RESSOURCENEFFIZIENZ SCHWERGEWICHT STOFFFLÜSSE - ENAW-FACHTAGUNG 2020 - DR. THOMAS BÜRKI THOMAS BÜRKI GMBH
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EnAW-Fachtagung 2020 Ressourceneffizienz Schwergewicht Stoffflüsse Dr. Thomas Bürki Thomas Bürki GmbH 9.11.2020
Verbesserungsprozess in der EnAW
• Standardisiertes Vorgehen in den Bereichen
Steigerung der Energieeffizienz und Reduktion der
CO2-Emissionen
• Prozessanalyse
• Identifikation von Verbesserungsmassnahmen
• Quantifizierung der Massnahmen
Realisierungsprogramm
• Festhalten in Zielvereinbarung Zielpfad für
• Energieeffizienz
• CO2-Intensität / CO2-FrachtMonitoring in der EnAW • Standardisiert entsprechend Richtlinien Bund • Im Monitoringbericht sind dargestellt: • Energieverbrauch nach Energieträgern • Gewichteter Gesamtenergieverbrauch • Energieeffizienz • CO2-Fracht • CO2-Intensität
Stoffflüsse • Ziel: Reduktion des Verbrauchs von (v.a. nicht erneuerbaren) Ressourcen und der Umweltbelastung aufgrund von Stoffflüssen • Vorgehen analog zur Energieeffizienz • Prozessanalyse • Verbesserungspotentiale • Massnahmenplan • Monitoring = Erfolgskontrolle • Fernziel: Entwicklung einer Ressourcen-Effizienz- Kennzahl
Von Stoffflüssen zu Stoffkreisläufen • Ressourceneffizienz wird zunehmend zum gesellschaftlichen Thema • Ressourceneffizienz erscheint als politisches Thema am Horizont • Ressourceneffizienz wird zunehmend zu einem Wirtschaftsfaktor. Aussagen von Unternehmern: • Langlebigkeit ist gefordert • Nachhaltigkeit ist Wettbewerbsvorteil • Rohstoffe sind viel zu billig • (Produkte) Ausleihen statt verkaufen
Stoffkreisläufe schliessen, aber wie?
• Handeln auf mehreren Niveaus
• Optimierung der Produktion
• Schliessen der Stoffkreisläufe über das Unternehmen
hinaus ("Sekundär-Rohstoff-Wirtschaft")
• Einführen EcodesignVon Stoffflüssen zu Stoffkreisläufen
Minimierung von Material-
Redesign
verbrauch und Abfällen
Level 1 Level 2 Level 3 Eco-Design
Reduktion Internes Externes Modifikation
durch Prozess- Recycling Recycling Produkt
optimierung
Material-Art Material-Menge Wiederverwend-
barkeitWo stehen wir heute?
BS HS
RS 1
RS 2
Produktionsprozess
RS 3 Produkt
Elektrizität
Foss. Brst. Wärme
Abwärme Abfälle
Nutzung
Abfall
Fernwärme Wärme
KVA
Stromnetz Elektrizität
Abwärme Schlacke
Umwelt Emissionen DeponieSchritt 1: Prozessoptimierung Ebene Betrieb
BS HS
RS 1
RS 2
Produktionsprozess
RS 3 Produkt
Prozessoptimierung
Elektrizität
Foss. Brst. Wärme
Abwärme Abfälle
Nutzung
Abfall
Fernwärme Wärme
KVA
Stromnetz Elektrizität
Abwärme Schlacke
Umwelt Emissionen DeponieVon Abfällen zu Sekundär-Rohstoffen
BS HS
RS 1
RS 2
Produktionsprozess
RS 3 Produkt
Prozessoptimierung
Elektrizität
Foss. Brst. Wärme
Abwärme Abfälle
Nutzung
Wärme Abfall
Abfallzerlegung
z.B. Plagazi Emissionen Umwelt
Elektrizität
H2 CO2 Schlacke Deponie
H2- CO2-Gas- Landwirt-
Mobilität
Wirtsch. wirtsch. schaft
Syngas Sequestr.Verbesserungen am Kernprodukt: Ecodesign
BS HS
RS 1
RS 2
Produktionsprozess
RS 3 Produkt
Prozessoptimierung
Elektrizität
Foss. Brst. Wärme
Abwärme Abfälle
Nutzung
RecyclingSchritt 4: Neue Geschäftsmodelle
• Nicht mehr Produkte verkaufen wie heute, sondern
deren Nutzen
• Textilien ( Wäscheria), Schuhe, …
• UNIDO: Chemical Leasing (https://chemicalleasing.org/what-
chemical-leasing)
• Chemical Leasing ist ein alternativer Ansatz, der das
Geschäftsmodell "auf den Kopf stellt": Rendite steigt nicht
mit mehr verkauftem Volumen, sondern mit weniger
• Geschäftserfolg hängt nicht vom verkauften Chemikalien-
Volumen ab, sondern von der Dienstleistung den die
Chemikalien erbringenStoffkreisläufe, Grundsätze • Wie kommt man von Stoffflüssen zu Stoffkreisläufen? • Grundsätzlich: Umdenken – Verhaltensänderung • Jüngere Generationen verlangen schonenden Umgang mit Ressourcen • Ziele • Langlebigkeit • Reparierbarkeit • Neue Geschäftsmodelle
Stoffkreisläufe, Vorgehen I
• Bestandsaufnahme = Prozessanalyse
• Systematische Aufnahme, welche Wege Stoffe durch das
Unternehmen nehmen. Was passiert wo?
