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2017 | Buch

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Einführung in die Kreislaufwirtschaft

Planung -- Recht -- Verfahren

herausgegeben von: Prof. Dr. Martin Kranert

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Die fünfte Auflage dieses Buches liefert einen Überblick über den neuesten Stand zu Ressourcen- und Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft und zur Verwertung von Altprodukten und Altstoffen (inkl. Papier, LVP, Glas, Metall, RDF, Elektronikschrott und seltene Metalle). Schredder und Zerkleinerungstechnik werden im Kapitel Aufbereitung fester Abfallstoffe besprochen. Am Ende eines jeden Kapitels befinden sich zahlreiche Kontroll- und Übungsaufgaben. Enthalten sind weiterhin aktuelle Entwicklungen, unter anderem aus der Abfallwirtschaftlichen Planung, des Umweltmanagements und der betrieblichen Abfallwirtschaft. Ein umfassendes Glossar mit Erläuterungen zu den Fachbegriffen sowie ergänzende Tabellen runden dieses Buch ab.
Unter Mitwirkung von kompetenten Fachleuten und Experten, die in Lehre und Forschung auf dem Gebiet der Abfallwirtschaft tätig sind, wurde die 5. Auflage den aktuellen Entwicklungen angepasst.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Politische Ziele, Entwicklungen und rechtliche Aspekte der Abfallwirtschaft

Zusammenfassung

Die Entsorgung des Gemeinwesens von Abfällen ist eine Aufgabe der Daseinsvorsorge in kommunaler Verantwortung und zugleich eine Dienstleistung im Wettbewerb der privaten Wirtschaft, woraus sich ein fortwährender Bedarf an staatlicher Regulierung ergibt. Das deutsche Abfallrecht entwickelte sich unter europarechtlichen und internationalen Einflüssen von der gesundheitspolizeilichen Gefahrenabwehr über die umweltverträgliche geordnete Beseitigung zur Kreislaufwirtschaft, die auf hohe Ressourcenproduktivität und geringe Abfallintensität ausgerichtet ist. Neben der staatlichen Regulierung werden Abfallströme durch marktwirtschaftliche Instrumente wie beispielsweise Rücknahme- und Pfandsysteme gesteuert. Die Politik der Abfallvermeidung sowie der stofflichen und energetischen Abfallverwertung setzt bereits beim Produktdesign und bei den Produktionsverfahren an.

Paul Laufs

2. Ressourcen- und Klimaschutz durch Kreislaufwirtschaft

Zusammenfassung

Energieverbrauch und Umweltbelastungen durch die Nutzung von Primärrohstoffen steigen zunehmend. Die Abbaugebiete sind oft auf wenige, teils politisch instabile Länder konzentriert, was kritische wirtschaftliche Abhängigkeiten verursachen kann. Die Abfallwirtschaft in Deutschland kann die Transformation der Linearwirtschaft hin zur Kreislaufwirtschaft ermöglichen. Ein verstärktes stoffliches Recycling würde sich positiv auf die Versorgungssicherheit sowie Energieverbrauch und Umweltbelastungen auswirken. Dazu sind eine verbesserte Getrennterfassung und Vorkonditionierung von Abfällen nötig. Das Ziel einer Entkopplung von Wohlstand und Ressourcenverbrauch erfordert Maßnahmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette wie: Zertifizierung von Primärabbaugebieten, kreislaufgerechtes Produktdesign, Information der Verbraucher über umweltrelevante Produkteigenschaften und die Steigerung der Materialeffizienz über den gesamten Lebenszyklus.

Jan Henning Seelig, Mechthild Baron, Torsten Zeller, Martin Faulstich

3. Abfallmenge und Abfallzusammensetzung

Zusammenfassung

Die Kenntnis der Abfallmenge und Abfallzusammensetzung sowie deren physikalische, chemische und biologische Eigenschaften sind das Fundament, um abfallwirtschaftliche Strategien entwickeln und umsetzen zu können. Für die Analyse statistischer Daten national und international sind eindeutige Definitionen der einzelnen Abfallströme notwendig. Zudem muss bekannt sein welche Parameter die Abfallmenge und Abfallzusammensetzung beeinflussen können.

