Industrielle Symbiose - Entwicklung einer Fallstudie im Wirtschaftsraum Rendsburg - furgy en
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Industrielle Symbiose
Potentiale identifizieren und Strategien entwickeln
© Seltrecht / PIXELIO‘
Entwicklung einer Fallstudie
im Wirtschaftsraum Rendsburg
Dieses Projekt wird gefördert mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung.
Vorwort
Im Rahmen des Bachelorstudienganges Energie- und Umweltmanagement an der Hochschule
Flensburg ist die Durchführung eines dreimonatigen Praktikums zur Erlangung von Berufserfahrung
und als Grundlage für die Verfassung der Bachelorthesis im siebten Fachsemester verpflichtend.
Dieses Pflichtpraktikum habe ich in der Zeit vom 01.08.2017 bis zum 31.10.2017 in der Industrie- und
Handelskammer zu Flensburg beim Projekt FURGY Clean Innovation absolviert. Das Projekt FURGY
Clean Innovation ist ein grenzübergreifendes Interreg1-Projekt in der Region Dänemark-Deutschland
mit dem Ziel der Innovationsförderung in kleinen und mittelständischen Unternehmen in den
Bereichen Energieeffizienz, erneuerbare Energie, Speichertechnologien und intelligente Netze. Die
Projektpartner sind auf beiden Seiten der Grenze angesiedelt und arbeiten gemeinsam an der
Erfüllung des Projektauftrages.
Die Projektvereinbarung enthält vier
Arbeitspakete: Projektmanagement, Öffent-
lichkeitsarbeit, Clusteraktivitäten und Analyse
der Rahmenbedingungen. Teil des dritten
Arbeitspaketes Clusteraktivitäten ist die
Etablierung und Verstärkung symbiotischer
Aktivitäten in industriellen Gebieten durch die
Untersuchung je eines Fallbeispiels auf
dänischer und auf deutscher Seite der
Zielregion des Projektes (s. Abbildung).
Während der dänische Partner CLEAN2 seit
September 2016 an der Entwicklung einer
Fallstudie in Nyborg arbeitet, liegt die
Ausarbeitung auf deutscher Seite in der Zielgebiet FURGY CLEAN Innovation [37]
folgenden Arbeit vor.
Die Entwicklung der vorliegenden Fallstudie wäre ohne die Unterstützung durch den dänischen
Projektpartner CLEAN hinsichtlich der angewandten Methode und ohne die Mithilfe der
Ansprechpartner der mitwirkenden Institutionen nicht möglich gewesen.
Vielen Dank für Ihre Mitarbeit!
Dieses Programm wird gefördert mit Mitteln des europäischen Fonds für regionale Entwicklung.
1
Regionalprogramm der EU zur Förderung grenzüberschreitender Zusammenarbeit durch den Europäischen Fond für
regionale Entwicklung
2
Cluster zur Etablierung regenerativer Technologien in Dänemark
Meta Thurid Lotz, 570885
II
Inhaltsverzeichnis
Abstract .................................................................................................................................................... I
Vorwort ................................................................................................................................................... II
Inhaltsverzeichnis ................................................................................................................................... III
Abbildungsverzeichnis ............................................................................................................................ IV
Tabellenverzeichnis ................................................................................................................................. V
Abkürzungs- und Symbolverzeichnis ...................................................................................................... VI
1 Einleitung ......................................................................................................................................... 1
1.1 Ziel ........................................................................................................................................... 1
1.2 Aufbau ..................................................................................................................................... 2
2 Industrielle Symbiose ...................................................................................................................... 3
2.1 Entwicklung des Konzeptes ..................................................................................................... 4
2.2 Fallbeispiele ............................................................................................................................. 5
2.3 Rahmenbedingungen .............................................................................................................. 7
3 Vorgehensweise .............................................................................................................................. 9
3.1 Standortwahl ......................................................................................................................... 10
3.2 Situationsanalyse................................................................................................................... 10
3.3 Unternehmen ........................................................................................................................ 13
3.4 Handlungsempfehlung .......................................................................................................... 18
4 Entwicklung der Fallstudie ............................................................................................................ 20
4.1 Standortwahl ......................................................................................................................... 20
4.2 Analyse der lokalen Industrie ................................................................................................ 22
4.3 Stakeholderanalyse ............................................................................................................... 25
4.4 Berechnungsbeispiele ........................................................................................................... 28
4.5 Handlungsempfehlung .......................................................................................................... 32
5 Fazit ............................................................................................................................................... 38
6 Literaturverzeichnis ....................................................................................................................... 40
7 Anhänge......................................................................................................................................... 51
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IIIAbbildungsverzeichnis
Abbildung 3-1 Vorgehensweise bei der Vorauswahl ............................................................................ 10
Abbildung 3-2 Beispielhafte Darstellung der Ressourcenströme als Black Box .................................... 14
Abbildung 3-3 Exogene top-down Netzwerkstruktur ........................................................................... 18
Abbildung 4-1 Wirtschaftliche Ballungszentren in der Zielregion......................................................... 20
Abbildung 4-2 Wirtschaftsraum Rendsburg .......................................................................................... 21
Abbildung 4-3 Branchenverteilung im Wirtschaftsraum Rendsburg .................................................... 22
Abbildung 4-4 Lokale Industrie im Wirtschaftsraum Rendsburg .......................................................... 23
Abbildung 4-5 Ergebnisse der Befragung .............................................................................................. 26
Abbildung 4-6 Simplifizierte Ressourcenströme der SANI GmbH ......................................................... 29
Abbildung 4-7 Wirtschaftliches Potential der Abwärmenutzung ......................................................... 30
Abbildung 4-8 Simplifizierte Ressourcenströme der Ceravis Futtermittel GmbH ................................ 31
Abbildung 4-9 Sub-Netz ausgehend von Abfallwirtschaftsgesellschaft Rendsburg-Eckernförde mbH 33
Abbildung 4-10 Zeitplan ........................................................................................................................ 37
Meta Thurid Lotz, 570885
IVTabellenverzeichnis
Tabelle 2-1 Systematische Darstellung der Standortvorteile .................................................................. 7
Tabelle 3-1 Theoretische Voraussetzungen und Werkzeugauswahl ...................................................... 9
Tabelle 3-2 Gliederung möglicher Stakeholder ..................................................................................... 12
Tabelle 4-1 Ergebnisse der Nutzwertanalyse ........................................................................................ 21
Tabelle 4-2 Gewerbegebiete und Häfen im Wirtschaftsraum Rendsburg ............................................ 22
Tabelle 4-3 Potentielle Stakeholder im Wirtschaftsraum ..................................................................... 25
Tabelle 4-4 Ergebnisse der Berechnung - Abwärmenutzung ................................................................ 30
Tabelle 4-5 Ergebnisse der Berechnung – Wiederverwertung von Überschussprodukten .................. 32
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VAbkürzungs- und Symbolverzeichnis
Abkürzungen
AWR Abfallwirtschaftsgesellschaft Rendsburg-Eckernförde mbH
Ceravis Ceravis Futtermittelm GmbH
Entwicklungsagentur Rendsburg Entwicklungsagentur Rendsburg AöR
F.Ehrich F. Ehrich GmbH & Co. KG
FISSAC Fostering Industrial Symbiosis for a Sustainable Resource
Intensive Industry across the extended Construction Value
Chain
GIS Geoinformationssystem
HaGe HaGe Produktions GmbH
HanseWerk Natur HanseWerk Natur GmbH
HH Haushalt
HIP Kiel-Wellsee Handels - und Industriepark Kiel-Wellsee e.V.
