Kapi - IIP

5 Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
In Kapitel 5 erfolgt die exemplarische Anwendung der vorgeschlagenen medienübergreifenden
Bewertungsmethode auf ausgewählte Fallbeispiele. Ein wesentliches Ziel ist hierbei die Verdeutlichung
der in Kapitel 4 aufgezeigten Vorgehensweise. Weiterhin wird anhand der Fallbeispiele
untersucht, an welchen Stellen Schwierigkeiten bei der konkreten Anwendung auftreten
können, um so die Praktikabilität der Vorgeschlagenen Bewertungsmethode zu überprüfen. In
diesem Zusammenhang werden auch die Probleme diskutiert, die bei der Anwendung der medienübergreifenden
Bewertungsmethode auftreten können, falls benötigte Daten nicht verfügbar
sind oder nicht in der gewünschten Qualität vorliegen.
Für die Anwendung der medienübergreifenden Bewertungsmethode werden drei Fallbeispiele
aus dem Bereich der Metallerzeugung ausgewählt. Dabei wird als erstes ein Beispiel ausgesucht,
anhand dessen vor allem die Anwendbarkeit der Bewertungsmethode unter Berücksichtigung
der konkret vorliegenden Datensituation überprüft werden kann. Weiter werden zwei
Beispiele untersucht, die ausschließlich den Ablauf der Bewertungsmethode sowie die Vorteile
der modularen Aufbauweise demonstrieren sollen. Zu diesem Zweck werden lediglich ausgewählte
Teilschritte der vorgestellten Bewertungsmethode bearbeitet, so daß hierdurch die
Möglichkeit einer vorzeitigen BVT-Bestimmung verdeutlicht wird. Die Daten sind in diesen
beiden Fällen fiktiv, wenn auch durch die Auswahl des Stoffspektrums und der Emissions- und
Verbrauchswerte, u.a. aus aktuellen Studien, eng an die Realität angelehnt.
In Abschnitt 5.1 werden vier verschiedene Techniken zur Sinterherstellung, die sich im wesentlichen
in ihrer Staubabscheidetechnik unterscheiden, mit der medienübergreifenden Bewertungsmethode
bewertet. Zur Abbildung dieser Techniken stehen verschiedene Datensätze
aus Meßprogrammen sowie Unternehmensinformationen zur Verfügung. Die untersuchten
Techniken werden im Detail diskutiert. Dabei werden auch die Anforderungen an die Daten,
die zur Abbildung einer Technik verwendet werden, angesprochen. Weiter wird gezeigt, daß
der Energieeinsatz, je nach gewünschtem Detaillierungsgrad der Untersuchung, auf verschiedene
Arten in der Vorgeschlagenen Bewertungsmethode berücksichtigt werden kann. Die sich
daraus ergebenden Konsequenzen werden herausgearbeitet.
In Abschnitt 5.2 werden im Fallbeispiel zwei unterschiedliche Techniken zur Elektrostahlerzeugung
bewertet. Es stehen dafür zwei realitätsnahe Datensätze aus Unternehmensinformationen
zur Verfügung, die sowohl das für die Elektrostahlerzeugung charakteristische
Stoffspektrum als auch die Emissionswerte in einer realen Größenordnung widerspiegeln. Anhand
dieses zweiten Fallbeispiels kann der Ablauf der Vorgeschlagenen Bewertungsmethode
verdeutlicht und gleichzeitig die Anwendbarkeit der Vorgeschlagenen Bewertungsmethode auf
das Stoffspektrum der Elektrostahlerzeugung im Lichtbogenofen gezeigt werden.

62 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
In Abschnitt 5.3 wird anhand von drei ausgewählten Datensätzen zum charakteristischen
Stoffspektrum der Aluminiumerzeugung gezeigt, daß die Bewertung nach der medienübergreifenden
Bewertungsmethode schon in einem früheren Stadium beendet werden kann, falls
eine konsensfähige BVT-Bestimmung erreicht wird. In Abschnitt 5.4 erfolgt eine Zusammenfassung
der durch die Anwendung der medienübergreifenden Bewertungsmethode auf die Fallbeispiele
gewonnenen Erkenntnisse.
5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung
Im vorliegenden Abschnitt wird die medienübergreifende Bewertungsmethode auf vier Techniken
zur Sinterherstellung (inklusive Staubabscheidung) angewendet. Es handelt sich bei den
betrachteten Techniken im Gegensatz zum zweiten und dritten Fallbeispiel um Techniken, die
in verschiedenen Anlagen bereits realisiert worden sind. In Abschnitt 5.1.1 werden die Technik
zur Sinterherstellung und die eingesetzten Techniken zur Staubabscheidung beschrieben, sowie
das für die Sinterherstellung charakteristische Stoffspektrum und die daraus resultierenden
Umweltproblematiken vorgestellt. In Abschnitt 5.1.2 wird die Bewertungsmethode auf die
diskutierten Techniken angewendet, dabei wird der Einsatz von Strom lediglich unter Berücksichtigung
des Primärenergiegehalts betrachtet. Zusätzlich werden in Abschnitt 5.1.2.4 die
Techniken unter Berücksichtigung der bei der Stromerzeugung auftretenden Rohstoffverbräuche
und Schadstoffemissionen untersucht. Aus dieser Betrachtung läßt sich abschätzen, wie
hoch der Anteil der durch den Stromeinsatz bedingten Umweltwirkungen an den Gesamtumweltwirkungen
der Sinterherstellung ist.
5.1.1 Technische Beschreibung der Sinterherstellung und der Staubabscheidung
5.1.1.1 Verfahrensbeschreibung
Der Sinterprozeß dient dem Stückigmachen von feinkörnigen Einsatzmaterialien, insbesondere
von Eisenerzen, für den Einsatz im Hochofen. Die Sintermischung, die aus dem aufbereiteten
Feinerz, dem Rückgut, Zuschlagsstoffen (z.B. Kalkstein, Branntkalk, Olivin) und Brennstoff
(Koksgruß) besteht, wird über verschiedene Bunker und Fördereinrichtungen auf einen Wanderrost
(Sinterband) aufgegeben. Der in der Sintermischung enthaltene Koks wird mit Hilfe
von Gasbrennern entzündet. Die Brennzone wandert dabei von oben nach unten durch die Mischung,
wobei das Einsatzstoffgemisch zu einem stückigen Gut zusammensintert. Die Verbrennungsluft
wird durch die Sintermischung gesaugt und reißt dabei Partikel aus der Sinterschicht
mit. Das Prozeßgas wird anschließend gereinigt und über den Kamin abgeleitet. Der
fertige Sinter wird nach dem Abkühlen gebrochen, gesiebt und die gewünschten Kornfraktionen
werden dem Hochofen zugeführt. Der beim Aufbereiten anfallende Feinkornanteil wird
wieder auf das Sinterband zurückgeführt. Für weitere Angaben zur Sintererzeugung sei auf die
einschlägige Literatur hingewiesen z.B. [Cappel73, Bothe93].

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 63
5.1.1.2 Inputs und Outputs bei der Sinterherstellung
In der Sinteranlage werden Feinerz, Koksgrus, Zuschläge und Kreislaufstoffe eingesetzt. Auf
eine Tonne Erzmischung kommen i.d.R. 40 - 60 kg Brennstoff, 180 - 300 kg Zuschläge und
250 - 450 kg zurückgeführtes Rückgut [Rentz95]. Weiter wird eine kleinere Menge an
Zündgas (i.d.R. Erdgas, Koksgas oder ein Mischung von beiden) zum Zünden der Sintermischung
eingesetzt, sowie elektrische Energie, deren genaue Ermittlung aufgrund der Vielzahl
der Aggregate schwierig ist. Wesentlicher Output ist neben dem Fertigsinter staubbeladenes
Abgas und Rückgut. Je nach Abgasreinigung fallen auch Abwässer an. Feste Abfälle fallen
i.d.R. nicht an, da alle entstehenden Reststoffe direkt wieder in der Sinteranlage eingesetzt
werden. In Bild 5-1 ist schematisch eine Anlage zur Sinterherstellung mit den wesentlichen
eingehenden und austretenden Energie- und Stoffströmen dargestellt.
Zündgas
Input
Abgasreinigung
Feinerz
Abgasreinigung
Abgas, rein
Zuschläge
Sinterband
Koksgrus
Sinter
Rückgut
Staub
Bild 5-1: Schema der Sinterherstellung mit ein- und austretenden Energie- und Stoffströmen
5.1.1.3 Umweltproblematik bei der Sinterherstellung
Im Bereich der Sinteranlagen lassen sich mit den partikelförmigen Emissionen, der Emission
von Schwermetallen und den gasförmigen Emissionen drei umweltrelevante Gruppen von
Emissionen identifizieren, die im Fallbeispiel betrachtet werden.
Die partikelförmigen Emissionen im Sinteranlagenabgas lassen sich aufgrund ihrer Entstehung
in zwei Klassen einteilen. Die Grobstäube (Partikeldurchmesser etwa 100 µm) entstehen als
mechanischer Austrag durch Mitreißen von Partikeln der Sintermischung vom Sinterbett. Die
Feinstäube (Partikeldurchmesser etwa 1 µm) bilden sich durch physikalisch-chemische Verdampfungs-
und Kondensationsvorgänge und bestehen überwiegend aus Chloriden (NaCl,
KCl). Schwermetallverbindungen, die vorwiegend oxidisch oder chloridisch vorliegen, können
sowohl in den mitgerissenen Grobstaubpartikeln als auch in den gebildeten Feinstäuben (z.B.
Verdampfung und Kondensation von Schwermetallchloriden) enthalten sein. Die in der Gasreinigung
anfallenden Stäube bzw. Schlämme weisen demzufolge einen hohen Chloridgehalt auf.

64 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Im Bereich der gasförmigen Emissionen sind versauernde Stoffe ein Hauptproblemfeld. Große
Bedeutung fällt insbesondere dem Schwefeldioxid 25 zu, das für Sinteranlagen einen Beitrag von
ca. 15 % an den EU-weiten SO 2 -Emissionen durch die Industrie ausmacht [Dutch97]. Es müssen
in diesem Zusammenhang auch die Emissionen von Stickoxiden (ca. 2 % der EU-weiten
Emissionen durch die Industrie) [Dutch97] sowie die Emissionen von HCl und HF betrachtet
werden. Die Sinterherstellung geht mit hohen CO-Emissionen (ca. 29 % der EU-weiten Emissionen
durch die Industrie) einher. Der Anteil des emittierten CO 2 beträgt im Verhältnis zur
EU-weiten Gesamtemissionen durch die Industrie ca. 2 %.
Die Emission von PCDD/PCDF als weiteres Problemfeld im Bereich Sinteranlagenabgas ist in
letzter Zeit verstärkt untersucht worden. Die Ergebnisse weisen die Sinteranlagen als relativ
große PCDD/PCDF-Emittenten aus. Die Höhe der Emissionen ist dabei stark von der Zusammensetzung
der verwendeten Einsatzmaterialien (u.a. Gehalt an organischen Verbindungen wie
Öle, Fette) und von der jeweiligen Technik zur Abgasreinigung abhängig.
5.1.1.4 Techniken zur Staubabscheidung in Sinteranlagen
Im Fallbeispiel werden mit der medienübergreifenden Bewertungsmethode vier unterschiedliche
Abscheidetechniken, die in Sinteranlagen bereits realisiert sind, bewertet 26 . Im Einzelnen
handelt es sich um einen Massenkraftabscheider (Zyklon), einen elektrischen Abscheider, eine
Kombination aus elektrischem Abscheider und filterndem Abscheider (Gewebefilter) sowie
eine speziell für die Feinstaubproblematik bei Sinteranlagen entwickelte Technik der Naßabscheidung.
Im folgenden werden die untersuchten Techniken kurz vorgestellt, um ihre Eignung
für die spezielle Problematik der Reinigung von Sinteranlagenabgas zu diskutieren.
Elektroabscheider
Bei der Anwendung von Elektroabscheidern wird die elektrische Kraft auf geladene Partikel
für die Abtrennung von Stäuben aus dem Abgas genutzt. Die Teilchen werden elektrisch aufgeladen
und durch ein elektrisches Feld zu einer Niederschlagselektrode transportiert, an der
sie durch Haftkräfte festgehalten werden. Der sich an den Elektroden niedergeschlagene Staub
wird entweder mechanisch durch periodische Erschütterung der Niederschlagselektrode (trokken)
oder durch einen Rieselfilm (naß) entfernt. Der Einsatz von Elektroabscheidern zur Reinigung
des Sinteranlagenabgases ist aufgrund der unterschiedlichen Staubfraktionen problematisch.
Für die enthaltenen Grobstäube kann im Elektroabscheider ein Abscheidegrad von 95 bis
99,99 % [Reimann90] erreicht werden, während die chloridhaltigen Feinstäube aufgrund des
geringen Partikeldurchmessers und des hohen spezifischen Widerstands der Alkalichloride
deutlich schlechter abgeschieden werden. Der Gesamtabscheidegrad ist also geringer, er liegt
beispielsweise für Chloride im Mittel nur bei etwa 60 % [Rentz97c]. Der Energiebedarf für
einen Elektroabscheider liegt bei etwa 0,1 - 0,6 kWh/1000 Nm³ Abgas [Reimann90].
25 Schwefel wird sowohl durch Brennstoff (Koksgrus) als auch durch Eisenerz in das System eingetragen.
26 Für weitere Angaben zu Staubabscheidetechniken sei auf die einschlägige Literatur hingewiesen, z.B. [Dialer86,
Baumbach90].

