prof. dr. martin faulstich beratender ingenieur klimaschutz durch … · 2018. 11. 6. · planetare...
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Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft
- Potenziale zur weiteren CO2-Einsparung durch den Einsatz
von Recyclingrohstoffen -
Prof. Dr. Martin FaulstichBeratender Ingenieur
Foto: Statusbericht der deutschen Kreislaufwirtschaft (Foto: bvse)
Prof. Dr. Martin Faulstich (Vortragender)Beratender Ingenieur
Prognos AGDr. Bärbel BirnstengelMarieke EckhardtDr. Jochen Hoffmeister
Vortrag anlässlich des Festaktes zur Eröffnung der
Ausstellung “Entwicklungslinien der Kreislaufwirtschaft”
in Iserlohn am 30. Oktober 2018
© 2018 Prognos AG
Prof. Dr. Martin FaulstichBeratender Ingenieur
1. Ursachen und Folgen des Klimawandels
2. Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft
3. Beispielhafte Kennwerte und Mengenpotentiale für die
CO2-Einsparung durch den Einsatz von Recyclingrohstoffen
4. Kosten zur CO2-Reduzierung im Branchenvergleich
5. Ausblick - was muss getan werden?
Inhalt
© 2018 Prognos AG
Prof. Dr. Martin FaulstichBeratender Ingenieur
1. Ursachen und Folgen des Klimawandels
2. Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft
3. Beispielhafte Kennwerte und Mengenpotentiale für die
CO2-Einsparung durch den Einsatz von Recyclingrohstoffen
4. Kosten zur CO2-Reduzierung im Branchenvergleich
5. Ausblick - was muss getan werden?
Inhalt
© 2018 Prognos AG
Prof. Dr. Martin FaulstichBeratender Ingenieur
1
2
3
4
5
6
7
Bev
ölk
eru
ng
in
Mrd
.
1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000 2013
Bevölkerungs-
entwicklung
Weltweites reales
Bruttoinlandsprodukt
Verbrauch fossiler
Rohstoffe
Rohstoff-
entnahmen
CO2-
Konzentration
44
Ursachen und Folgen des Klimawandels
Quelle Prof. Martin Faulstich
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Fossile Industriegesellschaft
Nachhaltige Industriegesellschaft
► Infrastrukturen
► Dienstleistungen
► Lebensstile
Energiewende100 % regenerativ
► Metalle
► Fossile
Rohstoffe
► CO2-
Konzentration
Ungebrochene Wachstumsdynamik
Rohstoffwende100 % Metallrecycling
► Bevölkerung
► Wirtschaft
PlanetareGrenzen
NotwendigeEntkopplung
Thermische Abfallverwertung
(thermodynamische Grenzen)
5
Klimawandel: Ursachen und Folgen
Quelle Prof. Martin Faulstich
© 2018 Prognos AG
Prof. Dr. Martin FaulstichBeratender Ingenieur
1. Ursachen und Folgen des Klimawandels
2. Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft
3. Beispielhafte Kennwerte und Mengenpotentiale für die
CO2-Einsparung durch den Einsatz von Recyclingrohstoffen
4. Kosten zur CO2-Reduzierung im Branchenvergleich
5. Ausblick - was muss getan werden?
Inhalt
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Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft
7
Quellen BMU: Klimaschutz in Zahlen, Ausgabe 2017 / UBA: Nationale Trendtabellen für die deutsche Berichterstattung atmosphärischer Emissionen 2015
Gesamtemissionen und Minderungsziele an CO2-Äqu.
Mio
. t
CO
2-Ä
qu
.
346
▪ lt. Bundesregierung:
-32% bis 2020
100
▪ 40 %-Ziel voraussichtlich
um 100 Mio. t CO2-Äqu.
verfehlt
-28 %
346
▪ 2018:
Reduktion auf 905 Mio. t
CO2-Äqu. (-28%)-40 %
-55 %
-70 %
-80 %
▪ Ausgangspunkt: 1990
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Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft
8
▪ Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung:
− THG-Reduzierung bis 2012:
20% der Ziele des Kyoto-Protokolls durch
Weiterentwicklung der Abfallwirtschaft zur
Kreislaufwirtschaft
− Ziel: Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen,
die gegenüber der Nutzung von Primärrohstoffen
weniger Treibhausgase emittieren
(z.B. Aluminium)
▪ durch Kreislaufwirtschaft organisierte THG-
Reduzierungen werden teilweise
anderen Sektoren gutgeschrieben
Bedeutung der Kreislaufwirtschaft für die Entwicklung der THG
Entwicklung der Mengen an CO2-Äqu. aus der
Deponierung von Siedlungsabfällen
Quelle: UBA: Nationale Trendtabellen für die deutsche Berichterstattung atmosphärischer Emissionen 2015
kt
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Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft
9
Aktuelle Forschungstätigkeiten im Kontext mit den Zielen des
Vereins „Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft“
1. Welchen quantitativen Beitrag kann die Kreislaufwirtschaft liefern, um das Delta zur Erreichung
der Klimaschutzziele zu verringern?
