Ressourcenschonung im Anthropozän - Umweltbundesamt
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Ressourcenschonung im Anthropozän
1
U1
GELEITWORT
Im Laufe der Jahrhunderte, vor allem aber in den Jahrzehnten
der Nachkriegszeit, haben die Bürgerinnen und Bürger unseres
Landes einen enormen, aber verborgenen Reichtum angehäuft:
Wir sind umgeben von einem vom Menschen gemachten, sprich
anthropogenen Lager in Höhe von über 50 Milliarden Tonnen
an Materialien. Viel davon befindet sich im Gebäude-, Infra-
struktur-, Anlagen- und Konsumgüterbestand. Noch wächst
dieses anthropogene Lager Jahr für Jahr um weitere zehn Tonnen
pro Einwohner an und stellt für künftige Generationen eine
substanzielle Ressource dar.
Bisher verbaute und unzugängliche Materialien werden freigesetzt, können wie-
Maria Krautzberger derverwendet und recycelt werden: Mineralische Materialien wie Beton, Gips
Präsidentin des Umweltbundesamtes
oder Ziegel, Basismetalle wie Stahl, Kupfer oder Aluminium, spezielle Techno-
logiemetalle wie Neodym, Cobalt oder Tantal, aber auch andere Materialien wie
Kunststoffe, Asphalt oder Holz werden wieder als Sekundärrohstoffe zugängig.
Für ein als „rohstoffarm“ geltendes Land wie Deutschland ist dies ein ungeheurer
Reichtum. Insbesondere in Hinblick auf einen zunehmenden internationalen
Wettbewerb um die knappen Rohstoffe der Erde und die notwendige Drosselung
der hohen weltweiten Umweltbelastungen der Primärrohstoffgewinnung.
Inwiefern das anthropogene Lager aber einen wichtigen Beitrag zur Sicherung
der Lebensgrundlagen bestehender und zukünftiger Generationen leisten kann,
hängt davon ab, wie gut es gelingen wird, den Herausforderungen zu begegnen.
Denn die immense Stoff- und Produktvielfalt, komplexe Nutzungskaskaden und
rasante Technologiezyklen der Produkte und Güter erschweren letztlich eine
hochwertige Aufbereitung und Rückgewinnung. Hinzu kommen der demografische
Wandel, die Bedürfnisänderungen einer mobilen, schnelllebigen, digitalen und
alternden Gesellschaft und damit verbundene regional und zeitlich unterschied-
liche Bau-, Sanierungs- und Rückbauerfordernisse.
Seit einigen Jahren ist nun „Urban Mining“ in aller Munde, die quasi bergmän-
nische Rohstoffgewinnung im urbanen Raum – in der Stadt wie auch in der
Kommune. Genauer betrachtet verbergen sich dahinter bislang jedoch häufig
nur Konzepte einer erweiterten Siedlungsabfallwirtschaft. Aber im Gegensatz
zu dieser mit ihren recht kurzen und damit leicht erfass- und prognostizierbaren
Materialumlaufzeiten erfordert eine generationenübergreifende Aufgabe wie
Urban Mining weit umfangreichere Instrumente und eine weit vorausschauende
Strategie zum Stoffstrommanagement. Für derart große Materialmengen, die
erst nach langen Zeiträumen auf die Wirtschaft zukommen, braucht es ein Bewirt-
schaftungskonzept mitsamt einer prospektiven Wissens- und Entscheidungsbasis
für die Sekundärrohstoffwirtschaft und für die Kommunalpolitik. Hierfür
benötigen wir beispielsweise datenbankbasierte, dynamische und kreisscharfe
Prognosemodelle, um vorbereitet zu sein für das, was Urban Mining zum
Ressourcenschutz in einer zukunftsfesten Kreislaufwirtschaft beitragen kann.
Das Umweltbundesamt will mit dieser Broschüre ein gemeinsames Verständnis
zum Urban Mining vermitteln und dazu ermutigen, mit diesem Strategieansatz
konsequent voranzuschreiten. Ich wünsche Ihnen eine anregende Lektüre.
Maria Krautzberger
Präsidentin des Umweltbundesamtes
2
URBAN MINING
INHALT
01 / EINFÜHRUNG 4
Urban Mining: Modewort oder Mehrwert? 5
Transformationsprozesse im Anthropozän 9
Der Anstieg des anthropogenen Materiallagers 12
02 // URBAN MINING ALS BEWIRTSCHAFTUNGSKONZEPT 16
Was ist Urban Mining? 17
Lagerbildung langlebiger Güter 18
Städtischer und konventioneller Bergbau im Vergleich 22
3
Landfill Mining 27
03 /// ROHSTOFFPOTENZIALE IM ANTHROPOGENEN LAGER 28
Der Gesamtbestand 29
Dynamische Lager 34
Besondere Aufmerksamkeit für kritische Rohstoffe 35
Potenziale: Von Ressourcen zu Reserven 39
04 //// STRATEGISCHE LEITFRAGEN 44
05 ///// DEN WEG EBNEN – AKTIVITÄTEN UND MASSNAHMEN 48
Forschung – die richtigen Akzente sind gesetzt 49
Im Fokus – Erschließung und Aufbereitung von Baurestmassen 50
Gütegesicherte Recycling-Baustoffe 52
Schadstoffe ausschleusen 54
Materialpässe als zeitlose Informationsquelle 56
Recyclingeffizienz erhöhen – Downcycling verhindern 57
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 62
LITERATURVERZEICHNIS 64
IMPRESSUM 68
EINFÜHRUNG
EINFÜHRUNG
4
Bis dieser PKW ausgeliefert
wird, hat er bereits
einen Rohstoffeinsatz von
15 Tonnen.
URBAN MINING
Urban Mining: Modewort oder anthropogene, also vom Menschen angelegte
Mehrwert? Lager immer weiter anwächst, warum es dann
nicht verstärkt als Rohstoffquelle nutzen? Warum
Rohstoffe sind ein wesentlicher Grundpfeiler immer tiefer nach Bodenschätzen schürfen
des heutigen Lebens und des Wohlstands. Um oder die Importe aus fernen Ländern immer
den Bedarf zu decken, ist Deutschland zuneh- weiter steigern, wenn der materielle Reichtum
mend auf Importe angewiesen – mittlerweile buchstäblich vor der eigenen Tür liegt? Urban
werden jährlich über ein Drittel der bundesweit Mining betrachtet unseren unmittelbaren
benötigten Materialien, rund 600 Mio. Tonnen, Lebensraum selbst als Rohstoffquelle. Es geht
eingeführt. Tatsächlich müssen für diese Importe im weitesten Sinne um die Gewinnung von
weltweit 1,7 Mrd. Tonnen an Primärrohstoffen Wertstoffen aus all jenen Quellen, die von
gewonnen und geerntet, d. h. unmittelbar der Menschenhand geschaffen worden sind, also:
Natur entnommen werden [1]. Denn wir impor- Gebäude, Infrastrukturen, (langlebige) Konsum-
tieren nicht nur Rohstoffe, sondern vielfach und Anlagegüter und anderes mehr. Urban
höherverarbeitete Produkte, die entlang ihres Mining weitet damit das aus der klassischen
5
bisherigen Lebensweges weitaus mehr Rohstoffe Recyclingwirtschaft bekannte Diktum „Abfall
erfordern, als es ihr tatsächliches Gewicht ist Rohstoff“ aus.