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 65
Elektroabscheider und Gewebefilter in Reihenschaltung
Eine technische Verbesserung im Bereich der herkömmlichen Abgasreinigung von Sinteranlagen
ist die Nachschaltung eines Gewebefilters hinter den Elektroabscheider zum besseren Abscheiden
von Feinstäuben. Gewebefilter (filternde Abscheider) gehören zu den wirkungsvollsten
Entstaubungstechniken und eignen sich besonders gut für die Abscheidung von Feinstäuben.
Die Staubabscheidewirkung kommt durch die Strömung des partikelbeladenen Gases
durch ein poröses Filtermedium zustande. Die Partikel werden zur Filteroberfläche transportiert
und dort durch Haftkräfte festgehalten. Dabei stellt die mit der Zeit gebildete Staubschicht
den eigentlichen Filter dar. Als Filtermedium dienen Faserschichten, wobei je nach Einsatzbereich
(je nach gewünschter Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit) verschiedene Filtermedien
eingesetzt werden. Zum Einsatz kommen vor allem auf Trägergewebe aufgebrachte Nadelfilze
aus Kunststoff [Dialer86]. Da die anwachsende Staubschicht zu einem Anstieg des
Druckverlustes führt, wird der Filter regelmäßig durch Spülen mit Gas oder durch Rütteln gereinigt.
Filternde Abscheider weisen einen sehr hohen Abscheidegrad auf (99,0 bis 99,99 % für
Staub) [Reimann90], erhöhen jedoch gleichzeitig den Druckverlust. Es fallen für die Abreinigung
der Filterelemente als zusätzliche Verbrauchsstoffe 3 - 7 Nm³/h Druckluft bei einer
Druckstufe von 3 - 6 bar an. Der Energiebedarf eines Gewebefilters liegt bei 0,4 - 0,7
kWh/1000 Nm³ Abgas [Reimann90]. Ferner erhöhen sich die Wartungskosten, da die Filtermedien
regelmäßig ausgewechselt werden müssen. Mit der speziell für Sinteranlagen entwickelten
Kombination eines Elektrofilters und eines Gewebefilters können im ersten Schritt die
Grobstäube und anschließend die Feinstäube abgeschieden und sehr geringe Staubgehalte im
Reingas erreicht werden. Zur Reduzierung von PCDD/PCDF-Emissionen werden zusätzlich
Additive (z.B. Kalkhydrat, Aktivkohle) eingeblasen [Weiss96]. Inwieweit die im Fallbeispiel
angenommene Rückführung der abgeschiedenen Stäube aus Elektroabscheider und Gewebefilter
langfristig möglich ist, bleibt zu prüfen.
Zyklon
Die Staubabscheidewirkung kommt bei einem Zyklon (Massenkraftabscheider) durch Zentrifugalkräfte
zustande, wobei die Partikel durch Transport in einen Strömungstotraum aus dem
Abgasstrom abgeschieden werden. Zyklone weisen ein nur mäßiges Abscheideverhalten auf
(Abscheidegrad von 85 - 98 %) und eignen sich daher in vielen Anwendungen (jedoch aufgrund
des hohen Feinstaubanteils nicht bei Sinteranlagen) hauptsächlich als Vorabscheider für
nachfolgende Reinigungsstufen. Der Energieverbrauch eines Zyklonabscheiders beträgt 0,3 -
0,5 kWh/1000 Nm³ Abgas [Reimann90]. Ein Vorteil des Zyklons liegt in seinem einfachen
Aufbau. Er ist betriebssicher, wartungsarm und kostengünstig sowohl in der Herstellung als
auch im Betrieb. Da die gesetzlichen Anforderungen an die Staubminderung mit einem Zyklon
nicht mehr erfüllt werden konnten, wurde die für das Fallbeispiel berücksichtigte Anlage mittlerweile
mit einer neueren Technik (modifizierter Elektroabscheider) nachgerüstet.

66 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
AIRFINE ®
Die AIRFINE ® -Technik ist eine Naßabscheidetechnik, die speziell für die Abscheidung von
Stäuben mit hohen Feinstaubanteilen aus Agglomerationsanlagen (Sinter- und Pelletieranlagen)
entwickelt wurde. Bei der Naßabscheidung erfolgt die Abscheidung durch den Kontakt der
Partikel mit einer Waschflüssigkeit. Beim AIRFINE ® -Verfahren werden durch den über spezielle
Zweistoffdüsen mittels Druckluft erzeugten sehr feinen Wassernebel sowohl der Staub als
auch die gasförmigen Schadstoffe entfernt. In einem ersten Schritt wird dabei das Abgas durch
eine Quenchzone geleitet, in der Grobstäube sowie im Abgas vorhandene saure Komponenten
(SO 2 , HCl, HF) entfernt werden. Das Abgas wird dabei gleichzeitig abgekühlt und mit Wasser
gesättigt. Im zweiten Schritt erreicht das vorgereinigte Gas den AIRFINE ® -Wäscher, in dem
der Feinstaub unter Einsatz des patentierten Zweistoffdüsensystems ausgewaschen wird. Über
90 % des Staubgehaltes (Grob- und Feinstäube) und zusätzlich 98 % der organischen Bestandteile
werden aus dem Gasstrom entfernt [VAI97]. Der Einsatz der AIRFINE ® -Technik
geht mit einem hohen Energieverbrauch einher. Es werden ca. 2 MW für die Erzeugung von
Druckluft und für die Pumpen des Wäschers aufgewendet [Dutch97], so daß bei einem Abgasvolumenstrom
von 600.000 Nm³ von einem Energiebedarf von 3,3 kWh/1000 Nm³ Abgas ausgegangen
wird. Der Energieverbrauch liegt somit deutlich über dem der anderen Entstaubungstechniken.
Zudem ist sie die einzige der untersuchten Techniken, bei der Abwasser anfällt,
das anschließend gereinigt werden muß.
5.1.2 Anwendung der medienübergreifenden Bewertungsmethode auf das
Beispiel Sinterherstellung
Die Bewertung von Techniken nach der vorgeschlagenen medienübergreifenden Bewertungsmethode
geschieht, ähnlich wie bei einer Ökobilanz zur Bewertung von Betrieben, auf der Basis
von Einzeldaten aus konkreten Anlagen, in denen die zu bewertende Technik realisiert ist.
Hierbei muß beachtet werden, daß zwischen lokalen Einflüssen, d.h. technikunabhängigen Einflüssen,
und Einflüssen, die von der Anwendung einer bestimmten Technik herrühren, unterschieden
wird. So kann beispielsweise ein beim Vergleich von zwei Anlagen auftretender Unterschied
in der SO 2 -Emission verschiedene Gründe haben. Möglich wäre, daß eine Anlage
eine leistungsfähigere Technik zur Schwefeldioxidminderung einsetzt als die andere. Eine andere
Möglichkeit ist, daß in einer Anlage schwefelärmere Roh- oder Brennstoffe eingesetzt werden,
d.h. daß Schwefeldioxid schon in einem wesentlich geringerem Umfang entsteht. Es muß
daher bei einer Bewertung mit der medienübergreifenden Bewertungsmethode versucht werden,
die lokalen Einflüsse einer Anlage soweit wie möglich auszuschließen. Das wird in vielen
Fällen nicht möglich sein. Daher sollte zumindest versucht werden, eine Technik durch einen
gemittelten Datensatz zu beschreiben, der aus möglichst vielen realisierten Anlagen, die die
gleiche zu untersuchende Technik einsetzen, gebildet wird. Je mehr Einzeldaten zur Verfügung

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 67
stehen, um so besser können lokale Aspekte herausgemittelt und die Genauigkeiten in der Abbildung
der Technik somit erhöht werden. 27
Für die Anwendung der medienübergreifenden Bewertungsmethode auf das Fallbeispiel Sinterherstellung
mit Staubabscheidung stehen Daten von sechs in konkreten Anlagen realisierten
Techniken zur Verfügung. Die Anlagen unterscheiden sich dabei im wesentlichen durch die
eingesetzte Technik zur Staubabscheidung (vgl. Abschnitt 5.1.1.4), während die Aggregate zur
Sinterherstellung trotz unterschiedlichem Energiebedarf, unterschiedlichen Einsatzstoffmengen
etc. bei allen betrachteten Anlagen als vergleichbar angenommen werden. Drei Anlagen verwenden
zur Staubabscheidung einen Elektroabscheider (Technik 1, 2 und 3). Eine Anlage setzt
zusätzlich zum Elektroabscheider einen Gewebefilter ein (Technik B). Weiter wird eine Anlage
mit Staubabscheidung durch einen Zyklon (Technik C) sowie eine Sinteranlage, die das AIR-
FINE ® -Verfahren (Technik D) einsetzt, untersucht.
Im betrachteten Fallbeispiel liegt in drei Fällen (Technik B, C und D) nur jeweils ein einziger
Datensatz vor, um eine Technik zu beschreiben. Es muß daher bei der Interpretation der Ergebnisse
aus der medienübergreifenden Bewertung berücksichtigt werden, daß der Einfluß von
lokalen Parametern sehr groß sein kann. Für Technik A (Sinteranlage mit Elektroabscheider)
liegen Daten für drei verschiedene Anlagen (Technik 1, 2 und 3) vor, die für das Fallbeispiel
gemittelt werden. Um einen Eindruck zu vermitteln, in welchem Bereich und in welchen
Spannweiten sich die Daten für eine Technik bewegen und wie stark sie voneinander, bzw.
vom Mittelwert abweichen können, werden in Tabelle 5-1 die Einzeldaten für die drei Techniken
aufgeführt. Die Kenntnis der Einzeldaten ermöglicht eine bessere Abschätzung der Plausibilität
der Resultate der medienübergreifenden Bewertungsmethode.
27 Grundsätzlich sollte überlegt werden, ob es günstigere Möglichkeiten gibt, lokale Besonderheiten der untersuchten
Techniken vor Anwendung der Bewertungsmethode herauszufiltern. Da im betrachteten Fallbeispiel
die Unterschiede der Techniken im wesentlichen auf die Staubminderungstechnik zurückzuführen sind, wäre
ein Vergleich der erreichten Einzelwirkungsgrade der Staubabscheidetechniken für die betrachteten Stoffe
grundsätzlich möglich. Alternativ könnte die stoffliche Zusammensetzung sämtlicher Input- und Outputströme
explizit berücksichtigt werden.

68 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Tabelle 5-1: Vorliegende Daten für drei Sinteranlagen mit Elektroabscheider
Technik 1 Technik 2 Technik 3 Einheit pro
m³ Abgas
Gesamtstaub 38,05 47,00 48,00 mg/m³
CO 8.381 9.000 mg/m³
SO 2 396 mg/m³
NO x 265 214 mg/m³
NMVOC 18,3 77 mg/m³
Chloridionen als HCl
mg/m³
Fluoridionen als HF
mg/m³
PCDD/PCDF 1,13 2,311 2,56 ng/m³
As 4,7 µg/m³
Cd 12,90 105,00 126,00 µg/m³
Cr 2,7 28,0 179,5 µg/m³
Cu 105,3 182,0 328,0 µg/m³
Hg 6,0 19,5 53,0 µg/m³
Mn 65,6 877,0 306,0 µg/m³
Ni 1,3 23,0 145,5 µg/m³
Pb 518,9 620,0 384,0 µg/m³
Sn 1,50 114,50 µg/m³
Tl 19,50 µg/m³
Zn 2723 µg/m³
Zudem sind bekannt: Sinterjahresproduktion [t Sinter/a], Produktionsstunden [h/a], Abgasvolumenstrom
[Nm³/h] (vgl. Anhang D)
Die vorliegenden Daten, die zur Beschreibung der Techniken zur Verfügung stehen, stammen
aus einem Meßprogramm zur Messung von Dioxinen und Schwermetallen. Daher liegen Daten
zum Bereich PCDD/PCDF und Schwermetalle in detaillierter Form vor, während andere
Schadstoffe nicht berücksichtigt werden. Die weiteren Daten, die nicht Bestandteil der Untersuchung
waren, liegen in den vorliegenden Meßberichten i.d.R. nur unvollständig vor und sind
mit Literaturwerten oder eigenen Abschätzungen ergänzt worden. In der graphischen Darstellung
in Bild 5-2 sind die einzelnen Daten auf den jeweiligen Mittelwert aller drei Anlagen bezogen,
um so die Streuung der Daten aufzuzeigen.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 69
3,00
2,50
2,00
1,50
Technik 1
Technik 2
Technik 3
1,00
0,50
0,00
Gesamtstaub
CO
SO2
NOx
NMVOC
Chloridionen als HCl
Fluoridionen als HF
PCDD/PCDF
As
Cd
Cr
Cu
Hg
Mn
Ni
Pb
Sn
Tl
Zn
Bild 5-2: Graphische Darstellung der Daten zur Sinterherstellung bezogen auf den Mittelwert
Es ist ersichtlich, daß die Werte für Gesamtstaub, CO, NO x sowie PCDD/PCDF in der gleichen
Größenordnung vorliegen und sich nicht stark unterscheiden. Sehr unterschiedlich in ihren
Werten sind hingegen die Daten für die einzelnen Schwermetalle; wie aus Tabelle 5-1 erkennbar
ist, unterscheiden sie sich teilweise um bis zu zwei Zehnerpotenzen. Da alle untersuchten
Anlagen die gleiche Technik (Elektroabscheider) einsetzen, zeigt sich hierbei der Einfluß einer
unterschiedlichen Betriebspraxis, beispielsweise Unterschiede in Art und Zusammensetzung der
Einsatzstoffe durch verstärktes Recycling von problemstoffhaltigen Hüttenwerkskreislaufstoffen,
besonders deutlich. Bei der Interpretation der Ergebnisse aus der Anwendung der medienübergreifenden
Bewertungsmethode muß dieser Sachverhalt angemessen berücksichtigt werden.
Weiter ist aus den Darstellungen erkennbar, daß mehrere Lücken im Datensatz vorhanden sind.
Im Fallbeispiel wird für die Demonstration der medienübergreifenden Bewertungsmethode
trotz fehlender Einzeldaten eine vereinfachende Vorgehensweise zur Ergänzung des Datensatzes
gewählt. Dabei werden die Datenlücken mit Mittelwerten aus sämtlichen betrachteten Anlagen
geschlossen. Es wird dabei darauf geachtet, daß die Werte für die deutschen Anlagen
mindestens die Grenzwerte der TA Luft einhalten. Die vervollständigten Datensätze und der
daraus gemittelte Datensatz, der zur Beschreibung der Technik A verwendet wird, ist in
Tabelle 5-2 aufgeführt (vgl. Anhang D für Technik B, C und D).