2. Zu welchen Kosten ist dies – auch im Vergleich zu Klimaschutzmaßnahmen in anderen
Branchen – möglich bzw. erreichbar?
3. Welche zusätzliche Unterstützung benötigt die Kreislaufwirtschaft dafür von politischer Seite?
Künftige Rolle der Kreislaufwirtschaft beim Klimaschutz
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Prof. Dr. Martin FaulstichBeratender Ingenieur
1. Ursachen und Folgen des Klimawandels
2. Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft
3. Beispielhafte Kennwerte und Mengenpotentiale für die CO2-Einsparung durch den Einsatz von Recyclingrohstoffen
4. Kosten zur CO2-Reduzierung im Branchenvergleich
5. Ausblick - was muss getan werden?
Inhalt
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Recycling Recyclingpotenzial
Stoffstrom Papier, Pappe, Kartonagen
11
11 (2)
-0,85
-0,17
-0,63
Bandbreite CO2 Faktoren Recycling(Mischfraktion)
Recyclingfähigkeit
5x – 7x
Getrennt-erfassung
Potenzial in Gemischen
Direkt-anlieferungen
Recycling
12,5
Recycling-potenzial
~1,0
gewichteter
Mittelwert
Mischverwertung: 2 (1)
Quellen: Recherchen Prognos AG, Destatis Fachserie 19, VDP, Eurostat, Umweltbundsamt, Foto - © Fotolia
-7,9Mio. t. CO2-Äqu.
-0,6Mio. t. CO2-Äqu.
Recycling in Mio. t (2016)(Inlandsverfügbarkeit ohne Importe)
t CO2-Äqu./t
Anzahl ausgewerteter Studien (in Klammern mit Fokus Deutschland)
ExportSonstige
Behandlung
CO2 Vermeidung durch Recycling
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Recycling Recyclingpotenzial
Stoffstrom Kunststoffe
12
15 (3)
Recyclingfähigkeit
Abhängigkeit von
recyclinggerechtem
Design, Sortiertechnik
etc.
Recycling
Energ. Verwertung
2,2
Recycling-potenzial
~1,3
Mischverwertung: 2 (0)
Verpackungen Potenzial in Gemischen, KfZ, EAR etc.
-1,25
Bandbreite CO2 Faktoren Recycling(Mischfraktion)
gewichteter
Mittelwert
Recycling in Mio. t (2016)(Inlandsverfügbarkeit ohne Importe)
Anzahl ausgewerteter Studien (in Klammern mit Fokus Deutschland)
-1,9
-0,15
PE
Misch-
kunststoffe
PET
PVC
Export
zusätzlich aus bisherigen
PkW / EAR Exporten
CO2 Vermeidung durch Recycling
-2,7Mio. t. CO2-Äqu.
-1,6Mio. t. CO2-Äqu.
Quellen: Recherchen Prognos AG, Conversio, Destatis Fachserie 19, VDP, Eurostat, Umweltbundsamt, Foto - © Fotolia
t CO2-Äqu./t
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Recycling Recyclingpotenzial
Stoffstrom Glas
13
Anzahl ausgewerteter Studien(in Klammern mit Fokus Deutschland)
12 (3)
Recyclingfähigkeit
Recycling
~ 2,8
Recycling-potenzial
~ 0,3
Getrennt-erfassung
Potenzial in Gemischen
Direkt-anlieferungen
100% Behälterglas
Limitierungen
Flachglas
-1,2Mio. t. CO2-Äqu.
-0,1Mio. t. CO2-Äqu.
Bandbreite CO2 Faktoren Recycling(Mischfraktion)
Recycling in Mio. t (2016)(Inlandsverfügbarkeit ohne Importe)
-0,47
-0,18
-0,43gewichteter
Mittelwert
ExportSonstige
Behandlung
CO2 Vermeidung durch Recycling
Quellen: Recherchen Prognos AG, Destatis Fachserie 19, Bundesverband Glasindustrie, Umweltbundesamt, Foto - © Fotolia
t CO2-Äqu./t
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Recycling Recyclingpotenzial
Stoffstrom Fe-Metall
14
10 (1)
-2,2
-1,0
Recyclingfähigkeit
∞
Export
Recycling
Sonstige Behandlung
18,9
Recycling-potenzial
~2,1
Getrennt-erfassung
Direkt-anlieferungen
Quellen: Recherchen Prognos AG, Destatis Fachserie 19, BDSV, DEUMU, bvse, Wirtschaftsvereinigung Stahl, Umweltbundesamt, Foto - © Fotolia
Potenzial in Gemischen, KfZ, EAR etc.
