Einführung in die Kreislaufwirtschaft: Planung -- Recht -- Verfahren

844 Pages·2017·34.929 MB·German

by  Martin Kranert (eds.)

Einführung in die Kreislaufwirtschaft
Martin Kranert
Hrsg.
Einführung in die
Kreislaufwirtschaft
Planung – Recht – Verfahren
5. Auflage
Herausgeber
Martin Kranert
Universität Stuttgart
Stuttgart
Deutschland
ISBN 978-3-8348-1837-9 ISBN 978-3-8348-2257-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-8348-2257-4
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Lektorat: Dr. Daniel Fröhlich
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Vorwort
Auch in der Abfallwirtschaft gilt: nichts ist so beständig wie der Wandel. Dies beginnt
bei den Begrifflichkeiten. So hat sich in den vergangenen 30 Jahren die Abfallbeseitigung
über die Abfallwirtschaft hin zu einer Kreislaufwirtschaft entwickelt, die ein relevantes
Element der Ressourcenwirtschaft darstellt. Mit dem Kreislaufwirtschaftsgesetz von 2012
ist die Kreislaufwirtschaft auch als Rechtsbegriff definiert. So war es naheliegend, in der
Neuauflage des Lehrbuches „Abfallwirtschaft“ auch den Titel an die aktuellen Intentionen
und Faktenlage anzupassen und den Titel „Kreislaufwirtschaft“ zu wählen.
Der Ursprung des Lehrbuches geht auf meinen Kollegen Cord-Landwehr zurück, der dieses
beginnend von 1994 bis 2002 in drei Auflagen erfolgreich herausgegeben hat. Mit der 4.
Auflage, deren Herausgeberschaft ich im Jahr 2010 übernommen habe, wurde das Lehrbuch
neu konzipiert, um den aktuellen Anforderungen und Entwicklungen Rechnung zu tragen.
Das Gewicht der Themengebiete wurde verlagert und neue Aspekte aufgenommen. Zur
Selbstkontrolle, aber auch um die im jeweiligen Kapitel angesprochenen Inhalte zu ver-
deutlichen, wurde am Ende jedes Kapitels ein Fragenkatalog angefügt. Darüberhinaus
wurde ein umfangreiches Glossar, das die wesentlichen verwendeten Begriffe kurz erläu-
tert, ergänzt und in einem Tabellenteil im Anhang wesentliche abfallwirtschaftliche Kenn-
größen zum Nachschlagen untergebracht.
Mit der nun vorliegenden 5. Auflage wurden nicht nur die aktuellen gesetzlichen und
technischen Entwicklungen berücksichtigt, es wurden auch 2 zusätzliche Kapitel neu auf-
genommen. So wird die Bedeutung der Kreislaufwirtschaft für den Ressourcen- und Kli-
maschutz explizit dargestellt. Darüber hinaus ist die Verwertung von Altprodukten und
Abfällen beginnend von den klassischen Sekundärrohstoffen wie Altglas, Altpapier, Alt-
kunststoff und Altmetall über die Ersatzbrennstoffe bis hin zu dem hochaktuellen Thema
der Elektro- und Elektronikaltgeräte in einem eigenen Kapitel vertieft ausgeführt. Wie
schon in der vierten Auflage wird ergänzendes Zusatzmaterial betreffend Anlagen und
Anlagentechnikin Form farbiger Abbildungen zur Illustration und Vertiefung über die
Website des Springer Vieweg-Verlages online zur Verfügung gestellt.
Mit dem vorliegenden Lehrbuch soll den Studierenden umweltbezogener Studien-
gänge, besonders der Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, aber auch der Verfah-
renstechnik, den Naturwissenschaften, speziell auch der Ökologie und der Geographie,
ein Kompendium zum Einstieg in das interdisziplinäre Gebiet der Kreislaufwirtschaft an
V
VI Vorwort
die Hand geben werden. Aber auch für die in der beruflichen Praxis Stehenden kann es als
Handbuch dienen, um Informationen zu gewinnen, abfallwirtschaftliche Strategien weiter
zu entwickeln, sowie Planungs- und Bemessungsansätze nachzuschlagen.