70 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Tabelle 5-2: Aufbereitete Daten für drei Techniken zur Sinterherstellung mit Elektroabscheider
als Staubabscheidetechnik und deren Zusammenfassung als „Technik A“
Technik 1 Technik 2 Technik 3 Technik A Einheit pro m³ Abgas
Gesamtstaub 38,05 47,00 48,00 44,35 mg/m³
CO 8381,00 9000,00 12630,96 10.003,99 mg/m³
SO 2 396,00 525,26 525,26 482,17 mg/m³
NO x 264,67 214,00 233,84 237,50 mg/m³
NMVOC 18,30 77,00 54,50 49,93 mg/m³
Chloridionen als HCl 21,00 21,00 21,00 21,00 mg/m³
Fluoridionen als HF 2,04 2,04 2,04 2,04 mg/m³
PCDD/PCDF 1,13 2,31 2,56 2,00 ng/m³
As 4,70 6,35 6,35 5,80 µg/m³
Cd 12,90 105,00 126,00 81,30 µg/m³
Cr 2,70 28,00 179,50 70,07 µg/m³
Cu 105,30 182,00 328,00 205,10 µg/m³
Hg 6,00 19,50 53,00 26,17 µg/m³
Mn 65,60 877,00 306,00 416,20 µg/m³
Ni 1,30 23,00 145,50 56,60 µg/m³
Pb 518,90 620,00 384,00 507,63 µg/m³
Sn 43,71 1,50 114,50 53,24 µg/m³
Tl 19,50 7,21 7,21 11,30 µg/m³
Zn 729,75 2723,00 729,75 1.394,17 µg/m³
Es ist zu erwarten, daß in der Bewertung Technik D (AIRFINE ® -Technik) bei den luftseitigen
Emissionen sehr gut abschneiden wird, da die Technik für die spezielle Problematik von Agglomerationsanlagen,
also auch Sinteranlagen, entwickelt wurde. Sie erreicht eine sehr gute
Staubabscheidung, insbesondere auch des Feinstaubes. Auf der anderen Seite geht die hohe
Abscheideleistung mit Emissionen ins Wasser sowie einem im Vergleich zu den anderen untersuchten
Techniken hohen Energieverbrauch für Pumpen und Zerstäuber einher. Für die BVT-
Bestimmung wird ausschlaggebend sein, wie hoch die Emissionen in das Wasser und der höhere
Energieverbrauch gegenüber der guten Abscheideleistung gewichtet werden. Technik B
(Elektroabscheider mit nachgeschaltetem Gewebefilter sowie Zusatz verschiedener Additive)
müßte ebenfalls gut abschneiden, da die Kombination eines Elektroabscheiders mit einem Gewebefilter
insbesondere unter Zugabe von Kalkhydrat und Aktivkohle als Additiv zur
PCDD/PCDF-Minderung zu einem sehr hohen Abscheidegrad, insbesondere für Staub und
PCDD/PCDF, führt. Es ist allerdings zu beachten, daß der für die Bewertung verwendete Datensatz
aus Messungen ohne Additivzugabe stammt und damit nicht die volle Emissionsminderungsleistung
dieser Anlage erzielt wurde. Einige Werte (PCDD/PCDF, Staub, NMVOC) sind
daher mit Hilfe von Betreiberangaben für die heutige Situation abgeschätzt. Dagegen müßten
Technik A (Elektroabscheider) und insbesondere Technik C (Zyklon) insgesamt schlechter
abschneiden, wie der Technikbeschreibung (vgl. Abschnitt 5.1.1.4) zu entnehmen ist. Ein Beleg
für die erwarteten relativ schlechten Ergebnisse der Technik C (mit Betriebsdaten aus dem
Jahre 1989) ist die Tatsache, daß die betroffene Sinteranlage mittlerweile mit neuer Technik
(modifizierter Elektroabscheider) nachgerüstet worden ist. Die aus technischer Sicht erwartete
Rangfolge sieht somit folgendermaßen aus:

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 71
B,D à A à C.
Die Plausibilität dieses Ergebnisses ist durch Anwendung der medienübergreifenden Bewertungsmethodik
zu überprüfen und im Expertenkreis zu diskutieren.
5.1.2.1 First Screening
Das First Screening als erster Schritt der medienübergreifenden Bewertungsmethode dient der
Eingrenzung des Untersuchungsaufwandes. Es wird dabei in einer ersten einfachen Betrachtung
untersucht, ob jede der zu vergleichenden Techniken einer vollständigen Bewertung unterzogen
werden muß. Der Bewertungsaufwand läßt sich erheblich eingrenzen, wenn schon
frühzeitig entschieden werden kann, ob eine Technik eindeutig BVT ist oder nicht. Das Ablaufschema
(vgl. Bild 4-2 in Abschnitt 4.2.1) verdeutlicht die Anwendung und Abfolge der einzelnen
Schritte des First Screenings.
Zunächst wird überprüft, ob durch den Einsatz der zu bewertenden Techniken die EU-weit
gültigen Emissionsgrenzwerte sowie sonstige im Expertenkreis festzulegende Ausschlußkriterien
eingehalten werden können. Techniken, die dazu nicht in der Lage sind, werden als
"Nicht-BVT" von einer weiteren Bewertung ausgeschlossen, um so den Bewertungsaufwand
zu reduzieren. Ohne im Detail auf die Betrachtung der Emissionsgrenzwerte einzugehen, wird
im betrachteten Fallbeispiel davon ausgegangen, daß mit den vier zu bewertenden Techniken
die derzeit geltenden EU-weiten Emissionsgrenzwerte eingehalten werden und keine Technik
als "Nicht-BVT" identifiziert wird.
Im nächsten Schritt des First Screenings erfolgt das Erstellen eines Mengengerüstes, d.h. einer
vereinfachten Stoff- und Energiebilanz, die einen ersten Überblick über die Inputs und Outputs
der zu vergleichenden Techniken gibt. Anhand des Mengengerüsts wird für jede Technik überprüft,
ob sie sofort eindeutig, d.h. ohne weitere Untersuchung, als BVT identifiziert werden
kann ("Sofort-BVT"). Die Entscheidung über eine sofortige Bestimmung einer Technik als
BVT (und damit Ausschluß von der weiteren Bewertung) wird durch die Experten getroffen.
Für die Erstellung eines Mengengerüsts müssen zunächst die Systemgrenzen (Zentralmodul,
vgl. Abschnitt 4.2.1) der Techniken definiert werden. Das Zentralmodul muß dabei alle Aggregate
umfassen, die für die Bewertung einer Anlage relevant sind. Im betrachteten Fallbeispiel
umschließt es die Sinteranlage einschließlich der Einrichtung zur Entstaubung (vgl.Bild 5-1).
Weiter ist bei der Festlegung der Systemgrenzen darauf zu achten, daß das Zentralmodul für
alle zu vergleichenden Techniken die gleichen technischen Funktionen umfaßt. Das betrachtete
Fallbeispiel ist in dieser Hinsicht unproblematisch, da sich die Anlagen in ihrem Aufbau kaum
unterscheiden.
Die tabellarische Darstellung des Mengengerüsts mittels vorgegebenem Datenformat (vgl. Tabelle
4-2 in Abschnitt 4.2.1) beinhaltet alle ein- und ausgehenden Stoff- und Energieströme,
insbesondere die Einsatzstoffe und Produkte, den Energieeinsatz, die Emissionen in Luft und

72 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Wasser, die festen Abfälle sowie die Abwärme. Bei der Erstellung des in Tabelle 5-3 dargestellten
Mengengerüsts für das Fallbeispiel Sinterherstellung ist zu beachten, daß die jeweiligen
Werte auf die gleiche Bezugsgröße, in diesem Fall auf eine Tonne produzierten Sinter (bzw.
auf 1000 m³ Abgas bei der Entstaubung), bezogen werden.
Das Mengengerüst enthält die Einsatzstoffe und die für den Sinterprozeß benötigte Energie.
Bei den Einsatzstoffen handelt es sich um eisenhaltige Erze sowie Zuschläge. Das Rückgut
wird im Mengengerüst nicht berücksichtigt, da es im Kreislauf geführt wird und die für die
Bewertung gesetzten Systemgrenzen nicht überschreitet. Die eingesetzte Energie setzt sich
zum einen aus den fossilen Energieträgern (v.a. Koksgrus und Zündgas) zusammen, zum andern
aus dem Strom für die Sinteranlage (Antrieb von Sinterband, Rolliertrommel, etc.) und
die Entstaubungseinrichtungen. Der Energieeinsatz für die Entstaubungstechniken wird für die
verschiedenen Techniken aufgrund der in Abschnitt 5.1.1.4 angegebenen Daten abgeschätzt.
Der Stromverbrauch für die Staubabscheidung fällt im Vergleich zum Stromeinsatz für die
Sinteranlage nicht stark ins Gewicht.
Zu den wichtigsten im Mengengerüst aufgeführten luftseitigen Emissionen gehören Staub, SO 2 ,
CO sowie in geringerem Umfang NO x (vgl. Abschnitt 5.1.1.3). Weiterhin werden in kleineren
Mengen HCl, HF, Schwermetalle, PCDD/PCDF emittiert. Bei den Emissionen ins Wasser handelt
es sich vor allem um Schwermetalle. Zusätzlich sind die gängigen Summenparameter für
die Wasserqualität wie Stickstoffgehalt, Gehalt an organischen Kohlenwasserstoffen (TOC)
und der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) aufgeführt. An festen Abfällen fällt der Filterkuchen
aus der Naßabscheidung (Technik D) an. Die bei der Sinterherstellung entstehende Abwärme
ist nicht im Einzelfall bekannt und wird anhand von Literaturdaten abgeschätzt.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 73
Tabelle 5-3: Mengengerüst für vier Techniken zur Sinterherstellung
Nr. Input und
Output
Stoff/Energie Technik A Technik B Technik C Technik D Einheit pro t
Sinter
1 Einsatzstoffe Erze 875 866 k.A. 1065 kg
Zuschläge 159 153 k.A. 191 kg
2 Energieeinsatz feste Brennstoffe 51 46 51 47 kg
gasförmige Brennstoffe 4,9 5,1 3,3 5,4 m³
Strom Sinteranlage 38 40 33 29 kWh
Strom Entstaubung 0,60 1,66 0,86 3,5 kWh/1000 m³ Abgas
3 Haupt- und Sinter 1 1 1 1 t
Nebenprodukte
4.1 Abgas Volumen 1.725 1.841 2.160 2.228 Nm³
4.2 luftseitige Staub 7,65*10 -2 9,21*10 -3 6,48*10 -1 1,1*10 -1 kg
Emissionen CO 17,3 31,3 23,8 39,6 kg
SO 2 8,32*10 -1 1,31 1,35 8,20*10 -1 kg
NO x 4,10*10 -1 5,27*10 -1 4,86*10 -1 4,00*10 -1 kg
NMVOC 8,61*10 -2 4,60*10 -2 3,05*10 -1 2,50*10 -2 kg
Chloridionen als HCl 3,62*10 -2 2,86*10 -2 4,54*10 -2 5,90*10 -2 kg
Fluoridionen als HF 3,52*10 -3 4,60*10 -4 1,14*10 -2 1,29*10 -3 kg
PCDD/PCDF 3,45*10 -9 1,84*10 -9 6,48*10 -9 4,46*10 -10 kg 28
As 1,00*10 -5 3,68*10 -7 4,32*10 -5 1,10*10 -6 kg
Cd 1,40*10 -4 5,71*10 -7 1,30*10 -4 6,69*10 -6 kg
Cr 1,21*10 -4 4,42*10 -6 4,32*10 -5 4,46*10 -6 kg
Cu 3,54*10 -4 1,84*10 -6 1,30*10 -4 3,79*10 -5 kg
Hg 4,51*10 -5 1,49*10 -5 4,32*10 -5 2,23*10 -5 kg
Mn 7,18*10 -4 2,03*10 -6 5,44*10 -4 2,01*10 -5 kg
Ni 9,76*10 -5 4,60*10 -6 7,46*10 -5 1,10*10 -6 kg
Pb 8,75*10 -3 8,47*10 -6 9,91*10 -3 9,58*10 -5 kg
Sn 9,18*10 -5 7,00*10 -7 9,44*10 -5 1,30*10 -4 kg
Tl 1,95*10 -5 2,21*10 -7 1,56*10 -5 4,46*10 -6 kg
Zn 2,40*10 -3 4,60*10 -5 3,67*10 -4 2,23*10 -6 kg
5.1 Abwasser Volumen 0 0 0 0,064 m³
5.2 wasserseitige Chlorid 0 0 0 3,06*10 -4 kg
Emissionen SO 4 0 0 0 1,55*10 -4 kg
feste Schwebstoffe 0 0 0 5,11*10 -7 kg
Fe 0 0 0 1,45*10 -8 kg
Cr 0 0 0 5,69*10 -10 kg
Cu 0 0 0 3,97*10 -9 kg
Zn 0 0 0 1,64*10 -9 kg
Ni 0 0 0 3,08*10 -9 kg
Cd 0 0 0 1,28*10 -10 kg
Al 0 0 0 1,80*10 -8 kg
As 0 0 0 5,61*10 -11 kg
Pb 0 0 0 4,00*10 -10 kg
Hg 0 0 0 8,81*10 -11 kg
CN-volatile 0 0 0 1,28*10 -9 kg
Fluorid (F) 0 0 0 4,26*10 -7 kg
Sulfid (S) 0 0 0 3,84*10 -9 kg
NH 4-N 0 0 0 7,13*10 -6 kg
NO 3-N 0 0 0 1,10*10 -6 kg
NO 2-N 0 0 0 4,12*10 -8 kg
TOC 0 0 0 1,07*10 -6 kg
CSB 0 0 0 8,12*10 -6 kg
6 Abfall Filterkuchen, trocken 0 0 0 0,15 kg
7 Abwärme Div. Anfallstellen 1.300 29 MJ
28 Mengenangabe in kg Toxizitätsäquivalenten (TEQ)
29 Abgeschätzt anhand von Literaturdaten.