vermuten lässt. So hängt allein an einem
importierten Mittelklasse-PKW ein Rohstoffein- In der Wissenschaft seit Jahren bekannt, hat sich
satz von ca. 15 Tonnen, bis dieser ausgeliefert das Urban Mining-Konzept binnen Kurzem zu
werden kann. Zu den importierten Rohstoffen einem Modewort entwickelt, unter dessen
kommen die inländisch gewonnenen – pro Jahr Deckmantel eine Goldgräberstimmung vor der
ca. 1,1 Mrd. Tonnen [2]. eigenen Haustür geschürt wird. Zum Teil wird
suggeriert, dass sich in Bauschutt, Mobiltele-
Insgesamt liegt die direkte Materialnutzung fonen oder alten Haushaltsgeräten regelrechte
der deutschen Volkswirtschaft – unter Abzug Schätze verbergen, die nur darauf warten, gehoben
der Exporte – im Inland bei jährlich rund zu werden. Doch wenn Begriffe wie Elektroschrott,
1,3 Mrd. Tonnen. Die Materialmenge entspricht Schubladenhandys, Altautorecycling, Wert-
einem würfelförmigen Betonquader mit stofftonne oder Deponieschatzkarte in einem
800 Meter Kantenlänge, der in dieser Größe Atemzug genannt werden, liegt der Verdacht nahe,
auch innerhalb der Bundesrepublik verbleibt dass mit dem Begriff „Urban Mining“ lediglich
– Jahr für Jahr. Wo aber geht dieser immense ein medienwirksam inszeniertes neues Gewand
Materialstrom hin? Offensichtlich wächst die für die gesamte Abfall- und Rohstoffwirtschaft
Volkswirtschaft physisch immer weiter an, gefunden wurde – und damit auch altbekannte
denn weniger als ein Drittel dieser Menge lässt Antworten für zum Teil altbekannte Fragen und
sich jährlich als Abfall registrieren. Probleme der Abfallwirtschaft, z. B. zur Getrennt-
sammlung von Siedlungsabfällen, der Wahrneh-
Angesichts des enormen Rohstoffbedarfs und mung der Produktverantwortung, dem illegalen
knapper natürlicher Ressourcen sind Alternativen Elektroschrottexport oder der thermischen
gefragt. Hier setzt eine in den letzten Jahren Beseitigung, um Schadstoffe auszuschleusen.
populär gewordene Maxime an – Urban Mining, Eine neue Aufmachung kann zwar hilfreich sein,
zu Deutsch „städtischer Bergbau“: Wenn das um alten Problemen wieder zu Aufmerksamkeit
EINFÜHRUNG
zu verhelfen. Gleichwohl liegt darin die viel reicherung verhindert werden. Kreislaufwirtschaft
größere Gefahr, dass das Innovative verloren geht erfordert also ein Denken in Stoffströmen aus
und Urban Mining zu einer bloßen Worthülse einer Lebenszyklus-Perspektive, welche die
verkommt, die je nach Kontext mit unterschied- gesamte globale Wertschöpfungskette von der
lichen Inhalten gefüllt werden kann. Das wäre Rohstoffgewinnung bis hin zur Abfallbewirtschaf-
bedauerlich, denn Urban Mining enthält tung berücksichtigt. Urban Mining kann hier als
wesentliche neue Ansätze und ist als Strategie strategischer Ansatz des Stoffstrommanagements
auf dem Weg zu einer ressourcenschonenden helfen, die Potenziale der Kreislaufwirtschaft zu
Kreislaufwirtschaft bedeutsam. nutzen und dabei unterschiedliche Interessen
zusammenzuführen [4, 5]. Die folgenden sechs
Die Abkehr vom ressourcenintensiven, linearen Aspekte mögen dies beispielhaft illustrieren:
Wirtschaftsmodell des „take, make, consume and
dispose“ hin zu einer ressourceneffizienten 1. Erschließung des Sekundärrohstoffauf-
Kreislaufwirtschaft ist erklärtes Ziel der EU [3]. kommens und Reduzierung der Importab-
Um dahin zu gelangen, müssen die in Produkten hängigkeit
enthaltenen Materialien möglichst in ihrer bishe- Deutschland verfügt zwar noch über einen
rigen Funktionalität in einem Materialkreislauf nennenswerten einheimischen Bergbau für Roh-
gehalten und dabei eine Schad- und Störstoffan- stoffe wie Kalisalz und Spezialtone, ist aber bei
Abbildung 1
Nettoabfallaufkommen in Deutschland pro Kopf [2014]
3.000
6
2.500 2.581 kg
96 kg Sonstige
7 kg Elektroaltgeräte
70 kg Verpackungen
2.000
98 kg Papier und Pappe
kg / Einwohner
30 kg Glas
71 kg Garten- und Parkabfälle
51 kg Biotonne
1.500 30 kg Sperrmüll
175 kg Hausmüll
1.000
733 kg
500 629 kg
372 kg
0
Abfälle aus der Gewinnung und
Bau- und Produktions- und Siedlungsabfälle
Behandlung von Bodenschätzen
Abbruchabfälle Gewerbeabfälle
Quelle: [9]
URBAN MINING
Erzen und Metallen zu 100 Prozent auf Importe weil wir einen so hohen anthropogenen Lager-
angewiesen [105]. Deshalb besitzt Recycling bestand haben? Urban Mining kann helfen,
eine hohe Priorität, so werden beispielsweise den Primärrohstoffbedarf zu senken und damit
30 Prozent der Kupferhalbzeug- und Kupferguss- anderen Ländern den Zugriff zu Rohstoffen zu
produktion aus inländischen Kupferschrotten erleichtern und deren Entwicklung zu begünstigen.
erzeugt. In der deutschen Stahlproduktion werden
bereits mehr als 50 Prozent durch den Einsatz 5. Abfallbewältigung
von Altschrotten und Schrottabfällen aus der 2014 lag das Nettoabfallaufkommen in
Produktion hergestellt. Auch bei kritischen Deutschland bei rund 350 Mio. Tonnen, das macht
Technologiemetallen wie etwa den in Generatoren pro Kopf rund 4,3 Tonnen Abfall [9] (s. Abbildung
von Windkraftanlagen zum Einsatz kommenden 1). Nur ein Siebtel davon sind sogenannte haus-
Seltenen Erden Neodym und Dysprosium lässt haltstypische Siedlungsabfälle wie Hausmüll,
sich mit selektiver Rückgewinnung perspektivisch Verpackungen, Papier und Glas, die überwiegend
die Importabhängigkeit mindern. aus kurzlebigen Gütern stammen. Doch dieser
relativ kleine Teil bekommt in der öffentlichen
2. Bewältigung von Rohstoffknappheiten Debatte, etwa um das Wertstoffgesetz, die größte
Viele Zukunftstechnologien basieren auf kriti- Aufmerksamkeit. Die Novellierung der hebel-
schen Technologiemetallen, d. h. sie sind nicht wirksameren Gewerbeabfallverordnung ging
nur risikobehaftet in der Beschaffung, sondern demgegenüber fast lautlos vonstatten. Mit Urban
Das Recycling von
auch unverzichtbar. Für einige Elemente wie Gold, Mining rückt die Frage, was mit den restlichen Metallen trägt
Zinn und Antimon würde ein fortschreitender 3,7 Tonnen und den langlebigen Gütern passiert, erheblich zur Scho-
nung natürlicher
Anstieg der Nachfrage schon in drei bis vier in den Fokus. Ressourcen bei.
Jahrzehnten die derzeitige Reservenbasis, d. h.
die technisch derzeit abbauwürdigen Lagerstät-
ten, überschreiten. Es ist fraglich, ob in gleichem
Umfang neue Lagerstätten entdeckt werden
7
können, um die Reservenbasis entsprechend
auszuweiten. Daraus resultierenden Knappheiten
ließe sich durch Urban Mining entgegenwirken.
3. Wirtschaftliche Vorteile
Recycling erhöht die inländische Wertschöpfung
und trägt zu erheblichen Kosteneinsparungen
im produzierenden Gewerbe bei. Die deutsche
Sekundärrohstoffwirtschaft stellte 2007 Kupfer
und Stahl im Gesamtwert von 8,6 Mrd. Euro bereit.
Daraus ergeben sich gegenüber Primärmetallen
Kosteneinsparungen von 1,5 Mrd. Euro [6]. Urban
Mining wird dazu beitragen, die inländische
Wertschöpfung durch Recycling weiter zu
steigern. Schon jetzt sind Recyclingaktivitäten
mit 29,1 Mrd. Euro Umsatz 2014 und einem
jährlichen Wachstum von 3,5 Prozent unange-
fochtener Kernbereich des Gesamtmarktes zur
Kreislaufwirtschaft (41 Prozent) [7].