Wie schon in der 4. Auflage wurde Wert darauf gelegt, das Lehrbuch grundlagenorien-
tiert zu gestalten, wie es für den Einsatz in der Hochschullehre erforderlich ist, aber auch
dem Bezug zur Praxis gebührenden Raum zu geben. Wir haben versucht, die komplexen
Zusammenhänge so aufzubereiten, dass das Verständnis gefördert und das Interesse an der
Kreislaufwirtschaft geweckt wird. Das Buch soll aber auch Anstöße geben, den eigenen
Umgang mit Abfällen zu hinterfragen und das Handwerkszeug zur Verfügung zu stellen,
für die Aufgabenstellungen der Kreislaufwirtschaft Lösungsansätze zu finden.
Um das weite Themengebiet der Kreislaufwirtschaft in der für ein Lehrbuch erfor-
derlichen Breite und Tiefe kompetent abzudecken, konnten neben den an meinem Lehr-
stuhl an der Universität Stuttgart tätigen fachkundigen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern
auch externe Kolleginnen und Kollegen, die auf ihrem Fachgebiet eine große Exper-
tise besitzen, gewonnen werden, sich an dieser Mammutaufgabe mit ihrem Wissen und
Erfahrungsschatz einzubringen. Wir haben versucht, alle wesentlichen, für den Einstieg
in das komplexe Feld der Kreislaufwirtschaft relevanten Themengebiete aufzunehmen,
wohl bewusst, das jedes dieser Gebiete ein ganzes Buch füllen könnte, um es in der Tiefe
erschöpfend zu behandeln. Es bleibt hierbei nicht aus, dass einige Schwerpunkte in jenen
Bereichen, in denen die Autorinnen und Autoren wissenschaftlich arbeiten, in besonderer
Weise beleuchtet werden.
Da die Kreislaufwirtschaft einer hohen Dynamik unterliegt, die neben neuen wis-
senschaftlichen Erkenntnissen vor allem auch durch sich laufend ändernde gesetzliche
Rahmenbedingungen verursacht wird, war es die die Herausforderung, das Lehrbuch so
aktuell wie möglich zu gestalten, gleichzeitig jedoch den allgemeingültigen Charakter,
der für die natur- und ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen und auch methodischen
Ansätze gilt, zu behalten. Wir haben uns auch in dieser Auflage bemüht, diesen Spagat zu
bewerkstelligen.
Auf globaler Ebene steigt der Verbrauch an Rohstoffen und fossilen Energieträgern
immer noch deutlich an, während gleichzeitig die fossilen, mineralischen und metalli-
schen Ressourcen zunehmend knapper werden. Zusätzlich schwindet die Fertilität der
Böden und die Erosion und Versteppung nehmen in dramatischem Umfang zu.
Zur Lösung dieser Problematik sind unter der Prämisse, unseren Lebensstandard nicht
deutlich abzusenken und gleichzeitig in den sich entwickelnden Ländern ein wirtschaft-
liches Wachstum und damit auch verbesserte soziale Bedingungen zu erreichen, drei Mög-
lichkeiten zu nennen:
• Schonung von Ressourcen durch das Vermeiden von Abfällen, Schließen von Stoff-
kreisläufen durch Recycling von Wertstoffen und Rückführung organischer Substanz
auf die Böden sowie Nutzung der in den Abfällen enthaltenen – teilweise regenerativen
– Energie, nach dem Kaskadenprinzip. Dies schließt die Wiederverwendung länger-
fristig in Infrastruktureinrichtungen und Deponien festgelegter Ressourcen z. B. durch
„urban mining“ zur Deckung des Bedarfs von morgen ein.
Vorwort VII
• Erhöhung der Materialeffizienz und Materialsubstitution bei der Produktion.
• Veränderung der Konsummuster unter Einbeziehung immateriellen Konsums, innova-
tionsoffener Langzeitprodukte, von Leasingmodellen u. Ä.
Kreislaufwirtschaft ist aber auch eine Maßnahme zum Klimaschutz. So konnte im Jahr
2014 verglichen mit der Ausgangssituation im Jahr 1990 die Menge an jährlichen treib-
hausgasrelevanten Emissionen aus der Abfallwirtschaft um über 70 % reduziert werden.
Darüber hinaus enthalten Siedlungsabfälle über 50 % an regenerativer Energie, die genutzt
werden kann.
Auch vor diesem Hintergrund hat sich die Umwelttechnik, zu der auch die Kreislauf-
wirtschaft zählt, zu einem Wirtschaftzweig mit dem höchsten Wachstumspotential ent-
wickelt, in dem in Deutschland inzwischen mehr Menschen als in der Automobilindustrie
beschäftigt sind. Die Kreislaufwirtschaft kann darüber hinaus zukünftig beitragen, die vor
allem in Hochtechnologieprodukten enthaltenen versorgungskritischen Rohstoffe der Pro-
duktion wieder zur Verfügung zu stellen.