IHK Kiel Industrie- und Handelskammer zu Kiel
IHK SH Industrie- und Handelskammer Schleswig-Holstein
LW Landwirtschaft
MBA Mechanisch-biologische Abfallbehandlung
MBA Neumünster MBA Neumünster GmbH
MVK Müllverbrennung Kiel GmbH & Co. KG
NACE Nomenclature statistique des activités économiques dans la
Communauté européenne
NISP National Industrial Symbiosis Programme
RÖV Raps Ölsaatenverarbeitungs GmbH
SANI SANI GmbH
Stadtwerke Rendsburg Stadtwerke Rendsburg GmbH
VK Verkauf
WFG Wirtschaftsförderungsgesellschaft des Kreises Rendsburg-
Eckernförde mbH
Wohlert Kühllogistik Wohlert GmbH & Co. Kühllogistik KG
Meta Thurid Lotz, 570885
VIWT.SH Wirtschaftsförderung und Technologie-transfer Schleswig-
Holstein
Einheiten
€ Euro
€/ Euro pro Meter
€/ Euro pro Tonne
/ Cent pro Kilometer
/ ℎ Cent pro Kilowattstunde
/ Kilogramm Kohlendioxidausstoß pro Kilogramm
hergestelltem Material
/ ℎ ä Kilogramm Kohlendioxidausstoß pro Kilowattstunde
bereitgestellter Wärme
/ Kilogramm Kohlendioxidausstoß pro zurückgelegtem Meter
Kilometer
ℎ Kilowattstunde, hier: Wärme
Meter
Tonne
Formelzeichen
Break-Even-Point
Kohlendioxidausstoß bei Herstellung
Kohlendioxidreduktion
Kohlendioxidausstoß bei Transport
Gesamterlös
Gesamterlös pro Einheit
Erlös der Firma A pro Einheit
Erlös der Firma B pro Einheit
Anschlusskosten
Kosten der Anlagenwartung
Betriebskosten
Behandlungskosten
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VII! Fahrzeugkosten
" Installationskosten
Kosten der Rohrwartung
Transportkosten
Wartungskosten
Länge der Rohrleitung
# Gesamtmenge
$"% Kritische Austauschmenge
&'$ Austauschmenge
( Anzahl Lastfahrzeuge
) Behandlungspreis pro Einheit
) % Entsorgungspreis pro Einheit
)*$ Kilometerpreis
)$ * Marktpreis pro Einheit
)$ Materialpreis pro Längeneinheit
) Preis der Rohrwartung pro Längeneinheit
)&'$ Preis der ausgetauschten Ressource
+ Zurückgelegte Strecke für Austausch
+ % Zurückgelegte Strecke für Entsorgung
, Deckungsverhältnis der Austauschbeziehung
Faktoren
- Brennstoffabhängiger Emissionsfaktor der
Wärmebereitstellung
-$ Materialabhängiger Emissionsfaktor der Herstellung
- Streckenabhängiger Emissionsfaktor des Transportes
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VIII1 Einleitung
Das Konzept der industriellen Symbiose, also die kooperative Verwertung von Energie- und
Stoffströmen in industriell geprägten Gebieten, birgt sowohl ökologische als auch ökonomische
Vorteile für Unternehmen [1]. Somit kann dieses Konzept nicht nur die lokale Wirtschaftssituation
verbessern, sondern auch zur Erreichung umweltpolitischer Ziele wie der langfristigen Reduktion von
Emissionen in Luft, Wasser und Boden beitragen [2]. Um diese wirtschaftlichen und ökologischen
Potentiale in der deutsch-dänischen Grenzregion nutzbar zu machen, hat das Projekt FURGY CLEAN
Innovation das Ziel, industrielle Symbiosen auf beiden Seiten der Grenze zu etablieren. Doch erweist
es sich als Herausforderung neue Standorte für die Umsetzung des Konzeptes zu erschließen, da es
keine einheitliche Methode zur Identifizierung und Entwicklung solcher Potentiale gibt [3].
Obwohl bereits vielfältige Ansätze zur Standortbewertung und Entwicklung industrieller Symbiosen
konzipiert wurden, werden häufig einzelne Aspekte für die erfolgreiche Umsetzung nicht
berücksichtig [1]. Aus diesem Grund wurde auf der Basis von Literaturrecherchen und der
Weiterentwicklung angewandter Methoden eine replizierbare Vorgehensweise zur Identifizierung
und Entwicklung von Symbiosepotentialen unter Berücksichtigung vorhandener und möglicher
Netzwerkbeziehung im Vorlauf dieser Arbeit entwickelt. Diese wird in Kapitel 3 Vorgehensweise
ausführlich dargestellt und hergeleitet. Diese Vorgehensweise basierend auf der Anfertigung einer
Fallstudie soll im Rahmen dieser Arbeit angewandt und bewertet werden. Daher wird trotz
regionaler Unterschiede ein repräsentativer Standort auf deutscher Seite der Zielregion des Projektes
gewählt. Für diesen soll auf Grundlage der Analyseergebnisse eine beispielhafte
Handlungsempfehlung abgeleitet werden.
Anschließend wird die entwickelte Vorgehensweise zur Erschließung potentieller Standorte für die
Durchführung industrieller Symbiosen unter Kapitel 5 Fazit einer kritischen Bewertung hinsichtlich
ihrer Anwendbarkeit und Replizierbarkeit für kommende Fallstudien des Projektes unterzogen.
Außerdem werden mögliche Inhalte zukünftiger Untersuchungen dargestellt, um die erfolgreiche
Umsetzung des Konzeptes im Zielgebiet zu erleichtern.
1.1 Ziel
Diese Arbeit soll die zukünftige Entwicklung industrieller Symbiosen unter Berücksichtigung
standortbedingter Rahmenbedingungen in der Zielregion des Projektes FURGY CLEAN Innovation
untersuchen und bewerten.
Zu diesem Zweck wurde auf Grundlage einer ausführlichen Literaturrecherche und Untersuchung von
Fallbeispielen eine Vorgehensweise zur Identifikation potentieller Standorte entwickelt. Diese
analysiert unter Berücksichtigung von Rahmenbedingungen eines beispielhaften Standortes die
Struktur des Marktes, die Erwartungshaltung der Stakeholder und die wirtschaftlichen und
technischen Potentiale einzelner Unternehmen, um vorhandene und potentielle Beziehungen durch
standortspezifische Strategien weiterzuentwickeln.
Meta Thurid Lotz, 570885
1Das übergeordnete Ziel ist daher die Bewertung dieser Vorgehensweise hinsichtlich Replizierbarkeit
und Anwendbarkeit zur Erschließung potentieller Standorte für die Durchführung des Konzeptes in
der Projektregion. Implizit inkludiert dies die Ausarbeitung einer Fallstudie an einem beispielhaften
Standort, sowie die Erstellung einer Handlungsempfehlung für diesen.
