Vorlesung: Grundzüge "Ökologische Systemanalyse" - Einführung Stefan Rubli, Natalie von Götz, Stefanie Hellweg
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Vorlesung:
Grundzüge “Ökologische Systemanalyse”
Einführung
Stefan Rubli, Natalie von Götz, Stefanie Hellweg
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 1
Organisatorisches
Dozierende: Stefan Rubli, Natalie von Götz, Stefanie Hellweg
Vorlesung und Übungen
Vorlesungsunterlagen (Skript, Folien, Übungsblätter, Lösungen etc.)
werden auf
http://www.esd.ifu.ethz.ch/studium/lectures/20171/bachelor-
studies/oekologische-systemanalyse.html zur Verfügung gestellt
Hilfreiche zusätzliche Literatur wird angegeben
Prüfung schriftlich, 2 Stunden, Sessionsprüfung, keine Hilfsmittel
(Taschenrechner wird zur Verfügung gestellt)
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 2
Der Zustand der Umwelt: «Planetary boundaries»
Steffen et al. (2015), Planetary boundaries: Guiding human development on a changing
planet, Science 347 (6223)
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Umweltanalyseinstrumente
Motivation zur Anwendung von Umweltanalyseinstrumenten
• Um Umweltproblemen wirksam zu begegnen, braucht es ein Verständnis von
Ursache-Wirkungsketten. Umweltanalyseinstrumente bilden solche
Ursache-Wirkungsketten ab und helfen dabei, die Umweltwirkungen von
menschlichem Handeln zu quantifizieren und zu verstehen
• Umweltanalyseinstrumente helfen dabei, relevante Stoffflüsse, Risiken und
Umweltauswirkungen zu identifizieren und Prioritäten für eine
Verbesserung zu setzen; insbesondere können Entscheidungen bezüglich
«supply chain management», Prozessoptimierung, Marketing und strategische
Entscheidungen (z.B. Produktportfolio) unterstützt werden
• Umweltanalyseinstrumente helfen dabei, Zielkonflikte zu erkennen und ein
Verschieben von Problemen zu vermeiden
• Umweltanalyseinstrumente unterstützen Entscheidungen in der Industrie (z.B.
Hotspot-Analysen), von Konsumenten (z.B. Produktewahl) sowie in der Politik
(z.B. beim Design von Nachhaltigkeitsprogrammen, Gesetzen, Labelpflichten)
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Fallbeispiel 1: Zementindustrie
Umweltrelevanz
• Der Ressourcenbedarf von Zementwerken ist
beträchtlich.
• Weltweit emittiert die Zementindustrie ca. 5% der
globalen Treibhausgase.
• Zementwerke können Abfälle mitverbrennen und so
primäre Roh- und Brennstoffe ersetzen; diese
Mitverbrennung von Abfällen bietet Chancen und
Risiken.
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Klinkerofen und Steinbruch
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Fallbeispiel 1: Einsatz alternativer Brenn- und Rohstoffe
in der Zementindustrie
Energieträger: Rohmaterial:
• Kohle • Kalkstein
• Heizöl • Mergel
• Gas • Giessereisand
• Klärschlamm • Div. Gut ausgebrannte
• Tiermehl Aschen
• Altöl • Kalkschlamm aus
• Altreifen Kalksteinproduktion
• Plastik • Verunreinigtes Erdreich
• … • …
Primäre Ressourcen
Sekundäre Ressourcen
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Fallbeispiel 1: Einsatz alternativer Brenn- und
Rohstoffe in der Zementindustrie
1. Die Zementindustrie ist interessiert, wie sich die Verfügbarkeit von
alternativen Roh- und Brennstoffen (z.B. Altreifen) in den nächsten
Jahrzehnten entwickelt. Wie gehen Sie vor, um diese Frage zu beantworten?