Die Kreislaufwirtschaft ist in Lehre und Forschung ein Fachgebiet, das – herkommend
aus dem Bauingenieurwesen – im Vergleich zu vielen anderen Disziplinen in den vergan-
genen 40 Jahren eine stürmische Entwicklung hinter sich hat. Kreislaufwirtschaft ist ein
komplexes Thema, in welches nicht nur das Fachwissen aus verschiedenen Disziplinen
der Ingenieur- und Naturwissenschaften, sondern zunehmend auch aus den Wirtschafts-
und Sozialwissenschaften einfließt. Auch die Archäologie hat sich zwischenzeitlich der
Wissenschaft vom Abfall – auch als „garbology“ tituliert – angenommen.
Da der Begriff des Abfalls direkt an unsere Wertvorstellungen gekoppelt ist, resultiert
hieraus, dass Abfallwirtschaft mit den Bedürfnissen, Emotionen und dem Bewusstsein
der Menschen, aber auch mit Informationsflüssen verbunden ist. Daneben wird sie neben
den naturgesetzlichen Randbedingungen und technischen Möglichkeiten auch durch wirt-
schaftliche und politische Interessen geprägt.
In der vorliegenden 5. Auflage wird, ausgehend von den gesetzlichen Rahmenbedin-
gungen, welche die Entwicklungen der Kreislaufwirtschaft maßgeblich bestimmen, in
einem übergeordneten Kapitel der Ressourcen- und Klimaschutz durch Kreislaufwirt-
schaft beleuchtet. Die abfallwirtschaftlichen Basisdaten, deren Gewinnung und Interpreta-
tion werden aufgezeigt und das Themengebiet der Abfallvermeidung – von manchen auch
als Mythos bezeichnet – diskutiert. Die Sammel- und Transportsysteme sowie mechani-
sche Aufbereitungs- und Trenntechniken werden erläutert und die Verwertung von Alt-
produkten und Abfällen dargestellt. Einen breiten Raum nehmen die biotechnischen Ver-
fahren ein, denen zukünftig auch im internationalen Kontext eine der Schlüsselrollen in
der Kreislaufwirtschaft zukommen wird. Die thermische Abfallbehandlung, die besonders
in Nord- und Mitteleuropa einen hohen Stellenwert besitzt und weiter im Vormarsch ist,
wird in der erforderlichen Tiefe dargestellt. Auch wenn die Deponie in Deutschland für
nicht vorbehandelte Abfälle ein Auslaufmodell darstellt, so ist sie international das Stand-
bein der Abfallentsorgung; aber auch in Deutschland werden wir uns, bis die bestehenden
Deponien aus der Nachsorge entlassen werden, noch lange mit diesem Thema beschäftigen
VIII Vorwort
müssen. Ein eigenes Kapitel ist den gefährlichen Abfällen gewidmet, die als Ausfluss
unserer Industriegesellschaft besonders wegen ihrer Umweltrelevanz und den eigens
hierfür entwickelten Behandlungsmethoden einer besonderen Betrachtung bedürfen. Im
Hinblick auf die Umsetzung wird das Vorgehen für eine zielorientierte abfallwirtschaftli-
che Planung dargestellt. Unter dem Aspekt, sich von den „end of pipe“-Ansätzen zu verab-
schieden, kommt dem betrieblichen Umweltmanagement als vorsorgende Maßnahme des
Umweltschutzes eine besondere Bedeutung zu, was in einem eigenen Kapitel beschrie-
ben ist. Das Buch schließt mit einer Übersicht über Ansätze zum Stoffstrommanagement
und über die Bewertung abfallwirtschaftlicher Maßnahmen durch Ökobilanzen, die nicht
zuletzt vor dem Hintergrund ganzheitlicher Betrachtung an Bedeutung gewinnen.
Das Werk wäre nicht zustande gekommen ohne die Autorinnen und Autoren, die
viele Stunden ihrer Freizeit geopfert und ihr Wissen eingebracht haben; ihnen möchte
ich zuvorderst an dieser Stelle besonders danken. Ein besonders herzliches Dankeschön
an Frau Eugenia Steinbach von meinem Lehrstuhl, die sowohl bei der Umsetzung der
Manuskripte und Abbildungen, aber auch bei der redaktionellen Bearbeitung und organi-
satorischen Abwicklung Großes geleistet hat; vielen Dank auch Frau Constanze Sanwald
und den ungenannten wissenschaftlichen Hilfskräften, welche einen wesentlichen Teil
der Zeichnungen in reproduzierbare Form gebracht haben. Herrn Dr. Daniel Fröhlich und
Frau Annette Prenzer mit dem Team von Springer Vieweg danke ich für die Geduld, die
sie mit uns als Autoren aufgebracht haben, sowie für die kompetente Begleitung von der
Konzeption bis hin zur Fertigstellung.