1.2 Aufbau
Der Aufbau der Arbeit lässt sich in vier Hauptabschnitte einteilen. Zu Beginn werden Ziel und Aufbau
der Arbeit ausführlich vermittelt, sowie grundlegende Terminologie, Fallbeispiele und relevante
Rahmenbedingungen dargestellt, um der entwickelten Vorgehensweise den notwendigen Kontext zu
geben. Anschließend folgt eine Beschreibung der Vorgehensweise sowie eine erschöpfenden
Herleitung dieser.
Basierend auf dieser Vorgehensweise wird eine Fallstudie ausgearbeitet und fundiert auf ihren
Ergebnissen eine Handlungsempfehlung für den Standort entwickelt. Zuletzt wird die angewandte
Vorgehensweise in Hinblick auf Allgemeingültigkeit und Replizierbarkeit bewertet und ein Ausblick
auf den Gegenstand zukünftiger Untersuchungen gegeben.
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22 Industrielle Symbiose
Mit dem Ziel der Optimierung industrieller Prozesse zur Kostenreduktion durch Senkung des
Ressourcenverbrauchs und Treibhausgasemissionen hat sich das Konzept der industriellen Symbiose
als erfolgsversprechend erwiesen [3]. Per Definition lässt sich das Konzept als zwischenbetriebliches
Stoffmanagement zur Verwertung von Abfallstoffen bzw. Nebenprodukten [1], sowie überschüssiger
Energie und Wärmeströme aus der industriellen Produktion beschreiben [4]. In ausgewählten Fällen
wird dies auf die gemeinsame Nutzung von Anlagen beispielsweise zur Abwasserbehandlung oder
Kraft-Wärme-Kopplung erweitert [5]. Trotz dieser einheitlichen Definition des Konzeptes ist die
tatsächliche Implementierung meist auffallend differenziert. Die Umsetzung kann sich durch die
folgenden Standortfaktoren unterscheiden: Anzahl der Betriebe, Branchenstruktur3, Fokussierung auf
einzelne Nebenprodukte, sowie die grundlegende Organisations- und Netzwerkstruktur der
Zusammenarbeit.
Ntasiou und Andreou definieren beispielsweise die industrielle Symbiose über die Beteiligung von
mindestens drei Akteuren und den Austausch von mindestens zwei unterschiedlichen Ressourcen [3].
Im Gegensatz dazu wird die Verwertung von überschüssigem Speiseöl zu Biodiesel in Singapur, wo
zwar acht Akteure beteiligt sind, aber der Fokus lediglich auf einem Abfallprodukt liegt, ebenfalls
allgemeinhin als industrielle Symbiose bezeichnet [6]. Eine weitere Herausforderung betrifft die
allgemeingültige Darstellung der Organisationsstruktur industrieller Symbiosen. So lässt sich das
Entstehen solcher Netzwerke relativ simpel entweder als spontane oder als geplante Umsetzung
beschreiben [5]. Die Initiation hingegen kann als endogen oder exogen und als Top-down4 oder
Bottom-up5, in einigen Fällen sogar als eine Kombination aus beidem bezeichnet werden [5].
Zusätzlich unterscheidet sich ein Großteil der Umsetzungsbeispiele durch ihre interne
Organisationsstruktur. So werden in den meisten Fällen die symbiotischen Beziehungen zwar
vertraglich geregelt, doch unterliegen diese nicht immer einer gemeinschaftlichen Führungs- und
Kommunikationsstruktur [5]. Extern stellt sich dies durch unterschiedlich enge und lose
Netzwerkstrukturen heraus [7]. Daher kann es vorkommen, dass einzelne Akteure sich des
Netzwerkes an sich nicht bewusst sind, da sie jeweils nur ihren Zulieferer und Abnehmer kennen [4]
und dadurch Potentiale ungenutzt bleiben [7]. Dies hebt den Bedarf für ein Werkzeug zur
Lokalisierung solcher Potentiale hervor.
Ungeachtet der Unterschiede sowohl während der Entwicklung, als auch in der späteren Nutzung des
Konzeptes, haben verschiedene Formen der Umsetzung nachhaltigen Erfolg, wie die unter 2.2
Fallbeispiele dargestellten Präzedenzfälle zeigen. Der Erfolg hängt dementsprechend nicht
ausschließlich von den zuvor genannten Faktoren, sondern auch von den in Kapitel 2.3
Rahmenbedingungen dargestellten Gegebenheiten ab.. Im folgenden Kontext werden die
Entwicklung der unter dem Oberbegriff industrielle Symbiose zusammengefassten industriellen
Synergiekonzepte und die notwendigen Rahmenbedingungen dargestellt. Hierbei liegt der Fokus
primär auf der Entstehung aktueller Fallbeispiele und Modelle zur Potentialerschließung in Europa.
3
Heterogenität oder Homogenität der Branchenverteilung [5]
4
Vorgabe grober Strukturen und daraus Ableitung der Feinplanung [84]
5
Entwicklung grober Strukturen aus Details [84]
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32.1 Entwicklung des Konzeptes
Wenngleich die Prägung des Begriffes industrielle Symbiose ins 20. Jahrhundert zurück reicht,
existiert die Grundidee, also die gemeinsame Wiederverwertung von Abfallprodukten zur
Ressourcenschonung, vermutlich weitaus länger [2]. Trotzdem erweist sich das Konzept weiterhin als
anerkanntes strategisches Werkzeug vor dem Hintergrund der aktuellen umweltpolitischen Lage6 in
Europa [3]. Der Begriff der industriellen Symbiose wurde bereits 1992 während der Umweltkonferenz
in Rio de Janeiro durch die Vorstellung des Industriegebiets in Kalundborg, Dänemark geprägt [4]. In
Kalundborg findet der Austausch betriebsexterner Stoff- und Energieströme bereits seit 1972 statt
[1]. Durch die Eigenschaften des symbiotischen Aufbaus des Industrieparks wurde das Konzept als
Teillösung der industriellen Ökologie7adaptiert [8]. Die weitere Entwicklungen der industriellen
Symbiose im europäischen Raum, wie beispielsweise die Etablierung des Zentrums für Symbiose in
Kalundborg 1996 und das daraus 2015 entstandene dänische Zentrum für Symbiose am selben
Standort [9], sind auf diesen Ursprung zurückzuführen.
Als bedeutendste außereuropäische Entwicklung lässt sich die Gründung der Gesellschaft für
industrielle Ökologie 2001 an der Yale Universität in den Vereinigten Staaten nennen. Diese
veröffentlicht regelmäßig Untersuchungen zu den Bestandteilen der industriellen Ökologie im
Rahmen des Journals der industriellen Ökologie [10]. Die Entstehung dieser Gesellschaft wurde unter
anderem durch die Entwicklung des Konzepts des „Eco-Industrial Parks“ 1993 begünstigt [11],
welches die Grundsatzidee der Steigerung der Wirtschaftlichkeit durch Ressourceneffizienz um den
Faktor Umweltschutz im Allgemeinen erweitert [3].
