Das anthropogene Lager

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In unseren Städten haben sich über die Jahre hinweg enorme Materialmengen angehäuft
Quelle: Frank Wagner / Fotolia.com

Rohstoffe werden aus ihren natürlichen Lagerstätten entnommen und zu Infrastrukturen, Gebäuden und Gütern des täglichen Gebrauchs umgewandelt. In dieser Form verbleiben sie oft lange Zeit in der Anthroposphäre, dem gesellschaftlichen, technologischen und kulturellen Wirkungsraum des Menschen. Sie bilden ein Materiallager, das in vielschichtigen Stoffwechselbeziehungen zu seiner Umgebung steht.

Inhaltsverzeichnis

 

Das anthropogene Lager als Sekundärrohstoffquelle

Werden auf volkswirtschaftlicher Ebene die Inputs und Outputs überschlägig verrechnet, so ergibt sich in Deutschland ein jährlicher Bestandszuwachs im Umfang von ca. 0,8 Milliarden Tonnen an Material im anthropogenen Lager. Dies entspricht rund 10 Tonnen Material pro Jahr und Einwohner. Die Zuflüsse aus Importen und inländisch gewonnenen Rohstoffen übersteigen also in großem Maße die Abflüsse in Form von Exporten und Emissionen. In der Anthroposphäre, dem unmittelbaren Lebensraum des Menschen, zeichnet sich ein starkes,  physisches Wachstum ab. Über Jahrzehnte hinweg haben sich enorme Materialmengen, darunter auch viele werthaltige Materialien, im anthropogenen Lager angehäuft, die nach Ablauf der Lebensdauer bestehender Güter und Bauwerke als Sekundärrohstoffe für eine weitere Nutzung verfügbar werden. Eine strategische Bewirtschaftung dieser Sekundärrohstoffe (Urban Mining) kann einen wichtigen Beitrag zur Schonung natürlicher Ressourcen leisten.

 

Verschiedene Arten anthropogener Lagerstätten

Beim konventionellen Bergbau werden Rohstoffe aus der Erde entnommen. Ihre Menge kann je nach Bedarf, Fördertechnik und finanziellen Mitteln reguliert werden. Hingegen sind Gebäude, Infrastrukturen und langlebige Güter ein wesentlicher Bestandteil unseres Lebensumfeldes und können nicht einfach abgerissen oder verschrottet werden, wenn der Bedarf an Sekundärrohstoffen steigt. Sie müssen entsprechend ihrer Beschaffenheit und in Abhängigkeit von ihrer Verweilzeit bewirtschaftet werden. Dabei lassen sich drei Kategorien anthropogener Lager unterscheiden.

Die meisten Güter des anthropogenen Lagers befinden sich in Verwendung, das heißt in genutzten Lagerstätten. Ein zugelassener PKW zählt genauso zu den genutzten Lagern wie ein bewohnbares Wohngebäude, Möbel, Elektrogroßgeräte oder ein Kraftwerk   sofern für diese noch eine Nutzungsabsicht besteht.

Hiervon abzugrenzen sind ungenutzte anthropogene Lager. Darunter sind Güter zu fassen, für die keine Nutzungsabsicht mehr besteht, die aber auch noch nicht entsorgt oder verwertet wurden. Als Beispiele lassen sich hier stillgelegte Bahntrassen, Industriebrachen, Erdkabelleitungen und Kanäle, die nicht mehr an einem Netz angeschlossen sind, nennen. Depots an ausrangierten und defekten Elektrogeräten, die sich in Privathaushalten ansammeln lassen sich nur als Grenzfall darunter fassen, da hier eine theoretische Wiedernutzung denkbar ist.

Eine dritte Kategorie stellen anthropogene Ablagerungen dar. Hierunter fallen typischerweise alle obertägigen und untertägigen Deponieklassen, sowie Bergbau- und Hüttenhalden und sonstige Ablagerungen industrieller Abfälle.  