-1,35
Bandbreite CO2 Faktoren Recycling
gewichteter
Mittelwert
Recycling in Mio. t (2016)(Inlandsverfügbarkeit ohne Importe)
Anzahl ausgewerteter Studien (in Klammern mit Fokus Deutschland)
-25,5Mio. t. CO2-Äqu.
-2,8Mio. t. CO2-Äqu.
CO2 Vermeidung durch Recycling
zusätzlich aus bisherigen
PkW / EAR Exporten
t CO2-Äqu./t
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Recycling Recyclingpotenzial
Export
Stoffstrom Aluminium
15
7 (1)
-11,1
-7,1
Recyclingfähigkeit
Recycling
~ 0,6
Recycling-potenzial
~0,4
Getrennt-erfassung
Direkt-anlieferungen
Quellen: Recherchen Prognos AG, Destatis Fachserie 19, Gesamtverband der Aluminiumindustrie, Eurostat, Foto - © Fotolia - Petair
∞
~6,0Mio. t. CO2-Äqu.
~3,5Mio. t. CO2-Äqu.
Potenzial in Gemischen, KfZ, EAR etc.
-9,7
Bandbreite CO2 Faktoren Recycling(Mischfraktion)
gewichteter
Mittelwert
Recycling in Mio. t (2016)(Inlandsverfügbarkeit ohne Importe)
Anzahl ausgewerteter Studien (in Klammern mit Fokus Deutschland)
Sonstige Behandlung
CO2 Vermeidung durch Recycling
zusätzlich aus bisherigen
PkW / EAR Exporten
t CO2-Äqu./t
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Exkurs: Bedarf an Seltenen Erden in Hybridfahrzeugen
16
Dieselkraftstoff-zusätze
(Cerium, Lanthan)
UV absorbierendes Glas(Cerium)
LCD(Europium, Yttrium,
Cerium)
Sensoren-komponenten
(Yttrium)
Scheinwerfer(Neodym)
Hybridmotor(Neodym,
Praseodym, Dysprosium, Terbium)
Katalysatoren(Cerium, Zirkonium, Lanthan)
NiMH Akku(Lanthan, Cerium)
25+ Elektromotoren im gesamten
Fahrzeug(Nd Magnete)
Glas und Spiegel Polierpulver
(Cerium)
Quelle: nach British geological Survey, Rare Earth Elements, June 2010; Foto - © Fotolia
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Aktuelle Recyclingraten von Elementen des Periodensystems
17
1
H2
He
3
Li4
Be5
B6
C7
N8
O9
F10
Ne
11
Na12
Mg13
Al14
Si15
P16
S17
Cl18
Ar
19
K20
Ca21
Sc22
Ti23
V24
Cr25
Mn26
Fe27
Co28
Ni29
Cu30
Zn31
Ga32
Ge33
As34
Se35
Br36
Kr
37
Rb38
Sr39
Y40
Zr41
Nb42
Mo43
Tc44
Ru45
Rh46
Pd47
Ag48
Cd49
In50
Sn51
Sb52
Te53
I54
Xe
55
Cs56
Ba72
Hf73
Ta74
W75
Re76
Os77
Ir78
Pt79
Au80
Hg81
TI82
Pb83
Bi84
Po85
At86
Rn
87
Fr88
Ra
57
La71
Lu
89
Ac90
Th91
Pa92
U93
Np94
Pu95
Am96
Cm97
Bk98
Cf99
Es100
Fm101
Md102
No103
Lr
58
Ce59
Pr60
Nd62
Sm63
Eu64
Gd65
Tb66
Dy67
Ho68
Er69
Tm70
Yb61
Pm
> 50 %
> 25 - 50 %
> 10 - 25 %
1 - 10 %
< 1 %
Quelle: Prof. Martin Faulstich
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3. Beispielhafte Kennwerte und Mengenpotentiale für die CO2-Einsparung durch den Einsatz von Recyclingrohstoffen