4. Beitrag zur globalen
Verteilungsgerechtigkeit
Die direkte inländische Materialnutzung ist in
Deutschland mit rund 16 Tonnen pro Kopf und
Jahr noch um das Drei- bis Vierfache höher als in
Schwellenländern wie Indien und etwa doppelt
so hoch wie in China [8]. Und das obwohl oder
EINFÜHRUNG
8
Gemischte Bau- 6. Ökologische Entlastung gesamte etablierte Siedlungsabfallwirtschaft
und Abbruchab-
fälle zu recyceln, Allein das Recycling von Kupfer, Stahl und subsumiert werden. Vielmehr gilt es, den Fokus
stellt eine große
Herausforderung
Aluminium spart in Deutschland 406 Petajoule auf den Gesamtbestand an langlebigen Gütern
dar. Zukünftig an Primärenergieaufwand ein, immerhin fast und deren intelligente Bewirtschaftung in der
soll daher die
Getrenntsammlung drei Prozent des jährlichen Primärenergiever- Anthroposphäre, dem vom Menschen gestalteten
verbessert werden.
brauchs Deutschlands. Dies entspricht dem Lebens- und Wirkungsraum, zu legen. Angesichts
jährlichen Brennstoffeinsatz von zwei großen der Verweilzeiten stellt es für Urban Mining eine
Braunkohlekraftwerken. Zudem sind mit dem große Herausforderung dar, für die Gewinnung
Recycling weltweite Rohstoffeinsparungen von von Sekundärrohstoffen aus langlebigen Gütern
181 Mio. Tonnen jährlich verbunden, mitsamt zu erfassen, welche Materialien in welchem
den sonstigen Umweltwirkungen durch deren Umfang wann und wo wieder aus dem anthropo-
Veredelung und Weiterverarbeitung (2007) [6]. genen Lager freigesetzt werden.
Ein strategischer Ausbau der Sekundärrohstoff-
gewinnung durch Urban Mining könnte diese Im Kontext der globalen Rohstoffgewinnung kann
Einsparungen noch beträchtlich erhöhen. der Urban Mining-Ansatz für einen zukünftigen
Paradigmenwechsel stehen: Stoffstrommanage-
Damit Urban Mining nicht zu einem inhalts- ment und Bewirtschaftungskonzept langlebiger
leeren Modewort wird, sondern die genannten Güter als Beitrag zur Schonung natürlicher
Möglichkeiten ausgeschöpft werden können, Ressourcen. Um den grundlegenden Umbruch
ist es notwendig, dass der Begriff einheitlich zu verstehen, hilft ein Blick auf die Anthropo-
verstanden wird und inhaltlich klar ausgerichtet sphäre selbst und ihre Wechselwirkungen mit
ist. Unter „Urban Mining“ soll gerade nicht die der Ökosphäre.URBAN MINING
Transformationsprozesse im und der Bio- und Geosphäre beschreibt, gilt
Anthropozän nach wie vor: Die verschiedenen Sphären sind
Teil eines nahezu geschlossenen Systems, das
Der hinter dem Urban Mining stehende Wieder- durch die ständige Energiezufuhr der Sonne
verwendungs- und Verwertungsgedanke ist angetrieben wird.
keineswegs neu. Die Gewinnung von Sekundär-
rohstoffen aus ausgedienten Gütern ist keine Neu sind das Ausmaß der Wechselwirkungen,
Erfindung der Moderne. Viele mineralische das zwischen der menschlichen Sphäre und
Materialien, wie bearbeitete Granitsteine, oder den anderen Sphären besteht, sowie der rasante
Eisenbeschläge wurden gerade vor der indus- Anstieg des weltweiten gesellschaftlichen
triellen Revolution bis zur Unbrauchbarkeit Rohstoffhungers während der letzten Jahrzehnte.
weitergenutzt und wiederverwertet, da sie zu Ein genauer Blick auf die Anthroposphäre bietet
wertvoll waren und ihre Herstellung zu aufwendig, den Schlüssel zum Verständnis, warum Urban
um sich ihrer vorschnell zu entledigen. Auch das Mining in Zukunft von so großer Tragweite sein
Modell, das die Wechselwirkung zwischen dem wird (s. Abbildung 2).
menschlichen Lebensraum, der Anthroposphäre,
Abbildung 2
Anthropogener Stoffwechsel mit der natürlichen Umwelt
Erde
Anthroposphäre
9
Biosphäre
Aufbereitung Produktion
Erneuerung
Instandsetzung
Recycling
Verwertung
Wiederverwendung
Verwertung Nutzung
Geosphäre
Energie
Material
Eigene Darstellung nach [10]EINFÜHRUNG
Die Anthroposphäre ist der gesellschaftliche, die Nutzbarmachung fossiler Energieträger –, der
technologische und kulturelle Wirkungsraum nicht nur einen massiven Eingriff in geologische
des Menschen, in dem er lebt, arbeitet, kommu- Stoffkreisläufe, sondern auch eine großflächige
niziert und wirtschaftet. Der Mensch entnimmt Entkopplung der zunehmend industrialisierten
seiner natürlichen Umwelt Rohstoffe, und bedient Landwirtschaft von natürlichen Nährstoffkreis-
sich dabei weiterer natürlicher Ressourcen. läufen mit sich brachte [14]. Der anthropogene
Dadurch verlagert er sie in die Anthroposphäre, Metabolismus hat sich qualitativ und quantitativ
in der seine von ihm gebauten und betriebenen seitdem enorm intensiviert, sodass mittlerweile
biologischen und technischen Prozesse stehen von einer neuen erdgeschichtlichen Epoche
und in der seine Aktivitäten stattfinden. gesprochen wird: dem Anthropozän, dem Zeit-
alter des Menschen [15, 16]. Ein wichtiges Indiz
Die entnommenen Rohstoffe werden zu Infra- dafür, dass die erdgeschichtliche Epoche des
strukturen, Wohn- und Nichtwohngebäuden sowie Anthropozäns begonnen hat, sind menschen-
Gütern des täglichen Gebrauchs transformiert und verursachte Phänomene des Klimawandels,
bilden sogenannte anthropogene Lager. Diese die Versauerung von Ozeanen, Versteppung,
Lager umfassen die Masse an Material, die in Erosion, Schwermetallbelastungen, radioaktive
einem stofflichen System am Ende eines Bilanz- Verstrahlung und Biodiversitätsverlust [17].
zeitraums verbleibt. Die Größe eines Lagers ergibt Nach biophysikalischen Methoden und Modellen
sich als Summe des Anfangsbestands sowie des lässt sich ein globaler „safe operating space“
Saldos aus Zu- und Abflüssen. Je nachdem, ob ein definieren, innerhalb dessen ökologischer
Lager anwächst oder schrumpft, kann es Quelle Grenzen ein sicheres und nachhaltiges Leben
oder Senke von Materialien sein [10, 11]. für die Menschheit gewährt bleibt. Für vier von
neun definierte planetare Grenzen haben wir die
Die Anthroposphäre ist geprägt durch einen Belastungsgrenzen aller Wahrscheinlichkeit
immensen Transformationsprozess. Alle mensch- nach bereits überschritten [18, 19]. All dies
lichen Aktivitäten produzieren mit jeder Form der sind existenzielle Ausprägungen des gestörten
10
Nutzung von Materialien und deren Umwandlung Stoffwechsels zwischen der Anthroposphäre und
Abfälle und Emissionen. Diese werden teils gezielt, den übrigen Sphären – die Soll-Buchung einer
teils auch ungewollt in Deponien abgelagert, in nicht nachhaltigen Lebens- und Wirtschaftsweise.
Gewässer eingeleitet oder in die Atmosphäre
ausgestoßen. Die Anthroposphäre kann als
eigenständiger Metabolismus aufgefasst werden,
der Stoffwechselbeziehungen zu seiner Umwelt
unterhält. In Fachkreisen wird schon seit Langem
von einem anthropogenen – oder synonym auch
von einem sozioökonomischen, industriellen oder
technischen – Metabolismus gesprochen [12, 13].
Teile der Umwelt wie Geosphäre, Hydrosphäre
und Atmosphäre werden dabei nicht nur bei der
Rohstoffentnahme kolonisiert, sondern auch
infolge des Outputs des anthropogenen Stoff-
wechsels. Die Grenzen der Sphären sind fließend
und werden durch dynamische Stoffwechselbe-
ziehungen permanent verschoben.
