Nachhaltige Produktion und Ressourcenknappheit

Die Industrieproduktion benötigt erhebliche Mengen an Rohstoffen und verursacht signifikante Einwirkungen in der Umwelt (z.B. Erzeugung von Treibhausgasen und Abfällen sowie Energieverbrauch). Ein Beispiel dafür sind Baustoffe, allen voran Beton und Asphalt, die weltweit in grossen Mengen hergestellt werden.
/documents/20659/66477/Picture_RFA_Narep_Overview/5c65e5ff-ebef-450c-94d7-739c1dae25a0?t=1448292978677
Flugasche, ein Nebenprodukt aus der Kohleverbrennung, kann als Zusatzstoff eingesetzt werden, um die Nachhaltigkeit von Zement und Beton zu verbessern.

Einerseits fallen bei der Produktion von Zement, dem wichtigsten Bindemittel bei der Herstellung von Beton, erhebliche CO2-Emissionen an. So ist Zement für rund 5-8% der globalen CO2-Emissionen verantwortlich – mit rasch steigender Tendenz. Andererseits macht die Erhaltung unserer Infrastruktur und ihre Anpassung an den aktuellen Bedarf die Erneuerung vorhandener Bauten erforderlich. Dabei entstehen beträchtliche Mengen an Bauschutt. Ein weiteres Beispiel sind seltene Elemente wie Antimon, Indium, Platinmetalle, seltene Erden oder Tantal, die verstärkt für neuartige Technologien benötigt werden. Bei diesen Rohstoffen bestehen zunehmend Bedenken hinsichtlich der Stabilität der Versorgungsketten und der Nachhaltigkeit, so auch mit Blick auf Verluste durch dissipative Verwendung.

/documents/20659/66477/Picture_RFA_NAREP_Sustainable+Production_Scheme/eca95c59-c917-4daa-ab05-fbfac2c5b299?t=1449586778787

Die Empa richtet ihr Augenmerk auf folgende Fragestellungen:

  • Wie können Produktlinien unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit verbessert werden?

Ziel: Entwicklung von Ansätzen zur integrierten Beurteilung von technischen Optionen, Umwelteinwirkungen und Kosten.

Beispiele: Recycling von Asphalt und Beton, Verwendung von Abfallstoffen in der Zementherstellung, neue, umweltfreundlichere Zementarten.

 

  • Welches Zukunftspotenzial besitzt eine Technologie in einer Gesellschaft?

Ziel: Beurteilung neuer Technologien und ihres potenziellen gesellschaftlichen Nutzens. Minimierung der ökologischen und gesellschaftlichen Risiken von neuen Technologien durch die frühzeitige Erkennung kritischer Entwicklungen bei den Anwendungen.

Beispiele: Nachhaltigkeitsbewertung von Biokraftstoffen, Elektromobilität und Nanotextilien.

 

  • Wie anfällig sind bestehende und künftige Technologien und Produktionssysteme gegenüber Versorgungsengpässen bei seltenen oder unverzichtbaren Rohstoffen?

Ziel: Bewertung der Anfälligkeit von Technologien und Produktionssystemen gegenüber Versorgungsengpässen bei seltenen oder unverzichtbaren Rohstoffen sowie Konzeption von Strategien für eine nachhaltigere Nutzung von seltenen oder unverzichtbaren Rohstoffen.

Beispiele: RESsourcenCHECK und Handlungsoptionen bei seltenen Metallen für KMU (RESCHECK). Towards a dynamic assessment of raw materials criticality: Linking agent-based demand with material flow supply modelling approaches.

 

  • Wie konzipiert man Technologien und Produktionssysteme (einschliesslich der entsprechenden Recyclingsysteme) mit Blick auf die nachhaltige(re) Verwendung von seltenen oder unverzichtbaren Rohstoffen?

Ziel: Erkennen von Optionen für eine nachhaltige(re) Verwendung von seltenen Metallen durch die Neukonzeption oder Umgestaltung von Technologien und Produktionssystemen (einschliesslich der entsprechenden Recyclingsysteme) sowie Machbarkeitsnachweise durch Fallstudien.

Beispiel: Scarce Metals in Conventional Passenger Vehicles and End-of-Life Vehicle Shredder Output, H2020 Prospecting secondary raw materials in the urban mine and mining waste (ProSUM).