2. Abfälle wie Klärschlamm benötigen eine Trocknung bevor sie als sekundäre
Energieträger eingesetzt werden können. Wie kann untersucht werden, was
ökologisch sinnvoller ist:
a) Trocknung beim Abfallproduzenten (Kläranlage)
b) Trocknung beim Abnehmer (Zementfabrik)
3. Die Verbrennung von Altreifen und Tiermehl steht im Verdacht, durch die
Erhöhung von Dioxin- und Furanemissionen gesundheitliche Effekte nach
sich zu ziehen. Wie würden Sie vorgehen, um diesen Verdacht zu erhärten
oder zu widerlegen?
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Papierherstellung
--> Film
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Papierherstellung
Sie erhalten von der Papierfabrik den Auftrag die Material- und Energieflüsse zu
analysieren und Vorschläge für Optimierungsmassnahmen (ökologische und
ökonomische) zu machen.
• Wie gehen Sie dabei vor?
• Welche Datengrundlagen würden Sie verwenden bzw. welche Fragen würden
Sie den Auftraggebern stellen, um zu den Datengrundlagen zu kommen?
• Wie bzw. in welcher Form würden Sie die Daten und Auswertungen
präsentieren?
• Welche Instrumente halten Sie für geeignet, um die Daten/Ergebnisse zu
visualisieren?
Sie möchten nun analysieren, wie hoch die Treibhausgasemissionen sind und
welche Prozessstufen der Papierherstellung die relevantesten sind.
• Wie gehen Sie vor?
• Welche Daten benötigen Sie und wie würden Sie diese sammeln?
• Wozu können die Ergebnisse Ihrer Studie nützlich sein?
Bei der Papierherstellung werden verschiedene Chemkalien eingesetzt. Sie
möchten sicherstellen, dass diese kein Risiko für die Umwelt darstellen.
• Wie gehen Sie vor?
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 10Lernziel der Vorlesung
Sie können die Material- und Energieflüsse sowie die
Umweltwirkungen und Risiken von technischen Systemen
quantifizieren, z.B. um umweltrelevante Prozesse zu priorisieren
und Verbesserungspotentiale zu erkennen. Sie kennen
grundlegende Umweltanalyseinstrumente wie Stoffflussanalyse,
Risikoanalyse und Ökobilanz und können existierende Studien
kritisch einschätzen. Bei Konfrontation mit einem Umweltproblem
können Sie das geeignete methodische Vorgehen identifizieren und
anwenden.
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 13Übersicht Umweltanalyseinstrumente
Lernziel: Methoden zur Bewertung der
Umweltwirkungen eines Systems kennenlernen und
anwenden können
1. Stoff- und Materialflussanalyse
2. Risikoanalyse
3. Ökobilanz (LCA) inkl. vereinfachte Umweltindikatoren
(Fussabdrücke)
4. Umweltverträglichkeitsprüfung
…
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 14Teil 1: Stoff-/Materialflussanalyse
Einführung
• Definition
• Anwendungsbereich
• Praxisbeispiele
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 15Stoffflussanalyse
Die Stoffflussanalyse ist eine Methode zur Erfassung, Beschreibung und
Interpretation von Stoffhaushaltssystemen.
Mit ihr wird in einem definierten Raum in einer bestimmten Zeitperiode
(Systemgrenzen) der Stoffumsatz quantifiziert.