Die gewonnenen Daten stellen die Basis für die verschiedensten Maßnahmen dar, u. a. für die Dimensionierung von abfalltechnischen Anlagen oder für das Benchmarking bestehender Systeme. Je genauer die Datenlage zur Abfallmenge und Abfallzusammensetzung sind, desto exakter lassen sich abfallwirtschaftliche Systeme planen, umsetzen und bewerten.

Detlef Clauß

4. Abfallvermeidung

Zusammenfassung

Abfallvermeidung steht an oberster Stelle der Abfallhierarchie und ist auf Ebene des EU-Rechts und der nationalen Gesetzgebung verankert. So sind die EU-Staaten verpflichtet, Abfallvermeidungsprogramme zu erstellen. Allein die Definition des Begriffes der Abfallvermeidung selbst ist komplex, da sowohl subjektive als auch objektive Maßstäbe anzulegen sind. Abfallvermeidung kann bei allen Akteuren, die in die Stoffkreisläufe involviert sind, stattfinden; dies reicht vom Gesetzgeber über die Produktion und der damit verbundenen Produktverantwortung, der öffentlichen Hand, dem Handel und den Dienstleistungsbereichen bis hin zu den Privathaushalten. Maßnahmen sind in großem Umfang zu nennen, werden aber bisher nur in Ansätzen umgesetzt. Nach wie vor ist eine Quantifizierung der Abfallvermeidung nur unvollkommen möglich.

Anna Fritzsche, Werner Bidlingmaier, Martin Kranert

5. Sammlung und Transport

Zusammenfassung

Am 1. Juni 2012 trat das Gesetz zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Bewirtschaftung von Abfällen (Kreislaufwirtschaftsgesetz, KrWG) in Kraft. Die Kreislaufwirtschaft wird dadurch noch stärker auf den Ressourcen-, Klima- und Umweltschutz ausgerichtet.

Die Strukturen in der Entsorgungslogistik müssen diesen verändernden Rahmenbedingungen angepasst werden. Vor diesem Hintergrund sind ökologisch und ökonomisch optimierte Sammelsystematiken in der Abfallwirtschaft ein erheblich Beitrag zur Erreichung der Zielsetzungen aus dem KrWG. Daneben kann durch die Gestaltung von ortsspezifisch angepassten Gebührenmodellen die Motivation der Bürger für eine möglichst weitreichenden getrennte Sammlung der Wertstoffe erhöht und damit die Grundlage für eine weitere Steigerung der stofflichen Verwertung von Wertstoffen geschaffen werden.

Bernhard Gallenkemper, Heinz-Josef Dornbusch, Manfred Santjer

6. Aufbereitung fester Abfallstoffe

Zusammenfassung

Die in der Aufbereitung fester Abfallstoffe eingesetzten Technologien sind mit wenigen Ausnahmen der mechanischen Verfahrenstechnik zuzuordnen. Aus dem Abfallgemisch werden durch Trennprozesse einzelne Stoffgruppen soweit angereichert, dass sie als Wertstoffkonzentrat für Folgeprozesse verwendet werden können. Recyclingprozesse sind in der Regel mehrstufig aufgebaut, wobei die mechanische Aufbereitung sehr häufig die Eingangsstufe bildet. Gegenstand der Aufbereitungstechnik beim Wertstoffrecycling ist die Erzeugung von Zwischen- oder Endprodukten aus Abfallgemischen mittels physikalischer und/oder untergeordnet biologischer oder chemischer Prozesse. Alle Prozesse, auch Verfahren genannt, bestehen aus Kombinationen einzelner Prozessstufen, die auch als Grundoperationen bezeichnet werden. Im vorliegenden Lehrbuch werden die hierzu in der betrieblichen Praxis zum Einsatz kommenden Zerkleinerungs-, Klassier- sowie Sortieraggregate beschrieben und in Bezug gesetzt zu den stofflichen Eigenschaften von Abfallgemischen, da diese vielfach die Auswahl an Technik maßgeblich beeinflussen.