Der anthropogene Stoffwechsel war auf globalem
Niveau in der Menschheitsgeschichte lange Zeit
ohne existenzielle Auswirkung auf die natürliche
Umwelt, deren Senkenkapazität durch ein
Ineinandergreifen von biologischen und geo-
Der Mensch als
logischen Stoffkreisläufen in einem stabilen erdgeschichtlicher
Gleichgewichtszustand verharrte. Es war erst der Faktor: Verlust der
Nacht durch künst-
revolutionäre industrielle Wandel – getrieben durch liche Beleuchtung.URBAN MINING
11EINFÜHRUNG
Abbildung 3
Globale Rohstoffgewinnung [1900 – 2009]
70
60
50
Milliarden Tonnen
40
30
20
10
12
0
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2009
Biomasse Fossile Energieträger Erze und Industriemineralien Baumineralien
Quelle: [20]
Der Anstieg des anthropogenen die Gewinnung und Verarbeitung von Erzen,
Materiallagers Industriemineralien und Baumineralien um ein
Sechs- bis Achtfaches erhöht [20].
Die beschriebene Intensivierung des anthropo-
genen Metabolismus ließ die globale Rohstoff- Die anthropogenen Stoffflüsse zahlreicher Metalle
entnahme binnen des 20. Jahrhunderts um ein durch Bergbau, Produktion und Konsum liegen
Achtfaches steigen (s. Abbildung 3). Bei einer mittlerweile in der gleichen Größenordnung wie
gleichzeitigen Vervierfachung der Bevölkerungs- deren natürliche, geologische Flüsse durch
zahl hat sich der Rohstoffbedarf pro Kopf also Sedimentation, Abtragung oder Tektonik [21]. Für
verdoppelt, allein der Biomassebedarf pro Kopf Kupfer übersteigen die anthropogenen Flüsse die
ist trotz absolutem Anstieg nahezu unverändert natürlichen (mit jährlich ca. 15 Mio. Tonnen)
geblieben (s. Abbildung 4). Die Nutzung fossiler schon um ein Dreifaches. Eine rasante Entwicklung,
Energieträger, deren mittelbare Auswirkungen denn von den schätzungsweise 400 Mio. Tonnen
auf den anthropogenen Klimawandel als eine Kupfer, die durch Menschenhand gewonnen
der offenkundigsten „Stoffwechselstörungen“ wurden, stammen mehr als 97 Prozent aus dem
spürbar sind, hat sich dagegen verdreifacht. 20. Jahrhundert [22].
Nicht zuletzt mit diesem Energieeinsatz hat sichURBAN MINING
Abbildung 4
Globale Rohstoffgewinnung pro Kopf [1900 – 2009]
10
8
6
Tonnen
4
2
13
0
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2009
Biomasse Fossile Energieträger Erze und Industriemineralien Baumineralien
Quelle: [20]
Die Qualität der Verlagerung zeigt sich unterdessen Transformation hat in menschlichen Zeiträumen
in der Diversität an Stoffen, die unter anderem von nur wenigen Generationen stattgefunden
durch die Entwicklung neuer Technologien [25]. Und sie ist vor allem eine Entwicklung
ausgelöst wurde. Wurden zu Beginn des 18. der Industrieländer, die zwar nur 15 Prozent
Jahrhunderts nur 14 chemische Elemente in der Bevölkerung stellen, aber rund ein Drittel
irgendeiner Form wirtschaftlich genutzt, waren des globalen Rohstoffverbrauchs haben. Auf
es um 1900 schon 32 der zu diesem Zeitpunkt Deutschland bezogen bedeutet das, dass rund
bekannten 83 Elemente. Im Jahr 2000 wurden ein Prozent der Weltbevölkerung vier Prozent
alle 80 natürlichen, stabilen Elemente des der Rohstoffe für sich beansprucht.
Periodensystems sowie sieben weitere radioaktive
Elemente wirtschaftlich genutzt [23]. Allein Angetrieben von dem immensen Rohstoffzugriff
auf einer PC-Leiterplatte befinden sich 44 unter- und Bevölkerungswachstum stieg die globale
schiedliche Elemente[24] (s. Abbildung 5, S. 14) Wirtschaftsleistung im vergangenen Jahrhundert
um den Faktor 24. Dabei hat die Volkswirtschaft
Die systematische und großskalige Verlagerung auch stofflich – physisch – erheblich „zugelegt“,
vieler Metalle und Mineralien aus der Geosphäre vor allem durch die Ansammlung von Metallen
in die Anthroposphäre und der dortigen und Baumineralien. Sie sind zum Großteil,EINFÜHRUNG
im Gegensatz zu den biotischen und fossilen rungszuwachs üben einen regelrechten Sog auf
Materialien, die überwiegend als Nahrungs- bzw. Rohstoffe aus. Mehr als 80 Prozent der einge-
Futtermittel oder Brennstoff verbraucht werden, henden Güterströme verbleiben in diesen und
noch nach vielen Jahrzehnten in der Anthro- bilden auf unbestimmte Zeit Lagerstätten [27].
posphäre vorhanden und bilden ein enormes Welche Bedeutung Städte und Siedlungen als
Materialreservoir. Rohstofflager haben, hängt außerdem von struk-
turellen Erneuerungs- und Änderungsprozessen
Das Gros an Metallen und Baumineralien wandert ab, denen sie unterliegen. Dichte, Größe und
in langlebige Investitionsgüter hochvernetzter Altersverteilung ihrer Bevölkerung schwanken,
städtischer Siedlungen, die dank komplexer die demografische Entwicklung und Migrations-
Infrastrukturen und Logistiksysteme als kulturelle trends erzeugen eine Pfadabhängigkeit, die
und wirtschaftliche Zentren fungieren. Die über das Schicksal von Städten und Siedlungen
anhaltende Urbanisierung seit Mitte des entscheidet. Bevölkerungsanstieg oder -schwund
20. Jahrhunderts hat urbane Kulturlandschaften ist wegweisend dafür, ob Städte und Siedlungen
geschaffen, in denen 2015 rund 55 Prozent der weiterhin ein starkes physisches Wachstum
Weltbevölkerung lebten [26], mit steigender erfahren oder ihr Materialhaushalt stagniert.
Tendenz. Typische urbane Räume mit Bevölke- Tatsächliche Schrumpfungen sind bislang nur
Abbildung 5
Vielfalt von Elementen auf einer Leiterplatte
As
Sc Se K Cd
14 Cs
Hf Sr
Co
Hg
Th Pt
Eu P
Zr La
Cr
Bi Be Cl
Ag
S Ta Mg
Na
Mo
Pd
Ca Al Sn
Au
Ce
Ti Si
Ni V
Br
Sb Mn
Zn Pb
Ba Fe
Cu
Parts per
Million (PPM): 10 0 101 102 103 104 105 106
Eigene Darstellung nach [24]URBAN MINING
FOTO
15
in Ausnahmefällen zu beobachten, werden aber in den Konsumbereich und Güterbestand. Ein Allein in deutschen
Bahnhöfen sind
zukünftig zunehmen. Zwei Entwicklungslinien weit verbreitetes Diktum lautet: „Abfall ist Materie rund 32 Mio.
Tonnen an Mate-
lassen sich daraus ableiten, die auf sehr unter- am falschen Ort“. Wird dem nicht Rechnung rialien langfristig
schiedliche Auffassungen verweisen [28]: getragen, könnten sich regional schon bald gebunden.
sehr große Abfallströme als Materie am falschen
1. Anthropogene Lager als Rohstoffquelle Ort erweisen, mit allen wirtschaftlichen und
Die anthropogenen Materiallager, die innerhalb ökologischen Konsequenzen.
des vergangenen Jahrhunderts in der gesamten
Volkswirtschaft aufgebaut worden sind und noch Welche Haltung das gesellschaftliche Bewusst-
immer bedeutend anwachsen, können erhebliche sein dominieren wird, ob die anthropogenen
positive Rückwirkungen auf die zukünftige Lager als Vermögen oder Last empfunden
Verfügbarkeit von Rohstoffen haben, indem werden, entscheidet sich weniger im globalen
aus diesen in großem Umfang Sekundärrohstoffe Metabolismus zwischen Anthroposphäre und
erschlossen werden. Ökosphäre. Den Ausschlag wird vielmehr der
Stoffwechsel innerhalb unserer anthropogenen
2. Anthropogene Lager als „Abfalllast“ Welt geben. Urban Mining kann hierzu als Stra-
Je stärker die Anthroposphäre wächst, desto mehr tegie und Denkausrichtung einen erheblichen
verlagern sich auch Abfall- und Emissionspoten- Beitrag leisten.
ziale aus der Rohstoffgewinnung und VerarbeitungURBAN MINING ALS BEWIRTSCHAFTUNGSKONZEPT
Urban Mining ist eine
aktive, gestalterische
Strategie.