Input Output
Prozess
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 16Teil 1: Stoff-/Materialflussanalyse
Einführung
• Definition
• Anwendungsbereich
• Praxisbeispiele
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 17Anwendungsbereich SFA/MFA
a) Beschreibung und Interpretation von einfachen oder
komplexen Systemen mit i.d.R. anthropogenen
Einfluss
b) Visualisierung der Massenflüsse und Lager in einem
definierten System Systemverständnis
c) Mathematische Modellierung der Systeme für
Prognosen der zeitlichen Entwicklung von Flüssen
und Lagern
d) Anwendung auf verschiedene
Untersuchungsebenen
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 18Anwendungsbereich SFA/MFA
Die SFA/MFA ist nicht geeignet für:
a) Vergleich von Umweltauswirkungen
verschiedener Produkte/Aktivitäten innerhalb
derselben Funktion
b) Eine Quantifizierung der Umweltauswirkungen
von Produkten oder Stoffen
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 19Teil 1: Stoff-/Materialflussanalyse
Einführung
• Definition
• Anwendungsbereich
• Praxisbeispiele
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 20Umweltgefährdung durch Cadmium
Beispiel Cadmium:
Verwendung als:
• Korrosionsschutz
• Stabilisatoren in Kunststoffen (max. 100ppm in CH)
• Batterien
• Pigment (z.B. in gelber Farbe)
Gesundheitsgefährdung:
• Anreicherung in Niere und Leber
• massive Störung des Calcium- und Phosphat-Stoffwechsels
(Osteomalazie)
• Skelettschrumpfung sehr schmerzhaft ► Itai itai-Krankheit.
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 21Umweltgefährdung durch Cadmium
Beispiel Cadmium:
Itai-itai Krankheit („aua- aua“ Krankheit)
• Abwässer aus Zinkbergwerk über viele Jahre in
Trinkwasser und in Reisanbau (1950)
• Bergwerk stillgelegt ► dennoch nach 15 Jahren
> 150 Tote
• Flusswasser: 0,18 μg/L Cd
• Reis: 4 μg/kg Cd
• Niere, Leber: 4 - 8 g/kg
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 22Globale Cadmiumflüsse und Lager
Globale Cadmiumbilanz
geogen
Atmosphäre
0.7
0.4 0.3
Ozean
4 10‘000
Flüsse: 1000 t/a
Erdkruste
Lager: 1000 t
1‘650‘000‘000
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 23Globale Cadmiumflüsse und Lager
Globale Cadmiumbilanz
geogen anthropogen
Atmosphäre 0.2
7
0.7
2 5
0.4 0.3
2 +8
200
Ozean
4 10‘000 2 17
Flüsse: 1000 t/a 3
Lager: 1000 t Erdkruste
1‘650‘000‘000
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 24Dynamische Modellierung
Modellierung der Baustoffflüsse in der Schweiz
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 27Dynamische Modellierung
Modellierung der Baustoffflüsse
Dynamische Modellierung: Wie entwickeln sich die Primär- und Sekundärbaustoffflüsse unter verschiedenen
Voraussetzungen?
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 28Teil 2: Produktrisikoanalyse
Einführung
• Definition
• Anwendungsbereich
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 29Risikoanalyse
Risikoanalyse für chemische Substanzen in Produkten
> 20 000 000 organische und anorganische Stoffe
>100 000 Cln
Clm
Industriechemikalien
NH2
Cl
O Cl
O
O Cl
Cl
O Br
O
O Br Br H3C CO OH
Cl
Br Br
F Cl
O P
O
O
OH Cl
Arznei-
Cl
Br
F
Cl Cl
Cl O
mittel
Cl Cl N
Unerwünschte Cl
Cl
Cl
Biozide O
C
NH 2
Pestizide Cl Cl OH
NebenprodukteCl O Cl
Cl Cl Cl
Cl
Cl
O
Sn
N N Cl Cl
Cl O Cl
CH3
CH3 CH2 NH N NH CH
CH3
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 30Risikoanalyse
Risikoanalyse für chemische Substanzen in Produkten
Komponenten der Risikoanalyse:
• Emissionen (industriell, aus Produkten)
• Exposition (Umwelt, Mensch)
• Wirkungen (Umwelt, Mensch)
Lernziele:
• Methoden zur quantitativen Abschätzung der drei Komponenten
• Verständnis der damit verbundenen Unsicherheiten
• Einordnung der Risikoanalyse in den gesetzlichen Rahmen
Inhalte:
• Risikoanalyse für Pflanzenschutzmittel und für Industriechemikalien
• Datensuche und Modellrechnungen (Übungsaufgabe)
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 31Ökobilanz
Teil 3: Ökobilanz (LCA)
Einführung
• Definition
• Anwendungsbereich
• Praxisbeispiele
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 32Die Ökobilanz ist eine systematische Methode zur Untersuchung der
Definition
Umwelteinflüsse von Produkten und Prozessen während des gesamten
Lebenszykluses.
