Sensitivitätsstudie zum Kreislaufwirtschaftspotenzial im Hochbau

Sensitivitätsstudie zum Kreislaufwirtschaftspotenzial im Hochbau

Kernanliegen des Vorhabens war es, einen Überblick darüber zu gewinnen, wie sich Bauabfälle des Hochbaus einer stofflichen Verwertung zuleiten lassen und dabei möglichst in gleicher oder anderer Funktionalität wieder in Bauprodukte zurückgeführt werden können, bevor sie in eine anderweitige bzw. thermische Verwertung gelangen.Projektlaufzeit: November 2012 - August 2014

Ausgangslage

Mit dem Beschluss der Bundesregierung "Nachhaltiges Deutschland" wurde als einer der Leitindikatoren die Ressourceneffizienz bestimmt. Darin wird gefordert, die Ressourceneffizienz vom Niveau 1990 bis 2020 um 50% zu steigern. Da der Indikator aus dem Quotient von BIP und Materialumsatz in Tonnen gemessen wird, hat das Bauwesen mit den eingesetzten Massenbaustoffen einen hohen Anteil (ca. 50%). Somit hat ein Nachfragerückgang nach Primärmaterialien im Bauwesen durch z.B. neue Bautechnologien oder Einsatz von Sekundärmaterial einen direkten Einfluss auf die Ressourceneffizienz. Für die Politik ist vor einem steuernden Eingreifen von Interesse, welche Potenziale sich überhaupt bei kreislaufwirtschaftlich vorteilhaften Rahmenbedingungen einschließen ließen. Hierauf wollte das Projekt eine Antwort geben.

Ziel

Das Projekt hat Potenziale eines hochwertigen Recyclings bei Bauschutt und Baustellenabfällen im Hochbau entlang von Sensitivitätsstudien mit einem Ausblick bis 2050 untersucht. Hierfür wurden die derzeitigen Stoffströme der Massenbaustoffe Beton, Ziegel, Kalksandstein, Porenbeton, Gips, Holz, Mineralwolle und Hartschaumdammstoffe, Glas und Kunststoffe analysiert.

Ein Teilziel war die Recherche zu Herkunft, Zusammensetzung und Verwertungswegen der genannten Materialfraktionen und eine konsensuale Vereinbarung mit Experten des Bauwesens und Verbandsvertretern zu "optimistischen" RC-Quoten für ausgewählte Bauproduktgruppen. Ein weiteres Teilziel war, ein Stoffstrommodell bottom-up und ein quantitatives Bild der zukünftigen Bautätigkeit mit einem Ausblick bis 2050 zu entwickeln. Das Projekt basiert auf einem Masseansatz – ökobilanzielle Betrachtungen bleiben ausgeklammert.

Auftragnehmer des Forschungsprojektes war das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung e.V., Dresden, in Zusammenarbeit mit INTECUS GmbH, Dresden.

Konzept

Das Baugeschehen (Neubau, Umbau, Modernisierung, Abbruch) wurde top-down für 2010 quantitativ erfasst und bottom-up qualifiziert. Mit top-down ist die Nutzung aller zur Verfügung stehen Statistiken gemeint, einschließlich der von den Verbänden zusätzlich erhobenen und publizierten Differenzierungen. Mit bottom-up ist das Stoffstrommodell gemeint, mit dessen Hilfe die in der Bautätigkeitsstatistik für 2010 zu Wohn- und Nichtwohngebäude ausgewiesenen Daten (Zugang und Abgang für Wohn- und Nichtwohngebäude, Bestand für Wohngebäude) in Materialflüsse und Materiallager umgerechnet werden können. Hierfür war der Aufbau einer Gebäudetypologie notwendig, die auf Grundlage detailliert beschriebener Projekte (Grundrisse, Schnitte, baukonstruktive Details, Baubeschreibung) für typische Gebäudevertreter Materialkennwerte der Konstruktion und der technischen Ausstattung berechnet. Im Rahmen des Projektes konnte so das Baugeschehen entlang von 16 Bauproduktgruppen abgebildet werden.