Längst nicht alle anthropogenen Lagerstätten sind gleichermaßen erkundet. Einige Lagerstätten sind durch Statistiken oder Kataster eindeutig belegt, andere lassen sich nur durch Hochrechnungen ableiten oder lediglich vermuten. Aufgrund unterschiedlicher Beschaffenheiten sind zudem nicht alle gleichermaßen gut für eine Rückgewinnung von Materialien geeignet. Die Grenzen zwischen sekundärrohstofflichen Ressourcen und wirtschaftlich und technisch gewinnbaren Reserven an Sekundärrohstoffen sind nicht statisch und die tatsächlich nutzbare Sekundärrohstoffmenge nicht abschließend bestimmbar. Anthropogene Lagerstätten weisen in dieser Hinsicht eine Analogie zu natürlichen Rohstoffvorkommen auf. Die zurückgewinnbaren Mengen aus den  verschiedenen anthropogenen Lagern sind insbesondere abhängig von den verfügbaren Recyclingtechniken und der Wirtschaftlichkeit eines hochwertigen Recyclings im Vergleich zur Gewinnung und Aufbereitung von Primärrohstoffen.

 

Die Kartierung des anthropogenen Lagers

Eine Voraussetzung, um das anthropogene Lager gezielt bewirtschaften zu können, ist die Kenntnis über dessen Bestand und Dynamik. Um diese zu erfassen wurde 2012 vom Umweltbundesamt eine eigene Forschungsserie initiiert– die Kartierung des anthropogenen Lagers . Sie soll als fachliche Grundlage für eine zukünftige Urban-Mining-Strategie dienen.

Bislang konnten Hochrechnungen zur Größe und Zusammensetzung des derzeitigen Materiallagers vorgenommen werden, Datenquellen zur Erfassung der Dynamik analysiert und auf dieser Basis ein fortschreibbares Bestandsmodell für die gesamte Bundesrepublik entwickelt werden. Diese Wissensbasis wird in Zukunft vertieft und durch aktuelle Entwicklungen ergänzt werden.

Um das Bestandsmodell in Zukunft als verbesserte Wissens- und Entscheidungsbasis für die Sekundärrohstoffwirtschaft einsetzen zu können, soll zudem dessen Prognosefunktion gestärkt werden.

Dazu wird derzeit ein Softwaresystem bestehend aus Datenbank und Stoff- und Güterstrom-Rechenmodell programmiert, das es erlaubt, das Bestandsmodell für Szenario-Analysen des Sekundärrohstoffaufkommens und der Verwertungswege zu nutzen. Mithilfe des Modells unter der Bezeichnung DyMAS (Dynamic Modeling of Anthropogenic Stocks) soll auf Material- und Güterebene ermittelt werden können, welche Anteile der jährlich neu eingebrachten Materialien und des Lagers zukünftig als Sekundärrohstoffquelle zur Verfügung stehen.

 

Status Quo – Bestand, Dynamik und Eigenschaften

Der Gesamtbestand im anthropogenen Lager der Bundesrepublik konnte für das Jahr 2010 auf insgesamt 51,7 Milliarden Tonnen Material beziffert werden. Dies entspricht ungefähr der Summe aller im Jahr 2000 weltweit gewonnenen Rohstoffe. Mehr als 80 Prozent davon lassen sich als Zuwachs seit 1960 verzeichnen und so belief sich der Nettobestandszuwachs allein für das Jahr 2010 auf rund 820 Millionen Tonnen an Material. Hiervon wird jedoch nicht alles für die Sekundärrohstoffwirtschaft jemals interessant, darunter beispielsweise Materialien, die in landschaftsgestaltende Erdbaumaßnahmen gehen.