• Materialbilanz erstellen
• Identifizieren von Stellen, wo/warum Abfälle entstehen
• Erarbeiten von Verbesserungsmassnahmen
• Implementieren der Massnahmen
• Monitoring/ErfolgskontrolleStoffkreisläufe, Vorgehen II • Kriterien bei der Stofffluss-Analyse • Grösse des Stoffflusses • Kosten des Stoffflusses • Toxizität/Umweltbelastung des Stoffflusses • Rechtliche Rahmenbedingungen für den Stofffluss
Stoffkreisläufe, Vorgehen III • Ausführen einer Materialfluss-Analyse • Analog zur Energiefluss-Analyse • Ziel definieren • Abgrenzungen (Systemgrenze festlegen) • Prozessschritte definieren • Qualitatives Stofffluss-Diagramm • Menge je Strom erfassen Stromtabelle • Interpretieren, Schlüsse ziehen • Massnahmen realisieren
Stoffkreisläufe, Systemabgrenzung
Luftfilter
Vorbehandlung Primer Trocknen
Spritzen
Dampferzeuger Reinigung
SystemgrenzeStoffkreisläufe, Vorgehen III • Ausführen einer Materialfluss-Analyse • Analog zur Energiefluss-Analyse • Ziel definieren • Abgrenzungen (Systemgrenze festlegen) • Prozessschritte definieren • Qualitatives Stofffluss-Diagramm • Menge je Strom erfassen Stromtabelle • Interpretieren, Schlüsse ziehen • Massnahmen realisieren
Stoffkreisläufe, qualitative Stoffflüsse
Farbe, Verdünner, Detergenz, Filter, Luft,
Abklebband, Filter, Luft Farbe Verdünner
Luftfilter
Luft, Farbe, Verdünner Luft, Verdünner
Ölige
Teile Vorbehandlung Primer Trocknen Fertige
Teile
Spritzen Feuchte
saubere Teile
Teile
Werkzeuge
Wasser Dampferzeuger Reinigung
Abschlämmung Verdünner Abfall- Druckluft Systemgrenze
VerdünnerStoffkreisläufe, Vorgehen III • Ausführen einer Materialfluss-Analyse • Analog zur Energiefluss-Analyse • Ziel definieren • Abgrenzungen (Systemgrenze festlegen) • Prozessschritte definieren • Qualitatives Stofffluss-Diagramm • Menge je Strom erfassen Stromtabelle • Interpretieren, Schlüsse ziehen • Massnahmen realisieren
Stoffkreisläufe, Stromtabelle
Input Output
Strom Name Menge Einheit Strom Name Menge Einheit
E1 ölige Teile 20'400 kg A1 fertige Teile 20'000 kg
E2 Wasser 9'500 m3 A2 darauf Farbe 800 kg
E3 Detergenz 60 l A3 Abwasser 50'000 kg
E4 Farbe 4'000 kg A4 Öl, Schlamm 793 kg
E5 Verdünner 2'000 A5 Staub 100 kg
E6 Abklebband 450 Rolle A6 Abfallverdünner 1'400 kg
E7 Filter 100 kg A7 Filter 2'700 kg
E8 Verdünner 3'000 kg A8 Abdeckmaterial n.q.
