Ein Ansatz Zur Strategischen Planung Von Kreislaufwirtschaftssystemen: Dargestellt Für Das Altautorecycling Und Die Eisen- Und Stahlindustrie

ISBN-13: 9783824463053 / Niemiecki / Miękka / 1996 / 221 str.

Holger Puchert; Holger Puchert

Spis treści

1 Einführung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Zielsetzung.- 1.3 Vorgehensweise.- 2 Grundlagen der Kreislaufwirtschaft.- 2.1 Aufkommen an Reststoffen und Abfallen aus dem produzierenden Gewerbe.- 2.2 Reststoff- und Abfallanfall im Produktionssystem.- 2.3 Einordnung der Kreislauf- und Abfallwirtschaft in die strategische Unternehmensplanung.- 2.4 Kreislaufwirtschaft und logistische Fragestellungen.- 2.4.1 Maßnahmen- und Verfahrenswahl.- 2.4.2 Standortwahl.- 2.4.3 Transport.- 2.5 Kreislaufwirtschafts- und Abfallsysteme.- 2.6 Planungszeitraum.- 3 Bestehende und zukünftige rechtliche Anforderungen zur Reststoffvermeidung und -verwertung.- 3.1 Europäische Rechtsgrundlagen.- 3.1.1 EG-Abfallrahmenrichtlinie.- 3.1.2 EU-Verordnung zum Umweltaudit.- 3.2 Das Bundes-Immissionsschutzgesetz.- 3.2.1 Ziele, Grundsätze und Aufbau.- 3.2.2 Nicht genehmigungsbedürftige Anlagen.- 3.2.3 Genehmigungsbedürftige Anlagen.- 3.2.4 Reststoffvermeidungs- und Verwertungsgebot nach § 5 Abs. 1 Nr. 3 BImSchG.- 3.2.5 Auslegung der unbestimmten Rechtsbegriffe zur Technik.- 3.2.5.1 Stand der Technik.- 3.2.5.2 Stand von Wissenschaft und Technik.- 3.2.5.3 Regeln der Technik.- 3.2.5.4 Technische Möglichkeit.- 3.2.6 Verbindung des § 5 Abs. 1 Nr. 3 BImSchG mit anderen gesetzlichen Regelungen des BImSchG.- 3.2.7 Auswirkungen des § 5 Abs. 1 Nr. 3 BImSchG für Betreiber genehmigungsbedürftiger Anlagenarten.- 3.2.7.1 Klärung der Rangfolge: Vermeidung — Verwertung — Beseitigung.- 3.2.7.2 Verfahrensauswahl.- 3.2.7.3 Räumliche Befristung der Reststoffverwertungspflicht.- 3.2.7.4 Zeitliche Befristung der Reststoffverwertungspflicht.- 3.2.7.5 Beauftragung Dritter.- 3.2.8 Zielkonflikte zwischen den verschiedenen Pflichten und Geboten des BImSchG.- 3.2.9 Vollzug des Reststoffvermeidungs- und -verwertungsgebots.- 3.2.10 Fazit.- 3.3 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz.- 3.3.1 Grundgedanken und vorliegende Probleme des Abfallgesetzes.- 3.3.2 Ziele und Aufbau des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes.- 3.3.3 Grundsätze und Grundpflichten der abfallarmen Kreislaufwirtschaft.- 3.3.4 Anforderungen an die Kreislaufwirtschaft.- 3.3.5 Pflichten für Anlagenbetreiber.- 3.3.6 Auswirkungen des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes auf Anlagenbetreiber.- 3.4 Ausgewählte Verordnungen und Technische Anleitungen.- 3.4.1 Altauto-Verordnung.- 3.4.2 Altölverordnung.- 3.4.3 TA Shredderrückstände und TA Abfall.- 3.4.4 Verordnung der EU zur Abfallverbringung EWG 259/93.- 3.5 Zusammenfassung.- 4 Altproduktverwertung am Beispiel des Altautorecyclings.- 4.1 Pkw-Bestand, Neuzulassungen und Altfahrzeugbestand in Deutschland.- 4.2 Einsatzstoffe im Automobil.- 4.3 Istanalyse der Altautoverwertung.- 4.3.1 Altautoverwerter.- 4.3.2 Shredderbetreiber.- 4.3.3 Aufbereitung und Entsorgung weiterer Fraktionen.- 4.3.4 Probleme der heutigen Altautoverwertung.- 4.4 Bestehende Ansätze zur zukünftigen Altautoverwertung.