Die zwei Ströme im Abfallmanagement: Upstream- und Downstream-Perspektiven

Einführung

Die Produkte, die wir täglich kaufen und entsorgen, machen nur einen Bruchteil der gesamten Abfälle aus, die im Lebenszyklus eines Produkts entstehen. Um die Umweltfolgen unserer Konsummuster vollständig zu bewerten, müssen wir vorgelagerte und nachgelagerte Abfallkonzepte.

Vorgelagerte Abfälle: der Fußabdruck der Produktion

Vorgelagerte Abfälle umfassen alle Abfälle, die während der Produktions- und Herstellungsphasen eines Produkts entstehen. Dazu gehören:

• Abfälle aus der Rohstoffgewinnung — Nebenprodukte aus Bergbau, Ernte oder Rohstoffgewinnung, einschließlich Abraum, Rückständen und Prozessresten.
• Produktionsabfälle — Verschnitt, fehlerhafte Produkte, Chargen außerhalb der Spezifikation, chemische Abfälle, verbrauchte Katalysatoren und überschüssige Verpackungen aus dem Herstellungsprozess.
• Auswirkungen des Transports — Emissionen beim Transport von Rohstoffen zu den Fabriken und von Fertigprodukten weiter entlang der Lieferkette sowie beschädigte und zurückgewiesene Waren während des Transports.

Vorgelagerte Abfälle entstehen häufig innerhalb industrieller Lieferketten und sind daher für durchschnittliche Verbraucherinnen und Verbraucher weniger sichtbar. Dennoch verursachen sie erhebliche Umweltbelastungen. Die Rohstoffgewinnung kann Ökosysteme beeinträchtigen, Herstellungsprozesse setzen Schadstoffe frei und Transporte tragen zum Klimawandel bei.

Der oft übersehene quantitative Aspekt lautet: Bei den meisten hergestellten Produkten übersteigt die Masse der vorgelagert erzeugten Abfälle die Masse des Produkts selbst deutlich. Das Material, das Verbraucherinnen und Verbraucher in Händen halten, ist der sichtbare Rest eines wesentlich größeren Materialstroms.

Nachgelagerte Abfälle: das Ende beim Verbraucher

Nachgelagerte Abfälle umfassen alles, was mit einem Produkt geschieht, nachdem es von Verbraucherinnen und Verbrauchern genutzt wurde. Dazu gehören:

• Produktentsorgung — Materialien, die am Ende ihrer Lebensdauer deponiert oder verbrannt werden.
• Verpackungsabfälle — entsorgte Behälter, Kartons und Kunststofffolien.
• Gefährliche Abfälle — Produkte wie Batterien, Elektronikgeräte, Lösungsmittel und Reinigungsmittel, die eine besondere Behandlung und spezielle Entsorgungswege erfordern.

Nachgelagerte Abfälle sind in überfüllten Abfallbehältern und kommunalen Entsorgungsanlagen leicht sichtbar. Sie verdeutlichen die Herausforderungen einer Konsumgesellschaft, in der Produkte häufig auf schnelle Entsorgung statt auf Langlebigkeit ausgelegt sind.

Warum beide Abfallströme Aufmerksamkeit verdienen

Vorgelagerte und nachgelagerte Abfälle haben unterschiedliche Ursachen, erfordern jedoch gleichermaßen Aufmerksamkeit. Vorgelagerte Abfälle unterstreichen den Bedarf an mehr Effizienz und Nachhaltigkeit in Herstellungsprozessen. Nachgelagerte Abfälle betonen die Bedeutung eines verantwortungsvollen Konsumverhaltens und einer geeigneten Abfallwirtschaftsinfrastruktur.

Auch aus Governance-Sicht gibt es einen Grund. In der GHG Protocol Scope-3-Struktur entfallen vorgelagerte Abfälle weitgehend auf die Kategorien 1 und 5 — eingekaufte Güter und Dienstleistungen sowie Abfälle aus dem Betrieb — während nachgelagerte Abfälle in Kategorie 12, die Behandlung verkaufter Produkte am Ende ihrer Lebensdauer, fallen. Ein Unternehmen, das nur die Abfälle an seinen eigenen Standorten berichtet, deckt damit nur einen kleinen Teil einer wesentlich umfassenderen Verpflichtung ab.

Die Abfallhierarchie: wo sich der Aufwand auszahlt

Behandlung ist die letzte Option, nicht der Ausgangspunkt. Die Hierarchie ordnet die Optionen nach ihrer Umweltverträglichkeit und gilt für beide Abfallströme.