Ressourcen-
aufbereitung
Ressourcen Entsorgung Herstellung Emissionen
Transport
Gebrauch
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 33Ökobilanz = Lebensweg-Ansatz
=> Hinter 1‘000 pkm Transport steht ein Produktsystem
1‘000 pkm Transport
Quelle: Frischknecht, Vorlesungsunterlagen Umweltverträgliche Technologien
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 34Ökobilanz
Teil 3: Ökobilanz (LCA)
Einführung
• Definition
• Anwendungsbereich
• Praxisbeispiele
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 35Anwendungsbereich
Die Ökobilanz ist geeignet für:
a) Auffinden von Verbesserungspotentialen innerhalb
des Lebenszykluses von Produkten oder Prozessen
(Produkt- und Prozessdesign,
Schwachstellenanalyse)
b) Vergleich von Umweltauswirkungen verschiedener
Produkte/Aktivitäten innerhalb derselben Funktion
Unterstützung bei Kaufentscheidungen
(Ökolabels, ökologisches Marketing)
c) Szenarienvergleiche zur Identifizierung von
optimalen Strategien (Politik)
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 36Anwendungsbereich
Die Ökobilanz ist nicht geeignet für:
a) Störfallbedingte Einwirkungen auf die Umwelt
b) Beantwortung von Fragen, die nur einen Stoff
betreffen
c) Unterstützung bei der Standortwahl
d) Beurteilung des Umweltmanagementsystems eines
einzelnen Unternehmens
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 37Teil 2:
Teil 3: Ökobilanz Ökobilanz (LCA)
(LCA)
Einführung
• Definition
• Anwendungsbereich
• Praxisbeispiele
Prozessevaluation - Abwasserbehandlungsverfahren
Produktvergleich - Einkaufstaschen
Produktentwicklung – Aufzüge, Autos
«Industrial Ecology» - Abfall- und Ressourcenmanagement
Beeinflussung Konsumverhalten – Trinkwasser
Ökolabels – Elektrizitätserzeugung, Konsumprodukte
Infrastruktur - Rohrleitungen
Gebäudebau und –technik – Berghütte
Finanzwesen – Ökokredite
Politik – politische Ziele, Gesetze
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 38Prozessevaluation
Abwasserbehandlung in der chemischen Industrie
• Auftraggeber: Ciba SC
• Durchführung: ETH
• Funktionelle Einheit: Behandlung des Abwassers einer
Niederlassung mit zwei Systemen
• 2 Alternativen:
– Nassoxidation
– Membrantechnologie
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 39Prozessevaluation
End-of-pipe system Process-integrated system
Production facilities Production facilities
Product isolation: filter presses Product isolation: filter presses and membranfiltration
Cumulative Cumulative
WW 1 WW 2 WW 3 WW 4 tributary WW 1 WW 2 WW 3 WW 4 tributary
wastewater (ww) wastewater (ww)
flows flows
Reverse osmosis Extraction Reverse osmosis Extraction
High-pressure
wet air oxidation
Mechanical-biological wastewater Sludge Mechanical-biological wastewater Sludge
treatment incineration treatment incineration
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 40Prozessevaluation
503%
200%
~
100%
0%
System System System System System System System System System System System System
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Abiotischer Treibhaus-
Climate change
Ver-
Acidification
Über- Frisch-
AETP fresh
Salz-
Ressourcen effekt sauerung düngung wasser wasser
verbrauch Ökotoxizität Ökotoxizität
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 41Produktvergleich
