Stoffstrommanagement einfach erklärt

Was bedeutet Stoffstrommanagement?

Vom Erz zum reinen Metall über die Verarbeitung im Smartphone bis hin zum Abfall und der Aufbereitung in einer Recyclinganlage: In der Theorie könnte der Weg vom Rohstoff zum Wertstoff so einfach wie nachhaltig sein. In der Praxis werden Produkte hingegen unter dem Einsatz immer komplexerer Technologien hergestellt, sodass ihre Bestandteile nur unter schwierigen Bedingungen bzw. kaum noch sortenrein zurückgewonnen werden können. Damit wird der Recycling-Kreislauf vieler Rohstoffe unterbrochen und immer mehr Wertstoffe aus Abfällen gehen in Müllverbrennungsanlagen dauerhaft verloren.

Aber es geht auch anders: So beschreibt das Stoffstrommanagement den Ansatz, alle Phasen eines Rohstoffs in Betracht zu ziehen – von der Erstgewinnung bis zum Recycling. Anstatt sich erst am Ende Gedanken über die Verwertung des Abfalls zu machen, werden die Möglichkeiten zur Rückgewinnung des Rohstoffs bereits frühzeitig eingeplant. Es nimmt damit nicht nur die Entsorgungsbranche in die Verantwortung, sondern auch die Hersteller (Design for Recycling).

Dabei orientiert sich das Konzept an der Funktionsweise natürlicher Ökosysteme und dem Stoffkreislauf. Abfälle dienen direkt für die Herstellung neuer Produkte oder werden recycelt und stehen als Rohstoff erneut zur Verfügung. Reststoffe werden generell so weit wie möglich weiter genutzt. Die Optimierung von Stoffströmen und die Schließung von Stoffkreisläufen reduziert den Rohstoffverbrauch sowie die Umweltinanspruchnahme und dient somit dem Schutz der natürlichen Ressourcen.

Darum ist Stoffstromdenken so wichtig

Der weltweite Ressourcenabbau, die intensive Ressourcennutzung sowie das hohe Abfallaufkommen unserer Wegwerfgesellschaft verursacht zahlreiche Schäden an der Umwelt durch Freisetzung von Treibhausgasen, Abnutzung von Böden sowie Zerstörung von natürlichen Lebensräumen. Das erkannte die EU-Kommission (damals EG-Kommission) in ihrem Umweltaktionsprogramm „Towards Sustainability“ bereits 1992: „Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von Rohstoffen sollte der Fluss aller Stoffe über Verarbeitung, Einsatz und Verbrauch so gesteuert werden, dass eine optimale Wiederverwendung oder Wiederverwertung erleichtert und gefördert wird, womit Abfall vermieden und der Abbau des Vorrats an natürlichen Ressourcen verhindert werden würde.“

Neben der Umweltbelastung treibt die Verknappung der Rohstoffe auch die Energie- und Rohstoffpreise immer stärker voran, weshalb das Stoffstromdenken auch aus ökonomisch-strategischer Sicht weiter an Bedeutung gewinnt. Dass diese Entwicklung in nächster Zeit nicht abflachen dürfte, zeigt unter anderem der Bericht zum globalen Ressourcenausblick 2024 des International Ressource Panel. Er prognostiziert, dass sich bis 2060 die Ressourcenentnahme gegenüber 2020 um 60 % erhöhen könnte, wenn keine Gegenmaßnahmen getroffen werden. Auch der seit Jahren früher stattfindende Earth Overshoot Day macht den Abwärtstrend der Ressourcenvorkommen deutlich. Er markiert den Tag, an dem alle natürlichen Ressourcen aufgebraucht sind, die die Erde innerhalb eines Jahres zur Verfügung stellen kann. Im Jahr 2023 fiel er bereits auf den 2. August.

Durch die Optimierung der Stoffkreisläufe auf betrieblicher, regionaler, nationaler oder supranationaler Ebene können hingegen primäre Energieträger und natürliche Ressourcen eingespart werden, was sich positiv auf den Klima- und Umweltschutz auswirkt. Darüber hinaus können steigende Rohstoffpreise abgemildert werden und durch die Einsparung von Betriebskosten zu einer Entlastung der Wirtschaft führen bzw. die regionale Wertschöpfung anregen.

So läuft eine Stoffstromanalyse ab

Den ersten Schritt einer Stoffstromanalyse stellt die Erfassung der Material- und Energieströme mittels einer Grobanalyse für ein bestimmtes Produkt oder einen definierten Prozessablauf dar. Dabei werden auf der einen Seite die eingesetzten Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe sowie die benötigte Energie berücksichtigt und auf der anderen Seite der Output (Produkt, Reststoffe, Ausschuss und Emissionen) sowie die Kosten in Betracht gezogen.

Als Nächstes werden die einzelnen Fertigungsschritte erfasst, benannt und mit den erforderlichen Kennzahlen versehen. Gerade die Sammlung letzterer gilt als eine der wesentlichen Herausforderungen für die Durchführung einer detaillierten Stoffstromanalyse. Aus den erfassten Daten lässt sich nun ein Fließbild erstellen, welches ermöglicht, den Wert der eingesetzten Ressourcen mit den entstehenden Produkten und Abfallströmen direkt zu vergleichen. So kann eine Priorisierung der Einsparziele vorgenommen werden. Dabei sollte insbesondere in Relation zum Input auf auffällige Abfall- und Materialverluste geachtet werden. Gerade sie versprechen mitunter hohe Einsparpotenziale.

Richtig umgesetzt kann die Stoffstromanalyse und -bewertung zur Senkung der betrieblichen Kosten beitragen, Emissionen und Abfällen vermeiden bzw. verringern sowie Recyclingquoten erhöhen. Für langfristige Erfolge ist neben der Analyse die darauf folgende Umsetzung und Erfolgskontrolle von großer Bedeutung.