 In den fünf langlebigen Gütergruppen Gebäude, leitungsgebundene Infrastrukturen, Haustechnik sowie Kapital- und Konsumgüter sind schätzungsweise 28,2 Milliarden Tonnen Material gebunden. Pro Kopf betrachtet entspricht dies einer Menge von 341 Tonnen Material. Mit 318 Tonnen machen mineralische Materialien, im Wesentlichen Gesteine, Sande, Beton- und Mauersteine, den größten Teil davon aus, gefolgt von den Metallen, vorrangig Stahl mit 14,3 Tonnen , 4,3 Tonnen Holz, 3 Tonnen Kunststoffen sowie weiteren 2,3 Tonnen an sonstigen Materialien, die sich nicht eindeutig zuordnen lassen.

Der weitaus größte Teil des anthropogenen Lagers entfällt somit auf den Bausektor. Allein 55 Prozent der Lagermassen sind in Wohn- und Nichtwohngebäuden gebunden. Der Tiefbau, der die Infrastrukturen für Verkehr, Trink- und Abwasser, Energie sowie Informations- und Kommunikationsnetze umfasst, deckt 44 Prozent ab. Weniger als ein Prozent der Materialmenge entfällt auf Haustechnik sowie langlebige Konsum- und Kapitalgüter. Da metallische Materialien in diesen Gütern allerdings einen weitaus größeren Massenanteil einnehmen als in Bauwerken, sind diese für eine Rückgewinnung von besonderem wirtschaftlichem und ökologischem Interesse. 

In der Bestandsveränderung zeichnen sich materialspezifische und gütergruppenspezifische Dynamiken ab. Jährliche neue Materialflüsse in die betrachteten Gütergruppen sind nicht per se proportional zu den Beständen. So zeichnet sich im Tiefbau getrieben durch die Energiewende und der dafür notwendigen Materialaufwendungen für Neubau und Instandsetzung der Energieerzeugungs- und Verteilungsinfrastrukturen ein relativ großer Zuwachs ab. In anderen Bereichen, wie den Verkehrswegeinfrastrukturen, ist der Zubau hingegen relativ gering und der Bestand offenbar nahe an einer Sättigung. Ähnlich gestaltet sich die Situation für den Gebäudebestand und die darin gebundenen Haustechnik.

 

Informationsbasis fortentwickeln

Das Wissen über den Status Quo des anthropogenen Lagers soll in Zukunft durch aktuelle Entwicklungen im Güterbestand ergänzt werden. Doch auch dies ist nicht trivial. Die technologische Entwicklung schreitet so schnell voran, dass sich die Diversität an Stoffen und komplexen Stoffverbünden in zahlreichen Gütergruppen überhaupt nur mit großen Unsicherheiten nachvollziehen lässt. Viele Stoffe werden für die technische Anwendung in völlig neue, natürlich nicht vorkommende und sich ständig wandelnde Materialverbünde überführt und teils dissipiert .

Kenntnisse zur Beschaffenheit des aufzubereitenden Materials sind unabdingbar, da sie die Auswahl geeigneter Sammel-, Sortier-, Trenn- und Recyclingverfahren erleichtern: In welcher Reinheit liegen die werthaltigen Materialien vor? Wie sind sie in andere Materialien eingebunden und mit welchem Aufwand ist die Gewinnung von Sekundärrohstoffen verbunden? Je mehr Informationen zur Verfügung stehen, umso gezielter können werthaltige Stoffe aus Abfallströmen extrahiert und Schadstoffe ausgeschleust werden.

Für die Fortschreibung und ein Monitoring des anthropogenen Lagers ist die Dokumentation von Neubeständen auch auf Objektebene erforderlich. Durch Güterpässe für Produzenten und Gebäudepässe für Bauherren können Menge, Qualität und stoffliche Zusammensetzung von Gütern, die ins anthropogene Lager einfließen, dokumentiert werden. Bauherren könnten Informationen zur Verortung von Baustoffen im Bauwerk und deren Einbauweise für spätere Eigentümer oder die Planung von Umbauten, Sanierung und Abriss festhalten. Diese und weitere Informationen zur Güterstruktur können schließlich in digitalen Materialkatastern und Datenbanken erfasst und für Modellrechnungen, Szenarien und Prognosen der Stoffströme aus dem anthropogenen Lager genutzt werden.