1. Einleitung:

Nachhaltiges und ressourcenschonendes Wirtschaften ist in Anbetracht der zunehmenden Belastung der globalen Ökosysteme das zentrale Thema unserer Zeit. Eine Verbesserung kann nur gelingen, wenn alle Sektoren einer Volkswirtschaft durch innovative Konzepte und Lösungen konstruktive Beiträge leisten.
Aktuelle Studien zeigen, dass das Bauwesen einen erheblichen Einfluss auf den Rohstoffeinsatz und den Ressourcenverbrauch hat. So werden in Deutschland mit jährlich 517 Millionen Tonnen (Mio. t) rund 90 Prozent des inländischen mineralischen Rohstoffabbaus in Gebäuden oder Infrastrukturprojekten verbaut. Der Anteil von Recyclingbaustoffen an der Gesamtproduktion von Gesteinskörnungen (584,6 Mio. t) betrug im Jahr 2020 nur 13,2%.

Das aktuell allein im deutschen Gebäudebestand gebundene Baumaterial wird auf ca. 15 Mrd. Tonnen geschätzt. Hinzu kommen rund 11,5 Mrd. Tonnen in den Bauwerken der Infrastruktur, davon ca. 90% in Straßen (Stand 2015). Man spricht hier vom anthropogenen Lager (anthropogen – menschengemacht).
In Summe bergen diese Materialien ein großes Potenzial als zukünftige Quelle für Sekundärrohstoffe. Der Prozess der Erfassung, Klassifizierung und Nutzung dieser Materialien im Zuge des Rückbaus wird als Urban Mining bezeichnet. Als Ressourcen mit eingeschlossen sind dabei auch Konsumgüter wie Elektrogeräte oder auch Fahrzeuge, die aber in der nachfolgenden Betrachtung nicht weiter behandelt werden.

Grundlage für die Nutzung als Sekundärrohstoff ist die fundierte Erkundung, Analyse und Bewertung des Zustandes und der Eigenschaften dieser Materialien. Vor Beginn des Rückbaus oder der Sanierung müssen auf Grundlage dieser Untersuchungen Konzepte für die Wiederverwendung oder ggf. auch die Entsorgung erstellt werden. Dabei sind insbesondere auch die entsprechenden behördlichen Anforderungen und gesetzlichen Regelungen zu beachten. Hier setzt S&P mit seiner Beratung an.

2. Das Anthropogene Materiallager – zentrale Quelle für das Urban Mining :

Aktuell wird in verschiedenen Initiativen versucht, das in Infrastruktureinrichtungen und Gebäuden gebunden Material zu erfassen und zu kartieren. Man bezeichnet dies als Anthropogenes Materiallager. Die Kartierung erfolgt in sogenannten Materialkatastern. Das Umweltbundesamt gibt auf Basis von Daten aus 2010 ein Gesamtvolumen des anthropogenen Lagers in Deutschland von 28 Mrd. t an, das nach der Nutzung dem Recycling zugeführt werden kann. Auf Grund der Bedeutung dieser Ressourcen wurden inzwischen weitere Untersuchungen durchgeführt.

Materiallager Infrastrukturbauwerke:

In ihrer Studie im Auftrag des Umweltbundesamtes haben Schiller et. al. (2015) das Materiallager der Verkehrsinfrastrukturen (Straßen/Wege/Schiene) auf rund 10,2 Mrd. t quantifiziert und zu 99 % der mineralischen (nicht metallischen) Fraktion zugeordnet (Bild 1). Das meiste Material ist mit 38% in den kommunalen Straßen gebunden, gefolgt von den Wirtschaftswegen mit 21% (Bild 2). Nur ca. 1 % sind bituminöse Bindemittel im Straßenbau sowie Metalle und imprägniertes Holz in der Schieneninfrastruktur. Die nicht-metallischen mineralischen Materialien umfassen vor allem Gesteinskörnungen. Das sind Kiese, Sande und Natursteine wie Schotter, Splitt, Brechsand und Gesteinsmehle, sowie daraus hergestellte Baustoffe, wie z. B. Beton.