Ein vergleichbares Konzept ist das Modell des „National Industrial Symbiosis Programme“ (NISP) zur
Planung von Industriegebieten, welches Peter Laybourn 2003 in Großbritannien entwickelte [12]. Auf
Grund des nationalen Erfolges des Programmes wurde es ab 2007 unter dem Namen „Global
Industrial Symbiosis Programme“ ins europäische Ausland exportiert [13]. Die Vorgehensweise des
Programms basiert hauptsächlich auf einer technischen und wirtschaftlichen Betrachtung der
Möglichkeiten zum Ressourcenaustausch, bietet jedoch auch Unterstützung bei der Planung und
Durchführung des Konzeptes [14]. Ein aktuelles Beispiel für die anhaltende Bedeutung der
Entwicklung solcher Modelle ist das Projekt „Fostering Industrial Symbiosis for a Sustainable
Resource Intensive Industry across the extended Construction Value Chain“ (FISSAC) mit dem Ziel der
verstärkten Etablierung industrieller Symbiosen im europäischen Raum [15]. Das von der
Europäischen Union geförderte Projekt begann 2015 und arbeitet an der Entwicklung einer Software
Plattform, die zur Analyse von Symbiosepotentialen dient. Im Gegensatz zum zuvor genannten NISP
fokussiert das Projekt sich auf die Interessen umliegender Anspruchsgruppen und Möglichkeiten
diese in die Netzwerkbildung einzubeziehen [16]. Dies zeigt die politisch anerkannte Relevanz für die
Entwicklung von Werkzeugen zur Identifikation von Standortpotentialen, um die Umweltziele der
Europäischen Union zu erreichen. Doch entstehen industrielle Symbiosen nicht ausschließlich durch
die Anwendung so gearteter Modelle, wie die folgenden Fallbeispiele zeigen.
6
Beispielsweise Förderung von Kreislaufwirtschaft [124] und der Ressourceneffizienz [85]
7
Strategie zur nachhaltigen Ressourcennutzung und Verringerung der Umwelteinflüsse von 1989
Meta Thurid Lotz, 570885
42.2 Fallbeispiele
Im folgenden Abschnitt erfolgt eine Darstellung dreier Präzedenzfälle für industrielle Symbiose unter
Betrachtung der zuvor genannten Standortfaktoren zur Differenzierung solcher Netzwerke8, sowie
einer Einordnung in den in Kapitel 2.1 Entwicklung des Konzeptes dargestellten zeitlichen Horizont.
Auf Grundlage fallbezogener Standortvorteile erfolgt in Kapitel 2.3 Rahmenbedingungen die
Ausarbeitung standortbezogener Rahmenbedingungen. Die Auswahl der beschriebenen Fallbeispiele
erfolgt auf Grund divergenter Standortbedingungen und der jeweiligen Ausprägung der zuvor
genannten Faktoren. Während die Berücksichtigung dieser Standorte insbesondere für die spätere
Vergleichbarkeit der Fallbeispiele mit dem repräsentativen Standort hinsichtlich des EU-politischen
Umfelds9 und kultureller Voraussetzungen entscheidend ist. Wird bei den Faktoren zur
Differenzierung industrieller Symbiosen die Abdeckung eines breiten Spektrums zur Identifikation
möglichst vieler Rahmenbedingungen angestrebt.
1. Die Auswahl des Fallbeispieles Kalundborg Symbiosis basiert einerseits auf den durch die
Entstehung bedingten sozialen Rahmenbedingungen, sowie andererseits auf der
Bedeutung für die Entwicklung des Konzeptes der industriellen Symbiose.
2. Der Chemiepark Bitterfeld-Wolfen hingegen wurde auf Grund administrativer
Voraussetzungen, sowie der einzigartigen Branchenstruktur ausgewählt.
3. Die Nähe zur Zielregion stand bei der Auswahl des Handels- und Industrieparks Kiel-
Wellsee e.V. im Vordergrund.
2.2.1 Kalundborg Symbiosis, Dänemark
Kalundborg liegt im Norden Seelands, ca. 100km westlich von Kopenhagen. Die Wirtschaft der Region
ist geprägt von kleinen und mittelständischen Unternehmen, jedoch haben sich auf Grund der
Anbindung an den Tiefseehafen einige große Industriebetriebe angesiedelt [1]. Das so entstandene
Industriegebiet begann mit der Nutzung von Symbiosepotentialen, wie unter 2.1 Entwicklung des
Konzeptes beschrieben, bereits 1972. Hierbei handelte es sich jedoch ausschließlich um den
Austausch eines Überschussproduktes zwischen zwei Akteuren [1]. Der Austausch wurde jedoch über
die Jahre erweitert und umfasst heute im Kern acht Unternehmen, die in einer Netzwerkstruktur 23
unterschiedliche Ressourcen austauschen. Hinzu kommt eine Vielzahl von Abnehmern bestimmter
Ressourcen aus den Sektoren Landwirtschaft, Bau und Energie außerhalb des Industriegebietes [17].
Die Unternehmen gehören unterschiedlichen Sektoren an: ein Elektrizitätswerk (Asnæsværket,
DONG Energy), drei Unternehmen aus der chemischen Industrie (Novo Nordisk, Novozymes,
Inbicon), ein Hersteller von Gipsplatten für Leichtbauanwendungen (Gyproc), eine Ölraffinerie
(Statoil), ein Unternehmen zur Abfallbehandlung und -aufbereitung (Kara/ Noveren), sowie der lokale
Versorger für Fernwärme und Trinkwasser (Kalundborg Forsyning). Besondere Merkmale der
Symbiose sind die gemeinschaftliche Nutzung eines Sees als Kühlwasserreservoir und einer
Wärmepumpe, sowie der Versuchsbetrieb Inbicon10 [17].
8
Unternehmensanzahl, Branchen-, Organisations- und Netzwerkstruktur
9
Umweltpolitische Ziele der EU bis 2020 [77]
10
Praktische Untersuchung eines neuen Verfahrens zur Gewinnung von Biobrennstoff [78]
Meta Thurid Lotz, 570885
5Während die Entstehung der symbiotischen Beziehungen ungeplant war und von den beteiligten
Akteuren selbst ausging [1], zeichnet sich das Industriegebiet heute durch eine gemeinschaftliche
Organisations- und Kommunikationsstruktur in Form eines Gewerbevereins, sowie durch das
Symbiosis Center aus [8]. Das Symbiosis Center ist einerseits ein internes Kommunikationsorgan,
welches Herausforderungen innerhalb des Netzwerkes untersucht und Strategien zur
11
Problembewältigung entwickelt, andererseits werden Forschungsergebnisse und Erfahrungen an
die Öffentlichkeit kommuniziert [8]. Spezielle Standortvorteile ergeben sich für das Industriegebiet in
Kalundborg in Folge vielfacher Untersuchungen aus dem Vorhandensein bestimmter Kernakteure in
den Bereichen Ver- und Entsorgung [8], sowie den durch die Entstehung bedingten sozialen
Rahmenbedingungen [1].
2.2.2 Chemiepark Bitterfeld-Wolfen, Deutschland
Der Chemiepark Bitterfeld-Wolfen liegt auf 1.200 Hektar in Sachsen-Anhalt, 35km nördlich von
Leipzig und ist als traditioneller Chemiestandort durch eine homogene Branchenstruktur geprägt
[18]. Anlässlich starker Umweltbelastungen und erhöhtem wirtschaftlichen Druck musste das
Gewerbegebiet nach der Wiedervereinigung 1990 angepasst werden [18]. So entstand dort unter
Implementation eines Stoffverbundes vergleichbar zum Konzept der industriellen Symbiose ein
moderner Industriepark [18]. Hierbei wird das angewandte Konzept durch die Chemiepark Bitterfeld-
Wolfen GmbH insbesondere für die Vermarktung des Industriegebietes hinsichtlich
Versorgungssicherheit und Emissionsreduktion genutzt [19].
