Methoden zur Bewertung abfallwirtschaftlicher Lösungen

Aufgabenstellung
Die originäre Aufgabe der Abfallbeseitigung war und ist es, das im (Rest)Abfall vorhandene Potenzial an für Mensch oder Umwelt gefährlichen Organismen und Stoffen zu minimieren. Im Kontext der nachhaltigen Entwicklung hat die Abfallbeseitigung mittlerweile eine weitere Aufgabe erhalten: Sie soll die bereits aus der Erdkruste ausgebeuteten Ressourcen effizient nutzen, damit Primärressourcen schonen und die mit der Primärproduktion verbundenen Emissionen minimieren. Auch wenn viele Abfälle verwertet und in einen Konsumkreislauf zurückgeführt werden können, bleibt immer ein Rest, der zu entsorgen ist. Neben der Erfordernissen der Hygiene geht es hierbei um die Entsorgung von Schadstoffen im Abfall, für die eine Kreislaufführung unerwünscht ist, und die schon aus Qualitätsgründen aus den Recycling-Produkten ferngehalten werden müssen.

Zur Beantwortung der Frage, wie unterschiedliche abfallwirtschaftliche Lösungen in diesem Kontext zu bewerten sind, gibt es verschiedene Methoden wie etwa die Stoffflussanalyse oder die Ökobilanz.

Stoffflussanalyse
Die Stoffflussanalyse wurde von Baccini und Brunner von der ETH Zürich zur Bilanzierung von Güter- und Stoffflüssen eingeführt und u.a. von Rechberger von der TU Wien weiterentwickelt. Sie kann je nach Wahl des untersuchten Systems und dessen Systemgrenzen auf eine Anlage, einen Betrieb, eine Stadt oder ein Land angewendet werden. Das Prinzip ist immer das gleiche. Das untersuchte System oder der Prozess wird in der Regel als black box betrachtet. Ein definierter Input eines Stoffes wird in das System eingebracht und verlässt dieses verteilt auf einen oder mehrere Outputströme. Innerhalb des Systems oder Prozesses können sich auch Lager (= Bestand von Gütern oder Stoffen innerhalb eines Prozesses) bilden. Ohne Lagerbildung müssen Input und Output jedes Stoffes identische Werte ergeben.

Die Stoffflussanalyse von beispielsweise der Müllverbrennung ist auf die Frage von Wegen und Verbleib der bilanzierten Schadstoffe beschränkt. Andere wichtige Aspekte können mit dieser Methode nicht abgebildet werden. Hierzu zählen etwa technische Probleme, Energiebedarf oder toxikologische Aspekte; letztere hängen u.a. von der Bindungsform der bilanzierten Elementen ab (z.B. Chrom-III oder Chrom-VI, Cadmiumoxid oder Cadmiumchlorid). Auch für die Frage der langfristigen Verfügbarkeit von Stoffen aus einer Matrix, z.B. von Schwermetallen aus immobilisierten Filterstäuben oder Schlacken, ist die Stoffflussanalyse weniger geeignet. Des weiteren sind die umweltentlastenden Effekte der Müllverbrennung durch die Bereitstellung von Strom, Fernwärme und/oder Prozessdampf mit dem Instrument Stoffflussanalyse nicht abbildbar. Für derartige Fragestellungen muss auf andere Instrumente, z.B. die Ökobilanz, zurückgegriffen werden.

Ökobilanz
Die Ökobilanz ist heute ein etabliertes Instrument für die ökologische Bewertung thermischer und nichtthermischer Verfahren der Abfallbehandlung. Die Vorarbeiten hierfür begannen vor gut 30 Jahren. Die frühen “Ökobilanzen” in den 1970er bis Mitte der 1980er Jahre waren einfache Sachbilanzen, also Abschätzungen über Energie oder Mengenströme, z.B. bezüglich Emissionen oder Abfallentsorgung. Das Schweizer Bundesamt für Umwelt (BUS), das spätere Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL), betrat in seinen „Ökobilanzen“ von Packstoffen mit dem Instrument der gewichteten Emissionsflüsse („kritische Volumina“) erstmals das Feld der Wirkungsbilanz. Vertieft wurden diese Ansätze in Deutschland Mitte der 1980er Jahre durch energieanalytische [Hagedorn, Mauch, Schäfer: Der kumulierte Energieaufwand] und energie- und emissionsorientierte Arbeiten [Franke: Umweltauswirkungen durch Getränkeverpackungen]. Zu Beginn der 1990er Jahre begann ein internationaler Austausch zu Ansätzen und Methoden von Ökobilanzen bzw. Life Cycle Assessment (LCA), wobei sich die LCA im Gegensatz etwa zur Produktlinienanalyse [Projektgruppe Ökologisches Wirtschaften] weitestgehend auf den ökologischen Bereich beschränkte. 1996 wurde wie Methode der Ökobilanzierung schließlich als DIN EN ISO 14040 bis 14043 international genormt.

Seither haben Ökobilanzen einen festen Stellenwert auch in der Bewertung abfallwirtschaftlicher Behandlungskonzepte und -verfahren. Hier sei nur verwiesen auf die ersten Studien des IFEU 1992 [Franke, Franke, Knappe: Vergleich der Auswirkungen verschiedener Verfahren der Restmüllbehandlung auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit], von ITU/Öko-Institut/TH Darmstadt 1994 [Arbeitsgemeinschaft Systemvergleich Restabfallbehandlung Hessen], vom Fraunhofer-Institut für Lebensmitteltechnologie und Verpackung 1997 [Verwertung von Kunststoffabfällen aus Verkaufsverpackungen in der Zementindustrie], von IBA/BZL/CUTEC 1998 [Möglichkeiten der Kombination von mechanisch-biologischer und thermischer Behandlung von Restabfällen] oder von Wallmann 1999 [Ökologische Bewertung der Mechanisch-biologischen Restabfallbehandlung und der Müllverbrennung auf Basis von Energie- und Schadgasbilanzen]. Mittlerweile gibt es eine recht ansehnliche Anzahl von Ökobilanzen oder an die Methodik der Ökobilanzierung angelehnter Studien zu verschiedenen abfallwirtschaftlichen Fragestellungen.