Bild 1: Vergleich der Materialzusammensetzung der Infrastruktur im Bereich Verkehr (Quelle: IÖR)

Es ist klar zu erkennen, dass hier, auf Grund des hohen mineralischen Anteils und des einheitlichen Aufbaus der Verkehrswege, ein großes Potential für die Wiederverwertung besteht. Dem entsprechend wurden in den vergangenen Jahren bereits umfangreiche Regeln zur Wiederverwertung erlassen und ein umfassendes Monitoring eingeführt. Die durchschnittliche Recyclingquote der letzten 25 Jahre liegt bei rund 88,7 %. Dabei hat sich gezeigt, dass eine eingehende Untersuchung des Materials im Vorfeld und im Zuge des Rückbaus entscheidend ist, um ggf. im Betrieb entstandene Verunreinigungen zu erkennen, die betroffenen Materialfraktionen zu trennen und so eine gezielte Verwertung zu ermöglichen.

Bild 2: Materiallager Infrastruktur Verkehr (Quelle: IÖR)

Materiallager Gebäude

Im Vergleich zum Infrastruktursektor ist die Erfassung und Kartierung der in Gebäuden gebundenen Materialien deutlich komplexer. Grund dafür sind die erschwerte Zugänglichkeit zur Bestandserfassung z.B. bei privaten Immobilien, die lückenhafte Dokumentation der beim Bau oder Umbau eingesetzten Materialien und die mangelnde digitale Verfügbarkeit dieser Informationen.
Initiativen wie die der in den Niederlanden gegründeten Madaster Stiftung zur Kartierung von Bestandsgebäuden versprechen hier eine Verbesserung. Die Zahl der erfassten Objekte ist derzeit allerdings noch vergleichsweise gering.
In ihrer im Jahr 2015 publizierten Studien haben Schiller et. al. alle Segmente des anthropogenen Lagers untersucht und neben der Infrastruktur auch Berechnungen für Gebäude durchgeführt. Hier wurde in Wohngebäude, Nichtwohngebäude und die in beiden Gebäudetypen installierte Haustechnik unterschieden. Dabei zeigt sich, dass der Anteil der Haustechnik mit 1,3% an der Gesamtmasse recht gering ist. Das Materiallager in der Gebäudestruktur und im Innenausbau wurde mit zwei verschiedenen Verfahren ermittelt und liegt zwischen 15 und 16 Mrd. t. Der Anteil der Nichtwohngebäude beträgt ca. 40%, der mineralischen Materialien liegt dort bei 90% (Bild 3) und bei den Wohngebäuden bei 95%.

Bild 3: Baustoffverteilung im Nichtwohngebäudebestand (Schiller et. al. 2015)

Auf Grund des, z.B. zur Verbesserung der Wärmedämmung oder des Schallschutzes, zunehmend komplexen Aufbaus der Gebäude, wird die Materialtrennung insbesondere im Bereich des Innenausbaus und der Fassade beim Rückbau zunehmend aufwändiger und die Rückführung der Materialien in den Stoffkreislauf erschwert. Eine weitere Problematik liegt in der zurückliegenden Verwendung von asbesthaltigen oder bauchemischen Produkten, die eine gesonderte und teure Entsorgung erfordern. Wichtig ist deshalb die Untersuchung der Materialien im Vorfeld jeder Baumaßnahme um Verunreinigungen frühzeitig zu erkennen, die Materialfraktionen nach Möglichkeit zu trennen und geeigneten Wiederverwendungs- bzw. Entsorgungswegen zuzuführen.
In der o.g. Studie wurde im Betrachtungszeitraum ein deutlicher Zuwachs des anthropogenen Lagers der Gebäude festgestellt. Der Faktor Zubau/Rückbau betrug 2,7, wenngleich hier gewisse rechnerische Unsicherheiten bestehen. Daraus wird aber tendenziell deutlich, dass mit den Ressourcen des anthropogenen Lagers auch bei einer hohen Recycling Quote der Materialbedarf für den Neubau aktuell nicht gedeckt werden kann. Auch in absehbarer Zukunft werden deshalb zusätzlich natürliche Rohstoffe benötigt werden. Das Umweltbundesamt geht aktuell davon aus, dass hier erst gegen 2050 eine Umkehr möglich werden könnte.
In Summe lässt sich festhalten, dass das anthropogene Materiallager in Deutschland weiter anwächst und sich in seiner Zusammensetzung stetig verändert. Kenntnisse über die wesentlichen Bestandsmaterialien und deren Umweltverträglichkeit bilden deshalb eine wichtige Grundlage zur Abschätzung von Materialströmen und Potenzialen für die Kreislaufwirtschaft im Baubereich. Hier leistet S&P in der Beratung rund um die Gebäudesubstanzbewertung einen wichtigen Beitrag.