74 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Um die Daten des Mengengerüsts übersichtlich darzustellen, erfolgt in Bild 5-3 eine graphische
Aufbereitung der Daten. Die Daten werden dabei auf den Mittelwert aller Techniken bezogen,
wobei auf eine Darstellung der nur bei Technik D auftretenden wasserseitigen Parameter verzichtet
wird.
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
Technik A
Technik B
Technik C
Technik D
1,00
0,50
0,00
Staub
CO
SO2
NOx
NMVOC
Chloride als HCl
Fluoride als HF
PCDD/PCDF
As
Cd
Cr
Cu
Hg
Mn
Ni
Pb
Sn
Tl
Zn
Bild 5-3: Graphische Darstellung des Mengengerüsts; Einzeldaten bezogen auf den Mittelwert
gebildet über alle untersuchten Techniken
Für die Staubemissionen läßt sich aus dem Mengengerüst entnehmen, daß Technik A, Technik
D und insbesondere Technik B niedrige Staubemissionen erreichen, während Technik C erwartungsgemäß
die höchsten Staubemissionen aufweist. Große Unterschiede treten bei den
untersuchten Techniken in der Emission von Schwermetallen auf. Obwohl an dieser Stelle für
eine korrekte Interpretation dieses Sachverhalts die Zusammensetzung der Einsatzstoffe berücksichtigt
werden müßte 30 , ist deutlich erkennbar, daß Technik B und D i.d.R. niedrigere
Emissionswerte aufweisen. Das bestätigt die vom technischen Standpunkt her getroffene Einschätzung,
die die Konzeption sowohl von Technik B (Reihenschaltung von Elektroabscheider
und Gewebefilter mit Additiveinblasung) als auch Technik D (AIRFINE ® -Verfahren) für die
spezielle Problematik von Sinteranlagen berücksichtigt. Die Tatsache, daß Technik B für die
meisten Schwermetalle niedrigere Emissionswerte als Technik D aufweist, kann möglicherweise
auf einen unterschiedlichen Problemstoffgehalt in den Einsatzstoffen zurückgeführt werden.
Technik A (Elektroabscheider) und Technik C (Zyklon) weisen schlechtere Emissionswerte
auf, da sie feine Partikel mit teilweise hohem Schwermetallgehalt nicht genügend abscheiden.
30 Aus Bild 5-2 ist ersichtlich, wie stark sich die Emissionswerte von Schwermetallen beim Einsatz der gleichen
Technik unterscheiden können.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 75
Die PCDD/PCDF-Emissionen verhalten sich ähnlich, wenn auch nicht in so einem ausgeprägten
Ausmaß wie die Schwermetalle. Technik D schneidet in diesem Fall besser ab als Technik
B. Da die Zusammensetzung der Einsatzstoffe nicht bekannt ist und diese einen großen Einfluß
auf die Dioxin- und Furanbildung haben, muß dieses Ergebnis vorsichtig interpretiert werden.
Technik D weist als einzige Emissionen ins Wasser auf, wobei der Abwasserstrom sehr klein
ist.
Die Darstellung und Analyse des Mengengerüsts zeigen, daß eine eindeutige Rangfolgenbildung
der Techniken und damit eine BVT-Bestimmung an dieser Stelle noch nicht möglich ist.
Daher ist eine weitere Aufbereitung der Daten im nächsten Schritt der Bewertungsmethodik,
der Erstellung von Stoff- und Energiebilanzen, notwendig.
5.1.2.2 Stoff- und Energiebilanz
In der Stoff- und Energiebilanz wird der relevante Input und Output der untersuchten Techniken
aufgeführt. Dafür müssen zunächst die Bilanzierungsvoraussetzungen festgelegt werden.
Dabei wird als erstes untersucht, ob die im First Screening gewählten Systemgrenzen den Bilanzierungsanforderungen
entsprechen. Eine Erweiterung des Zentralmoduls um vor- oder
nachgeschaltete Prozesse kann notwendig sein, wenn etwa Techniken mit stark unterschiedlichem
Rohstoff- oder Energieeinsatz oder stark unterschiedlichem Abfallaufkommen miteinander
verglichen werden (vgl. Abschnitt 4.2.2.1). Im vorliegenden Abschnitt werden die zu bewertenden
Techniken ohne Erweiterung der Systemgrenzen bezüglich des Einsatzes von Endenergie
(Strom, Koksgrus) betrachtet. Die in der Sinteranlage eingesetzte Energie (feste und
gasförmige Brennstoffe, Strom Sinteranlage/Entstaubung) wird lediglich in ihren Primärenergiegehalt
umgerechnet, damit die verschiedenen vorkommenden Energieformen untereinander
vergleichbar sind (Zum Vergleich erfolgt in Abschnitt 5.1.2.4 die Berücksichtigung der Energie
in Form der durch die Energieerzeugung verursachten Rohstoffverbräuche und Schadstoffemissionen).
Im nächsten Schritt wird untersucht, ob eine Einschränkung der Untersuchung durch das Abschneiden
gleicher Systembereiche oder gleicher Stoff- und Energieströme erfolgen kann.
Ebenso muß entschieden werden, ob Input- und Outputströme von mengenmäßig oder ökologisch
geringer Relevanz vorliegen, die für eine Entscheidung nicht ausschlaggebend sind und
daher schon an dieser Stelle abgeschnitten werden können. Ein Abschneiden gleicher Teilbereiche
oder gleicher Stoffströme ist allerdings erst dann zulässig, wenn die Auswirkung auf die
Gesamtentscheidung abschätzbar ist. Dies wäre bei einer wiederholten Bewertung von Techniken
der Fall, wenn die Ergebnisse einer Bewertung des vollständigen Systems aus früheren
Studien vorliegen.
Im vorliegenden Fall werden nahezu alle bereits im Mengengerüst aufgeführten Positionen
auch in die Stoff- und Energiebilanz übernommen. Gegenüber dem Mengengerüst ergeben sich
im wesentlichen drei Unterschiede, die im folgenden diskutiert und interpretiert werden. Für

76 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
die weiteren Unterschiede der Techniken sei auf die bereits im First Screening diskutierten
Punkte verwiesen.
Zum einen werden die Einsatzstoffe, d.h. das Eisenerz und die Zuschläge, nicht in der Stoffund
Energiebilanz mitberücksichtigt, da davon ausgegangen wird, daß sie nur wenig zum Ergebnis
der Bewertung beitragen. Eisenerz, Kalkstein, Branntkalk etc. zählen in diesem Fallbeispiel
nicht zu den knappen Umweltgütern wie etwa die fossilen Brennstoffe. Der zweite Unterschied
gegenüber dem Mengengerüst ist die Aggregation der fossilen Brennstoffe und der verschiedenen
Stromverbräuche zu je einem Gesamtwert. Die jeweiligen Energieträger werden
dabei auf ihren Primärenergiegehalt umgerechnet 31 . Die beiden Positionen werden getrennt
aufgeführt, da der Einsatz von fossilen Rohstoffen und der Einsatz von umgewandelter Energie
bezüglich ihrer Umweltrelevanz in der Entscheidungsunterstützung unterschiedlich gewichtet
werden. Der dritte Unterschied der Stoff- und Energiebilanz zum Mengengerüst ist das Abschneiden
der Position Abwärme. Den der Bewertung zugrunde gelegten Meßberichten konnten
nicht genügend Angaben über die Menge und die eventuelle Nutzung der Abwärme in den
verschiedenen Anlagen entnommen werden. Der Wert für die Abwärme wurde daher aus Literaturdaten
abgeschätzt und ist somit nur als Richtwert anzusehen, der nicht für eine Bewertung
geeignet ist.
In Tabelle 5-4 sind für die vier zu bewertenden Techniken zur Sinterherstellung die zugrundegelegten
Stoff- und Energiebilanzen aufgeführt.
31 Es wird näherungsweise davon ausgegangen, daß Koksgrus einen Energieinhalt von 30 MJ/kg, Erdgas von
35 MJ/Nm³ und Koksgas ungefähr den halben Energieinhalt von Erdgas hat. Der Primärenergiegehalt von
Strom wird mit 10,2 MJ/kWh angenommen.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 77
Tabelle 5-4: Stoff- und Energiebilanz für vier Techniken zur Sinterherstellung
Input und Output Stoff/Energie Technik A Technik B Technik C Technik D Einheit pro t
Sinter
Energie fossile Brennstoffe 1700 1560 1650 1600 MJ PE 1)
Strom 395 425 345 410 MJ PE 1)
Stoffe im Abgas Staub 7,65*10 -2 9,21*10 -3 6,48*10 -1 1,10*10 -1 kg
CO 17,25 31,30 23,76 39,60 kg
SO 2 8,32*10 -1 1,311 1,350 8,20*10 -1 kg
NO x 4,10*10 -1 5,27*10 -1 4,86*10 -1 4,00*10 -1 kg
NMVOC 8,61*10 -2 4,60*10 -2 3,05*10 -1 2,50*10 -2 kg
Chloridionen als HCl 3,62*10 -2 2,86*10 -2 4,54*10 -2 5,90*10 -2 kg
Fluoridionen als HF 3,52*10 -3 4,60*10 -4 1,14*10 -2 1,29*10 -3 kg
PCDD/PCDF 3,45*10 -9 1,84*10 -9 6,48*10 -9 4,46*10 -10 kg
As 1,00*10 -5 3,68*10 -7 4,32*10 -5 1,10*10 -6 kg
Cd 1,40*10 -4 5,71*10 -7 1,30*10 -4 6,69*10 -6 kg
Cr 1,21*10 -4 4,42*10 -6 4,32*10 -5 4,46*10 -6 kg
Cu 3,54*10 -4 1,84*10 -6 1,30*10 -4 3,79*10 -5 kg
Hg 4,51*10 -5 1,49*10 -5 4,32*10 -5 2,23*10 -5 kg
Mn 7,18*10 -4 2,03*10 -6 5,44*10 -4 2,01*10 -5 kg
Ni 9,76*10 -5 4,60*10 -6 7,46*10 -5 1,10*10 -6 kg
Pb 8,75*10 -4 8,47*10 -6 9,91*10 -3 9,58*10 -5 kg
Sn 9,18*10 -5 7,00*10 -7 9,44*10 -5 1,30*10 -4 kg
Tl 1,95*10 -5 2,21*10 -7 1,56*10 -5 4,46*10 -6 kg
Zn 2,40*10 -3 4,60*10 -5 3,67*10 -4 2,23*10 -6 kg
Stoffe im Chlorid 0 0 0 3,06*10 -4 kg
Abwasser SO 4 0 0 0 1,55*10 -4 kg
feste Schwebstoffe 0 0 0 5,11*10 -7 kg
Fe 0 0 0 1,45*10 -8 kg
Cr 0 0 0 5,69*10 -10 kg
Cu 0 0 0 3,97*10 -9 kg
Zn 0 0 0 1,64*10 -9 kg
Ni 0 0 0 3,08*10 -9 kg
Cd 0 0 0 1,28*10 -10 kg
Al 0 0 0 1,80*10 -8 kg
As 0 0 0 5,61*10 -11 kg
Pb 0 0 0 4,00*10 -10 kg
Hg 0 0 0 8,81*10 -11 kg
CN-volatile 0 0 0 1,28*10 -9 kg
Fluorid (F) 0 0 0 4,26*10 -7 kg
Sulfid (S) 0 0 0 3,84*10 -9 kg
NH 4 -N 0 0 0 7,13*10 -6 kg
NO 3 -N 0 0 0 1,10*10 -6 kg
NO 2 -N 0 0 0 4,12*10 -8 kg
TOC 0 0 0 1,07*10 -6 kg
CSB 0 0 0 8,12*10 -6 kg
gefährliche
Abfälle
Filterkuchen, trocken 0 0 0 0,15 kg
1) Megajoule Primärenergie
Der wesentliche Unterschied der Aufbereitung der Daten in der Stoff- und Energiebilanz gegenüber
dem Mengengerüst ist, daß die verschiedenen eingesetzten Energieformen nun miteinander
vergleichbar sind. Die Stoff- und Energiebilanz zeigt, daß sich die aus den fossilen
Brennstoffen gewonnene Energie bei den untersuchten Techniken nur wenig unterscheidet.