E9 Luft 59'000'000 m3 A9 Abluft 101'000'000 m3
E10 Druckluft 39'000 m3Stoffkreisläufe, Vorgehen III • Ausführen einer Materialfluss-Analyse • Analog zur Energiefluss-Analyse • Ziel definieren • Abgrenzungen (Systemgrenze festlegen) • Prozessschritte definieren • Qualitatives Stofffluss-Diagramm • Menge je Strom erfassen Stromtabelle • Interpretieren, Schlüsse ziehen • Massnahmen realisieren
Stoffkreisläufe, Vorgehen IV • Erfolgskontrolle • Wirkung der realisierten Massnahmen erfassen und ausweisen
Stoffkreisläufe, Vorgehen V
Stoffkreisläufe, Vorgehen V
Ressourceneffizienz in der Zementherstellung • Beispiel Jura Cement Fabriken • Herstellung von Zementklinker • Brennen von Kalkstein und Mergel (aus dem Steinbruch) im Drehrohrofen bei 1'450°C • Grosser Brennstoffbedarf für Brennen • 630'000 MWh/a (entspr. rund 40'000 – 65'000 Wohnungen) • Grosser Strombedarf für Mahlen und Luft/Abgas- Förderung • 74'500 MWh/a (entspr. rund 16'500 Haushalten) • Daher ist Prozessoptimierung eine kontinuierliche Aufgabe
Prozessoptimierung bei Jura Cement (Wildegg) • Von 2012 bis 2019 wurden 113 Massnahmen realisiert • Dadurch • Reduktion des Brennstoffverbrauchs • Reduktion des Elektrizitätsverbrauchs • Reduktion des Rohmaterialverbrauchs • Abwärmenutzung • Intern: im Prozess • Extern: Fernwärme • Weitergehende Abwärmenutzung • Restliche Abwärme in Strom umwandeln
Steigerung der Energieeffizienz Jura Cement
Verlauf Energieverbrauch bei Jura Cement
160'000
Energieverbrauch
150'000
140'000
130'000
120'000
110'000
100'000 Steinkohle
Elektrizität
90'000
80'000
70'000
60'000
2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019Auswirkungen bei der Zementherstellung • Einsatz alternativer Brenn- (und Roh-)stoffe bedeutet • Reduktion des Verbrauchs fossile Energieträger • Reduktion CO2 • Reduktion Rohmaterialverbrauch aus dem Steinbruch • Steigerung der Ressourceneffizienz
Das Beispiel elis/Wäscheria • Das Unternehmen ist eine gewerbliche Wäscherei • Die ankommende Wäsche wird sortiert und dann in die Waschtrommel gegeben • Wärmezufuhr ab Gaskessel • Nach Wäsche • Pressen (= Entwässerung) • Tumbler • Mangel • Zusammenlegen
Massnahmen bei elis/Wäscheria
• Das Unternehmen setzte viele Massnahmen um, um
den Betrieb möglichst ökologisch zu machen
• Energie
• Maximale WRG aus dem heissen Wasser und der Abluft
• Stoffflüsse
• Schwergewicht Wasser
• Mehrfachnutzung
• Waschmittel
• Je nach Wäsche wird das Waschmittel individuell aus
Grundsubstanzen zusammengemischtelis/Wäscheria: Geschäftsmodell
• Die Wäsche ist nicht im Besitz der Nutzer, sondern im
Besitz der Wäscherei ( Vermietung sauberer Wäsche)
• Der Übergang von Einweg-Wäsche zu wieder-
verwendbarer Wäsche ist vollbracht
• Daher im Interesse der Wäscherei
• Hohe Textilqualität ( lange Lebensdauer, hoher
Abriebwiderstand)
• Geringer Energie- und Ressourcenverbrauch
• Schonende BehandlungWas lernen wir? I
• Materialeffizienz ist für Unternehmen ebenso
interessant wie die Energieeffizienz – aber die
Materialkosten sind um Faktoren grösser auch der
Nutzen
• Ressourceneffizienz ist ein Thema, das auf der
politischen Agenda erscheint
• PI 20.433 "Stärkung der Kreislaufwirtschaft" verlangt u.a.:
• Dauerhafte Verbesserung der Ressourceneffizienz
• Abfälle müssen stofflich verwertet werden, wenn dies technisch
möglich und wirtschaftlich tragbar ist
• Stofflich verwertet werden müssen insbesondere …Was lernen wir? II
• Wie bei der Energieeffizienz können wir durch proaktives
Handeln Notwendigkeiten in Chancen verwandeln und
den Handlungsbedarf "der Politik" reduzieren
• Bei der Materialeffizienz stehen wir, wo die Energie-
effizienz ca. Mitte der 90er-Jahre stand. Erkenntnisse:
• Es sind grosse Potentiale vorhanden
• Die Massnahmen zum Ausschöpfen der Potentiale sind rentabel
• Das Handeln in diesem Bereich hat auch eine gesellschaftliche
Dimension
• Das frühzeitige Handeln reduziert zukünftige Risiken (auch) im
Bereich des RessourcenverbrauchsSie können auch lesen
