculate the material footprint of any economic activities in production and consumption. Environmental assessment has developed extensive databases for life cycle inventories, which can additionally be adopted for material intensity analysis. Based on practical experience in measuring material footprints on the micro level, this paper presents the current state of research and methodology development: it shows the international discussions on the importance of accounting methodologies to measure progress in resource efficiency. The MIPS approach is presented and its micro level application for assessing value chains, supporting business management, and operationalizing sustainability strategies is discussed. Linkages to output-oriented Life Cycle Assessment as well as to Material Flow Analysis (MFA) at the macro level are pointed out. Finally we come to the conclusion that the MIPS approach provides relevant knowledge on resource and energy input at the micro level for fact-based decision-making in science, policy, business, and consumption.
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat gemeinsam mit dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie in der Studie "STROMbegleitung" Technologien, Perspektiven und Ökobilanzen elektrifizierter PKW untersucht. Die Studie gibt einen umfassenden Einblick in den aktuellen Stand der Technik, identifiziert Trends und analysiert die Ökobilanz unterschiedlicher Fahrzeugkonzepte. Gleichzeitig ordnet sie die deutschen Aktivitäten im Bereich Elektromobilität in einen globalen Kontext ein.
The CO2 utilisation is discussed as one of the future low-carbon technologies in order to accomplish a full decarbonisation in the energy intensive industry. CO2 is separated from the flue gas stream of power plants or industrial plants and is prepared for further processing as raw material. CO2 containing gas streams from industrial processes exhibit a higher concentration of CO2 than flue gases from power plants; consequentially, industrial CO2 sources are used as raw material for the chemical industry and for the synthesis of fuel on the output side. Additionally, fossil resources can be replaced by substitutes of reused CO2 on the input side. If set up in a right way, this step into a CO2-based circular flow economy could make a contribution to the decarbonisation of the industrial sector and according to the adjusted potential, even rudimentarily to the energy sector.
In this study, the authors analyse potential CO2 sources, the potential demand and the range of applications of CO2. In the last chapter of the final report, they give recommendations for research, development, politics and economics for an appropriate future designing of CO2 utilisation options based upon their previous analysis.