78 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Aus Tabelle 5-5 ist zu erkennen, daß der weitaus größte Anteil dieser Energie aus dem eingesetzten
Koksgrus stammt. Der Beitrag des Zündgases ist gering (ca. 10 %). Weiter ist erkennbar,
daß bei allen Techniken mit Ausnahme von Technik D (energieintensives Naßentstaubungsverfahren)
der Aufwand an elektrischer Energie für die Entstaubung im Verhältnis zu der
für die Sinteranlage eingesetzten Energie vernachlässigbar gering ist 32 . Insgesamt liegt Technik
D bezüglich des Gesamtstromverbrauchs an dritter Stelle, da sie einen im Vergleich zu den
anderen Techniken günstigen Stromeinsatz für die Sinteranlage aufweist.
Tabelle 5-5: Aufteilen der eingesetzten Energiearten 33
Koksgrus
gasförmige
Brennstoffe
fossile
Brennstoffe
gesamt
Strom
Sinteranlage
Strom
Entstaubung
Strom,
gesamt
Einheit
Technik A 1530 172 1702 388 6 394 MJ
Technik B 1380 179 1559 408 17 425 MJ
Technik C 1530 116 1646 337 9 345 MJ
Technik D 1410 189 1599 296 111 407 MJ
In Tabelle 5-4 ist deutlich zu erkennen, daß eine abschließende Entscheidung zur BVT-
Bestimmung noch nicht möglich ist, da eine eindeutige Rangfolge der zu untersuchenden
Techniken an dieser Stelle nicht ableitbar ist. Daher werden im nächsten Schritt der medienübergreifenden
Bewertungsmethode die einzelnen Emissionen und Verbräuche in einer Wirkungsabschätzung
gemäß ihren potentiellen Umweltwirkungen bewertet und aggregiert.
5.1.2.3 Wirkungsabschätzung
In der Wirkungsabschätzung werden die Daten aus der Stoff- und Energiebilanz entsprechend
ihren potentiellen Umweltwirkungen bewertet und, wo möglich, aggregiert (vgl. Abschnitt
4.2.3). Dadurch reduziert sich die Anzahl der Daten, die für eine Bewertung berücksichtigt
werden müssen; gleichzeitig wird der unterschiedliche Beitrag eines Schadstoffes zu einer
Umweltwirkung bewertet. Die Daten aus der Stoff- und Energiebilanz werden hierfür den jeweiligen
Wirkungskategorien zugeordnet. Ihr jeweiliger Beitrag zu einer Wirkungskategorie
wird durch Multiplikation mit einem Wirkungsabschätzungsfaktor (Anhang A1-A10) berücksichtigt.
In Tabelle 5-6 ist beispielhaft für Technik D die Wirkungsabschätzung durchgeführt
worden (Die Berechnungen für die Techniken A, B und C befinden sich im Anhang E1).
32 Das Fallbeispiel eignet sich nicht zur alleinigen Bewertung von einzelnen Staubabscheidetechniken, da der
Energiebedarf, der für die Staubminderung aufgebracht werden muß, geringer als die Schwankungsbreite des
Strombedarfs für die Sinteranlage ist.
33 Die Werte wurden für die Stoff- und Energiebilanz gerundet.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 79
Tabelle 5-6: Wirkungsabschätzung für Technik D zur Sinterherstellung
Einheit
Einheit
pro
t Sinter
Stoff/Energie Wirkungskategorie
Wirkungsabschätzungsfaktor
Emissionsmenge
Wirkungspotential
Einheit pro t
Sinter
Luft Staub HT 2,50*10 7 m³ Luft/kg 1,10*10 -1 kg 2,75*10 6 m³ Luft
ETA 2,50*10 7 m³ Luft/kg kg 2,75*10 6 m³ Luft
CO HT 1,00*10 5 m³ Luft/kg 39,6 kg 3,96*10 6 m³ Luft
SO 2 AP 1 kg SO 2 -Äqu. 8,20*10 -1 kg 8,20*10 -1 kg SO 2 -Äqu.
HT 2,50*10 7 m³ Luft/kg kg 2,05*10 7 m³ Luft
ETA 2,50*10 7 m³ Luft/kg kg 2,05*10 7 m³ Luft
NO x AP 0,7 kg SO 2 -Äqu. 4,00*10 -1 kg 2,80*10 -1 kg SO 2 -Äqu.
NP 0,13 kg PO 3- 4 -
kg 5,20*10 -2 kg PO 3- 4 -Äqu
Äqu/kg
HT 2,00*10 7 m³ Luft/kg kg 8,00*10 6 m³ Luft
ETA 2,00*10 7 m³ Luft/kg kg 8,00*10 6 m³ Luft
NMVOC POCP 0,416 kg Ethen-
Äqu./kg
2,50*10 -2 kg 1,04*10 -2 kg Ethen-
Äqu.
Chloride als AP 0,88 kg SO 2 -Äqu. 5,90*10 -2 kg 5,19*10 -2 kg SO 2 -Äqu.
HCl
Fluoride als AP 1,6 kg SO 2 -Äqu. 1,29*10 -3 kg 2,06*10 -3 kg SO 2 -Äqu.
HF
PCDD/PCDF ME 0,7 4,46*10 -10 kg 3,12*10 -10 kg
As ME 0,5 1,10*10 -6 kg 5,50*10 -7 kg
Cd HT 1,00*10 12 m³ Luft/kg 6,69*10 -6 kg 6,69*10 6 m³ Luft
ME 0,7 kg 4,68*10 -6 kg
Cr ME 0,5 4,46*10 -6 kg 2,23*10 -6 kg
Cu ME 0,5 3,79*10 -5 kg 1,90*10 -5 kg
Hg HT 1,00*10 9 m³ Luft/kg 2,23*10 -5 kg 2,23*10 -4 m³ Luft
ME 0,7 kg 1,56*10 -5 kg
Mn HT 1,00*10 9 m³ Luft/kg 2,01*10 -5 kg 2,01*10 4 m³ Luft
Ni ME 0,5 1,10*10 -6 kg 5,50*10 -7 kg
Pb HT 5,00*10 8 m³ Luft/kg 9,58*10 -5 kg 4,79*10 4 m³ Luft
ME 0,7 kg 6,71*10 -5 kg
Zn ME 0,5 2,23*10 -6 kg 1,12*10 -6 kg
Wasser Cr water ME 0,5 5,69*10 -10 kg 2,85*10 -10 kg
Cu water ME 0,5 3,97*10 -9 kg 1,99*10 -9 kg
Zn water ME 0,5 1,64*10 -9 kg 8,20*10 -10 kg
Ni water ME 0,5 3,08*10 -9 kg 1,54*10 -9 kg
Cd water ETW 1,00*10 9 m³ Wasser/kg
1,28*10 -10 kg 1,28*10 -1 l Wasser
ME 0,7 8,96*10 -11 kg
As water ME 0,5 5,61*10 -11 kg 2,81*10 -11 kg
Pb water ME 0,7 4,00*10 -10 kg 2,80*10 -10 kg
Hg water ETW 1,00*10 9 m³ Wasser/kg
8,81*10 -11 kg 8,81*10 -2 l Wasser
ME 0,7 6,17*10 -11 kg
CSB water NP 0,022 kg PO 3- 4 -
Äqu/kg
8,12*10 -6 kg 8,12*10 -6 kg PO 3- 4 -
Äqu/kg
Abfall Filterkuchen
trocken
A 1 kg 1,50*10 -1 kg 1,50*10 -1 kg
Legende: Die wasserseitigen Stoffe wurden mit dem Index "water" versehen.
HT: Humantoxizität POCP: Photooxidantienbildung
ETA: Ökotoxizität Luft ME: Meeresschutz
AP: Versauerung ETW: Ökotoxizität Wasser
NP: Eutrophierung A: gefährlicher Abfall

80 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Am Beispiel der Stickoxide wird die Berechnung des Wirkungspotentials erläutert. Aus Tabelle
5-6 ist zu entnehmen, daß Stickoxide Umweltwirkungen aufweisen, die vier Wirkungskategorien
zugeordnet werden können: Versauerung, Eutrophierung, Humantoxizität und Ökotoxizität
Luft . Der von der untersuchten Anlage emittierte NO x -Massenstrom wird mit dem für den
jeweiligen Schadstoff und die entsprechende Wirkungskategorie charakteristischen Wirkungsabschätzungsfaktor
multipliziert und ergibt das Wirkungspotential des emittierten NO x in der
betreffenden Wirkungskategorie. Die Ergebnisse der Wirkungsabschätzung werden zu Gesamtwirkungspotentialen
zusammengefaßt, indem in jeder Wirkungskategorie die Einzelpotentiale
addiert werden. Des weiteren werden auch Daten berücksichtigt, die keiner Wirkungskategorie
zugeordnet werden können, indem sie unverändert aus der Stoff- und Energiebilanz in
Tabelle 5-7 übernommen werden, die auch als Grundlage für die Entscheidungstabelle dienen
wird.
Tabelle 5-7: Gesamtwirkungspotentiale und entscheidungsrelevante Stoff- und Energieströme für
vier Techniken zur Sinterherstellung
Technik A Technik B Technik C Technik D Einheit pro t
Sinter
Wirkungskategorie
Gesamtwirkungspotential
Photooxidantienbildung 3,58*10 -2 1,91*10 -2 1,27*10 -1 1,04*10 -2 kg Ethen-
Äqu.
Eutrophierung 5,32*10 -2 6,84*10 -2 6,32*10 -2 5,20*10 -2 kg PO 3- 4 -Äqu.
Versauerung 1,16 1,71 1,75 1,15 kg SO 2 -Äqu.
Humantoxizität 1,74*10 8 4,73*10 7 1,97*10 8 4,20*10 7 m³ Luft
Ökotoxizität Luft 3,09*10 7 4,35*10 7 5,97*10 7 3,13*10 7 m³ Luft
Ökotoxizität Wasser 0 0 0 0,216 l Wasser
Gefährliche Abfälle 0 0 0 0,15 kg
Meeresschutz 2,24*10 -3 4,54*10 -5 7,39*10 -3 1,11*10 -4 kg
Daten aus Stoff- und Energiebilanz
Emissions- bzw. Verbrauchsmenge
Energieverbrauch fossile Energien 1700 1560 1650 1600 MJ
Strom 395 425 345 410 MJ
Luft Sn 9,18*10 -5 7,00*10 -7 9,44*10 -5 1,30*10 -4 kg
Tl 1,95*10 -5 2,21*10 -7 1,56*10 -5 4,46*10 -6 kg
Wasser Chlorid 0 0 0 3,06*10 -4 kg
SO 4 0 0 0 1,55*10 -4 kg
feste
0 0 0 5,11*10 -7 kg
Schwebstoffe
Fe 0 0 0 1,45*10 -8 kg
Al 0 0 0 1,80*10 -8 kg
CN-volatile 0 0 0 1,28*10 -9 kg
Fluorid 0 0 0 4,26*10 -7 kg
Sulfid 0 0 0 3,84*10 -9 kg
NH 4 -N 0 0 0 7,13*10 -6 kg
NO 3 -N 0 0 0 1,10*10 -6 kg
NO 2 -N 0 0 0 4,12*10 -8 kg
TOC 0 0 0 1,07*10 -6 kg
In Tabelle 5-7 sind für jede zu bewertende Technik die Gesamtwirkungspotentiale sowie die
weiteren Stoff- und Energieströme, die nicht in Wirkungspotentiale überführt werden konnten,
aufgeführt. Es zeigt sich, daß die luftseitigen Emissionen mit den in der medienübergreifenden

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 81
Bewertungsmethode gewählten Wirkungskategorien und Wirkungsabschätzungsfaktoren sehr
gut abgedeckt werden können. Im Gegensatz dazu sind die wasserseitigen Stoffe derzeit nur
unzureichend erfaßt, was daran erkennbar ist, daß viele dieser Stoffe nicht in Wirkungspotentiale
umgerechnet werden können. Dennoch ist im Vergleich zu Tabelle 5-4 (Stoff- und Energiebilanz)
eine deutliche Reduzierung der für die Entscheidung zu berücksichtigenden Datenmenge
erreicht worden.
Bei der Durchführung der Wirkungsabschätzung fällt weiter auf, daß gewisse Schadstoffe nur
ungenügend in den Wirkungskategorien berücksichtigt werden. So werden beispielsweise
PCDD/PCDF, die schon im First Screening als Problemstoffe bei der Sinterherstellung identifiziert
worden sind, nur in der Wirkungskategorie Meeresschutz berücksichtigt. Der humantoxische
Aspekt dieser Stoffe wird mit den gewählten Wirkungskategorien derzeit nicht abgebildet.
Die medienübergreifende Bewertungsmethode erlaubt eine pragmatische Lösung dieses Problems,
indem PCDD/PCDF zusätzlich als Bewertungskategorie in der Entscheidungstabelle
aufgeführt und bewertet werden (vgl. Tabelle 5-13).
Durch Diskussion der Beiträge der emittierten Stoffe zu den verschiedenen Wirkungskategorien
wird verdeutlicht, welchen Beitrag diese zum jeweiligen (Gesamt-)Wirkungspotential leisten.
Weiter kann durch diese ausführliche Diskussion das Konzept der Wirkungsabschätzung
grundsätzlich auf seine Eignung zur Bereitstellung einer Datenbasis zur Bewertung von Techniken
überprüft werden. Zu diesem Zweck sind die Daten nach ihrer Wirkung sortiert in
Tabelle 5-8 aufgeführt sowie in Bild 5-4 graphisch aufbereitet.

82 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Tabelle 5-8: Wirkungspotentiale der untersuchten Techniken zur Sinterherstellung nach Wirkungskategorien
aufgeführt
Wirkungskategorie Schadstoff Technik A Technik B Technik C Technik D Einheit
pro Tonne
Sinter
Photooxidantienbildung NMVOC 3,58*10 -2 1,91*10 -2 1,27*10 -1 1,04*10 -2 kg Ethen-
Äqu.
Eutrophierung NO x 5,32*10 -2 6,84*10 -2 6,32*10 -2 5,20*10 -2 kg PO 3- 4 -
Äqu.
CSB 0 0 0 8,12*10 -6
Versauerung SO 2 8,32*10 -1 1,31 1,35 8,20*10 -1 kg SO 2 -Äqu
NO x 2,87*10 -1 3,69*10 -1 3,40*10 -1 2,80*10 -1
Chloride als HCl 3,19*10 -2 2,51*10 -2 3,99*10 -2 5,19*10 -2
Fluoride als HF 5,64*10 -3 7,36*10 -4 1,83*10 -2 2,06*10 -3
Humantoxizität Staub 1,91*10 6 2,30*10 5 1,62*10 7 2,75*10 6 m³ Luft
CO 1,73*10 6 3,13*10 6 2,38*10 6 3,96*10 6
SO 2 2,08*10 7 3,28*10 7 3,38*10 7 2,05*10 7
NO x 8,19*10 6 1,05*10 7 9,72*10 6 8,00*10 6
Cd 1,40*10 8 5,71*10 5 1,30*10 8 6,69*10 6
Hg 4,51*10 4 1,49*10 4 4,32*10 4 2,23*10 4
Mn 7,18*10 5 2,03*10 3 5,44*10 5 2,01*10 4
Pb 4,38*10 5 4,23*10 3 4,96*10 6 4,79*10 4
Ökotoxizitä Luft Staub 1,91*10 6 2,30*10 5 1,62*10 7 2,75*10 6 m³ Luft
SO 2 2,08*10 7 3,28*10 7 3,38*10 7 2,05*10 7
NO x 8,19*10 6 1,05*10 7 9,72*10 6 8,00*10 6
Ökotoxizität Wasser Cd water 0 0 0 1,28*10 -1 l Wasser
Hg water 0 0 0 8,81*10 -2
Gefährlicher Abfall Filterkuchen trokken
0 0 0 1,50*10 -1 kg
Meeresschutz PCDD/PCDF 2,41*10 -9 1,29*10 -9 4,54*10 -9 3,12*10 -10 kg
As 5,00*10 -6 1,84*10 -7 2,16*10 -5 5,50*10 -7
Cd 9,82*10 -5 3,99*10 -7 9,07*10 -5 4,68*10 -6
Cr 6,04*10 -5 2,21*10 -6 2,16*10 -5 2,23*10 -6
Cu 1,77*10 -4 9,21*10 -7 6,48*10 -5 1,90*10 -5
Hg 3,16*10 -5 1,04*10 -5 3,02*10 -5 1,56*10 -5
Ni 4,88*10 -5 2,30*10 -6 3,73*10 -5 5,50*10 -7
Pb 6,13*10 -4 5,93*10 -6 6,94*10 -3 6,71*10 -5
Zn 1,20*10 -3 2,30*10 -5 1,84*10 -4 1,12*10 -6
Cr water 0 0 0 2,85*10 -10
Cu water 0 0 0 1,99*10 -9
Zn water 0 0 0 8,20*10 -10
Ni water 0 0 0 1,54*10 -9
Cd water 0 0 0 8,96*10 -11
As water 0 0 0 2,81*10 -11
Pb water 0 0 0 2,80*10 -10
Hg water 0 0 0 6,17*10 -11
Die wasserseitigen Stoffe wurden mit dem Index "water" versehen.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 83
Photooxidantienbildung
Eutrophierung
0,14
0,07
0,12
0,06
0,10
0,05
COD
[kg Ethen-Äqu.]
0,08
0,06
0,04
NMVOC
[kg PO4-Äqu.]
0,04
0,03
0,02
NOx
0,02
0,01
0,00
[Technik A] [Technik B] [Technik C] [Technik D]
0,00
[Technik A] [Technik B] [Technik C] [Technik D]
[kg SO2-Äqu.]
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
Versauerung
Fluoride als HF
Chloride als HCl
NOx
SO2
[m³ Luft]
2,0E+08
1,8E+08
1,6E+08
1,4E+08
1,2E+08
1,0E+08
8,0E+07
6,0E+07
4,0E+07
Humantoxizität
Pb
Mn
Hg
Cd
NOx
SO2
CO
Staub
0,2
2,0E+07
0,0
[Technik A] [Technik B] [Technik C] [Technik D]
0,0E+00
[Technik A] [Technik B] [Technik C] [Technik D]
6,0E+07
Ökotoxizität, Luft
NOx
SO2
0,25
Ökotoxizität, Wasser
5,0E+07
Staub
0,20
[m³ Luft]
4,0E+07
3,0E+07
2,0E+07
[l Wasser]
0,15
0,10
1,0E+07
0,05
Hg, water
Cd, water
0,0E+00
[Technik A] [Technik B] [Technik C] [Technik D]
0,00
[Technik A] [Technik B] [Technik C] [Technik D]
[kg]
0,16
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0,00
gefährlicher Abfall
Filterkuchen trocken
[Technik A] [Technik B] [Technik C] [Technik D]
0,008
0,007
0,006
0,005
[kg]
0,004
0,003
0,002
0,001
0,000
Meeresschutz
Hg, water
Pb, water
As, water
Cd, water
Ni, water
Zn, water
Cu, water
Cr, water
Zn
Pb
As
[Technik A] [Technik B] [Technik C] [Technik D]
PCDD/PCDF
Ni
Hg
Cu
Cr
Cd
Bild 5-4:
Graphische Darstellung der Ergebnisse der Wirkungsabschätzung für vier Techniken
zur Sinterherstellung