Während die Entstehung des sogenannten Stoffverbundes sich auf externe Fördermaßnahmen des
Bundes zurückführen lässt [18], unterliegt das Gebiet derzeit einem internen Management durch die
zuvor genannte Chemiepark Bitterfeld-Wolfen GmbH [20]. Der Verbund umfasst derzeit 13
Chemieunternehmen, sowie ein gemeinschaftlich genutztes Klärwerk, weswegen sich der Austausch
hauptsächlich auf chemische Vor- und Überschussprodukte [19], sowie den Wissens- und
Informationsaustausch beschränkt [18]. Ein besonderer Standortvorteil der Chemieparks Bitterfeld-
Wolfen ist eine hohe soziale Akzeptanz auf Grund der historischen Entwicklung des Standortes und
der wirtschaftlichen Bedeutung des Industriegebietes für die gesamte Region [18]. Außerdem wurde
die Entwicklung massiv durch die zuvor genannten Subventionen und die homogene
Branchenstruktur bevorteilt [18].
2.2.3 Handels- und Industriepark Kiel-Wellsee, Deutschland
Der Handels- und Industriepark Kiel-Wellsee (HIP Kiel-Wellsee) liegt am nördlichen Stadtrand der
schleswig-holsteinischen Landeshauptstadt und umfasst das größte zusammenhängende
Gewerbegebiet der Stadt [21]. Das Gewerbegebiet besteht aus 85 Unternehmen verschiedener
Branchen unter der gemeinschaftlichen Organisation des Gewerbevereins Handels- und
Industriepark Kiel-Wellsee e.V. [21]. Im Jahr 2015 erteilte der Gewerbeverein im Rahmen der
Förderung durch die Kommunalrichtlinie der Nationalen Klimaschutz Initiative die Anfertigung eines
Klimaschutzteilkonzeptes12 zur Energieeffizienzsteigerung und Klimazielerreichung [21]. Dieses
11
Beispielsweise eine Methode zur Implementation industrieller Symbiosen [28]
12
Förderquote: 50% [86]
Meta Thurid Lotz, 570885
6Konzept wurde in Form eines Abschlussberichtes durch Wortmann-Energie im Juli 2016
veröffentlicht. Das Konzept umfasst eine Vielzahl an Maßnahmen im Bereich Klimaschutz
vergleichbar zu einem Eco-Industrial-Park, analysiert aber auch die Potentiale des Gebietes für
betriebsexterne Abwärmenutzung [21]. Diese Maßnahmen können durch die Etablierung eines
Klimaschutzmanagements13 im Rahmen der zuvor genannten Kommunalrichtlinie umgesetzt werden.
2.3 Rahmenbedingungen
Die grundlegende Unterscheidung der aufgeführten Fallbeispiele würde einen direkten Vergleich
untereinander sehr komplex gestalten, doch zeigt sich bei ihrer Untersuchung, dass die jeweiligen
Standortvorteile systematisch aufgearbeitet klar strukturierte Rahmenbedingungen ergeben. Im
Kontext weiterer durchgeführter Untersuchungen verschiedenartiger industrieller Symbiosen wurde
eine Vielzahl ähnlicher Standortvorteile und somit Rahmenbedingungen für die erfolgreiche
Entwicklung solcher Netzwerke festgestellt [1].
Tabelle 2-1 Systematische Darstellung der Standortvorteile (Vgl. Anhang A)
Chemiepark Handels- und
Kalundborg Symbiosis Bitterfeld-Wolfen Industriepark
Kiel-Wellsee e.V.
Administration Management durch Gemeinsames Gewerbeverein,
Gewerbeverein, Parkmanagement, Förderung durch Bund
Symbiose Center Förderung durch Bund
Geographie Branchenstruktur, Historischer Standort Bedeutender Standort
Kernakteure, der Chemieindustrie, für Landeshauptstadt,
Infrastruktur Klärwerk Infrastruktur
Soziokulturelles Sicherheit durch Interesse der Initiative des
Umfeld Beständigkeit und Öffentlichkeit Gewerbevereins,
soziale Nähe Klimaschutzteilkonzept
Technologie Netzwerkstruktur mit Netzwerkstruktur mit Noch nicht umgesetzt
kurzen Verbindungen, kurzen Verbindungen
Substitute
Wirtschaft Rentabilität durch Wirtschaftlichkeit durch Noch nicht umgesetzt
Käufer/ Verkäufer Einsparung
Beziehung
13
Förderquote: 65% [86]
Meta Thurid Lotz, 570885
7Entscheidend dabei ist, dass sich die Auffassung über die Gewichtung der einzelnen
Standortfaktoren in hohem Maße weiterentwickelt hat. Brings Jacobsen fasst diese Entwicklung in
vier Haupttendenzen zusammen [1]. Neben den Vorteilen durch homogene Voraussetzungen der
Akteure, stehen nun neben den technischen und ökonomischen auch die sozialen
Rahmenbedingungen im Vordergrund. Hierbei zeigen Untersuchungen der Organisation und
Initiation von Netzwerken, dass solche, die selbst organisiert und spontan entstanden sind, bei den
sozialen Rahmenbedingungen im Vorteil sind. Trotzdem gilt, dass ein Zusammenwirken der techno-
ökonomischen und soziokulturellen Voraussetzungen essentiell ist [1]. Die im Kontext von Brings‘
Entwicklungstendenzen erwähnten Standortbedingungen finden jedoch auch in weiteren
Untersuchungen geplanter und selbstorganisierter industrieller Symbiosen, wie auch in den zuvor
genannten Methoden des NISP und des Projektes FISSAC, Berücksichtigung.
So erwähnen auch Ntasiou und Andreou basierend auf theoretischen Analysen das Bestehen
rechtlicher, innovativer, sozialer und geographischer Bedingungen für den Erfolg solcher Netzwerke
[3]. Während andere Fallstudien eher auf die praktischen Voraussetzungen in den Bereichen
Vertrauen, Wechselbeziehungen und Technologie fokussieren [5]. Obwohl es eine Vielzahl
unterschiedlicher Auslegungen der Voraussetzungen für den Erfolg industrieller Symbiosen gibt,
lassen sie sich jedoch unter den Oberbegriffen Administration, Geographie, soziokulturelles Umfeld,
Technologie und Wirtschaft zusammenfassen. Betrachtet man die zuvor beschriebenen Fallbeispiele
und ihre Standortvorteile lassen sich diese sich wie in Tabelle 2-1 dargestellt den genannten
Oberbegriffen zuordnen.Essentiell bei der Betrachtung der Rahmenbedingungen ist jedoch, dass
keine dieser Voraussetzungen Ausschlusskriterien sind, da durch Vielfache Untersuchungen und
Fallbeispiele eine unterschiedliche Gewichtung und Auslegung zum Erfolg geführt hat.