Einkaufstaschen Carrefour
Auftraggeber: Carrefour
Durchführung: Ecobilan
Gebiet: Frankreich
Referenzgrösse: 9000 Liter verpacken
(Jährliches Einkaufsvolumen pro Kunde)
4 Alternativen:
Plastiksack (14 Liter, 1-Weg)
Papiersack (20 Liter, 1-Weg)
Biologisch abbaubarer Sack, aus 50% Pflanzen-Stärke und 50%
biol. abbaubarem Polyester (25 Liter, 1-Weg)
Plastikkorb (37 Liter, Mehrweg, 2 – 20 Zyklen)
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 42Grün: >20% besser
Produktvergleich Rot: >20% schlechter
Plastik- Plastik- Plastik- Plastik Biolo-
Plastik- korb korb korb -korb Papier- gisch
Indikator
sack 2 3 4 20 sack abbaubar
Zyklen Zyklen Zyklen Zyklen er Sack
Konsum nicht erneuerbarer
1 1.4 0.9 0.7 0.1 1.0 0.9
Primärenergie
Wasserkonsum 1 1.3 0.9 0.7 0.1 3.3 1.0
Treibhausgasemission 1 1.3 0.9 0.7 0.1 1.9 1.4
Versauerung 1 1.5 1.0 0.7 0.1 1.8 1.6
Bildung photochemischer
1 0.6 0.4 0.3 0.1 0.9 0.4
Oxidationsmittel
Eutrophierung (Überdüngung) 1 1.4 0.9 0.7 0.1 12 11
Abfallproduktion 1 1.3 0.9 0.7 0.1 1.8 1.1
mittel-
Relatives Risiko der „wilden Deponie“ hoch mittel-schwach schwach
schwach
Quelle: Carrefour
Im Jahr 2004 verkaufte Carrefour in Zusammenarbeit mit
WWF 3.5 Millionen Einkaufstaschen in Frankreich und
reduzierte dadurch den Verbrauch an 1-Weg-
Plastiksäcken um 20.3%
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 43Produktentwicklung
Schindler
Ziel: umweltfreundliches
Produktdesign
LCA von Aufzügen für die
Produktentwicklung (90% des
Geschäftsvolumen)
Quelle: Schindler
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 44Produktentwicklung
Aufzüge:
2/3 der Umweltbelastung
im Betrieb und Stand-by
Fazit: Im Betrieb Haupt-
Optimierungsbedarf Quelle: Schindler Umweltbericht 2000
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 45Produktentwicklung
Produktverbesserungen in den
Bereichen:
1. Energieverbrauch:
- Kabinenbeleuchtung 40% Stromverbrauch
Bewegungssensoren
- unnötige Leerfahrten vermeiden durch
intelligente Steuerung
2. Materialien-/ Ressourcenbedarf
Quelle: Schindler
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 46Bewertung von Produkt-Komponenten
Firmeninterne Ökobilanzen:
Beispiel BMW
Seitenwandverkleidung der 6er Reihe
Fragestellung: Welches Material sollte für die
Seitenverkleidung gewählt werden?
Vergleich: Stahl, Alu, Thermoplastik Polymere (TP),
Duromer Plastik
Resultat: Thermoplastik
Polymere (TP) am besten;
heute verwendet
Quelle: BMW
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 47Abfall-/Ressourcenmanagement
«Industrial Ecology»
Ressourcen Abfälle
A-Z A-Z
?
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 48Industrial Ecology» – Beispiel 1
Auftraggeber: Holcim, voestalpine, BFE, BAFU, VBSA
Durchführung: ETH
Fragestellung: Wie können Abfälle genutzt/entsorgt
werden, so dass der kleinste Umweltschaden / grösste
Nutzen entsteht?
Mitverbrennung in industriellen Prozessen (z.B. Klinkerherstellung)
Einsparung von Primärbrennstoffen, ggf. höhere Emissionsn
Entsorgung durch Abfallverbrennung / Deponierung
Exkursionen Holcim und KEZO Hinwil
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 49«Industrial Ecology» – Beispiel 2
Fragestellung: Wie stark sollte Stahlschrott aufgearbeitet werden,
damit der der kleinste Umweltschaden / grösste Nutzen entsteht?