84 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Photooxidantienbildung: Es ist aus Tabelle 5-8 ersichtlich, daß die flüchtigen Kohlenwasserstoffe
als einzige Schadstoffe zu dieser Wirkungskategorie beitragen 34 . Dabei weist Technik C
mit einem Photooxidantienbildungspotential, das um eine Zehnerpotenz höher liegt als das für
die restlichen Techniken berechnete, den höchsten Beitrag zur Photooxidantienbildung auf.
Technik A, B und D weisen vergleichbare Werte auf.
Eutrophierung: Die Wirkungskategorie Eutrophierung ist neben dem Meeresschutz die einzige
Kategorie, die sowohl luftseitige als auch wasserseitige Stoffe berücksichtigt. Im vorliegenden
Fallbeispiel tragen die luftseitigen Emissionen der Stickoxide und der CSB-Wert des Abwassers
(Technik D) zur Wirkungskategorie Eutrophierung bei. Aus Bild 5-4 ist ersichtlich,
daß das durch Sinteranlagen verursachte Eutrophierungspotential praktisch vollständig durch
die Emission von Stickoxiden dominiert wird. Der Beitrag durch den CSB-Wert von Technik
D ist mit 8,12*10 -6 gegenüber Werten im Bereich von ca. 6*10 -2 kg PO 4 3- -Äquivalenten vernachlässigbar
gering. Obwohl aus Bild 5-4 eine Rangfolge der Techniken bezüglich der Wirkungskategorie
Eutrophierung ableitbar ist, wird aus Tabelle 5-8 ersichtlich, daß sich der Wert
des Eutrophierungspotentials der untersuchten Techniken nur geringfügig unterscheidet.
Versauerung: Zur Wirkungskategorie Versauerung tragen im vorliegenden Fallbeispiel vor
allem die Stickoxid- und Schwefeldioxidemissionen bei. Obgleich die Chlorid- und Fluoridemissionen
als spezielle Umweltproblematik bei der Sinterherstellung identifiziert worden sind,
ist aus Bild 5-4 erkennbar, daß diese Schadstoffe nur wenig zum Gesamtpotential beitragen.
Das liegt daran, daß die Halogenwasserstoffe in einer zehn- bzw. hundertfach kleineren Menge
emittiert werden als NO x und SO 2 , aber Wirkungsabschätzungsfaktoren in etwa der gleichen
Größenordnung (zwischen 0,7 für NO x bis 1,6 für HF) aufweisen. Hinsichtlich der Wirkungskategorie
Versauerung weisen Technik A und Technik D die besseren Werte, d.h. die niedrigeren
Emissionen, auf.
Humantoxizität: Zur Wirkungskategorie Humantoxizität tragen acht der in der Stoff- und
Energiebilanz berücksichtigten Stoffe bei. Es handelt sich dabei um die in den Luftqualitätsrichtlinien
der EU und der WHO erfaßten Schadstoffe NO x , SO 2 , CO und Staub sowie die
Schwermetalle Cd, Hg, Mn und Pb. Es fällt in Bild 5-4 sofort auf, daß das Wirkungspotential
durch einen einzigen Schadstoff (Cadmium) dominiert wird, der einen sehr hohen Wirkungsabschätzungsfaktor
aufweist (Faktor 10 12 , im Vergleich dazu 10 9 für Mn und Hg, 5*10 8 für Pb).
Wird dieser Stoff bei einer Rangfolgenbildung berücksichtigt, weisen Technik A und C die
schlechtesten Werte auf. Da fraglich ist, ob einem Einzelstoff, der zudem in den untersuchten
34 Falls in einer Wirkungskategorie nur ein einziger Stoff (z.B. flüchtige Kohlenwasserstoffe bei der Photooxidantienbildung)
erfaßt ist, beeinflußt dieser Emissionswert das gesamte Wirkungspotential viel stärker als
ein Wert in einer Wirkungskategorie, die mehrere Stoffe umfaßt. Dieser Sachverhalt muß bei einer anschließenden
Gewichtung der Wirkungskategorien angemessen berücksichtigt werden. Bei der Anwendung der
Gewichtung nach der Methode der Ökobilanzen für Getränkeverpackungen [UBA 52/95] geschieht dies dadurch,
daß nicht das Potential selbst, sondern der spezifische Beitrag des Potentials im Vergleich zum europäischen
Gesamtpotential zur Gewichtung herangezogen wird.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 85
Anlagen sehr stark variieren kann (vgl. dazu Tabelle 5-1) soviel Gewicht beigemessen werden
darf, ist in Bild 5-5 die Wirkungskategorie Humantoxizität zum Vergleich ohne Cadmium aufgetragen.
Es ist nun ersichtlich, daß das Potential zum größten Teil durch die Stoffe SO 2 , NO x
sowie den Staubemissionen verursacht wird. Technik C weist immer noch den schlechtesten
Wert bezüglich der Humantoxizität auf. Technik B hat mit Technik A den Rangplatz getauscht
und liegt bei Vernachlässigung des Cadmiums an vorletzter Stelle, bedingt durch die hohe
Emission von Schwefeldioxid.
7,0E+07
6,0E+07
Humantoxizität [m³ Luft]
5,0E+07
4,0E+07
3,0E+07
2,0E+07
1,0E+07
Pb
Mn
Hg
NOx
SO2
CO
Staub
0,0E+00
[Technik A] [Technik B] [Technik C] [Technik D]
Bild 5-5: Humantoxizität ohne Berücksichtigung der Cd-Emissionen
Ökotoxizität Luft : Die Wirkungskategorie Ökotoxizität Luft berücksichtigt die Stoffe SO 2 und
NO x sowie die Staubemissionen. Da die Werte für die Emission von Stickoxiden und
Schwefeldioxid bei allen vier Techniken in einer vergleichbaren Größenordnung vorkommen,
führen letztendlich die hohen Staubemissionen bei Technik C dazu, daß diese Technik
bezüglich der Wirkungskategorie Ökotoxizität Luft am schlechtesten abschneidet. Technik A und
D weisen deutlich bessere Werte auf.
Ökotoxizität Wasser : Zur Wirkungskategorie Ökotoxizität Wasser tragen nur die Emissionen der
Technik D bei, da diese als einzige der untersuchten Techniken Emissionen ins Wasser
aufweist. Die in dieser Wirkungskategorie für Sinteranlagen relevanten Stoffe sind die
Schwermetalle Quecksilber und Cadmium. Es ist dabei ersichtlich, daß beide ungefähr zu
gleichen Anteilen zum Gesamtpotential in dieser Wirkungskategorie beitragen, da sie den
gleichen Wirkungs-abschätzungsfaktor aufweisen (10 9 l Wasser/kg) und ungefähr die gleiche
Menge emittiert wird (8,81*10 -11 kg Quecksilber und 1,28*10 -10 kg Cadmium pro Tonne
Sinter).
Gefährliche Abfälle: Die einzige Technik, die zu dieser Wirkungskategorie beiträgt, ist
Technik D, da sie als einzige Technik zu deponierende Abfälle in Form des bei der
Abwasserreinigung anfallenden Filterkuchens aufweist.

86 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Meeresschutz: Die Wirkungskategorie Meeresschutz umfaßt von den in der
medienübergreifenden Bewertungsmethode derzeit berücksichtigten Wirkungskategorien die
größte Anzahl von Stoffen. Es handelt sich dabei im wesentlichen um die Schwermetalle sowie
PCDD/PCDF. Berücksichtigt werden dabei sowohl luft- als auch wasserseitige Stoffe. Aus
Tabelle 5-8 ist ersichtlich, daß die wasserseitigen Emissionen aufgrund ihrer geringen
emittierten Menge kaum zur Wirkungskategorie Meeresschutz beitragen, da die
Einzelpotentiale in der Größenordnung von 10 -11 bis 10 -9 kg/t Sinter liegen, während die
meisten Emissionen in die Luft deutlich höher sind (im Bereich von 10 -6 bis 10 -4 kg/t Sinter).
Da ein Schadstoff im Wasser und in der Luft den gleichen Wirkungsabschätzungsfaktor
aufweist und dieser lediglich im Bereich von 0,5 bis 1 variiert, können im betrachteten
Fallbeispiel die luftseitigen Emissionen nicht durch die wasserseitigen aufgewogen werden.
Weiter ist aus Bild 5-4 ersichtlich, daß bei Technik C der Beitrag durch die Emission von Blei,
der sich um bis zu drei Größenordnungen von den anderen untersuchten Techniken
unterscheidet, sowie bei Technik A der Beitrag durch die Zinkemission besonders groß ist.
Zum Vergleich ist in Bild 5-6 der Meeresschutz ohne luftseitige Blei- und Zinkemissionen
aufgeführt. Bei dieser Betrachtung ändert sich die Reihenfolge: Technik A ist insgesamt
schlechter als Technik C, während mit Berücksichtigung von Blei Technik C mit Abstand am
schlechtesten abschneidet. Technik B und D weisen aufgrund ihrer für die Problematik der
PCDD/PCDF und Schwermetalle entwickelten Technik wie erwartet in dieser
Wirkungskategorie die besseren Werte auf.
[kg]
4,50E-04
4,00E-04
3,50E-04
3,00E-04
2,50E-04
2,00E-04
1,50E-04
1,00E-04
5,00E-05
0,00E+00
Meeresschutz
[Technik A] [Technik B] [Technik C] [Technik D]
Hg, water
Pb, water
As, water
Cd, water
Ni, water
Zn, water
Cu, water
Cr, water
Ni
Hg
Cu
Cr
Cd
As
PCDD/PCDF
Bild 5-6: Meeresschutz ohne Berücksichtigung der luftseitigen Zn- und Pb-Emissionen
Mit den vorliegenden Resultaten wird in den untersuchten Wirkungskategorien gemäß Bild 5-4
die jeweilige Rangfolge ermittelt und in der Rangfolgentabelle (vgl. Tabelle 5-9) dargestellt.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 87
Tabelle 5-9: Rangfolgen in den Wirkungskategorien für die untersuchten Techniken zur Sinterherstellung
Technik A Technik B Technik C Technik D
Photooxidantienbildung 3 2 4 1
Eutrophierung 2 4 3 1
Versauerung 2 3 4 1
Humantoxizität 3 2 4 1
Ökotoxizität Luft 1 3 4 2
Ökotoxizität Wasser 1 1 1 4
Gefährliche Abfälle 1 1 1 4
Meeresschutz 3 1 4 2
Tabelle 5-9 zeigt deutlich, daß eine abschließende Entscheidung an dieser Stelle noch nicht
möglich ist, da sich die Rangfolge sehr stark in den verschiedenen Wirkungskategorien unterscheidet.
Technik D weist viermal die beste Wertung auf, gleichzeitig aber auch zweimal die
schlechteste. Technik A und B liegen je dreimal an erster Stelle, Technik C zweimal.
Bevor im Abschnitt 5.1.2.5 die Entscheidungsunterstützung als letzter Schritt der medienübergreifenden
Bewertungsmethode angewandt wird, erfolgt im nächsten Abschnitt die Analyse
und Diskussion der durch den Stromverbrauch hervorgerufenen Ressourcenverbräuche und
Schadstoffemissionen.
5.1.2.4 Exkurs: Analyse der durch die Stromerzeugung hervorgerufenen Ressourcenverbräuche
und Schadstoffemissionen
Nachdem bisher der Stromverbrauch über den Primärenergiegehalt in der Stoff- und Energiebilanz
berücksichtigt wurde, wird im folgenden die Auflösung der Stromerzeugung in die
hierfür benötigten Rohstoffe und die dabei entstehenden Emissionen untersucht. Dieser Ansatz
ermöglicht die Überführung des bisher als Einzelposition behandelten Energieaufwands in Wirkungspotentiale
und gibt zusätzliche Anhaltspunkte für die spätere Wahl der Gewichtungsfaktoren
(vgl. Abschnitt 5.1.2.5). Hierfür werden die einzelnen Schritte der medienübergreifenden
Bewertungsmethode analog zum ersten Fallbeispiel durchgeführt, so daß im folgenden lediglich
auf die durch die Stromauflösung resultierenden Unterschiede eingegangen wird.
Ausgehend vom Mengengerüst (vgl. Tabelle 5-3) werden die für die Positionen Stromverbrauch
für Sinteranlagen und Stromverbrauch für die Entstaubung bei der Energieerzeugung
eingesetzten Rohstoffe und entstehenden Emissionen ermittelt. Dabei wird die vom UBA vorgeschlagene
Vorgehensweise zur Umrechnung der Stromerzeugung in Verbräuche und Emissionen
gewählt [UBA-Texte 38/92]. Unter Zugrundelegung des in Abschnitt 4.2.2.2 vorgestellten
Energiemix für die EU sind für die Erzeugung von einer Kilowattstunde Strom die in
Tabelle 5-10 zusammengestellten Daten zu berücksichtigen.
Tabelle 5-10: Rohstoffe und Emissionen für die Erzeugung von 1 kWh Strom
Strom 1 kWh
Steinkohle 0,076 kg