1. 1Vermeidung — Abfallentstehung von vornherein durch Design, Prozesseffizienz und Spezifikationen vermeiden.
2. 2Wiederverwendung — Materialien und Produkte für ihren ursprünglichen Zweck im Einsatz halten.
3. 3Recycling — Wiederaufbereitung zu neuen Materialien, einschließlich Kompostierung und anaerober Vergärung organischer Stoffe.
4. 4Verwertung — Gewinnung von Energie oder geringerwertigem Nutzen, wenn stoffliches Recycling nicht praktikabel ist.
5. 5Beseitigung — technisch gesicherte Deponierung als letzte Option.

Wie werden Abfälle behandelt?

Die Behandlungsverfahren unterscheiden sich je nach Abfallart und bringen jeweils eigene Zielkonflikte mit sich.

Praxisbeispiele aus verschiedenen Branchen

Öl und Gas

Öl und Gas veranschaulichen beide Bedeutungen der Begriffe zugleich, weshalb eine getrennte Betrachtung sinnvoll ist. In der Branchensprache umfasst Upstream Exploration und Produktion, Midstream Transport und Lagerung und Downstream Raffinerie und Petrochemie. In der Lebenszyklusbetrachtung steht die Branche vor nahezu allen anderen Sektoren — sie liefert die Rohstoffe und Energie, die andere Branchen zu Produkten verarbeiten.

Upstream-Aktivitäten: Exploration und Produktion

• Bohrabfälle — Bohrklein und verbrauchte Bohrspülungen, wobei Bohrklein aus ölbasierter Spülung eine thermische Desorption oder Spezialbehandlung statt einer einfachen Entsorgung erfordert.
• Lagerstättenwasser — volumenmäßig der größte Abfallstrom der Branche. Zu den Optionen gehören Aufbereitung und Reinjektion, Aufbereitung und Einleitung mit Genehmigung oder Entsorgung; zudem steigt der Wasseranteil über die Lebensdauer des Feldes stetig, sodass sich die Wirtschaftlichkeit von Jahr zu Jahr verändert.
• Natürlich vorkommendes radioaktives Material (NORM) — Ablagerungen und Schlämme, die sich in Rohrleitungen und Behältern ansammeln und eine kontrollierte Handhabung und Entsorgung erfordern.
• Tankbodensedimente und ölhaltige Schlämme — rückgewinnbare Kohlenwasserstoffe, vermischt mit Feststoffen und Wasser, die typischerweise behandelt werden, um den Ölanteil zurückzugewinnen.
• Begleitgas — abgefackeltes oder abgeblasenes Gas ist sowohl ein verlorenes Produkt als auch eine Emission. Deshalb bieten Projekte zur Fackelgas- und Dampfrückgewinnung in der Regel sowohl ökologische als auch wirtschaftliche Vorteile.
• Stilllegung — Verfüllung und Aufgabe von Bohrungen, Rückbau von Plattformen und Unterwasserinfrastruktur sowie Sanierung des Standorts. Diese Maßnahmen fallen ans Ende der Anlagenlebensdauer und sind häufig das größte einzelne Abfall- und Kostenereignis.

Midstream

• Abfälle aus der Molchung von Pipelines — Feststoffe, Wachse und Flüssigkeiten, die bei Reinigungsdurchläufen entfernt werden.
• Rückstände aus der Tankreinigung an Terminals und Lageranlagen.
• Verbrauchte Trockenmittel, Filter und Molekularsiebe aus der Gasaufbereitung.

Downstream-Aktivitäten: Raffinerie und Petrochemie

• Verbrauchte Katalysatoren — aus der Hydrierung, Reformierung und FCC-Einheiten. Sie enthalten rückgewinnbare Metalle und bieten eine echte Chance für die Kreislaufwirtschaft statt ein Entsorgungsproblem darzustellen, sofern ein Rückgewinnungsweg vorhanden ist.
• Raffinerieschlämme — aus Entsalzern, API-Abscheidern und DAF-Einheiten, typischerweise ölhaltig und mit Bedarf an Entwässerung und Behandlung.
• Verbrauchte Laugen- und Säureströme — die vor Einleitung oder Wiederverwendung neutralisiert werden müssen.
• Verbrauchte Tone, Filtermedien und Adsorbentien aus der Produktveredelung.
• Biomasse aus Abwasserbehandlungsanlagen, sowie Rückstände aus der Schwefelrückgewinnung.
• Abfälle aus Anlagenstillständen — ein großes, episodisch anfallendes Volumen, das sich auf ein kurzes Zeitfenster konzentriert, einschließlich Dämmstoffen, Feuerfestmaterialien, Gerüstmaterialien und Rückständen aus der Behälterreinigung.

Chemie

Die chemische Industrie nimmt in den meisten Wertschöpfungsketten eine mittlere Position ein: nachgelagert zu Öl, Gas, Mineralien und Biomasse und vorgelagert zu nahezu jedem hergestellten Produkt. Abfälle gelangen daher aus beiden Richtungen in die Branche.