Thomas Pretz, Alexander Feil

7. Verwertung von Altprodukten und Abfällen

Zusammenfassung

Das Kreislaufwirtschaftsgesetz bildet in Deutschland die Grundlage für die Verwertung von Abfällen. Bei der Verwertung von Abfällen wird unterschieden in Recycling und sonstige Verwertung. Der Begriff Recycling umfasst das werkstoffliche und das rohstoffliche Recycling und beinhaltet die Aufbereitung von Abfällen zu Erzeugnissen, Materialien oder Stoffen. Der Begriff „sonstige Verwertung“ beschreibt unter anderem die energetische Verwertung. Abfälle zur Verwertung können aus den folgenden Herkunftsbereichen stammen: Produktion und Verarbeitung, getrennt erfasste Abfälle aus privaten Haushaltungen und anderen Bereichen sowie aus Anlagen, in denen vermischt erfasste Abfälle aus Haushalten und anderen Bereichen aufbereitet werden. Im diesem Kapitel werden für die Stoffströme Kunststoffe, Altglas, Altpapier, Metalle und Ersatzbrennstoffe typische Aufbereitungs- und Verwertungsverfahren erläutert und Aspekte wie Umweltentlastungseffekte und Verwertungsmengen beschrieben.

Kerstin Kuchta, Julia Hobohm, Sabine Flamme

8. Biologische Verfahren

Zusammenfassung

Die organischen Abfälle stellen in der Regel den größten Anteil an den Siedlungsabfällen dar. Daher sind sowohl im Zusammenhang mit der Verwertung der separat erfassten Bioabfälle als auch der Vorbehandlung organikhaltiger Abfälle vor der Deponierung biologische Behandlungsverfahren ein wesentliches Element der Kreislaufwirtschaft, das besonders im Hinblick auf die Verwertungsverfahren einen starken Aufschwung erlebt. Eingesetzt werden Aerobverfahren (Kompostierung) und Anaerobverfahren (Vergärung). Ausgehend von der Definition der Begrifflichkeiten und von den mikrobiologischen Grundlagen sind die prozessbestimmenden Faktoren zu betrachten, die eingesetzten Verfahrenstechniken zu erläutern und die Dimensionierung von Anlagen herzuleiten. Wesentlich ist bei den Verwertungsverfahren die Erzeugung eines fremd- und schadstoffarmen marktgängigen qualitätsgesicherten Produktes. Der Bestimmung und Reduzierung von Emissionen, besonders von Geruchsemissionen, kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu.

Anna Fritzsche, Carla Cimatoribus, Martin Reiser, Klaus Fischer, Martin Kranert

9. Thermische Verfahren

Zusammenfassung

Neben den ursprünglichen Zielen der thermischen Abfallbehandlung (TAB), Inertisierung der Abfälle und Schadstoffzerstörung, gewinnen die Themen Ressourcenschonung und Klimaschutz durch Nutzung der Rückstände und der Energie im Abfall zunehmend an Bedeutung.

Die Grundprozesse der TAB lassen sich entsprechend der Atmosphäre, in der die Reaktion abläuft, in Pyrolyse (inert), Vergasung (unterstöchiometrisch) und Verbrennung (überstöchiometrisch) unterscheiden.

Beim Hausmüll dominiert die Verbrennung auf dem Rost mit anschließender Energienutzung in einem Dampfkessel. Zur Auslegung der unterschiedlichen Rostfeuerungen ist zunächst eine Verbrennungsrechnung durchzuführen, bevor eine rostspezifische Dimensionierung vorgenommen werden kann. Die dem Kessel nachgeschaltete Rauchgasreiningung gliedert sich in Entstaubung, Sauergasabreinigung, Entstickung sowie die Entfernung von Dioxinen/Furanen. Der Behandlung von Reststoffen aus der Abfallverbrennung, wie Rostaschen, Filterstäuben und Rauchgasreinigungsrückständen kommt eine wesentliche Bedeutung zu.

Die thermische Behandlung von Sonderabfällen erfolgt meist in Drehrohröfen, während Klärschlämme häufig in Wirbelschichtöfen verbrannt werden.

Sogenannte alternative, mehrstufige pyrolyse-und vergasungsbasierte Verfahren haben sich in der Praxis nicht durchsetzen können.