88 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Braunkohle 0,119 kg
Mineralöl 0,021 kg
Erdgas 0,027 m³
SO 2 9,98*10 -4 kg
NO x 9,03*10 -4 kg
Staub 5,00*10 -5 kg
CO 2 4,34*10 -1 kg
CO 5,11*10 -5 kg
NMVOC 1,58*10 -5 kg
Die resultierende Stoff- und Energiebilanz weist in den Positionen Energie und Stoffe im
Abgas im Vergleich zur Stoff- und Energiebilanz ohne Stromauflösung (vgl. Tabelle 5-4) detaillierte
Angaben über die Verbräuche und Emissionen der Vorstufe Stromerzeugung auf.
Die in Tabelle 5-11 gewählte Darstellung verdeutlicht die bei der Stromauflösung zusätzlich
aufgenommenen Rohstoffverbräuche und Emissionen. In der Position Energie werden die fossilen
Energieträger Steinkohle, Braunkohle, Koksgrus, und Mineralöl einzeln aufgeführt, beim
Erdgasverbrauch sind sowohl der Zündgasverbrauch in der Sinteranlage als auch der anteilige
Beitrag aus der Stromerzeugung berücksichtigt. Weiterhin ist in der Position Stoffe im Abgas
ersichtlich, daß die aufsummierten Emissionen von Staub, CO, CO 2 , SO 2 , NO x sowie flüchtigen
organischen Kohlenwasserstoffen nur jeweils leicht, d.h. um etwa 5 % der Gesamtemissionen,
zunehmen.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 89
Tabelle 5-11: Stoff- und Energiebilanz für vier Techniken zur Sinterherstellung mit Auflösung der
Stromerzeugung
Input und
Output
Stoff/Energie Technik A Technik B Technik C Technik D Einheit pro
t Sinter
Energie Steinkohle 2,95 3,17 2,57 3,02 kg
Braunkohle 4,66 5,01 4,06 4,78 kg
Koksgrus 51 46 51 47 kg
Mineralöl 8,12*10 -1 8,74*10 -1 7,08*10 -1 8,33*10 -1 kg
Erdgas, Zündenergie 4,9 5,1 3,3 5,4 m³
Erdgas, Stromerz. 1,06 1,15 0,93 1,09 m³
Erdgas insgesamt 5,96 6,25 4,23 6,49 m³
Stoffe im Staub, Sinteranlage 7,65*10 -2 9,21*10 -3 6,48*10 -1 1,10*10 -1 kg
Abgas Staub, Stromerzeugung 1,95*10 -3 2,10*10 -3 1,70*10 -3 2,00*10 -3 kg
Staub insgesamt 7,84*10 -2 1,13*10 -2 6,50*10 -1 1,12*10 -1 kg
CO, Sinteranlage 17,25 31,29 23,76 39,60 kg
CO, Stromerzeugung 1,99*10 -3 2,15*10 -3 1,74*10 -3 2,04*10 -3 kg
CO insgesamt 17,26 31,30 23,76 39,60 kg
CO 2 , Stromerzeugung 16,944 18,248 14,772 17,379 kg
SO 2 , Sinteranlage 8,32*10 -1 1,31 1,35 8,20*10 -1 kg
SO 2 , Stromerzeugung 3,89*10 -2 4,19*10 -2 3,39*10 -2 3,99*10 -2 kg
SO 2 insgesamt 8,71*10 -1 1,35 1,38 8,60*10 -1 kg
NO x , Sinteranlage 4,10*10 -1 5,27*10 -1 4,86*10 -1 4,00*10 -1 kg
NO x , Stromerzeugung 3,52*10 -2 3,79*10 -2 3,07*10 -2 3,61*10 -2 kg
NO x insgesamt 4,45*10 -1 5,64*10 -1 5,17*10 -1 4,36*10 -1 kg
NMVOC, Sinteranlage 8,61*10 -2 4,60*10 -2 3,05*10 -1 2,50*10 -2 kg
NMVOC, Stromerz. 6,18*10 -4 6,65*10 -4 5,38*10 -4 6,33*10 -4 kg
NMVOC insgesamt 8,67*10 -2 4,67*10 -2 3,05*10 -1 2,56*10 -2 kg
Chloridionen als HCl 3,62*10 -2 2,86*10 -2 4,54*10 -2 5,90*10 -2 kg
Fluoridionen als HF 3,52*10 -3 4,60*10 -4 1,14*10 -2 1,29*10 -3 kg
PCDD/PCDF 3,45*10 -9 1,84*10 -9 6,48*10 -9 4,46*10 -10 kg
As 1,00*10 -5 3,68*10 -7 4,32*10 -5 1,10*10 -6 kg
Cd 1,40*10 -4 5,71*10 -7 1,30*10 -4 6,69*10 -6 kg
Cr 1,21*10 -4 4,42*10 -6 4,32*10 -5 4,46*10 -6 kg
Cu 3,54*10 -4 1,84*10 -6 1,30*10 -4 3,79*10 -5 kg
Hg 4,51*10 -5 1,49*10 -5 4,32*10 -5 2,23*10 -5 kg
Mn 7,18*10 -4 2,03*10 -6 5,44*10 -4 2,01*10 -5 kg
Ni 9,76*10 -5 4,60*10 -6 7,46*10 -5 1,10*10 -6 kg
Pb 8,75*10 -4 8,47*10 -6 9,91*10 -3 9,58*10 -5 kg
Sn 9,18*10 -5 7,00*10 -7 9,44*10 -5 1,30*10 -4 kg
Tl 1,95*10 -5 2,21*10 -7 1,56*10 -5 4,46*10 -6 kg
Zn 2,40*10 -3 4,60*10 -5 3,67*10 -4 2,23*10 -6 kg
Stoffe im vgl. Tabelle 5-4
Abwasser
gefährliche
Abfälle
Filterkuchen, trocken 0 0 0 0,15 kg
Analog zum Fallbeispiel ohne Stromauflösung werden in der Wirkungsabschätzung die Gesamtwirkungspotentiale
berechnet und zusammen mit den nicht in Wirkungskategorien überführbaren
Positionen in Tabelle 5-12 dargestellt. Durch den Miteinbezug der Rohstoffe und des
Kohlendioxids ergeben sich auch in den Wirkungskategorien Ressourcenverknappung und
Treibhauseffekt Wirkungspotentiale. Die graphische Darstellung der Verteilung der Anteile der
Sinterherstellung und der Stromerzeugung in den einzelnen Wirkungskategorien verdeutlicht
die Änderungen der Gesamtwirkungspotentiale, die sich durch die Stromauflösung ergeben
(vgl. Bild 5-7).

90 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Aus Bild 5-7 ist ersichtlich, daß das durch die Stromerzeugung verursachte Potential außer für
die neu hinzugenommenen Wirkungskategorien Ressourcenverknappung und Treibhauseffekt
nur noch für die Eutrophierung relevant ist. In dieser Kategorie kann der Anteil bis zu 10 %
betragen. In den Wirkungskategorien Ökotoxizität Wasser , gefährliche Abfälle und Meeresschutz
wird durch die Auflösung der Stromerzeugung kein zusätzliches Wirkungspotential verursacht;
die sich in den übrigen Wirkungskategorien ergebenden Veränderungen sind vernachlässigbar.
Insgesamt zeigt sich, daß die durch die Stromauflösung resultierenden Änderungen der Wirkungspotentiale
als gering einzustufen sind. Es sind jedoch zwei weitere Wirkungskategorien
zu berücksichtigen.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 91
Tabelle 5-12: Gesamtwirkungspotentiale und entscheidungsrelevante Stoff- und Energieströme für
vier Techniken zur Sinterherstellung mit Auflösung der Stromerzeugung
Technik A Technik B Technik C Technik D Einheit pro t
Sinter
Wirkungskategorie
Gesamtwirkungspotential
Ressourcenverknappung 4,65 4,92 3,55 4,97 kg
Treibhauseffekt 16,9 18,2 14,8 17,4 kg CO 2 -Äqu.
Photooxidantienbildung durch
Sinterprozeß
3,58*10 -2 1,91*10 -2 1,27*10 -1 1,04*10 -2 kg Ethen-
Äqu.
Photooxidantienbildung durch
Stromerzeugung
2,57*10 -4 2,77*10 -4 2,24*10 -4 2,64*10 -4 kg Ethen-
Äqu.
Photooxidantienbildung insgesamt 3,61*10 -2 1,94*10 -2 1,27*10 -1 1,07*10 -2 kg Ethen-
Äqu.
Eutrophierung durch Sinterprozeß 5,32*10 -2 6,84*10 -2 6,32*10 -2 5,20*10 -2 kg PO 3- 4 -Äqu.
Eutrophierung durch Stromerzeugung
4,58*10 -3 4,93*10 -3 3,99*10 -3 4,70*10 -3 kg PO 3- 4 -Äqu.
Eutrophierung insgesamt 5,78*10 -2 7,34*10 -2 6,72*10 -2 5,67*10 -2 kg PO 3- 4 -Äqu.
Versauerung durch Sinterprozeß 1,16 1,71 1,75 1,15 kg SO 2 -Äqu.
Versauerung durch Stromerzeugung
6,36*10 -2 6,85*10 -2 5,54*10 -2 6,52*10 -2 kg SO 2 -Äqu.
Versauerung insgesamt 1,22 1,77 1,80 1,22 kg SO 2 -Äqu.
Humantoxizität durch Sinterprozeß 1,74*10 8 4,73*10 7 1,97*10 8 4,20*10 7 m³ Luft
Humantoxizität durch Stromerzeugung
1,73*10 6 1,86*10 6 1,50*10 6 1,77*10 6 m³ Luft
Humantoxizität insgesamt 1,76*10 8 4,91*10 7 1,99*10 8 4,38*10 7 m³ Luft
Ökotoxizität Luft durch Sinterprozeß 3,09*10 7 4,35*10 7 5,96*10 7 3,13*10 7 m³ Luft
Ökotoxizität Luft durch Stromerzeugung
1,73*10 6 1,86*10 6 1,50*10 6 1,77*10 6 m³ Luft
Ökotoxizität Luft insgesamt 3,26*10 7 4,45*10 7 6,11*10 7 3,30*10 7 m³ Luft
Ökotoxizität Wasser 0 0 0 0,216 l Wasser
Gefährliche Abfälle 0 0 0 0,15 kg
Meeresschutz 2,24*10 -3 4,54*10 -5 7,39*10 -3 1,12*10 -4 kg
Daten aus Stoff- und Energiebilanz
Emissions- bzw. Verbrauchsmenge
Energieverbrauch Koksgrus 51 46 51 47 kg
Luft Sn 9,18*10 -3 7,00*10 -7 9,44*10 -3 1,30*10 -4 kg
Tl 1,95*10 -5 2,21*10 -7 1,56*10 -5 4,46*10 -6 kg
PCDD/PCDF 2,41*10 -9 1,29*10 -9 4,54*10 -9 3,12*10 -10 kg
Wasser Chlorid 0 0 0 3,06*10 -4 kg
SO 4 0 0 0 1,55*10 -4 kg
feste
0 0 0 5,11*10 -7 kg
Schwebstoffe
Fe 0 0 0 1,45*10 -8 kg
Al 0 0 0 1,80*10 -8 kg
CN-volatile 0 0 0 1,28*10 -9 kg
Fluorid 0 0 0 4,26*10 -7 kg
Sulfid 0 0 0 3,84*10 -9 kg
NH 4 -N 0 0 0 7,13*10 -6 kg
NO 3 -N 0 0 0 1,10*10 -6 kg
NO 2 -N 0 0 0 4,12*10 -8 kg
TOC 0 0 0 1,07*10 -6 kg

92 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Ressourcenverknappung [kg]
Treibhauseffekt [kg CO2-Äquivalent]
5,00E+00
2,00E+01
4,00E+00
3,00E+00
2,00E+00
Sinter
Strom
1,50E+01
1,00E+01
Sinter
Strom
1,00E+00
5,00E+00
0,00E+00
0,00E+00
Technik
A
Technik
B
Technik
C
Technik
D
Technik
A
Technik
B
Technik
C
Technik
D
Photooxidantienbildung
[kg Ethen-Äquivalent]
Eutrophierung [PO4-Äquivalent]
8,00E-02
1,40E-01
1,20E-01
1,00E-01
8,00E-02
6,00E-02
4,00E-02
Sinter
Strom
7,00E-02
6,00E-02
5,00E-02
4,00E-02
3,00E-02
2,00E-02
Sinter
Strom
2,00E-02
0,00E+00
Technik
A
Technik
B
Technik
C
Technik
D
1,00E-02
0,00E+00
Technik
A
Technik
B
Technik
C
Technik
D
Versauerung [kg SO2-Äquivalent]
Humantoxizität [m³ Luft]
2,00E+00
2,00E+08
1,50E+00
1,50E+08
1,00E+00
Sinter
Strom
1,00E+08
Sinter
Strom
5,00E-01
5,00E+07
0,00E+00
Technik
A
Technik
B
Technik
C
Technik
D
0,00E+00
Technik
A
Technik
B
Technik
C
Technik
D
Ökotoxizität, Luft [m³ Luft]
Ökotoxizität, Wasser [l Wasser]
7,00E+07
6,00E+07
5,00E+07
4,00E+07
3,00E+07
2,00E+07
1,00E+07
Sinter
Strom
2,50E-01
2,00E-01
1,50E-01
1,00E-01
5,00E-02
Sinter
Strom
0,00E+00
Technik
A
Technik
B
Technik
C
Technik
D
0,00E+00
Technik
A
Technik
B
Technik
C
Technik
D
Gefährlicher Abfall [kg]
Meeresschutz [kg]
1,60E-01
8,00E-03
1,40E-01
1,20E-01
7,00E-03
6,00E-03
1,00E-01
8,00E-02
6,00E-02
Sinter
Strom
5,00E-03
4,00E-03
3,00E-03
Sinter
Strom
4,00E-02
2,00E-03
2,00E-02
0,00E+00
Technik
A
Technik
B
Technik
C
Technik
D
1,00E-03
0,00E+00
Technik
A
Technik
B
Technik
C
Technik
D
Bild 5-7: Anteil der Stromerzeugung an den Gesamtwirkungspotentialen