Verunreinigungen aus Stahlschrott (z.B. aus KVA) können durch zusätzliche
Verarbeitungsschritte z.T. eliminiert werden (Energieeinsatz der Aufbereitung
versus Einsparungen im Stahlwerk)
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 50Beeinflussung Konsumverhalten
Vergleich Hahnen-/Mineralwasser
Auftraggeber: Schweizerischer
Verein des Gas- und Wasserfaches
(SVGW)
Ziel: Bewusstseinsbildung bei
Konsumenten und ökologische
Entscheidungsunterstützung für die
Produktwahl
Durchführung: ESU-services
Gebiet: Schweiz (Stadt/Land)
Informationskampagne zum
Weltwassertag (22.3.06)
Resultat: Mineralwasser hat 90 -
1000 mal höhere Umweltbelastung
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 51Beeinflussung Konsumverhalten
Fazit:
Ökologischer Vorteil von Hahnenwasser deutlich aufgezeigt
Sensibilisierung der Bevölkerung für Ökologie von Produkten
100.0%
Erdöläquivalente (MJ)
80.0%
MW: Mineralwasser
60.0% HW: Hahnenwasser
40.0%
20.0%
0.0%
MW MW still, MW MW still, HW still, HW, HW, still,
sprudelnd, ungekühlt, sprudelnd, ungekühlt, gekühlt sprudelnd, ungekühlt
gekühlt, PET, EU gekühlt, PET, CH ungekühlt
Glas, EU PET, CH
Quelle: Schweizerischer Verein des Gas- und Wasserfaches (SVGW)
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 52Beeinflussung Konsumverhalten
Veröffentlichung (Auszug):
Zum Weltwassertag:
Tagesschau TSR 1, 21.3.06
Blick, NZZ („Schweiz“-Bund, nicht „Forschung und Technik“),
22.3.06
Tagesanzeiger, 22.3.06
www.presseportal.ch, 21.3.06 (Nachrichten-Website)
www.swissinfo.org, 21.3.06 (Nachrichten-Website)
In Fachkreisen:
http://www.svgw.ch/deutsch/files/Oekobilanz-d.pdf, Februar 2006
(Manuskript auf Homepage des Auftraggebers)
Zeitschrift gwa (Gas Wasser Abwasser), Ausgabe 3/2006
www.rueschlikon.ch, 10.3.06 (Gemeinde-Homepage)
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 53Ecolabels
Ziel: Auszeichnung von «best of class» Produkten
Lokale Kriterien:
Prüfung der Lokale Ja
anlagenspezifischen, Kriterien
lokalen Kriterien erfüllt?
Ökolabel-
Nein Kriterien
erfüllt
Globales Kriterium (Ökobilanz): (Niveau 1)
Eco- globales Ja
Eingabe indicator 99 Kriterium
Anlage-Kennwerte Punkte erfüllt?
< 50% der Nein
Sachbilanz- Auswirkungen
daten & eines modernen
Bewertungs- gasbefeuerten
methoden
Blockheizkraftwerks
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 54Product Environmental Footprint
Ecolabels
Product Environment Footprint
• Initiative der Europäischen Kommission
• Ziele:
• Vereinfachte produktgruppenspezifische
Oekobilanzen (Product Environmental Footprint
Category Rules – PEFCRs) und Benchmarks
• Kommunikation zwischen Unternehmen
(“business-to-business”) und an Konsumenten
(“business-to-consumer”)
• Befindet sich zur Zeit in Pilotphase
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 55Infrastruktur Bewertung
Versorgungsrohre für Gebäude
Versorgungsrohre für Gebäude
Auftraggeber: Geberit
Durchführung: EMPA
Fragestellung: welche Materialien sollten für
Rohrsysteme verwendet werden?