Upstream, als Abnehmer von Rohstoffen

• Rohstoffverunreinigungen und Rückstände aus der Vorbehandlung — werden entfernt, bevor das Material in den Prozess gelangen kann.
• Verpackungen von Rohstoffen — Fässer, IBCs und Inliner, die sich hervorragend für Wiederverwendungs- und Rücknahmesysteme eignen.

In den eigenen Betriebsabläufen

• Prozessbedingte Ausbeuteverluste — die Differenz zwischen theoretischer und tatsächlicher Ausbeute ist per Definition Abfall; ihre Verringerung senkt zugleich Kosten und Abfallaufkommen.
• Gebrauchte Lösungsmittel — in der Regel der volumenmäßig größte gefährliche Stoffstrom; die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Lösungsmitteln zählt zu den Maßnahmen mit der höchsten Wirkung.
• Verbrauchte Katalysatoren — enthalten häufig Edel- oder kritische Metalle, für die etablierte Rückgewinnungsverfahren bestehen.
• Reaktionsnebenprodukte und Sumpfprodukte — Destillationsrückstände, die als minderwertigeres Produkt oder Brennstoff wertvoll sein können, statt als Abfall entsorgt zu werden.
• Produkte außerhalb der Spezifikation und mit abgelaufener Haltbarkeit — Wiederaufbereitung, Heruntermischen oder Entsorgung.
• Klärschlamm aus der Abwasserbehandlung und Rückstände aus der Abluftreinigung.
• Abfälle aus Reinigung und Produktwechsel — ein wesentlicher Treiber in Mehrprodukt-Chargenbetrieben, in denen die Kampagnenplanung die Mengen direkt beeinflusst.

Nachgelagert, als Lieferant

• Produktverpackungen die Kunden erreichen, sowie die Rücknahmelogistik dafür.
• Auf Kundenseite durch das Produkt entstehende Abfälle — nicht verwendete Beschichtungen, abgelaufene Formulierungen und Spülwasser, die einige Lieferanten inzwischen über Chemikalienleasing-Modelle adressieren, bei denen der Lieferant für die Funktion statt für die Menge vergütet wird.
• End-of-Life von Materialien, die aus der Chemie hervorgehen — die Frage nach Kunststoffen und Verbundwerkstoffen sowie der Grund, weshalb chemisches Recycling und recyclinggerechtes Design auf der Agenda von Chemieunternehmen stehen.

Lösungen und Fortschritte

Die Bewältigung von Abfällen vor- und nachgelagerter Prozesse erfordert integrierte Lösungen über alle handlungsfähigen Akteure hinweg.

• Hersteller — indem sie Produkte für einfaches Recycling oder Wiederverwendung entwickeln, Verpackungen minimieren, die Prozessausbeute verbessern, Lösungsmittel und Katalysatoren zurückgewinnen und Materialien verantwortungsvoll beschaffen, um Abfälle in vorgelagerten Prozessen zu reduzieren.
• Industriebetreiber — indem sie Abfälle nach Stoffströmen statt nach Gesamttonnage erfassen, damit hochwertige und gefährliche Fraktionen getrennt vom allgemeinen Abfall behandelt werden.
• Verbraucher — indem sie bewusst einkaufen, recycelbare oder kompostierbare Produkte bevorzugen und Abfälle korrekt entsorgen, um nachgelagerte Probleme zu minimieren.
• Politische Entscheidungsträger — durch Regulierung zur Förderung nachhaltiger Produktion, erweiterte Herstellerverantwortung, die die End-of-Life-Kosten der Partei auferlegt, die das Produkt entwickelt hat, sowie Investitionen in die Abfallwirtschaftsinfrastruktur.
• Industrielle Symbiose — Vereinbarungen, bei denen die Rückstände eines Betriebs zum Input eines anderen werden. Dies funktioniert besonders gut bei geografisch gebündelten Anlagen, etwa in Raffinerie- und petrochemischen Komplexen.

Fazit

Das gesamte Spektrum vor- und nachgelagerter Abfälle anzugehen, ist entscheidend für einen nachhaltigeren und verantwortungsvolleren Ansatz bei Produktion und Konsum. Die sichtbaren Abfälle am Ende der Kette sind der kleinere Teil des Problems – und der Teil mit dem geringsten verbleibenden Handlungsspielraum.

Für Industriebetreiber ist der praktische Ausgangspunkt eine Stoffstromcharakterisierung über die gesamte Position in der Wertschöpfungskette hinweg — was ankommt, was entsteht und was mit dem Produkt das Unternehmen verlässt. Diese Bestandsaufnahme macht aus Abfall nicht mehr nur einen Entsorgungskostenposten, sondern eine Reihe von Entscheidungen zu Design, Prozess und Rückgewinnung.