16
URBAN MINING ALS
BEWIRTSCHAFTUNGS
KONZEPTURBAN MINING
Was ist Urban Mining? benutzten Elektro- und Elektronikgeräten.
Vielmehr ergänzt und unterstützt es diese
Aus Sicht des Umweltbundesamtes ist Urban methodisch und konzeptionell.
Mining die integrale Bewirtschaftung des
anthropogenen Lagers mit dem Ziel, aus Worin sich Urban Mining von der Abfallwirtschaft
langlebigen Produkten, Gebäuden, Infrastruk- unterscheidet, sind die Systemgrenzen der
turen und Ablagerungen Sekundärrohstoffe zu Betrachtung. Die Abfallwirtschaft beschäftigt
gewinnen. Als langlebig werden all jene Güter sich im Kern mit dem Abfallaufkommen an sich,
bezeichnet, die durchschnittlich ein Jahr oder dessen Menge, Zusammensetzung und einer
länger im Nutzungsraum verbleiben und Lager bestmöglichen und schadlosen Rückführung der
relevanter Größe bilden. Auch wenn die wört- Materialien in den Stoffkreislauf. Urban Mining
liche Übersetzung von Urban Mining „städti- bezieht dagegen den Gesamtbestand an langle-
scher Bergbau“ lautet, geht es nicht allein bigen Gütern, deren Lagerbildung sich schwerer
um innerstädtische Lager, sondern vielmehr um erfassen lässt, mit ein, um möglichst früh künf-
alle genannten Güter. Dabei ist es unerheblich, tige Stoffströme prognostizieren zu können und
17
ob die Güter noch aktiv genutzt und erst in ab- bestmögliche Verwertungswege abzuleiten und
sehbarer Zukunft freigesetzt werden, wie im Fall zu etablieren, noch bevor die Materialien als
industrieller und kommunaler Bauwerke sowie Abfall anfallen.
Elektrogeräten in Haushalten, oder nicht
mehr in Verwendung sind, wie etwa stillgelegte Informatorische und prognostische Instrumente
Bahntrassen, Abfalldeponien und Halden. Auch setzen bereits dann an, wenn Produkte in Verkehr
spielt es keine Rolle, ob die Güter ortsfest sind gebracht werden. Damit werden Bindeglie-
(z. B. Windkraftanlagen) oder mobil (z. B. Fahr- der zum Produktions- und Konsumbereich
zeuge). Sie alle sind Teil der Betrachtung. geschaffen. Der überwiegende Teil der aktiven
Siedlungsabfallwirtschaft, der sich maßgeblich
Die strategische Ausrichtung ist langfristig. der Bewirtschaftung von Abfällen kurzlebiger
Sie orientiert sich an den Lebensdauern und Güter widmet (Biomüll, Leichtverpackungen,
Lagerdynamiken der betrachteten langlebigen Altglas, Hausmüll), gehört aus Sicht des
Güter und versucht qualitativ hochwertige Umweltbundesamtes nicht in den Betrachtungs-
Stoffkreisläufe zu etablieren. Urban Mining bereich des Urban Mining.
zielt auf ein Stoffstrommanagement ab, das vom
Aufsuchen (Prospektion), der Erkundung (Ex-
ploration), der Erschließung und der Ausbeutung
anthropogener Lagerstätten bis zur Aufbereitung
der gewonnenen Sekundärrohstoffe reicht.
Urban Mining ist kein gänzlich von der Abfall-
wirtschaft losgelöster Ansatz. Es ersetzt auch
keineswegs regulierte abfallwirtschaftliche
Bereiche, beispielsweise zur Verwertung von
Altautos oder zur Reduktion der zunehmenden
Menge an Elektronikschrott aus nicht mehrURBAN MINING ALS BEWIRTSCHAFTUNGSKONZEPT
Abbildung 6
Globale Aluminiumflüsse und -bestände [2009]
Halbzeuge Endprodukte Verwendung
BAU
12,1 Mio. t 210 Mio. t
Bleche und Platten
VER
Primäraluminium Folien 10,8 Mio. t 179 Mio. t
29,4 Mio. t Dosenbleche
VPK
5 Mio. t
7,4 Mio. t
MB
Strangpressprodukte 3,7 Mio. t 66 Mio. t
ET
6,2 Mio. t 111 Mio. t
Drähte und Kabel
Recycling
42,6 Mio. t
LG
28 Mio. t
3,8 Mio. t
Formgussprodukte
9,8 Mio. 32,8 Mio.
t t SON
36 Mio. t
2,4 Mio. t
Pulver und Pasten
Sonstige
24,8 Mio. t 8 Mio.
18 Neuschrotte/Produktionsschrotte
Altschrotte
BAU: Bauwesen MB: Maschinenbau SON: Sonstige
VER: Verkehr ET: Elektrotechnik LAGER
VPK: Verpackungen LG: Langlebige Gebrauchsgüter
Eigene Darstellung nach [29]
Lagerbildung langlebiger Güter Industrieanlagen derzeit lediglich zehn bis
25 Prozent [29]. Das Materiallager an Aluminium
Die Fokussierung auf langlebige Güter im Urban in Verpackungsmaterialien im Konsumbereich
Mining ist notwendig, weil diese ein signifikant bildet ein geringes Plateau von fünf Mio. Tonnen.
anderes Verhalten in den urbanen Lagern Hingegen sind es für die Aluminiumanteile in
aufweisen als kurzlebige Güter. Hinzu kommt, sämtlichen langlebigen Anwendungen bereits
dass die von ihnen gebildeten Materiallager um rund 600 Mio. Tonnen.
mehrere Größenordnungen umfangreicher sind.
Deutlich wird diese Problematik am globalen Ein ähnliches Bild ergibt sich für Kunststoffe. In
Aluminiumeinsatz (s. Abbildung 6). Lediglich der Bundesrepublik werden ca. 150 Kilogramm
ein Sechstel davon kommt in kurzlebigen Gütern Kunststoffe pro Jahr und Einwohner verarbeitet.
zum Einsatz, überwiegend in Verpackungen. Hiervon findet sich ca. ein Drittel in kurzlebigen
Während jährlich weltweit rund 80 Prozent des Gütern wie Verpackungen wieder. Abfallseitig
in Verpackungen eingesetzten Aluminiums sind die Verhältnisse deutlich verschieden: Bei
wieder als Abfall erfasst und recycelbar ist, sind Kunststoff liegt die Recyclingrate niedriger als
es im Gebäudebereich, in Maschinen und bei Aluminium. Von den ca. 60 Kilogramm anURBAN MINING
Abbildung 7
Lagerdynamik kurz- und langlebiger Güter im Vergleich am Beispiel von Aluminium
in Verpackungen und PKW *
Menge
19
2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
* Zur Veranschaulichung wird in der Abbildung davon ausgegangen, dass Inverkehrbringung – Aluminium in Verpackungen
von 2010 bis 2020 die gleiche Menge an Aluminium in Verpackungen und
PKW in Verkehr gebracht wird. Abfall-Aluminium in Verpackungen
Anthropogenes Lager – Aluminium in Verpackungen
Inverkehrbringung – Aluminium in PKW
Abfall-Aluminium in PKW
Anthropogenes Lager – Aluminium in PKW
Eigene Darstellung
Bis zu 30 Jahre
können vergehen,
bis diese Alufelgen
wieder aus dem
anthropogenen
Lager freigesetzt
werden.URBAN MINING ALS BEWIRTSCHAFTUNGSKONZEPT
Verbraucher-Kunststoffabfällen pro Jahr und schnell abgebaut und es etablieren sich neue auf
Einwohner sind 60 Prozent Verpackungskunst- Basis der geänderten Produktbeschaffenheiten.
stoffabfälle [30, 31]. Auch wenn die Verpackungs- Die aktiven Gesamtlager in Haushalten nehmen
kunststoffe abfallwirtschaftlich am relevantesten nicht merklich zu und verbleiben auf verhältnis-
erscheinen, haben sie im anthropogenen Lager, mäßig niedrigen Mengenplateaus. Das hat den
das sich für Kunststoffe schätzungsweise auf drei Vorteil, dass nicht nur die Produktionsmengen,
Tonnen pro Einwohner bemisst, nur eine sehr sondern auch die Abfallaufkommen aus Haus-
geringe Bedeutung. halten und Gewerbe planbar sind. Dies ist der
wesentliche Aktionsradius von siedlungsabfall-
Wie die beiden Beispiele für Aluminium und wirtschaftlichen Maßnahmen.