Funktionelle Einheit: Laufmeter Rohr mit
20mm Innendurchmesser
Vergleich Kunststoff-, Verbund- (Kunststoff/Alu)
und Metallrohre
Kunststoffrohre (PE-X) ökologisch am besten,
obwohl kein Recycling möglich (100%
thermische Nutzung)
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 56Infrastruktur Bewertung
Quelle: Geberit
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 57Gebäudekonzepte
Bau einer neuen SAC-Berghütte
Fragestellung: Welche Materialien sollten verwendet werden? Welche
Energieträger sollten für den Betrieb verwendet werden?
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 58Finanzwesen
Alternative Bank Schweiz (ABS)
Ziel: Anreiz für ökologisches Bauen
Beurteilung der Bauprojekte für Hypothek Vergabe
Aufgrund ökologischer Evaluation Reduktion
5 Kriterien:
3 Stufen:
Quelle: ABS
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 59Politische Ziele
Politische Ziele
Beispiel Besteuerung von Brennstoffen (Biofuels)
Schweizer Verordnung, die eine steuerliche
Befreiung von Biofuels an das gute Abschneiden
der Okeobilanz koppelt
UVEK 2009, Verordnung 641.611.21
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 60Politische Ziele
Nationale Ökobilanzen – Beispiel Schweiz
Hilft dabei, politische Prioritäten zu setzen Durchschnitt Schweiz: 12 t
CO2/Kopf/Jahr
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 61Politische Ziele
Umweltwirkungen des internationalen Handels
Example: CO2 embodied in international trade (Peters & Hertwich, ES&T 42 (5),
2008)
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 62Internationale Entwicklungen
ISO Normen
Definition von Begriffen und einheitliches Vorgehen für die Oekobilanz
(ISO 14040, 14044)
UNEP/SETAC Life Cycle Initiative
Entwicklung und Disseminierung von praktisch anwendbaren
Methoden für die Bewertung von Chancen, Umweltwirkungen, und
“Tradeoffs” von Produkten und Dienstleistungen über deren gesamten
Lebenszyklus (Konkretisierung der ISO-Normen)
Europäische Union
Europäische Gesetzgebung fördert Gebrauch von LCA
(z.B. Waste Framework Directive)
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 63Exkursionen
Fachrelevante Exkursionen
1. KEZO Hinwil, Grimm AG, 11. April 2018:
Besichtigung der Kehrrichtverbrennungsanlage KEZO mit
angrenzender Schlackenaufbereitungsanlage sowie Besuch
einer Kompostierungsanlage und Deponie bei der Grimm AG;
relevant bezüglich Vorlesung Abfalltechnik sowie Ökobilanz
/Stoffflussanalyse
3. Holcim Schweiz, 16. Mai 2018:
Besichtigung Klinkerofen und Steinbruch; relevant bezüglich
Stoffflussanalyse und Ökobilanz
Die Anwesenheit wird kontrolliert; bitte bei Verhinderung
abmelden
Wir werden jeweils 2 gleichgrosse Gruppen bilden. Email dazu wird
an alle Studierende versendet.
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 64Kehrichtverbrennungsanlage
Recovery of Fe,
Al, Cu, …
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 65Klinkerofen und Steinbruch
www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 66Vorbereitende Lektüre Exkursionen
Klinkerofen/Zement:
• Bösch ME, Köhler A, Hellweg S, A Model Framework for Input- and Technology-dependent
Life Cycle Assessment of Clinker Production, Environmental Science and Technology, 43,
7578 - 7583, 2009
• Bösch M, Hellweg S, Identifying improvement potentials in cement production with life cycle
assessment, Environmental Science and Technology 44 (23), 9143-9149, 2010
KVA/Vergärung/Deponie:
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www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 67Einen guten Semsterbeginn!!! www.ifu.ethz.ch/ESD OeSA Einführung | 20.02.2018 | 68
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