Materialkataster

Materialkataster beschreiben das anthropogene Materiallager von Gebäudebeständen (Wohnen und Nichtwohnen) und Infrastrukturbauwerken (Straßen/Brücken/Schleusen etc.).
Materialkataster werden beispielsweise für Städte, Regionen oder Immobilienportfolios erstellt und liefern wichtige Informationen darüber, wie diese im Verlauf des Lebenszyklus zirkulär entwickelt werden können. Hier gibt es inzwischen auch privatwirtschaftlichen Initiativen wie z.B. die 2017 in den Niederlanden durch die Madaster Stiftung entwickelte Plattform Madaster, in der in Deutschland mittlerweile Daten von über 900 Bestands- und 600 Neubauimmobilien erfasst sind. Die Online-Plattform erleichtert es Bauherrinnen und Bauherren, Planerinnen und Planern, Architektinnen und Architekten sowie anderen Beteiligten, einen zirkulären Einsatz von Produkten und Materialien in der Bauwirtschaft anzustreben und umzusetzen. Auf der Plattform können Daten über verbaute Materialien, Baustoffe und Bauteile aus Bauwerken oder Infrastrukturprojekten gespeichert und verwaltet werden. Die Daten können mit weiteren Informationen angereichert und ausgetauscht werden.

Auf Basis von Planungsdaten (BIM-Modellen, Leistungsverzeichnissen oder Bauteilkatalogen) oder Bestandserfassungen ist es möglich, einen Materialpass oder auch digitalen Gebäuderessourcenpass zu erstellen. In diesem Materialpass sind Informationen über Materialmassen, finanziellen Restwert, CO2-Fußabdruck und Zirkularität enthalten. Somit gibt der Materialpass unter anderem auch Auskunft über Qualität, Herkunft und Lage von Materialien, die in einem Gebäude oder einer Konstruktion enthalten sind. Es werden aber auch Informationen zu chemischen Inhaltsstoffen, Produktzusammensetzungen, Recyclinganteil oder Zahlen zur Ökobilanz oder der Recyclingfähigkeit von Baustoffen gesammelt.
Mit Hilfe einer solchen Dokumentation ist es möglich, Gebäude und Infrastrukturen als echte Rohstoffdepots zu organisieren, die zusätzlichen Rohstoff-Restwerte der Immobilien und Infrastrukturen zu erfassen, zu managen und sogar für Bilanzierungen oder für die Bewertung einer Immobilie zu nutzen. Die Gebäudeuntersuchungen- und Substanzbewertungen von S&P bilden die Grundlage dieser Dokumentation für Bestandsimmobilien und schaffen somit einen erkennbaren Mehrwert für unsere Kunden.

Aktuelle Situation der Kreislaufwirtschaft im Bausektor

Laut 13. Monitoring-Berichtes der Initiative Kreislaufwirtschaft Bau (2020) sind die mineralischen Bauabfälle einschließlich des Bodenaushubs mit 220,6 Millionen Tonnen (Mio. t) die mengenmäßig wichtigste Abfallgruppe in Deutschland. 129,2 Mio. t (ca. 58%) entfielen davon auf die Fraktion Boden und Steine, die sich aus Bodenaushub, Baggergut und Gleisschotter zusammensetzt, und die zu insgesamt 85,7 % verwertet wurde – meist unmittelbar für die Verfüllung übertägiger Abgrabungen oder im Deponiebau.