Es würde uns freuen, wenn dieses Lehrbuch dazu beitragen kann, Anstöße zu geben,
eine zukunftsfähige umweltverträgliche Nutzung natürlicher Ressourcen in Theorie und
Praxis umzusetzen und die Faszination der Kreislaufwirtschaft zu entdecken.
Stuttgart, im März 2017 Martin Kranert
Inhaltsverzeichnis
1 Politische Ziele, Entwicklungen und rechtliche Aspekte
der Abfallwirtschaft ............................................... 1
2 Ressourcen- und Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft ................ 47
3 Abfallmenge und Abfallzusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4 Abfallvermeidung ................................................. 111
5 Sammlung und Transport .......................................... 143
6 Aufbereitung fester Abfallstoffe ...................................... 189
7 Verwertung von Altprodukten und Abfällen ........................... 253
8 Biologische Verfahren .............................................. 295
9 Thermische Verfahren ............................................. 423
10 Deponie .......................................................... 471
11 Gefährliche Abfälle und Altlasten .................................... 555
12 Abfallwirtschaftliche Planung und Abfallwirtschaftskonzepte
auf Ebene der öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger ................. 631
13 Managementsysteme und innerbetriebliche Abfallwirtschaft ............. 673
14 Stoffstrommanagement und Ökobilanzen ............................. 689
Anhang .......................................................... 739
Glossar .......................................................... 789
Stichwortverzeichnis ............................................... 823
IX
Autorenverzeichnis
Dr.-Ing. Mechthild Baron Studium des Technischen Umweltschutzes an der Techni-
schen Universität Berlin (Abschluss Dipl.-Ing. 1996), bis 1999 Projektleiterin für Alt-
lastensanierung und Gebäuderückbau bei der INTECUS GmbH Berlin, 1999 bis 2006
wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Technischen Universität Berlin, Institut für Tech-
nischen Umweltschutz, Fachgebiet Abfallwirtschaft (2006 Promotion zum Dr.-Ing.), seit
2007 wissenschaftliche Mitarbeiterin für Abfallwirtschaft und Bodenschutz beim Sach-
verständigenrat für Umweltfragen (SRU) in Berlin.
Internet: www.umweltrat.de
E-Mail: [email protected]
Kapitel 2: Ressourcen- und Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft
Dipl.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Andreas Behnsen Studium der Umwelt- und Hygiene-
technik an der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel sowie des Wirtschaftsinge-
nieurwesens an der Hochschule Magdeburg/Stendal. Bis 2002 tätig als wissenschaftlicher
Mitarbeiter an der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel im Institut für Abfall-
technik und Umweltüberwachung und im Institut für Verfahrensoptimierung und Entsor-
gungstechnik. 2000 bis 2014 geschäftsführender Gesellschafter der Gesellschaft für Stoff-
strom- und Abfallmanagement. Seit 2006 Kollege bei Barbara Bosch und Kollegen KG,
Institut für systemisches Coaching und Organisationsberatung. Seit 2009 geschäftsfüh-
render Gesellschafter der Fa. Wienecke, Hillebrecht & Partner – Ingenieurgesellschaft für
Energiemanagement. Seit 2012 Vorstandsmitglied in der Niedersächsischen Lernfabrik
für Ressourceneffizienz e. V. (NiFaR). In den Jahren 2002 bis 2008 und seit 2013 Lehrer
für Mathematik und Physik am Gymnasium des CJD Braunschweig.
Kapitel 13: Managementsysteme und innerbetriebliche Abfallwirtschaft
Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Bidlingmaier Studium des Bauingenieurswesens an der
Universität Stuttgart, Fakultät Bauingenieurwesen.
1972 Graduierung zum Dipl.-Ing.; 1979 Promotion zum Dr.-Ing.; 1990 Habilitation;
1991 Ernennung zum Privatdozenten mit dem Lehrgebiet: „Siedlungsabfallwirtschaft“.
1992 Forschungspreis der Freien Universität Brüssel mit 3monatigem Forschungsauf-
enthalt.
XI