Kunststoffe zeigen, stellen kurzlebige Güter zwar
von ihrer Menge her relevante Materialströme Eine solch verlässliche Planbarkeit ist im Fall von
dar, erreichen aber im Umlauf zumeist schnell langlebigen Gütern nicht ohne weiteres gegeben.
stabile Sättigungen. Lebensmittel, Kosmetik oder Es dauert sehr viel länger, bis sich Materialpla-
Reinigungsmittel etwa werden ganz überwiegend teaus herausbilden. Je länger die erwarteten
nur in einem Maße produziert und gekauft, wie Nutzungsdauern ausfallen, je unspezifischer die
sie auch verbraucht oder entsorgt werden. Lebensdauer der Güter ist, desto dynamischer
Werden technologische Neuerungen eingeführt, gestaltet sich die Lagerbildung. Dies zeigt sich in
beispielsweise hinsichtlich der Materialauswahl sogenannten logistischen Wachstumskurven mit
bei Verpackungen, so werden vorherige Plateaus einem großen zeitlichen Versatz zwischen Input-
Abbildung 8
Modellhafte Kaskadennutzung für Holz
20
Wald Rundholz Vollholz-/Furnierprodukte
Spanplatten/Holzwerkstoffe
Holz zur energe-
tischen Nutzung Chemische Produkte
Energetische
Verwertung
Eigene DarstellungURBAN MINING
und Outputflüssen (s. Abbildung 7). Mobile wieder komplexere Plattformchemikalien, z. B.
Güter und Komponenten zunächst immobiler zur Kunststoffproduktion, herzustellen. Als finale
Güter können durch eine Vielzahl von Lagern Stufe erfolgt die energetische Verwertung, aus der
in der Konsumsphäre wandern. So lange allenfalls noch eine Nutzung der verbleibenden
diese aktiv genutzt werden, ist dies auch im Asche als Düngezuschlagstoff möglich ist.
Sinne einer Kaskadennutzung erstrebenswert
(s. Abbildung 8). Unter Kaskadennutzung wird Doch für viele Gütergruppen verliert sich die Spur.
die stoffliche Mehrfachnutzung von Produkten Und das nicht nur im Falle einer technisch-
und ihrer Komponenten verstanden, bevor diese stofflichen Dissipation, d. h. einer produktions-
einer abschließenden energetischen Nutzung oder nutzungsbedingten Feinverteilung von
oder Beseitigung zugeführt werden. So kann Stoffen, etwa in Folge korrosions- oder abriebs-
beispielsweise Holz, das als hochwertiges bedingter Abnutzung. Diese Spur tritt häufig erst
Massivholz im Baubereich genutzt wurde, nach dann wieder zu Tage, wenn die Güter als Abfall
Ablauf der Nutzung entweder als solches anfallen, mit mehrjährigem bis hin zu jahrzehn-
wiederverwendet oder aber zu Spanplatten telangem Verzug. Obgleich Zeitpunkt und Menge
verarbeitet werden, die sich theoretisch auch noch nicht genau vorherzusehen sind, ist
mehrfach rezyklieren lassen. Eine weitere Stufe absehbar – so lange das Gesamtmateriallager Bevor es energe-
tisch verwertet
innerhalb einer Kaskade wäre ein (bio-)chemischer anwächst –, dass langfristig auch der Output, wird, kann Holz
Aufschluss oder eine Vergasung zu Synthesegas überwiegend in Form eines behandlungswürdigen über mehrere
Stufen stofflich
(Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid), um daraus Abfallaufkommens, steigen wird. genutzt werden.
21URBAN MINING ALS BEWIRTSCHAFTUNGSKONZEPT
Städtischer und konventioneller Trotz offensichtlicher Unterschiede lassen sich
Bergbau im Vergleich zwischen konventionellem und städtischem
Bergbau viele Gemeinsamkeiten entdecken, und
Auch wenn die Gewinnung von Sekundärroh- beide Verfahren haben, je nach Rohstoff- bzw.
stoffen gemeinhin nicht mit konventionellem Gütergruppe, ihre Stärken und Schwächen in
Bergbau in Verbindung gebracht wird, lohnt ein den folgenden zehn Kategorien (s. Tabelle 1):
Vergleich der beiden Methoden zur Rohstoffge-
winnung. Der konventionelle Bergbau widmet Ein Blick auf die Größe der Lagerstätten offenbart,
sich laut Bundesberggesetz der Sicherung der dass gerade auf nationaler Ebene die anthropo-
Rohstoffversorgung durch das Aufsuchen, genen Lager die geologischen Ressourcen für
Gewinnen und Aufbereiten von Bodenschätzen. einige bedeutsame Rohstoffe vom Umfang her
Im Grunde passt diese Beschreibung genauso teils deutlich übersteigen. In Japan etwa wird
auf die Gewinnung von Sekundärrohstoffen im das anthropogene Lager an Gold und Silber auf
Kontext des Urban Mining. 16 Prozent bzw. 24 Prozent der weltweiten
Reserven geschätzt, während das Land über keine
Wie im konventionellen Bergbau wird auch im geologischen Ressourcen dieser beiden Metalle
städtischen Bergbau zwischen Lagerstätten und verfügt [32, 33]. Die weltweiten anthropogenen
Vorkommen differenziert. Diese Differenzierung Ressourcen von Kupfer werden auf bis zu
erscheint wichtig, da ja anthropogene Lager bzw. 400 Mio. Tonnen angenommen, knapp 60 Prozent
geologische Ressourcen zu einem bestimmten der derzeitigen geologischen Kupferreserven
Zeitpunkt nur teilweise abbauwürdig sind. Eine bzw. knapp 20 Prozent der derzeitigen Kupfer-
(natürliche) Anhäufung nutzbarer Minerale und ressourcen [34, 35]. Während die gegenwärtig
Gesteine wird als „Lagerstätte“ bezeichnet, bekannten geologischen Lagerstätten durch die
wenn eine wirtschaftliche Gewinnung in Betracht Rohstoffgewinnung zunehmend schrumpfen,
kommt, als „Vorkommen“, wenn sich der Abbau wachsen jene in der Anthroposphäre weiterhin
wirtschaftlich nicht lohnt. Die Summe der in stark an. Sobald nicht mehr in gleichem Maße
22
den Lagerstätten enthaltenen Rohstoffmengen neue geologische Lagerstätten exploriert werden,
in einer Region bilden die Reserven; die wird der relative Anteil der anthropogenen
summierten Rohstoffmengen aller Lagerstätten Ressourcen ansteigen. Werden allerdings die
und Vorkommen bilden die geologischen bzw. geologischen Ressourcen einzelner Materialien
anthropogenen Ressourcen. global verglichen, aus denen sich zukünftige
Tabelle 1
Vergleich von Primärbergbau mit Urban Mining
Primärbergbau Urban Mining
1. Größe der Lagerstätten 0 0
2. Prospektionsaufwand +
3. Explorationsgrad +
4. Wertstoffgehalt +
5. Transportentfernung +
6. Nachfrageorientierung +
7. Aufbereitungsaufwand +
8. Umweltauswirkungen +
9. Gesellschaftliche Akzeptanz +
10. Renaturierung +
+ vorteilhaft 0 ausgeglichenURBAN MINING
Reserven entwickeln können, so haben diese Lagerstätten befinden sich vielfach weit entfernt
einen deutlich größeren Umfang als die Lager von den Wirtschaftszentren, in denen die dort
der Anthroposphäre. gewonnenen Stoffe nachgefragt und zu höherwer-
tigen Produkten verarbeitet werden. Zudem liegen
Auch beim Prospektionsaufwand spricht einiges viele geologische Vorkommen in Gegenden mit
für das Urban Mining: Das Auffinden von geolo- extremen Klimabedingungen oder mangelhafter
gischen Lagerstätten ist neben der Fernerkundung bzw. nicht vorhandener Infrastruktur. Dagegen
auch mit vielen bodengeophysikalischen Methoden befinden sich urbane Minen im Prinzip ganz nah
(u. a. aus der Magnetik, Seismik, Geoelektrik am Ort des Geschehens. Dies gilt auch für
und Gravimetrie) verbunden. Diese müssen vor sogenannte Massenrohstoffe: So liegen etwa
Ort stattfinden und erfordern bereits erhebliche Sekundärgesteinskörnungen aus dem Rückbau
finanzielle Aufwendungen. Dagegen lassen sich von Bauwerken meist im innerstädtischen
anthropogene Lager auch „vom Schreibtisch“ durch Bereich, während im Vergleich dazu Primärkies
die Auswertung von Bebauungsplänen, Satelli- aus Steinbrüchen stammt, die mitunter mehr als
tendaten, Katastern, Normen und Produktions-, 30 bis 50 Kilometer entfernt sein können.