Meta Thurid Lotz, 570885
83 Vorgehensweise
Mit dem Ziel, die Identifizierung der Potentiale industrieller Symbiosen zukünftig zu erleichtern,
wurde die Erarbeitung einer Fallstudie nach „Case Study Research“ von Robert K. Yin gewählt. Die
Fallstudie als wissenschaftliche Methode bietet die Möglichkeit einer ganzheitlichen Betrachtung
komplexer Systeme [24]. Dabei ist entscheidend, die Fallstudie als eine Vielzahl von Werkzeugen zu
betrachten, die in Ihrer Gesamtheit zur Beantwortung der Problemstellung beitragen [24]. Der
Vorteil der Fallstudie ist, dass auch wenn mehr Variablen von Interesse sind als Datenpunkte zur
Verfügung stehen eine induktive Zusammenführung der Ergebnisse möglich ist [24]. Um die
Erarbeitung der Fallstudie zu erleichtern, wurde eine anerkannte Strategie zur Analyse des Falles
gewählt. Diese erlaubt es, die Analyse auf theoretischen Voraussetzungen, die auf Grundlage der
Durchsicht einschlägiger Literatur entwickelt wurden, durchzuführen [24]. Anschließend können
diese auch die Interpretation der Ergebnisse der Fallstudie und dadurch die Bewertung der
angewandten Vorgehensweise erleichtern [24].
Tabelle 3-1 Theoretische Voraussetzungen und Werkzeugauswahl
Rahmenbedingung Werkzeug Abschnitt
Administration Standortwahl 3.1
Geographie Standortwahl, Analyse des Sektors 3.2.1
Soziokulturelles Umfeld Analyse der Stakeholder 3.2.2
Technologie Untersuchung der Substitutionspotentiale 3.3.1
Wirtschaft Berechnung der Einsparpotentiale 3.3.2
Im vorhergehenden Kapitel 2 Industrielle Symbiose erfolgt die Beschreibung des Konzeptes, ihrer
Entwicklung und die Darstellung einiger Fallbeispiele, auf deren Grundlage Rahmenbedingungen für
die Implementation industrieller Symbiosen erarbeitet wurden. Diese Rahmenbedingungen bilden in
den folgenden Absätzen die theoretischen Voraussetzungen für die Anfertigung der Arbeit und somit
für die Auswahl der in Tabelle 3-1 dargestellten Werkzeuge. Die Auswahl der Werkzeuge beruht im
Einzelnen auf ihrer Angemessenheit sowie Umsetzbarkeit im Verhältnis zur Methode und
Problemstellung, sowie den Rahmenbedingungen der Arbeit. Die Beschreibung der Reihenfolge und
der Vorgehensweise im Einzelnen erfolgt in den jeweiligen Abschnitten nach Tabelle 3-1. Im
Anschluss an die Betrachtung der Fallstudie erfolgt die Ableitung einer Handlungsempfehlung,
welche die Entwicklung eines beispielhaften Netzwerkes, sowie Strategien und einen Zeitplan für die
erfolgreiche Implementierung des Konzeptes enthält.
Meta Thurid Lotz, 570885
93.1 Standortwahl
Programmregion Deutschland Industriestandorte
Abbildung 3-1 Vorgehensweise bei der Vorauswahl, in Anlehnung an M. Ottmann und S. Lifka [25]
Zur Auswahl eines geeigneten Standortes für die Umsetzung des Konzeptes wurde eine zweistufige,
räumliche Entscheidungsanalyse gewählt, welche auf der Auswertung von Sekundärquellen basiert.
Zunächst wird eine Vorauswahl basierend auf einer top-down Vorgehensweise nach Abbildung 3-1
durchgeführt [25]. Die so bestimmten Wirtschaftsstandorte im deutschen Teil des Zielgebietes von
FURGY CLEAN Innovation werden anschließend durch eine Nutzwertanalyse untersucht und
verglichen. Die Nutzwertanalyse ist eine multikriterielle Alternativenbewertung mit folgender
Vorgehensweise [25]:
1. Bestimmung notwendiger bzw. wünschenswerter qualitativer Standortfaktoren
2. Gewichtung dieser Faktoren in Abhängigkeit vom geplanten Zweck
3. Numerische Bewertung der Ausprägung der Faktoren an möglichen Standorten
Mit folgender Skala: 1 (gering) bis 10 (bestmöglich)
4. Multiplikation von Gewichtung und Ausprägung
5. Addition der Produkte
6. Auswahl des Standortes mit der höchsten Summe.
Die Auswahl der Standortfaktoren, sowie deren Gewichtung erfolgt in Anhang B, während die
Nutzwertanalyse unter 4.1 Standortwahl dargestellt wird. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt im
Anhang, lediglich der ausgewählte Standort wird summarisch im Rahmen dieser Arbeit beschrieben.
Die weitere Vorgehensweise wird ausschließlich auf den so bestimmten Standort angewandt.
3.2 Situationsanalyse
Um Strategien für die erfolgreiche Implementierung industrieller Symbiosen zu entwickeln, ist die
Evaluation von Rahmenbedingungen am gewählten Standort durch eine erschöpfende
Situationsanalyse notwendig [26]. Als wesentliche strategische Gruppen für eine solche Analyse,
welche Einfluss auf die Durchführung haben können, wurde der Sektor Industrie, also die
Unternehmen selbst, aber auch umliegende Stakeholder identifiziert [26]. Diese werden durch die in
den folgenden Abschnitten dargestellte Methode untersucht.
Zu diesem Zweck wird zunächst eine räumliche Strukturanalyse der lokalen Industrie mit Fokus auf
energieintensive Branchen und mögliche Kernakteure auf Grundlage interner und externer
Sekundärquellen durchgeführt (Vgl. Tabelle 2-1, Geographie). Anschließend werden Einfluss und
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10Interessen örtlicher Stakeholder basierend auf Expertenbefragungen untersucht (Vgl. Tabelle 2-1,
Soziokulturelles Umfeld).
3.2.1 Sektor Industrie
Bei der Untersuchung der strategischen Gruppe der Industrie steht die räumliche Beschaffenheit am
gewählten Standort im Vordergrund [25]. Hierfür erfolgt eine Darstellung interner Daten der
Industrie- und Handelskammer Schleswig-Holstein (IHK SH) in einem Umkreis von 20 Kilometer, um
die Gesamtheit industrieller Ballungszentren in einem Gebiet darstellen zu können. Die Auswertung
der Daten erfolgt auf Grundlage der Klassifizierung von Wirtschaftszweigen des statistischen
Bundesamtes durch sogenannte NACE14 Codes [27]. Die Auswahl der zu selektierenden Branchen ist
auf die Größe und Stabilität der Ressourcenströme zurückzuführen, die einerseits die technologische
Durchführbarkeit und andererseits Wirtschaftlichkeit sicherstellen [5]. Die durch das Symbiosis
Center in Kalundborg entwickelten Methode schlägt in diesem Kontext die Fokussierung auf
Branchen vor, die insbesondere in den folgenden Bereichen tätig sind: Biologische oder organische
Restfraktionen, Kunststoffe, Holzwaren, Papier, Pappe, Metalle, Erde, Beton o.Ä., Energie, Wasser,
Abwasser und Kühlung [28]. Die entsprechenden Branchen sowie die dazugehörigen NACE Codes für
die Datenselektion sind in Anhang C dargestellt.