Die restlichen 91,4 Mio. t an Bauabfällen setzten sich aus Bauschutt, Straßenaufbruch, Baustellenabfällen sowie Bauabfällen auf Gipsbasis zusammen. Diese Bauabfälle weisen überwiegend hohe Verwertungsquoten von über 90 % auf. Dazu zählen jedoch auch niederwertige Verwertungsmaßnahmen wie der Deponiebau oder die Verfüllung von Abgrabungen. Lediglich bei den Bauabfällen auf Gipsbasis wird mit über 40,4 % ein großer Anteil auf Deponien entsorgt. Gegenüber dem 12. Monitoring-Bericht „Mineralische Bauabfälle 2016“ hat die Gesamtmenge an Bauabfällen um ca. 1,8 Mio. t zugenommen. Die Verwertungsraten haben sich hingegen nur geringfügig geändert.

Ein besonderes Augenmerk bei der Wiederverwertung liegt auf der Gewinnung hochwertiger Recycling Baustoffe (RC-Baustoffe). Als RC-Baustoffe werden Gesteinskörnungen bezeichnet, die durch Aufbereitung mineralischer Bauabfälle hergestellt werden. Im Jahr 2020 betrug das Aufkommen mineralischer Abfälle der Fraktionen Bauschutt und Straßenaufbruch insgesamt 77,6 Mio.t. Daraus wurden 63 Mio. t Recyclingbaustoffe hergestellt. Die Recyclingquote betrug 82%. Insgesamt wurden 2020 rund 76,9 Mio. t Recyclingbaustoffe hergestellt. Damit deckten die Recycling-Baustoffe einen Anteil von 13,2 % des Bedarfs an Gesteinskörungen von 584,6 Mio. t (Bild 4).

Bild 4: Anteil der Materialfraktionen am Gesamtvolumen der in 2020 hergestellten Gesteinskörnungen (Quelle: 13. Monitoring Bericht)

Der überwiegende Teil der RC-Baustoffe gelangt aktuell in den Straßenbau und wird dort, trotz seiner definierten und geprüften Eigenschaften in der Regel wenig hochwertig, bodennah eingesetzt, wie beispielsweise im Landschafts- und Wegebau oder als Ausgleichsmaterial (Bild 5). Der Einsatz von Recycling-Gesteinskörnungen mit definierten technischen Eigenschaften in Anwendungen, die keine besonderen Anforderungen an das Material stellen, entspricht einem Downcycling, das in informatorischen, logistischen und rechtlichen Hindernissen begründet ist. Um hier entscheidende Verbesserungen zu erreichen, sind zukünftig verstärkte Anstrengungen erforderlich. Insbesondere muss der Einsatz als Zuschlagsstoff für Beton im Hochbau erhöht werden.

Bild 5: Verwertungsbereiche von Recycling-Baustoffen in 2020 (Quelle: 13. Monitoring Bericht)

Der Aufbau der vorgenannten Materialkataster wird in Zukunft mehr Transparenz in den Stoffströmen der anthropogenen Materiallager schaffen. Damit kann der Übergang zu einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft im Bauwesen unterstützt und eine wirksame Verwertung und Wiederverwendung von Materialien, Bauteilen und anderen Komponenten erleichtert werden. Mit unseren orientierenden abfallrechtlichen Untersuchungen von Aushubmassen und Gebäuden und baubegleitenden Bewertungen, unterstützen und beraten wir unserer Kunden aktiv im Stoffstrommanagement.

Kreislaufgerechtes Planen und Bauen

Perspektivisch kann die Schonung unserer natürlichen Ressourcen nur gelingen, wenn bereits bei Planung und Bau nachwachsende bzw. kreislauffähige Materialien und vor allem möglichst langlebige Bauprodukte spezifiziert und verwendet werden. Die eingesetzten Materialien sollen möglichst zu 100 % qualitativ hochwertig nachgenutzt werden können. 

In der Planungspraxis stellt sich die Umsetzung dieser Vision als herausfordernd und aufwendig dar. Für die Planung können digitale Tools und digitale Materialdatenbanken zur Auswahl von geeigneten Materialien zum Einsatz kommen. Die sortenreine Rückbaufreundlichkeit einer Konstruktion und die Wiederverwendbarkeit von Materialien sind entscheidende Parameter für das kreislaufgerechte Planen und Bauen. 