4. Kosten zur CO2-Reduzierung im Branchenvergleich
5. Ausblick - was muss getan werden?
Inhalt
1. Ursachen und Folgen des Klimawandels
2. Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft
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Kosten von Maßnahmen zur CO2-Reduzierung
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▪ Berechnung von u.a. Vermeidungskosten für „80 %-Klimapfad“ bis 2050
▪ Differenzierung nach Sektoren „Industrie“, „Energie“, „Gebäude“, „Verkehr“,
„Landwirtschaft“
▪ Verschiedene Maßnahmen für „neuen“ Sektor „Kreislaufwirtschaft“
durchgerechnet und Maßnahmen aus anderen Sektoren gegenübergestellt
− mehrheitlich „positive Vermeidungskosten“ im Zeitverlauf
(Beispiel: Wärmedämmung)
− Maßnahmen zur Stärkung des Recyclings weichen nur geringfügig
von der Kostenneutralität ab (Einfluss Wertstoffpreise)
− im Bereich der Kreislaufwirtschaft wesentlich schnellere
Umsetzbarkeit
Volkswirtschaftliche Kosten zur Erreichung der Klimaschutzziele
Studie „Klimapfade für Deutschland“ (Boston Consultic Group / Prognos im Auftrag
des Bundesverbandes der Deutschen Industrie (BDI))
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20
1 Verkehrsmittelverlagerung (von Straße auf Bahn, Schiff, Bus,
nichtmotorisierte Verkehre)
2 Energieeffizienz durch Einsatz von IE3-/IE4-Motoren und
Frequenzumrichtern
3 Energieeffizienz bei Querschnittstechnologien
4 Ausbau der Solarthermie zur Wärmebereitstellung in der Industrie
5 Ausbau der Solarthermie in der Raumwärme- und
Warmwasserversorgung in Haushalten und GHD
6 Sonstige Effekte im Verkehrssektor
7 Anlagenmodernisierung in der Methanol- und Ammoniakherstellung und
bei Steam-Crackern
8 Ausbau von Wind Onshore
9 Ausbau von Wind Offshore
10 Fahrzeugeffizienz im Straßengüterverkehr
11 Geräte und Prozesse in Haushalten und GHD: Effizienzmaßnahmen und
Energieträgersubstitution
12 Stahl: Energieeffizienz bei der Hochofen-Konverter-Route,
Prozessoptimierung
13 Lichtbogenofen Substitution von Erdgas durch Biomasse in Nieder- und
Mitteltemperaturwärme (< 500 °C)
14 Substitution von HFKWs/FKWs, u. a. bei Kühlung und Klimatisierung
15 Aus- und Umbau der Fernwärme
16 Neue bzw. modernere Öfen und Mahlanlagen bei Zement- und
Kalkproduktion
17 Antriebswechsel schwere Nutzfahrzeuge (Oberleitung, Gas, FC, BEV)
18 Ausbau von Wärmepumpen
19 Auslaufen Kohleverstromung, Ersatz durch Gas
20 Maßnahmen Landwirtschaft (z. B. Vergärung von Gülle in
Biogasanlagen)
21 Erhöhung der Sanierungsrate auf 1,7 % p. a. im Gebäudebestand
22 KfW-40-Niveau in Wohngebäuden (Neubau) ab 2030
23 Ausbau Photovoltaik
24 Antriebswechsel leichte Nutzfahrzeuge (BEV, Gas, FCV)
25 Antriebswechsel Personenstraßenverkehr (BEV, PHEV, FCV, Gas)
26 Niedrigerer Verbrauch von Straßenfahrzeugen
Vergärung Bioabfälle
Recycling LVP
Thermische Verwertung
Recycling PPK
Recycling Altglas
Quellen: Kreislaufwirtschaft: Berechnungen Prognos AG; alle anderen Branchen: Boston Consulting Group / prognos: Klimapfade für Deutschland, 1/2018
VerkehrIndustrie Gebäude
Kreislauf-
wirtschaftEnergie
Landwirt-
schaft
Kosten von Maßnahmen zur CO2-Reduzierung
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3. Beispielhafte Kennwerte und Mengenpotentiale für die CO2-Einsparung durch den Einsatz von Recyclingrohstoffen
4. Kosten zur CO2-Reduzierung im Branchenvergleich
5. Ausblick - was muss getan werden?
Inhalt
1. Ursachen und Folgen des Klimawandels
2. Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft
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Ausblick
22
Agenda für eine Steigerung des Klimaschutzbeitrages der Kreislaufwirtschaft
Akzeptanz sicherstellen
▪ für Errichtung von neuen Recyclinganlagen
▪ für Interessen Kreislaufwirtschaft insgesamt
Absatzmärkte schaffen und stabilisieren
▪ Einführung einer Substitutionsquote
Rechtliche Rahmenbedingungen schaffen und umsetzen, z.B.
▪ Ressourcenstrategie Deutschland
▪ Wertstoffgesetz
▪ Gewerbeabfallverordnung
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23
Prognos AG – Europäisches Zentrum für Wirtschaftsforschung und Strategieberatung.
Wir geben Orientierung.
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