Zur Beantwortung der Frage nach den Recyclingmöglichkeiten mussten Erfassungs- und Aufbereitungstechnologien für die 16 Bauproduktguppen untersucht werden. Zudem waren Studien und Forschungsergebnisse zu möglichen Rezyklatbeimengungen auszuwerten – allerdings handelte es sich meist um nur im Einzelfall getestete Rezepturen. Diskussionspunkt mit den Vertretern der Bauwirtschaft war daher einerseits, wie unter Beachtung der geltenden Abfallhierarchie und den derzeit verankerten Regelungen das Primat einer hochwertigen stofflichen Verwertung von Bauabfallstoffen umgesetzt werden könnte und welche Rezyklatbeimengungen bei optimistischen Annahmen für 2030 bzw. 2050 vorstellbar wären.

Mit Hilfe von Annahmen zur quantitativen Entwicklung der Bautätigkeit generell (2030/2050) und von Annahmen zu innovativen Verwertungstechnologien und potenziellen Recyclinganteilen in Bauprodukten wurden Testrechnungen – Sensitivitätsstudien – durchgeführt. Mit dem Auftraggeber wurden vier Sensitivitätsstudien abgestimmt, die auf der ausgewählten Bautätigkeitsentwicklung aufsatteln: business-as-usual (BAU), recyclingorientiert (BAU-RC), nachhaltig (NA) und NA recyclingorientiert (NA-RC).

Ergebnisse

Die generelle Beobachtung zu den Materialströmen bis 2050 ist, dass sich die Hochbautätigkeit bis 2030 (Neubau, Umbau, Modernisierung) quantitativ zunächst nicht dramatisch verändern wird. Die Bautätigkeit im "Rückbau" (Abriss, Output aus Umbau und Modernisierung) wird allerdings in 2030 um 50% gegenüber 2010 zunehmen. Spätestens in der vierten Dekade bis 2050 ist dann mit einem dramatischen Trendbruch zu rechnen. Die Neubau-Bautätigkeit wird 2050 um 40 bis 50% gegenüber 2010 zurückgegangen sein. Gleichzeitig wird mehr als doppelt so viel "rückgebaut" wie 2010.

Die Primärrohstoffschonung (in Mio. t absolut) durch Einbringen von Rezyklaten baulichen Ursprungs in Bauprodukte für Neubau und Sanierung des Hochbaus hängt von diesen generellen Bauaktivitäten ab. Die errechnete potenzielle Rezyklatnutzung für 2010 im Hochbau ist nach derzeitigem Stand mit rund 8 Mio. t angesichts der errechneten Gesamtinputmenge an Primärmaterial bottom-up von rund 120 Mio. t gering. Bei sich verbessernden Rahmenbedingungen für die Kreislaufwirtschaft könnte der Einsatz von Rezyklatbeimengungen mengenmäßig Mitte der dritten Dekade ein Peak zwischen 18 und 20 Mio. t erreichen, um dann bis 2050 auf Grund der zurückgehenden Bautätigkeit trotz höherer relativer RC-Quoten auf ca. 12 bis 14 Mio. t abzuschmelzen.