Helmut Seifert, Jürgen Vehlow

10. Deponie

Zusammenfassung

Deponien sind Einrichtungen, die über einen Ablagerungsbereich verfügen, in dem Abfälle auf unbegrente Zeit abgelagert werden.Tatsächlich gibt es in der Praxis keine einheitliche Deponietechnik. Vielmehr unterlag die Deponietechnik einem intensiven Wandel über die Zeit. Aber auch von Land zu Land sind die Unterschiede beträchtlich. Ein gewisser Standard setzte sich erst mit dem Erlass der „Europäischen Deponierechtlinie“ im Jahre 1999 durch. Dieser wurde in Deutschland nicht nur übernommen sondern insbesondere durch die Aufnahme von Zuordnungswerten – Beschaffenheitsanforderungen, die von den Abfällen als Voraussetzung zur Deponierung einzuhalten sind – verschärft. Damit ist die Ablagerung von Abfällen mit organischen Bestandteilen weitgehend ausgeschlossen.

Das Verhalten von Deponien ist damit sehr unterschiedlich. Während ältere Deponien, die überwiegend als Verdichtungsdeponien betrieben wurden, eine Sickerwasserbildung mit deutlich organischer Belastung haben sowie eine Deponiegasbildung habenwird sich dies zukünftig ändern. Eine Deponiegasfassung und -entsorgung bzw. Sickerwasserreinigung wird nicht mehr bzw. nur noch stark modifiziert zur Anwendung kommen. Gleichwohl sind von allen Deponien immer noch umweltgefähdende Emissionen zu erwarten. Daher sind Barrienen erforderlich, die u. a. als Basis – und Oberflächenabdichtungssysteme einzurichten sind.Alle Einrichtungen sind entsprechend zu planen, qualitätsgesichert zu bauen und zu unterhalten. Der Betrieb der Deponie, also die Annahme und Verarbeitung der Abfälle sowie die Überwachung und Nachsorge der Deponie muss nach bestimmten Vorgaben erfolgen. Gleichwohl kann es in einigen Fällen Sinn machen, bestehende Deponien wieder zurückzubauen.

Umweltgerechte Deponien zu realisieren und zu betreiben, umfasst somit eine Vielzahl von Aufgabenstellungen, die Kenntnisse über das Deponieverhalten, die Technik der Barrieren, die Dimensionierung, den Bau und Betrieb von Einrichtungen sowie die Nachsorge und die Überwachung erfordern.

Gerhard Rettenberger

11. Gefährliche Abfälle und Altlasten

Zusammenfassung

Das Problem einer umweltkonformen Entsorgung gefährlicher Abfälle wurde in Deutschland in den letzten Jahrzehnten durch Zusammenwirken des Gesetzgebers und der Industrie weitestgehend gelöst und diesbezügliche Umweltskandale sind aus den Schlagzeilen verschwunden.

Neben einer Vielzahl individueller Abfallvermeidungs- und Abfallverwertungs-maßnahmen in der Industrie, gehören die stoffzerstörenden Maßnahmen der Verbrennung und der Physikalisch-Chemischen Behandlung von festen, flüssigen und pastösen gefährlichen Abfällen zum unentbehrlichen Repertoire einer zukunftsweisenden Sonderabfallwirtschaft. Demgegenüber sinkt der Stellenwert der oberirdischen Ablagerung während die untertägige Deponierung und der Bergversatz in Steinsalzformationen für entsprechend geeignete Abfälle zunehmend genutzt wird.

Zum Thema Sonderabfall gehören die Altlasten. Auch diese Problematik wurde in Deutschland in den letzten Dekaden gesetzgeberisch und mit erheblichem technischem und finanziellem Aufwand bearbeitet. Obwohl ein status quo ante grundsätzlich nicht wiederherstellbar ist, sind heute die schlimmsten Schäden betreffend Grundwasser und Boden erkannt und vielfach tolerierbar behoben.