Abfall- und Außenhandelsstatistiken ermitteln.
Die Nachfrageorientierung gestaltet sich im
Allerdings ist der Explorationsgrad im konventi- Urban Mining als schwierig. Sind Reserven
onellen Bergbau deutlich höher. Denn getrieben einmal exploriert und die wirtschaftlichen
von wirtschaftlichen Interessen sind geologische Rahmenbedingungen gegeben, so lässt sich die
Lagerstätten im Vergleich zu anthropogenen gut Primärproduktion von Rohstoffen in gewissem
dokumentiert. Dies hängt auch damit zusammen, Umfang einer gesteigerten Nachfrage anpassen –
dass die Erschließung von natürlichen Lagerstätten sei es durch Ausdehnung der Gewinnung oder
nicht nur immens kapitalintensiv und risikoreich der effizienteren Aufbereitung. So wurde die
ist – rein statistisch führen nur zwei Prozent der weltweite Cobaltgewinnung, getrieben durch die
Explorationstätigkeit zur Bergwerksproduktion –, boomenden Anwendungen als Elektrodenmaterial
23
sondern eine Vorlaufzeit, die sogenannte „lead in Hochleistungsakkus, von 2009 bis 2010 um
time“, von ca. fünf Jahren mit Beginn der
Planung erforderlich ist. Im Jahr 2012 wurden
weltweit 22,5 Mrd. Dollar in die Exploration von
Nichteisenmetalllagerstätten investiert [36]. Die
gezielte Exploration insbesondere nicht mehr
genutzter anthropogener Lager ist dagegen noch
eine Orchideendisziplin.
Was den Wertstoffgehalt der Lager betrifft, steht
das Urban Mining gut da: Viele Metalle kommen
in ihren natürlichen Erzlagerstätten in geringen
Konzentrationen vor. Für Buntmetalle wie Nickel,
Kupfer und Blei betragen diese zwischen 0,3
und zehn Prozent. Dagegen liegen dieselben
Stoffe in anthropogenen Güterlagern wie Bauteilen,
Gusselementen oder Maschinen überwiegend in
Reinform oder hochlegiert vor. Ein Meter einer
Kupferleitung aus dem Informations- und Kom-
Goldanteil =
munikationsbereich enthält genauso viel Metall 16 kg Golderz
wie 2,5 Tonnen Erz [37]. Der Goldanteil eines
durchschnittlichen Mobiltelefons entspricht dem
von 16 Kilogramm Golderz.
Ein anderer wichtiger Punkt ist die Transport-
entfernung von den Lagerstätten, die den
Vermarktungsaufwand bestimmt. GeologischeURBAN MINING ALS BEWIRTSCHAFTUNGSKONZEPT
61 Prozent gesteigert [38]. Und das obwohl Was die jeweiligen Umweltauswirkungen betrifft,
Cobalt zu 80 bis 90 Prozent als Koppelprodukt ist die Gewinnung von Primärrohstoffen mit
im Nickel- und Kupferbergbau gewonnen wird empfindlichen Eingriffen in Ökosysteme, teils sogar
[39]. Im Urban Mining lässt sich dagegen zwar der Freisetzung toxischer Substanzen verbunden.
erkennen, wann mit bestimmten Sekundärroh- Die Aufbereitung von Erzen erfordert viel Energie
stoffen zu rechnen ist, jedoch ist deren Menge und Wasser. Metalle müssen darüber hinaus mit
nicht flexibel regulierbar. hohem energetischen und prozesstechnischen
Verhüttungs- und Raffinationsaufwand meist
Problematischer im Vergleich zum konventionellen in ihre reduzierte, wirtschaftlich bedeutendste
Bergbau ist beim Urban Mining die Gewinnung Reinform überführt werden. Die Erschließung
der Rohstoffe aus Materialverbünden, also der und Bereitstellung von Sekundärrohstoffen
Aufbereitungsaufwand. Zwar findet im konven- hat demgegenüber zumeist deutliche Vorteile.
tionellen Bergbau auch in großem Maße eine Beispielsweise erfordert die Aluminiumproduktion
Koppelproduktion statt. 38 von 62 Metallen und aus Schrotten auch unter Berücksichtigung der
Halbmetallen werden zu mehr als 50 Prozent als Sammlung nur elf bis zwölf Prozent des Primär-
Koppelprodukt mit anderen Metallen gewonnen rohstoff- und Energieaufwandes der Primäralu-
[39]. Und tendenziell steigt der Aufbereitungs- miniumproduktion aus der Bauxitverhüttung.
aufwand im konventionellen Bergbau an, da Treibhausgaseffekte, Versauerung, bodennahe
aufgrund stark steigender Nachfrage und hohem Ozonbildung und Eutrophierungseffekte sind
Explorationsgrad zunehmend komplexere dabei 90 bis 95 Prozent niedriger [41, 42].
Lagerstätten erschlossen werden [40]. Allerdings Darüber hinaus unterliegen die Recyclingprozesse
ist die Ansammlung von bestimmten Stoffen, die hierzulande deutlich höheren immissionsschutz-
sogenannte Vergesellschaftung in geologischen rechtlichen Auflagen, die auch vom Gesetzgeber
Formationen und Mineralien durch geochemisch-
physikalische Modelle recht gut erforscht. Die
Aufbereitungstechnologien sind nach Stand der
24
Technik bereits weit optimiert. Hochtechnisierte
und effiziente Flotations-, Suspensions-, Lau-
gungs- und Extraktions- sowie Elektrolyseverfahren
werden angewandt und stetig weiterentwickelt.
Doch das gilt nicht für bereits in Nutzung befind-
liche, hochgradig verarbeitete Stoffverbünde.
Denn diese Stoffe werden hier in technischen
Anwendungen in völlig neue, natürlich nicht
vorkommende und sich ständig wandelnde
Materialverbünde überführt. Teils werden sie
dabei dissipiert, d. h. fein verteilt: weiße LEDs
bestehen z. B. aus über zehn Metallen, darunter
Germanium, Cer, Gold und Indium. Der Techni-
sierungsgrad im Urban Mining steht noch weiter
hinter dem im Primärbergbau zurück.URBAN MINING
angepasst werden können, um ein höchstmögli- Bergbausektor gewertet [44]. Urban Mining
ches Schutzniveau für Mensch und Umwelt bietet hierbei Vorteile. Da es eher der Schonung
zu garantieren. Akzeptable Umweltstandards natürlicher Ressourcen dient und Nutzungskon-
in den Gewinnungsländern durchzusetzen, kurrenzen entschärfen kann, ist von einer breiten
entzieht sich leider oftmals den wirtschaftlichen, gesellschaftlichen Akzeptanz auszugehen.
rechtlichen und politischen Einflusssphären.