Um hier Transparenz zu schaffen müssen auch die diesbezüglichen Daten der angebotenen und eingebauten Bauprodukte vergleichbar sein. Diese können dann zu sogenannten Gebäuderessourcenpässen zusammengeführt werden, die von verschiedenen Organisationen angeboten werden. So dokumentiert zum Beispiel der Gebäuderessourcenpass der DGNB detailliert alle verbauten Materialien und Produkte, schafft so Transparenz und zeigt Optimierungspotenziale auf, um die Circular Economy in der Bauwirtschaft zu fördern. Damit ist es möglich, Gebäude nachhaltig und wirtschaftlich zu planen sowie den CO2-Ausstoß zu minimieren. Langfristig lassen sich somit auch Lebensdauer sowie Rentabilität von Immobilien erhöhen.

Eigentümerinnen und Eigentümern, Planerinnen und Planern, Unternehmen und Kommunen stellt der Gebäuderessourcenpass die ökologischen und ökonomischen Vorteile einer Immobilie transparent dar. Damit ist der Pass ein wichtiges Instrument für Zirkularität, da er Recycling und die sortenreine Aufbereitung von Materialien erleichtert. Er ebnet den Weg für eine sinnvolle Nutzung von Ressourcen aus Abbruch und Sanierung und zu Gebäuden Grundlage des Urban Mining. Wir unterstützen unsere Kunden in den Segmenten Geotechnik- und Tiefbau aktiv der Materialauswahl und zeigen wirtschaftliche und nachhaltige Lösungen auf. 

Dienstleistungen von S&P

Grundlage für die Nutzung als Sekundärrohstoff ist die fundierte Erkundung, Analyse und Bewertung des Zustandes und der Eigenschaften dieser Materialien. Vor Beginn des Rückbaus oder der Sanierung müssen auf Grundlage dieser Untersuchungen Konzepte für die Wiederverwendung oder ggf. auch die Entsorgung erstellt werden. Dabei sind insbesondere auch die entsprechenden behördlichen Anforderungen und gesetzlichen Regelungen zu beachten.
Wir beraten unsere Kunden in allen Fragen der abfallrechtlichen Einstufung von Bodenmaterial und der Gebäudesubstanz. Mit unseren orientierenden abfallrechtlichen Untersuchungen schaffen wir bereits in der frühen Planungsphase eine verlässliche Grundlage für ihr Projekt. Werden erhöhte Schadstoffbelastungen festgestellt, planen und betreuen wir die weitere Detailuntersuchung und zeigen, basierend auf den Ergebnissen der Analyse, wirtschaftliche Lösungen auf. Gerne unterstützen wir sie auch in der Bauphase beim Aushub- und Stoffstrommanagement mit unserer abfalltechnischen Beratung. Unsere Experten stehen ihnen gerne für eine Ersteinschätzung ihrer Projektsituation zur Verfügung.

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Hartmut Reichenbach
Geschäftsführender Gesellschafter

Dr. Samereh Abdolali Pour, M.Sc.-Geol.
Sachverständige für Umwelttechnik

Umweltschutzingenieurin Frederike Müller, M.Sc.
Sachverständige Schadstoffe in Gebäuden

Literaturverzeichnis:

Georg Schiller, Sören Steger, Jan Reichenbach et.al. (2015), Texte 83/2015 in der Schriftenreihe des Umweltbundesamtes, Dessau-Roßlau, Oktober 2015, 315 Seiten

13. Monitoring Bericht der Initiative „Kreislaufwirtschaft Bau“ (2020), Herausgeber: Bundesverband Baustoffe-Steine und Erden e.V., Berlin, Januar 2023, 16 Seiten.

Webseite der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen: https://www.dgnb.de

Webseite Leibnitz-Institut für ökologische Raumentwicklung, IÖR, Dresden: https://www.iör.de

Webseite der Madaster Stiftung für Deutschland: https://madaster.de

Webseite nbau. Nachhaltig Bauen: https://www.nbau.org

Webseite des Umweltbundesamtes: https://www.umweltbundesamt.de

Webseite Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH, Wuppertal: https://wupperinst.org