- 4.4.1 Konzept des Verbandes der Automobilindustrie (VDA).- 4.4.2 Konzept des europäischen Herstellerkreises Autorecycling (Eurhekar).- 4.4.3 Metallurgisches Recycling, Konzept der Mercedes-Benz AG.- 4.4.4 Weitere Konzepte und Pilotprojekte im In- und Ausland.- 4.5 Industrielle Umsetzung der Altautoverwertung.- 4.5.1 Trockenlegungs- und Demontageziele.- 4.5.2 Demontageabläufe.- 4.5.3 Platzgestaltung.- 4.5.4 Organisation und Logistik.- 4.6 Wirtschaftliche Rahmenbedingungen der zukünftigen Altautoverwertung.- 4.7 Zusammenfassung des Beispiels Altautorecycling.- 5 Produktionsrückstandsverwertung am Beispiel der Eisen- und Stahlindustrie.- 5.1 Internationales und wirtschaftliches Umfeld der Stahlindustrie.- 5.1.1 Weltweite Stahlproduktion.- 5.1.2 Konkurrenzfähigkeit der deutschen Stahlindustrie.- 5.1.2.1 Produktionstechnologien.- 5.1.2.2 Energie.- 5.1.2.3 Arbeitsproduktivität.- 5.1.2.4 Umweltschutz und Subventionen.- 5.1.3 Zusammenfassung der wirtschaftlichen Rahmenbedingungen der Eisen- und Stahlindustrie.- 5.2 Analyse des Reststoffanfalls in einem integrierten Hüttenwerk und einem Elektrostahlwerk.- 5.2.1 Sinteranlage.- 5.2.1.1 Verfahrensbeschreibung.- 5.2.1.2 Spezifische Einsatz- und Ausbringungsmengen.- 5.2.1.3 Analyse der anfallenden Reststoffe.- 5.2.2 Hochofenanlage.- 5.2.2.1 Verfahrensbeschreibung.- 5.2.2.2 Spezifische Einsatz- und Ausbringungsmengen.- 5.2.2.3 Analyse der anfallenden Reststoffe.- 5.2.3 Roheisenvorbehandlung.- 5.2.3.1 Verfahrensbeschreibung und spezifische Einsatz- und Ausbringungsmengen.- 5.2.3.2 Anfallende Reststoffe.- 5.2.4 Stahlwerk.- 5.2.4.1 Verfahrensbeschreibung.- 5.2.4.2 Spezifische Einsatz- und Ausbringungsmengen.- 5.2.4.3 Anfallende Reststoffe.- 5.2.5 Elektrostahlwerk.- 5.2.5.1 Verfahrensbeschreibung.- 5.2.5.2 Spezifische Einsatz- und Ausbringungsmengen.- 5.2.5.3 Anfallende Reststoffe.- 5.2.6 Sekundärmetallurgie.- 5.2.7 Stranggießanlage und Walzwerk.- 5.2.7.1 Verfahrensbeschreibung.- 5.2.7.2 Spezifische Einsatz- und Ausbringungsmengen.- 5.2.7.3 Anfallende Reststoffe.- 5.2.8 Gesamtübersicht des Hüttenwerksprozesses.- 5.3 Istanalyse der Kreislaufwirtschaft in der Eisen- und Stahlindustrie.- 5.3.1 Eisenhüttenschlacken.- 5.3.1.1 Hochofenschlackenverwertung.- 5.3.1.2 Stahlwerksschlackenverwertung.- 5.3.2 Hüttenschutt.- 5.3.3 Staub-, Schlamm- und Walzzunderverwertung.- 5.4 Technisch mögliche Maßnahmen gemäß § 5 Abs. 1 Nr. 3 BImSchG.- 5.4.1 Inputseitige Maßnahmen.- 5.4.1.1 Eisenerze.- 5.4.1.2 Kohle, Koks und Schweröl.- 5.4.1.3 Zuschlagstoffe.- 5.4.1.4 Schrott.- 5.4.2 Verfahrensseitige Maßnahmen.- 5.4.2.1 Direkt- und Schmelzreduktionsverfahren.- 5.4.2.2 Endabmessungsnahes Gießen.- 5.4.2.3 Rezirkulation der Stäube im Elektrolichtbogenofen.- 5.4.2.4 Organisatorische Maßnahmen.- 5.4.3 Outputseitige Maßnahmen.- 5.4.3.1 Heißbrikettierung.- 5.4.3.2 Wälzverfahren.- 5.4.3.3 Zirkulierendes-Wirbelschichtverfahren (ZWS).- 5.4.3.4 Hydrozyklonverfahren.- 5.4.3.5 Inmetcoverfahren.- 5.4.3.6 Drehrohrverfahren.- 5.4.3.7 Reduktion im Hochofen.- 5.5 Zusammenfassung des Beispiels Produktionsrückstände der Eisen- und Stahlindustrie.- 6 Konzeption eines formalen Modells zur strategischen Planung von Kreislaufwirtschaftssystemen.- 6.1 Problemstrukturanalyse.