Ist eine Primärrohstoff-Lagerstätte vollständig
Bei der Gewinnung von Rohstoffen kommt es ausgebeutet, muss das Bergbaugebiet eine
häufig zu Nutzungskonkurrenzen um natürliche Renaturierung erfahren und bei Kontamination
Ressourcen wie Wasser und Land. Bei mangelnder ggf. saniert werden Eine Grundvoraussetzung
Beteiligung der lokalen Bevölkerung führen die für eine erfolgreiche Nachsorge ist eine effektive
Umweltauswirkungen und Nutzungskonkurrenzen Gesetzgebung, vor allem aber ein effektiver
nicht selten zu gewaltsamen Auseinandersetzun- Gesetzesvollzug, der in vielen Rohstoffförder-
gen [43]. Die gesellschaftliche Akzeptanz, die ländern leider nicht gegeben ist. Dort hinterlässt
sogenannte „social license to operate“ wird als der Bergbau nicht selten dauerhaft kontaminierte
eines der wichtigsten Geschäftsrisiken im und nicht nachnutzbare Flächen. Werden an-
thropogene Lagerstätten ausgebeutet, so kann
dies hingegen unmittelbar auch der Nachsorge
dienen, indem neben der Gewinnung von Sekun-
därrohstoffen Schadstoffe erfasst und schadlos
beseitigt werden, noch bevor diese ungewollt
aus Gütern in die natürliche Umwelt gelangen.
Darüber hinaus lassen sich bebaute Flächen für
andere Nutzungsformen zurückgewinnen.
25
Urban Mining
bietet gegenüber
der Gewinnung von
Primärrohstoffen
im Bergbau viele
Vorteile.Rohstoffpotenzial auf Altdeponien
Bezogen auf den Rückbau einer mittleren Deponie für Hausmüll und hausmüllähnlichen Gewerbeabfall mit
500.000 Tonnen Deponiegut lassen sich Schätzungen zufolge 17.000 Tonnen Eisenschrott, 570 Tonnen Kupferschrott
und 330 Tonnen Aluminiumschrott gewinnen. Eine solche Deponie verfügt darüber hinaus über einen geschätzten
Energiegehalt von 1.500 Gigawattstunden. Daraus lassen sich in einem Müllheizkraftwerk 740 Gigawattstunden
gewinnen, dies entspricht dem Jahresenergieverbrauch einer Stadt mit 15.000 Einwohnern [46].
Abbildung 9
Rohstoffpotenzial einer Hausmülldeponie
Fe 17.000 t
Eisenschrott
570 t
26
Cu Kupferschrott
Deponie mit
500.000 t Hausmüll
und hausmüllähnlichem
Gewerbeabfall
330 t
Al Aluminiumschrott
1.500 GWh
Energieinhalt
Nutzung von 740 GWh
im Müllheizkraftwerk
(entspricht dem Jahresenergieverbrauch
einer 15.000 Einwohnerstadt)
Eigene Darstellung nach [46]
Praktische Erfahrungen konnten mit Schlackedeponien gesammelt werden, in denen die bei der Abfallverbrennung
anfallenden Schlacken abgelagert werden. Sie weisen ein hohes Potenzial für die Sekundärrohstoffgewinnung auf,
da Nichteisenmetalle erst seit jüngster Zeit separiert werden. So wurden 2005 bei einem Rückbau in der Schweiz aus
200.000 Tonnen Material rund 4.270 Tonnen Eisen, Aluminium, Kupfer und Messing gewonnen [45].URBAN MINING
Landfill Mining
Eine Sonderdisziplin des Urban Mining ist
das sogenannte Landfill Mining – der gezielte
Rückbau von Altdeponien und die Gewinnung von
Wertstoffen aus Altdeponien und Halden. Vor
dem Hintergrund hochvolatiler und langfristig
steigender Rohstoffpreise nimmt dabei die
Sekundärrohstoffgewinnung an Bedeutung zu.
Allerdings sind die Sekundärrohstoffpotenziale
ungleich kleiner als in aktiven Lagern.
Schätzungen zufolge wurden in Deutschland seit
1975 rund 2,5 Mrd. Tonnen an Siedlungsabfällen, im Zeitraum von 1995 bis 2009 für das sogenannte Mithilfe von
Probebohrungen
Bauschutt und gewerblichen Abfällen deponiert. Flächenrecycling zur Verfügung stünde, beträgt wird der Wertstoff-
gehalt einer still-
Unter anderem machen Ersatzbrennstoffe, rund 15.000 Hektar [47]. gelegten Deponie
Metalle und Mineralien den Rückbau bestehender untersucht.
Deponien erwägenswert. Da es vor 1972 kaum Stillgelegte Deponien bedürfen in der Regel einer
geordnete Deponien gab und die flächendeckende kostenintensiven Nachsorge, da sie ein erhebli-
Verwertung von Abfällen in Deutschland erst ches Umweltgefährdungspotenzial darstellen,
seit 1986 erfolgt, sind insbesondere in alten etwa in Form klimaschädlicher Emissionen (z. B.
Deponien viele interessante Materialien zu Methan) oder durch belastetes Sickerwasser.
finden. Nach vorsichtigen Schätzungen, die auf Die Nachsorge kann bis zu 200 Jahren dauern.
Abfallanalysen und Stoffanalysen aus Rückbau- Allein für die ca. 400 bis 2009 stillgelegten
projekten zurückgehen, sind in den Jahren 1975 Abfalldeponien liegen die Kosten der Stilllegung
bis 2005 folgende Mengen an verwertbaren und Nachsorge Schätzungen zufolge bei 17 bis
27
Materialien deponiert worden [45]: 36 Mrd. Euro [47]. Rückstellungen sollen diese
› 250 Mio. Tonnen Papier, Kunststoffe, Textilien Nachsorgekosten decken, doch wird dies nicht
und Holz. Der resultierende Heizwert entspricht immer der Fall sein. Landfill Mining kann dazu
einem Materialwert von schätzungsweise beitragen, zukünftige kommunale Haushalte zu
60 Mrd. Euro. entlasten. Im Ergebnis eines interdisziplinären
› 26 Mio. Tonnen Eisenschrott, 1,2 Mio. Tonnen Projekts aus Unternehmen, Forschungsinstituten
Kupferschrott, 0,5 Mio. Tonnen Aluminium- und Verwaltung wurde 2016 ein Leitfaden veröf-
schrott sowie 0,65 Mio. Tonnen Phosphor mit fentlicht, der die vielschichtigen ökonomischen,
einem Materialwert von rund 14 Mrd. Euro. rechtlichen, technischen und ökologischen Aspek-
te des Landfill Minings für Entscheidungsträger
Neben dem Aspekt der Sekundärrohstoffgewin- aufbereitet [48].
nung gibt es noch weitere Motivationsgründe
für den Rückbau von Deponien. Standen in Trotz der Abwägungen zum Landfill Mining werden
Deutschland in den 1980er-Jahren beim Landfill Deponien auch weiterhin Bestandteil einer
Mining besonders die Aspekte der Gewinnung funktionierenden Kreislaufwirtschaft sein, um
an Deponievolumen und der Deponiesanierung vorbehandelte Abfälle umweltverträglich entsorgen
im Vordergrund, so spielen heute vermehrt auch zu können. Denn es ist nicht immer möglich, eine
die Verringerung der Umweltbelastungen, die ordnungsgemäße und schadlose Verwertung
Reduktion der Nachsorgekosten und die Freigabe von Abfällen zu gewährleisten, wie diese der
der Standortflächen eine wichtige Rolle. Letzteres Gesetzgeber mit dem Kreislaufwirtschaftsgesetz
ist besonders im Fall von Deponien am Rand als Grundpflicht (§ 7 (3) KrWG) fordert, da dies die
von Ballungsräumen interessant, bei denen der technische Machbarkeit und die wirtschaftliche
Deponiestandort mit fortschreitendem Wachstum Zumutbarkeit voraussetzt. In diesem Fall können
der Wohnsiedlungen als Bauland attraktiver ge- Deponien auch als Langzeitlager für Abfälle
worden ist. In Deutschland gibt es rund 100.000 betrachtet werden – so z. B. für Aschen aus der
registrierte Altablagerungen. Die Fläche, die allein Monoklärschlammverbrennung mit dem Ziel
aufgrund der Stilllegung von Siedlungsdeponien einer späteren Phosphorrückgewinnung.Sie können auch lesen