Erwin Thomanetz

12. Abfallwirtschaftliche Planung und Abfallwirtschaftskonzepte auf Ebene der öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger

Zusammenfassung

Abfallwirtschaftskonzepte sind ein zentrales Element bei der Umsetzung der Kreislaufwirtschaft auf Ebene der öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger. Beginnend mit der grundlegenden Vorgehensweise und der Bestandsaufnahme sind in Szenarienbetrachtungen verschiedene Modellvarianten der Erfassungs-, Behandlungs- und Verwertungssystem bis hin zur Restabfallbehandlung zu vergleichen und anhand der Massenbilanzen unter Einbeziehung der Erfassungs-, Verwertungs- und Abschöpfungsquoten unter ökologischen, ökonomischen und regionalen Aspekten zu vergleichen und zu bewerten.

Die Schritte der Umsetzung vor dem Hintergrund zeitlicher Entwicklung sind ebenfalls mit einzubeziehen. Die erforderlichen abfallwirtschaftlichen Anlagen müssen geplant und realisiert werden. Hierfür wird im Grundsatz die Verordnung über die Honorare für Architekten und Ingenieurleistungen zugrunde gelegt, wo die Planungsphasen von der Grundlagenermittlung bis hin zur Objektbetreuung und Dokumentation beschrieben sind. Hierbei sind verschiedene Vorgehensweisen möglich. Besonders die Genehmigungsverfahren sowie die Ausschreibung und Vergabe sind wichtige Elemente im gesamten Planungsprozess.

Hans-Dieter Huber, Martin Kranert

13. Managementsysteme und innerbetriebliche Abfallwirtschaft

Zusammenfassung

Im Rahmen der strategischen Organisationsführung (Management) nehmen die Umweltwirkungen einer Organisation (Unternehmen, Verband, Institution, Kommune, Behörde etc.) eine wichtige Rolle ein, da sie die Qualität von Lebensräumen und die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit von Systemen nachhaltig beeinflussen. Somit haben sie eine wesentliche Wirkung auf Mensch und Gesellschaft, die vermehrt Instrumente zur zielgerichteten Beeinflussung und Optimierung der Umweltwirkung von Organisationen einfordern.

Managementsysteme sind ein Teil der strategischen Organisationsführung, wobei Energie- und Umweltmanagementsysteme ihren Schwerpunkt in der Aufnahme, Bewertung und Beeinflussung der Umweltwirkungen einer Organisation haben.

Besonders in Betrieben, deren Prozesse eine relevante Umweltwirkung haben, die in besonderer Weise gesetzliche Umweltauflagen erfüllen müssen und die einem erhöhten Wettbewerbsdruck ausgesetzt sind, wird eine systematische Einbeziehung von produktions- und prozessbedingten Umweltwirkungen in die Unternehmensstrategie verstärkt gefordert und umgesetzt.

Andreas Behnsen, Kai Hillebrecht

14. Stoffstrommanagement und Ökobilanzen

Zusammenfassung

Das Stoffstrommanagement in der Abfallwirtschaft dient der Analyse, Bewertung und Optimierung von abfallwirtschaftlichen Systemen. Wichtige Bearbeitungsschritte sind: Material- und Stoffstromanalyse, Bewertung, Systemoptimierung, Erfolgskontrolle.

Das Stoffstrommanagement von Lebensmitteln dient der Analyse, Bewertung und Optimierung von Teilsystemen der Lebensmittelkette. Wichtige Bearbeitungsschritte sind: Systemanalyse, Bewertung und Einordnung der erhobenen Daten, Optimierungsmaßnahmen und Erfolgskontrolle. In diesem Zusammenhang wird außerdem ein Langzeitmonitoring zur Erfolgskontrolle und Verbesserung der Datenlage angestrebt.

Die Ökobilanz, (Life Cycle Assessment – LCA), ist ein Umweltmanagementwerkzeug, das die Ermittlung und den Vergleich der potenziellen Umweltauswirkungen im Verlauf des Lebenszyklus von Waren, Dienstleistungen und Prozessen ermöglicht. Die Ökobilanz umfasst die Emissionen und den Ressourcenverbrauch „von der Wiege bis zur Bahre“.

Nicolas Escalante, Gerold Hafner

Erratum

Martin Kranert

Backmatter

Titel: Einführung in die Kreislaufwirtschaft
herausgegeben von: Prof. Dr. Martin Kranert
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-8348-2257-4
Print ISBN: 978-3-8348-1837-9
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-8348-2257-4