Eine weitere Eingrenzung der gesammelten Daten erfolgt durch die Sortierung nach Größe (> 9
Mitarbeiter) und Umsatz (> 50.000€/Jahr), um Kleinbetriebe mit geringen Ressourcenströmen
auszusortieren. Des Weiteren wird eine Onlinerecherche durchgeführt, um die Aktualität der Daten
zu überprüfen und diese gegebenenfalls zu selektieren. Die Verteilung der Branchen wird mit Hilfe
von EXCEL graphisch als Kreisdiagramm dargestellt. Die ermittelten Unternehmen werden
anschließend hinsichtlich potentieller Kernakteure am Standort und vorhandener sowie geplanter
Gewerbegebiete ausgewertet und unter Anwendung der GIS15-Software RegioGraph graphisch
dargestellt.
3.2.1.1 Gewerbegebiete
Insbesondere Gewerbegebiete eignen sich für die Implementation industrieller Symbiosen auf Grund
geographischer, technologischer und administrativer Voraussetzungen (Vgl. Tabelle 2-1). Diese
Gebiete umfassen häufig eine Vielzahl von Unternehmen in begrenzter räumlicher Verteilung, die
durch eine ausgeprägte Infrastruktur angebunden und durch ein gemeinsames Management
organisiert sind [5]. Die Identifizierung von Gewerbegebieten basiert auf der Durchsicht externer
Sekundärdaten der betreffenden Gemeinden und Kreise, sowie eventuell vorhandener
Gewerbeentwicklungskonzepte des Landes oder des Bundes. Die Darstellung erfolgt graphisch.
3.2.1.2 Kernakteure
Als Kernakteure sind insbesondere solche Unternehmen einzustufen, die als Versorger von Wasser,
Fernwärme und Strom oder im Bereich der Abfall- bzw. Abwasserbehandlung und –aufbereitung
tätig sind [8], da ein Großteil der Ressourcenströme in einer industriellen Symbiose wiederholt durch
14
Nomenclature statistique des activités économiques dans la Communauté européenne [80]
15
Geoinformationssystem
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11diese Akteure verarbeitet bzw. verteilt wird. Zur Identifikation potentieller Kernakteure am
ermittelten Standort erfolgt eine weiterführende Selektion der gesammelten Sekundärdaten nach
den NACE Codes für Energieversorgung, sowie Abwasser- und Abfallbehandlung. Anschließend
erfolgen die graphische Darstellung, sowie eine Beschreibung des jeweiligen Akteurs und seiner
Bedeutung für das Verwertungsnetzwerk.
3.2.2 Stakeholder
Da die Betrachtung des soziokulturellen Umfeldes in Rahmen industrieller Symbiosen wie unter 2.3
Rahmenbedingungen dargelegt an Bedeutung gewonnen hat, erfolgt zur erfolgreichen
Strategiebildung die Untersuchung der strategischen Gruppe der Stakeholder [26]. Als Stakeholder
werden allgemeinhin die „Gruppen oder Einzelpersonen, die von den Aktivitäten […] betroffen sind
und ihrerseits selbst […] einwirken“ bezeichnet [29]. Dies umfasst also auch einen Teil der zuvor
identifizierten Unternehmen und Kernakteure. Eine Analyse dieser Anspruchsgruppen ist somit
Grundlage für jegliche Entwicklung soziokultureller Strategien im Zusammenhang mit industriellen
Symbiosen.
Tabelle 3-2 Gliederung möglicher Stakeholder, in Anlehnung an F. Bonnet, M. Courtois und A. Koulouri [31]
Obergruppe Beschreibung
Industrie Industrieunternehmen16 inkl. Kernakteure
Industrievereine i.w.S.17 Förderungsgesellschaft für Wirtschaft und Innovation
Forschung & Entwicklung Forschungseinrichtungen und Hochschulen
Kommunalpolitik Städte, Gemeinden und Kreise
Politik Landes- und Bundesebene
Bauverantwortliche Verantwortliche für Vermarktung und Bebauung der Gewerbeflächen
Öffentlichkeit Direkte Anwohner und die restliche Bevölkerung
Sonstige Bspw. Naturschutzvereinigungen
Zu diesem Zweck wird eine Befragung einiger Vertreter der Anspruchsgruppen nach dem in Anhang
D dargestellten Vorgehen durchgeführt [30]. Zentrales Element dieser Befragung ist die fundierte
Auswahl der Vertreter. Daher wird zu Beginn der Analyse auf Grundlage der im Bericht des Projektes
FISSAC „Report on stakeholders‘ Network setting up“ vorgestellten Obergruppen (Tabelle 3-2) eine
Bestimmung möglicher Anspruchsgruppen am gewählten Standort durchgeführt [31]. Die Auswahl
der Befragten erfolgt anschließend auf Grundlage dieser Obergruppen, dabei werden insbesondere
solche bevorzugt, deren Institution mit einer großen Anzahl anderer Akteure in Kontakt steht und
sich derer Aufgaben und Einfluss bewusst ist. Insgesamt sollen mindestens drei und höchstens fünf
Befragungen für den Erhalt eines repräsentativen Ergebnisses unter Berücksichtigung der
vorhandenen Ressourcen im Rahmen dieser Arbeit durchgeführt werden.
16
Umfasst auch deren Beschäftigte
17
Im weiteren Sinne
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12Die Befragten werden gebeten das Interesse der eigenen Institution, sowie anderer Institutionen und
ihrer Möglichkeiten zur Einflussnahme anhand einer Skala zu bewerten. Der Einfluss kann von -10
(Gegner des Konzeptes) über 0 (kein Interesse an dem Konzept) bis 10 (Befürworter des Konzeptes)
bewertet werden, während der Einfluss von 1 (keinen Einfluss) bis 10 (starken Einfluss) bewertet
werden kann. Den Befragten steht es dabei frei zu den vorgeschlagenen Stakeholdern weitere
mögliche Anspruchsgruppen hinzuzufügen und zu bewerten. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt
in EXCEL durch ein Bubble-Diagramm (Anhang E). Die Größe der jeweiligen Blase ist abhängig von der
Anzahl der Untergruppen, welche in der Obergruppe zusammengefasst werden. Für die Auswertung
als Bubble-Diagramm erfolgt die Berechnung des arithmetischen Mittels des Interesses und
Einflusses jedes Stakeholders, sowie anschließend jeder Obergruppe wie in Anhang E dargestellt. Auf
Grundlage des Bubble-Diagramms wird eine Priorisierung der Stakeholder anhand ihrer
Einflussmöglichkeit und bei Stakeholdern gleicher Einflussmöglichkeit zusätzlich anhand des Betrages
des Interesses durchgeführt. Anschließend werden die Obergruppen mit einem
überdurchschnittlichen Einfluss und deren Erwartungen, sowie Einflussmöglichkeiten summarisch
dargestellt.
3.3 Unternehmen
Ein weiteres zentrales Element der industriellen Symbiose ist einerseits die technologische
Machbarkeit, andererseits aber auch ihre wirtschaftliche Berechtigung (Vgl. 2.3
Rahmenbedingungen). Hierbei steht im Vordergrund, dass die Motivation zur Entwicklung
symbiotischer Netzwerkaktivitäten hauptsächlich ökonomischen Ursprungs ist und somit einen
Großteil der Unternehmen betrifft [8]. Aus diesem Grund ist die Berechnung möglicher
Einsparpotentiale in den Bereichen Kosten und Treibhausgasemissionen, sowie eine Untersuchung
von Substitutionspotentialen richtungsweisend für Strategieentwicklung [28].