- 6.2 Graphentheoretische Überlegungen.- 6.3 Zielkriterien, Modellanforderungen und -abgrenzungen.- 6.4 Ansätze simultaner Standort-, Auswahl- und Transportprobleme.- 6.4.1 Ein- und mehrstufige Transportprobleme.- 6.4.1.1 Einstufige Transportprobleme.- 6.4.1.2 Mehrstufige Transportprobleme.- 6.4.2 Kombinierte Standort- und Tourenplanung.- 6.4.3 Modelle der betrieblichen Standortwahl.- 6.4.3.1 Standortbestimmung in einem homogenen Territorium.- 6.4.3.2 Standortbestimmung in Netzen.- 6.4.3.3 Diskrete Standortwahl.- 6.4.4 Bewertung der Ansätze.- 6.5 Übertragung und Weiterentwicklung des WLP-Ansatzes auf Kreislaufwirtschaftssysteme.- 6.5.1 Einstufiges, kapazitiertes Kreislaufwirtschaftssystem-Problem (EKSP).- 6.5.2 Zweistufiges Kreislaufwirtschaftssystem-Problem (ZKSP) im Einreststoffall.- 6.5.3 Mehrstufiges Kreislaufwirtschaftssystem-Problem (MKSP) im Mehrreststoffall.- 6.5.4 Direktfluß zwischen Quellen und Senken.- 6.5.5 Einbeziehung der simultanen Maßnahmenplanung.- 6.5.6 Ressourcenbeschränkungen.- 6.5.7 Einbeziehung weiterer Zielkriterien.- 6.6 Lösungsmethoden.- 6.6.1 Exakte Lösungsverfahren für gemischt ganzzahlige Probleme.- 6.6.2 Branch-and-Bound Verfahren zur Lösung gemischt ganzzahliger Probleme.- 6.6.3 Verminderung des Lösungsaufwandes exakter Verfahren durch Vorschaltung oder Verknüpfung mit einer Heuristik.- 6.7 Zusammenfassung.- 7 Modellanwendung auf das Altautorecycling und die Eisen- und Stahlindustrie.- 7.1 Anwendung des Modells auf das Altautorecycling.- 7.1.1 Quellenstruktur: Altfahrzeuganfall in Nordrhein-Westfalen.- 7.1.2 Verfahrensstruktur.- 7.1.2.1 Abbildung der Demontagezentren und Demontagevarianten.- 7.1.2.2 Abbildung der Shredderanlagen.- 7.1.2.3 Metallurgisches Recycling.- 7.1.2.4 Verwertungsoptionen.- 7.1.3 Sammlung, Transport und Lagerung.- 7.1.4 Implementation.- 7.1.5 Ergebnisse der Modellberechnungen.- 7.1.5.1 Herstellerübergreifende Lösung.- 7.1.5.2 Vorgabe der Demontagetiefe.- 7.1.5.3 Einfluß des Exports.- 7.1.5.4 Herstellerspezifische Lösungen und firmenübergreifende Kooperationen.- 7.1.5.5 Sensitivitätsanalysen.- 7.1.6 Schlußfolgerungen und Handlungsempfehlungen.- 7.2 Anwendung des Modells auf die Kreislaufwirtschaft der Eisen- und Stahlindustrie.- 7.2.1 Eingrenzung der betrachteten Reststoffe.- 7.2.2 Reststoffanfall und Vorauswahl der Aufbereitungsstandorte.- 7.2.3 Abbildung der Aufbereitungsverfahren.- 7.2.4 Zuordnung der Reststoffe zu den Verfahren.- 7.2.5 Transport, Lagerung, Be- und Entladen.- 7.2.6 Verwertungsoptionen.- 7.2.7 Ergebnisse der Modellberechnungen.- 7.2.7.1 Ausgangsszenario.- 7.2.7.2 Erhöhung des Deponiepreises.- 7.2.7.3 Einbeziehung der Reduktion im Hochofen.- 7.2.7.4 Einbeziehung von Konverterschlämmen bei der Aufbereitung.- 7.2.7.5 Ausschluß weiterer Hydrozyklonanlagen.- 7.2.7.6 Kombinierte Betriebsweise des Inmetcoverfahrens.- 7.2.7.7 Einbeziehung der Rezirkulation von Elektroofenstäuben.- 7.2.7.8 Scale up Faktor 4.- 7.2.7.9 Sensitivitätsanalysen.- 7.2.8 Schlußfolgerungen und Handlungsempfehlungen.- 7.3 Kritische Würdigung und Ausblick.- 7.3.1 Modellkritik.- 7.3.2 Erkenntnisse der Modellbildung und Rückschlüsse auf weitere Kreislaufwirtschaftssysteme.- 7.3.4 Ausblick.- 8 Zusammenfassung.