Anwendungsgebiete für Stoffstrommanagement

Aufgrund des allgemeingültigen Ansatzes kann Stoffstrommanagement branchen- und sektorübergreifend angewendet werden. Immer dort, wo Stoffströme fließen. Klassischerweise kommt es auf betrieblicher Ebene bei der Produktentwicklung zum Einsatz: hier werden die Stoffströme eines Produktes von der „Wiege bis zur Bahre“ analysiert und optimiert. Im Idealfall werden die Produkte mit den Erkenntnissen des Stromstoffstrommanagements schlussendlich nach dem Prinzip „von der Wiege zur Wiege“ ausgerichtet, sodass alle aufgewendeten Materialien und Bestandteile am Ende ihrer Lebenszeit wieder dem (Rohstoff-)Kreislauf zugeführt werden können. Dieses Konzept der Kreislaufwirtschaft wird auch als Cradle to Cradle bezeichnet.

Aber auch sektorübergreifend, zum Beispiel auf regionaler Ebene, wird Stoffstrommanagement angewendet, wie es das Stadtviertel Hammarby Sjöstad in Stockholm zeigt. Bei der Quartiersentwicklung des ehemaligen Industriegebietes kamen mitunter Politik, Verwaltung, Entsorgungsbetriebe sowie Baugesellschaften für die Optimierung der Stoffkreisläufe auf der Quartiersebene zusammen. Ziel war die Reduzierung des Ressourcenbedarfs um die Hälfte (zu einem vergleichbaren Stadtteil), die Ausrichtung der Gebäude an natürlichen Kreisläufen sowie die Nutzung erneuerbarer Energien aus dem Gebiet selbst. Mit der sektorübergreifenden Betrachtung von Stoffströmen konnten Synergien genutzt werden und ein ressourcenschonender Stadtteil entwickelt werden.

Stoffstoffmanagement auf der Baustelle

Das Stoffstrommanagement spielt nicht nur bei der Herstellung von Gütern eine zunehmend wichtigere Rolle, sondern auch auf der Baustelle. Mit über 220 Millionen Tonnen pro Jahr stellen die Bau- und Abbruchabfälle die größte Abfallfraktion in Deutschland dar. Sie bestehen hauptsächlich aus Aushubmaterial wie Boden und Steinen sowie Abbruchabfälle wie Bauschutt, Asphalt, Holz und Metall. Zwar wird der größte Teil der Bau- und Abbruchabfälle bereits recycelt, es wird aber meist nicht ausreichend Wert darauf gelegt, die (mineralischen) Materialien in einem geschlossenen Kreislauf zu halten und ihre Eigenschaften bei der Wiederverwendung vollständig zu nutzen. So wird recycelter Bauschutt in der Praxis vorwiegend nur als Schüttgut im Straßenbau verwendet, anstatt als hochwertigen Betonzuschlagstoff für R-Beton.

Mit einem Stoffstrommanagement auf der Baustelle sowie einer Ressourcenstrategie können Maßnahmen getroffen werden, damit die anfallenden Rückbaumaterialflüsse besser aufbereitet werden können. So können zum Beispiel Baustofffraktionen, die bereits an der Abbruchstelle sorgfältig getrennt wurden, tendenziell einer hochwertigeren Verwertung zugeführt werden. Da einem Neubau häufig ein Rückbau oder eine Sanierungsmaßnahme vorausgeht, sind selektive Rückbau- und Abbruchverfahren ein wichtiges Instrument beim Stoffstrommanagement auf der Baustelle. Um Stoffströme konsequent zu schließen, wird insgesamt ein systematischer Blick auf die Planung von Rückbaumaßnahmen notwendig.

Um mögliche Bedenken gegen den Einsatz von Sekundärrohstoffen zu minimieren, sollte zudem die Qualität der Recyclingprodukte weiter verbessert werden. Dafür ist neben der Abfallwirtschaft auch die Politik gefragt.

Beispiele für Stoffkreisläufe aus der Praxis

Ein umfassendes Stoffstrommanagement ermöglicht relativ präzise Aussagen über anfallende Abfallmengen und -arten, zum Beispiel in einer Produktionsstätte oder nach Bauprojekten. Über Plattformen, die den Austausch zwischen verschiedenen Marktteilnehmern ermöglichen, können dadurch Stoffströme noch besser genutzt werden, indem die Abfälle von dem einen direkt als Rohstoff für den anderen dienen. Bereits heute gibt es solche Anwendungsfälle.

Ein Beispiel aus der Praxis ist PeelPioneers, ein niederländisches Unternehmen, das aus Orangenschalen neue Inhaltsstoffe vom Orangenschalen-Öl bis zum farblosen Lösungsmittel herstellt. Die Orangenschalen, die als Abfall bei Hotels und Supermärkten anfallen, nutzt das Unternehmen als Rohstoff, um neue Produkte herzustellen. Durch die Weiterverwertung der Schalen konnte der Stoffkreislauf geschlossen werden, wovon alle Beteiligten sowie die Umwelt profitiert.

Ein weiteres Beispiel für Stoffstrommanagement ist die Verwendung von Speiseöl für die Herstellung von Kraftstoff. Dafür wird altes Frittierfett aus der Gastronomie und Lebensmittelindustrie gesammelt, in einer Recyclinganlage erhitzt, gereinigt und aufbereitet. Der größte Teil des Altfetts wird anschließend für die Herstellung von Biodiesel verwendet. Mit Initiativen wie „Jeder Tropfen zählt“ wird mittlerweile auch getestet, alte Speiseöle von Haushalten einzusammeln und besser zu recyceln.