Eine Herausforderung hierbei ist die Aussagekraft der Daten, welche die Grundlage für die Analyse
der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit bilden, da diese nicht ausschließlich auf ihre
Quelle zurückzuführen ist [32]. Deswegen wird für die Analyse eine Sammlung von Primärdaten
verschiedener Unternehmen durchgeführt [30]. Zu diesem Zweck wird zunächst telefonisch Kontakt
mit den Unternehmen aufgenommen und mit deren Zustimmung der in Anhang G dargestellte
Fragebogen per E-Mail übersandt [21]. Die kontaktierten Unternehmen haben für die Beantwortung
des Fragebogens vier Wochen Zeit. Es werden diejenigen Unternehmen kontaktiert, die unter 4.2
Analyse der lokalen Industrie selektiert werden. Zusätzlich erfolgt eine Onlinerecherche, zur
Schließung eventueller Datenlücken. Anschließend erfolgt die beispielhafte Auswertung hinsichtlich
Einspar- und Substitutionspotentialen zweier potentieller Austauschbeziehungen von Abwärme und
Überschussprodukten, welche die Hauptbestandteile symbiotischer Beziehungen ausmachen (Vgl.
2.2 Fallbeispiele).
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133.3.1 Substitutionspotentiale
Strom Abwärme
Wasser Abwasser
Firma A
Rohstoff Überschuss
Abbildung 3-2 Beispielhafte Darstellung der Ressourcenströme als Black Box, in Anlehnung an N. Andler [30]
Zur Bewertung technologischer Voraussetzungen (Vgl. Tabelle 2-1, Technologie), das heißt der
Untersuchung der Substitutionspotentiale von Unternehmen werden die gesammelten primären und
sekundären Daten mit Hilfe einer Black Box (Abbildung 3-2) qualitativ ausgewertet. Hierfür ist die
Bestimmung vorhandener und benötigter Ressourcen notwendig. Ziel dieser Vorgehensweise ist,
Ressourcenströme mit einem hohen symbiotischen Potential18 darzustellen und
Substitutionspotentiale anderer Akteure durch einen Vergleich zu identifizieren.
3.3.2 Einsparpotentiale
Zur ökonomischen Bewertung der untersuchten Beziehung (Vgl. Tabelle 2-1, Wirtschaft), ist die
Betrachtung von Einsparpotentialen sinnvoll. Dies umfasst einerseits die Potentiale durch
Kostensenkung und andererseits die Reduktion von Kohlendioxidemissionen. Zu diesem Zweck wird
eine schematische Vorgehensweise zur exemplarischen Preisberechnung in symmetrischen
Käufer/Verkäufer-Beziehungen skizziert. Diese wird anschließend in der Bewertung der
Preisänderung im Verhältnis zur eingesetzten Menge, sowie der entstehenden Kosten verwendet
[21]. Es folgt einer Bewertung der Wirtschaftlichkeit des Austausches durch die Bestimmung der
kritischen Austauschmenge und notwendiger Randbedingungen [33]. Außerdem wird eine
Berechnungsweise zur Bestimmung der Kohlendioxidreduktion vorgestellt [33]. Zur weiteren
Berechnung wird zwischen den zwei zuvor genannten Fällen Abwärmenutzung und
Wiederverwertung von Überschussprodukten unterschieden. Die Berechnung wird mit Hilfe von
EXCEL durchgeführt.
3.3.2.1 Fall 1: Abwärmenutzung
Im ersten Beispiel findet der Austausch von Abwärme gegen einen Preis pro Einheit statt [21].
Dadurch entsteht für das Unternehmen mit einem Überschuss an Abwärme (Firma A) ein Gewinn aus
einer vorher ungenutzten Quelle und für den Austauschpartner (Firma B) eine Einsparung, da der
Preis pro Einheit geringer ist als der zuvor entrichtete Marktpreis für Wärme. Dabei kann der
Austausch die vorher erworbene Wärme teilweise oder vollständig ersetzen.
18
qualitative und quantitative Voraussetzungen, beispielsweise Größe und Stabilität, sowie Zeitraum [82]
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14Preis
Der Preis für die genutzte Abwärme pro Einheit p/01 lässt sich im ersten Fall unter Berücksichtigung
des Marktpreises der Wärme pro Einheit p12345 und der Bedingung, dass die Einsparungen der Firma
B dem Gewinn der Firma A entsprechen soll, wie folgt berechnen:
(1)
p12345
p/01 = .
2
Kosten
Durch den Austausch von Abwärme werden sowohl Installations- als auch Betriebskosten verursacht.
Die Kosten der Installation von Anlagen für den Transport von Abwärme19 beschränken sich auf
Kosten für ober- oder unterirdische Rohrleitungen, sowie Anschlüssen an das herkömmliche
Heizungssystem durch einen Wärmetauscher oder eine direkte Warmluftheizung. Dabei entstehen
fixe Kosten in Form der Anschlusskosten K 2 und variable Kosten in Abhängigkeit vom Materialpreis20
pro Abstandseinheit p125 und der Länge der verlegten Rohrleitungen l. Für die gesamten
Installationskosten K < ergibt sich ein linearer Zusammenhang nach der folgenden Gleichung [34]:
(2)
K < = K 2 + p125 ∙ l.
Jährliche Betriebskosten K ? entstehen in diesem Fall ausschließlich durch die regelmäßige Wartung
der installierten Rohleitung. Die Wartungskosten K @ bestehen aus den fixen Kosten der
Anlagenwartung K 2@ und den variablen Kosten der Rohrwartung K 3@ in Abhängigkeit von der Länge
der verlegten Rohrleitung l und des Wartungspreises pro Abstandseinheit p3@. Die Kostenfunktion
der Betriebs- bzw. Wartungskosten des ersten Falles ist daher folgende:
(3)
K ? = K @ = K 2@ + p3@ ∙ l.
Dabei ist jedoch entscheidend, dass die Wartungskosten sich auf Grund von Abnutzung üblicherweise
nicht linear entwickeln [34]. Um dies zu berücksichtigen werden für die Berechnung der
Wartungskosten die durchschnittlichen Werte der gesamten Lebensdauer angewandt.
Erlös
Für den Erlös pro Einheit des ausgetauschten Gutes der Firmen eB bzw. eC , sowie für den
Gesamterlös e ergibt unter Verwendung des Verhältnisses x zwischen eingesetzter Menge aus der
symbiotischen Beziehung m/01 und der gesamten benötigten Menge mF , und des Marktpreises
p12345 folgende Gleichungen [34]:
(4)
p12345
eB = eC = ∙x
2
m/01
mit x =
mF
(5)
e = eB + eC = p12345 ∙ x.
19
Unabhängig von Medium
20
Abhängig von Material, Rohrdurchmesser, Materialstärke und Isolierung, sowie der ober- oder unterirdischen Installation
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15Wirtschaftlichkeit Für die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit unter Berücksichtigung der Betriebs- und Installationskosten wird die Berechnung des Break-even-points zur Bestimmung der kritischen Austauschmenge [34], sowie der statischen Amortisationsdauer durchgeführt [35]. Ziel der Berechnung des Break-even-points BEP ist die Ermittlung der kritischen Austauschmenge m1
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