Betrachtet man prozentual die Primärrohstoffeinsparung im Hochbau, so trägt der Einsatz von RC-Material Sekundärrohstoffe im Jahr 2030 zu einer Primärstoffeinsparung von 7% bei, wenn man die Rezyklat-Quoten von 2010 nicht erhöhen würde. Eine veränderte Bauweise (Holzbauanteil von derzeit 15% im EFH-Bau auf 30%, im MFH-Bau von 2% auf 15%; Bauplanung und Betonbautechnologie mit 10% Materialeinsparung; Dreifachverglasung Regelfall; 30% erhöhte WD; halb so viele Einfamilienhäuser, dafür entsprechend mehr Wohneinheiten in Mehrfamilienhäusern), wie sie im Nachhaltigkeitsszenario (NA) angedacht ist, schont die Ressourcenentnahme um 5% zuzüglich zu den 6% aus der derzeit üblichen Rezyklatbeimengung. Werden die von den Experten geschätzten optimistischen RC-Quoten für 2030 erreicht, so steigt das Einsparpotenzial auf 16% (BAU-RC) bzw. 21% (NA-RC). Im Jahr 2050 steigt der Beitrag durch Rezyklatbeimengung in der optimistischen Variante auf 21%, und wenn zugleich eine nachhaltige Bauweise eingeschlagen wird, auf 28% (NA), (Der Substitutionseffekt von Rezyklat wurde vereinfachend als 1:1 zwischen Sekundärrohstoff und Primärrohstoff angenommen.)

Aus technischer Sicht ist klar, dass zum Erreichen dieses Recyclingniveaus im Hochbau vor allem eine bestimmte Qualität, Unbedenklichkeit und Separierbarkeit der verschiedenen Abbruchmaterialien gewährleistet sein muss (Recyclingfähigkeit). Weiterhin braucht es Verfahren, mit denen die Materialien in einer für den Wiedereinsatz geeigneten Form aufbereitet und schließlich auch in marktfähige Produkte überführt werden können. Das heißt, entstehende Kosten müssen sich im Rahmen bestehender, gleichwertiger Alternativen (Primärstoffsektor) bewegen oder mittels entsprechender Marktnachfrage oder bestehender Kompensationsmechanismen gedeckt sein.

Die Diskussionen und intensiv geführten Kontroversen zum Beispiel um eine bundeseinheitliche Ersatzbaustoffregelung lassen erkennen, dass die Verwendung von Baustoffrezyklaten in den Einsatzbereichen mit anspruchsvollen Materialanforderungen noch immer keine allgemeine Praxis darstellt. Verlässt man die Diskussion zum Hochbau, so zeigt sich für die mineralischen Bauprodukte der Straßenbau als deutlicher Schwerpunkt der bisherigen Verwendung von Bauschutt in Form eines Recyclings. Der Umfang, in dem Körnungen aus Bauschuttmaterial hier bereits zum Einsatz gelangen, ist nicht unerheblich, wesentlichen Akteursgruppen zufolge aber auch noch deutlich ausbaufähig. Für einige andere Produktbereiche steht die Erschließung von Recyclingkreisläufen noch aus bzw. befindet sich im Aufbau (beispielsweise Gips und mineralische Dämmstoffe), oder diese sind trotz praktikabler Lösungen noch nicht in Gang gesetzt worden (Bsp. RC-Steine, RC-Mörtel).

Jenseits der mineralischen Bauprodukte gibt es Produktbereiche, bei denen ein Mangel an geeigneten sekundären Ausgangsrohstoffen zur Wiedereinbringung im Baubereich festzustellen ist, obwohl auf der Output-Seite ausreichend Stoffe freigesetzt werden (Bsp. Glas, Kunststoffe, Holz). Hier spielen neben Qualitäts- und Gefahrstoffproblematiken auch sich gegenseitig substituierende RC-Ströme (Verpackungskunststoff vs. Kunststoffe aus Bauprodukten), Materialien (Beton vs. Holz oder Kunststoff vs. Beton) und Verwertungswege (Bsp. thermische vs. stoffliche Nutzung bei Holz) eine Rolle. Insgesamt zeigt sich damit, dass das Erreichen einer verbesserten Kreislaufwirtschaft im Bauwesen in äußerst komplexen Zusammenhängen steht und dass eine sektorale Betrachtung allein kaum Sinn macht und der Ressourcenschonung auch wenig dienlich ist.

Veröffentlichungen

Sensitivitätsstudie zum Kreislaufwirtschaftspotenzial im Hochbau - Endbericht
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