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 93
5.1.2.5 Entscheidungsunterstützung
Ziel der Entscheidungsunterstützung ist eine aussagekräftige Aufbereitung der vorhandenen
Informationen, um die Expertendiskussion auf die entscheidungsrelevanten Aspekte zu lenken.
Für eine weitere Aggregation der Wirkungspotentiale gibt es allerdings keine wissenschaftliche
Grundlage, da die Cross-Media Effekte noch nicht ausreichend erforscht sind. Um dennoch zu
einer nachvollziehbaren BVT-Bestimmung zu gelangen, sind die Wirkungspotentiale und weitere
entscheidungsrelevante Stoff- und Energieströme, zusammenfassend auch als Bewertungskategorien
bezeichnet, in der vorgeschlagenen Entscheidungsunterstützung zu untersuchen.
In diesem Fallbeispiel wird nun die Anwendung sämtlicher Teilschritte der Entscheidungsunterstützung
exemplarisch demonstriert, die in Bild 4-3 in Abschnitt 4.2.4 aufgeführt
sind.
Ausgangspunkt für die Bewertung ist die Entscheidungstabelle (vgl. Tabelle 5-13), in der die
entscheidungsrelevanten Wirkungspotentiale sowie die Stoff- und Energieströme, die nicht in
Wirkungskategorien überführt werden können, zusammengestellt sind. Da nur Technik D
Stoffe in das Wasser emittiert, werden in der Entscheidungstabelle Chloride, SO 4 , feste
Schwebstoffe, Fe, Al, CN-volatile, Fluorid, Sulfid, NH 4 -N, NO 3 -N, NO 2 -N und TOC zur Bewertungskategorie
„wassergängige Emissionen“ zusammengefaßt. Ferner wird PCDD/PDCF
explizit als Bewertungskategorie aufgeführt, da in den derzeit eingesetzten Wirkungskategorien
der kanzerogenen Wirkung von PCDD/PDCF nicht genügend Rechnung getragen wird.
Tabelle 5-13: Entscheidungstabelle für vier Techniken zur Sinterherstellung
ohne Stromauflösung
Technik A Technik B Technik C Technik D Einheit
Wirkungskategorie Gesamtwirkungspotential pro t Sinter
Photooxidantienbildung 35,8 19,1 127 10,4 10 -3 kg Ethen-Äqu.
Eutrophierung 53,2 68,4 63,2 52,0 10 -3 kg PO 3- 4 -Äqu.
Versauerung 1,16 1,71 1,75 1,15 kg SO 2 -Äqu.
Humantoxizität 174 47,3 197 42,0 10 6 m³ Luft
Ökotoxizität Luft 30,9 43,5 59,7 31,3 10 6 m³ Luft
Ökotoxizität Wasser 0 0 0 0,216 l Wasser
Gefährliche Abfälle 0 0 0 0,15 kg
Meeresschutz 2,24 0,0454 7,39 0,111 10 -3 kg
Daten aus Stoff- und Energiebilanz Emissions- bzw. Verbrauchsmenge
Energieverbrauch fossile Energien 1.700 1.560 1.650 1.600 MJ
Strom 395 425 345 410 MJ
Koksgrus
n.a.
Luft Sn 91,8 0,7 94,4 130 10 -6 kg
Tl 19,5 0,221 15,6 4,46 10 -6 kg
PCDD/PCDF 3,45 1,84 6,48 0,446 10 -9 kg
Wassergängige Emissionen nein nein nein ja

94 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Normierung der Wirkungspotentiale der untersuchten Techniken
Weil die Wirkungspotentiale in sehr unterschiedlichen Größenordnungen und Maßeinheiten
vorliegen (vgl. Tabelle 5-13), fördert eine Normierung die Übersichtlichkeit und erleichtert
somit die anschließende Beurteilung der Techniken. Tabelle 5-14 zeigt die normierten Wirkungspotentiale,
die nach der Formel
normiertes Wirkungspotential der Technik t =
Wirkungspotential der Technik t
Mittelwert der Wirkungspotentiale über alle Techniken t=
1...T
berechnet werden, und analog die normierten entscheidungsrelevanten Daten aus der Stoffund
Energiebilanz. Je höher ein normiertes Wirkungspotential, eine Emission oder ein Verbrauch
ist, desto größer ist die potentielle Umweltauswirkung. Der Mittelwert der untersuchten
Techniken entspricht dem Wert 1.
Tabelle 5-14: Normierte Bewertungskategorien für vier Techniken zur Sinterherstellung ohne
Stromauflösung
Mittelwert Technik A Technik B Technik C Technik D
Wirkungskategorie
normiertes Wirkungspotential
Photooxidantienbildung 4,8·10 -2 0,75 0,40 2,64 0,22
Eutrophierung 5,92·10 -2 0,90 1,16 1,07 0,88
Versauerung 1,44 0,80 1,18 1,21 0,80
Humantoxizität 1,15·10 8 1,51 0,41 1,71 0,36
Ökotoxizität Luft 4,13·10 7 0,75 1,05 1,44 0,76
Ökotoxizität Wasser 2,16·10 -1 0 0 0 1
Gefährliche Abfälle 1,50·10 -1 0 0 0 1
Meeresschutz 2,45·10 -3 0,91 0,02 3,02 0,05
Daten aus Stoff- und Energiebilanz
normierte Emissions- bzw. Verbrauchsmenge
Energieverbrauch fossile Energien 1,63·10 3 1,04 0,96 1,01 0,98
Strom 3,94·10 2 1 1,08 0,88 1,04
Luft Sn 7,93·10 -5 1,16 0,01 1,19 1,64
Tl 9,94·10 -6 1,96 0,02 1,57 0,45
PCDD/PCDF 3,05·10 -9 1,13 0,60 2,12 0,15
Wassergängige Emissionen nein nein nein ja
Anhand der graphischen Darstellung der Normierung in Bild 5-8 ist zu erkennen, daß Technik
C in fünf Wirkungskategorien die schlechtesten Werte im Vergleich zu den übrigen Techniken
aufweist (vgl. auch Tabelle 5-9). Technik D hingegen hat in den meisten Wirkungskategorien
die vergleichsweise geringsten Wirkungspotentiale. Auffallend ist auch hier der niedrige
Wert in der Wirkungskategorie Meeresschutz für Technik D, die als einzige Technik Stoffe in
das Medium Wasser emittiert (vgl. auch Bild 5-4)

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 95
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
Technik A
Technik B
Technik C
Technik D
0,50
0,00
Photooxidantienbildung
Eutrophierung
Versauerung
Humantoxizität
Ökotoxizität,
Air
Ökotoxizität,
Water
Gefährlicher
Abfall
Meeresschutz
Bild 5-8:
Graphische Darstellung der normierten Wirkungspotentiale für die vier untersuchten
Techniken zur Sinterherstellung
Da keine der vier untersuchten Techniken in sämtlichen Wirkungskategorien die übrigen Techniken
dominiert bzw. von ihnen dominiert wird, ist für die weitere Interpretation der Entscheidungstabelle
eine Untersuchung der Bedeutsamkeit der einzelnen Wirkungskategorien notwendig.
Gewichtung
Die Gewichtung der Kriterien erfolgt im Expertenkreis, um die Bedeutung der Wirkungspotentiale
und der übrigen entscheidungsrelevanten Stoff- und Energieströme zu differenzieren.
Den Experten wird bei der Gewichtung ein großer Ermessensspielraum gelassen, doch sollte
die Gewichtung so weit wie möglich auf naturwissenschaftlichem und objektiv nachvollziehbarem
Wissen beruhen. Um eine vergleichende und nachvollziehbare Prioritätensetzung für die
Beurteilung der Wirkungspotentiale zu ermöglichen, werden zunächst die ökologische Bedeutung
der Wirkungskategorien und die Mengenrelevanz der Wirkungspotentiale der untersuchten
Techniken abgeschätzt. Die ökologische Bedeutung der Wirkungskategorien in Europa ist
unabhängig von den untersuchten Techniken. Zur Orientierung werden die Einstufungen nach
[UBA-Texte 52/95] verwendet (vgl. Tabelle 5-16 bzw. Tabelle 4-7).
Die Abschätzung der Mengenrelevanz der berechneten Wirkungspotentiale erfolgt durch die
Berechnung des spezifischen Beitrags (vgl. Abschnitt 4.2.4.2):

96 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
spezifischer Beitrag der untersuchten Techniken in einer Wirkungskategorie
=
=
Mittelwert der Wirkungspotentiale der
EU−weites
Wirkungspotential
untersuchten Techniken
∑ mittlere Emissionen der untersuchten Techniken × Wirkungsabschätzungsfaktor
∑ EU−weite
Emissionen × Wirkungsabschätzungsfaktor
Da derzeit nicht für alle Schadstoffe, die zu einer Wirkungskategorie beitragen, EU-weite
Emissionsdaten vorliegen, kann der spezifische Beitrag nur in erster Näherung abgeschätzt
werden (vgl. Anhang B).
Tabelle 5-15: Spezifischer Beitrag zur Abschätzung der Mengenrelevanz der Wirkungspotentiale
für die untersuchten Techniken zur Sinterherstellung ohne Stromauflösung
Wirkungskategorie
mittleres Wirkungspotential der
untersuchten Techniken
EU-weites
Gesamtpotential
spezifischer Beitrag relative
Größe
Photooxidantienbildung
0,0480 kg Ethen-Äqu./t Sinter 6,086 ⋅ 10 9 kg Ethen-Äqu./a 7,89 ⋅ 10 -12 a/t Sinter 5,5%
Eutrophierung 0,0592 kg PO 3- 4 Äqu. /t Sinter 1,631 ⋅ 10 9 kg PO 3- 4 -Äqu./a 3,63 ⋅ 10 -11 a/t Sinter 25,4%
Versauerung 1,40 kg SO 2 -Äqu. /t Sinter 20,828 ⋅ 10 9 kg SO 2 -Äqu./a 6,72 ⋅ 10 -11 a/t Sinter 47,0%
Humantoxizität
110 ⋅ 10 6 m³ Luft/t Sinter 769,6 ⋅ 10 12 m³ Luft/a 1,43 ⋅ 10 -10 a/t Sinter 100,0%
Ökotoxizität Luft 36,1 ⋅ 10 6 m³ Luft/t Sinter 552,1 ⋅ 10 12 m³ Luft/a 6,54 ⋅ 10 -11 a/t Sinter 45,7%
Für die weitere Auswertung werden nicht die absoluten Werte der spezifischen Beiträge herangezogen,
sondern ihre relative Größe beim Vergleich untereinander. Dazu wird der spezifische
Beitrag des Wirkungspotentials mit der größten Mengenrelevanz (hier: Humantoxizität, vgl.
Tabelle 5-15) gleich 100 % gesetzt und die übrigen darauf normiert. So entspricht die relative
Mengenrelevanz der Photooxidantienbildung für die untersuchten Techniken dem Wert
7,
89⋅10
143 , ⋅10
−12
−10
= 5,5 %. Diese relative Größe bildet die Grundlage für eine verbale Einstufung der
Mengenrelevanz der Wirkungspotentiale. Gemäß Tabelle 4-8 hat somit das Wirkungspotential
Humantoxizität eine sehr große Mengenrelevanz, während die Mengenrelevanz der Photooxidantienbildung
als gering bezeichnet wird (vgl. Tabelle 5-16).
Tabelle 5-16 zeigt eine mögliche Zusammenfassung der Einstufungen anhand der ökologischen
Bedeutung der Wirkungskategorien und der Mengenrelevanz der Wirkungspotentiale für die
vier im Fallbeispiel untersuchten Techniken. Da nur für die Wirkungskategorien Photooxidantienbildung,
Eutrophierung, Versauerung, Humantoxizität und Ökotoxizität Luft spezifische
Beiträge berechnet werden können, ist die mengenmäßige Relevanz der übrigen Wirkungskategorien
und entscheidungsrelevanten Daten aus der Stoff- und Energiebilanz im Expertenkreis
abzuschätzen. Ebenso ist die ökologische Bedeutung für die Wirkungskategorien Humantoxizität,
Ökotoxizität und Meeresschutz sowie für die entscheidungsrelevanten Daten aus der
Stoff- und Energiebilanz im Expertenkreis näherungsweise einzustufen. In Tabelle 5-16 sind
die für das Fallbeispiel exemplarisch vorgenommenen Abschätzungen durch kursive Schrift
gekennzeichnet.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 97
Tabelle 5-16: Zusammenfassung der Mengenrelevanz und der ökologischen Bedeutung für die
untersuchten Techniken zur Sinterherstellung (mit Stromauflösung)
Wirkungskategorie
Spezifischer
Beitrag
(vgl.
Tabelle 5-15)
Mengenrelevanz
(* ) vgl.
Tabelle 4-8)
Ökologische
Bedeutung
( #) vgl.
Tabelle 4-7)
Gesamtbedeutung
(vgl.
Tabelle 4-8)
Gesamtgewichtung
(vgl.
Tabelle F-5)
Photooxidantienbildung
5,5 % gering* ) groß #) mittel 7,3%
Eutrophierung 25,4 % mäßig* ) mittel #) mittel 7,3%
Versauerung 47,0 % mittel* ) mittel #) mittel 7,3%
Humantoxizität 100 % sehr groß* ) groß sehr groß 12,2%
Ökotoxizität Luft 45,7 % mittel* ) mittel mittel 7,3%
Ökotoxizität Wasser --- gering mittel mäßig 4,9%
Gefährliche Abfälle --- gering mäßig #) mäßig 4,9%
Meeresschutz --- gering sehr groß mittel 7,3%
Daten aus Stoffund
Energiebilanz
Fossile Energien --- gering groß #) mittel 7,3%
Strom --- gering groß mittel 7,3%
Sn --- gering mittel mäßig 4,9%
Tl --- gering groß mittel 7,3%
PCDD/PCDF --- groß groß groß 9,8%
wassergängige
Emissionen
--- gering mittel mäßig 4,9%
kursiver Text: angenommene Abschätzungen im Expertenkreis
Im Sinne der praktischen Durchführung der Vergabe von Gewichtungsfaktoren für die Wirkungskategorien
und die entscheidungsrelevanten Stoff- und Energieströme erfolgt zunächst
eine Befragung der Experten. Dabei dienen die Informationen zur ökologischen Bedeutung und
zur Mengenrelevanz der Bewertungskategorien, die gemeinsam die Gesamtbedeutung charakterisieren,
lediglich als Orientierung. Eine Möglichkeit zur pragmatischen Ableitung von Gewichtungsfaktoren
besteht in der Umrechnung der verbalen Einstufungen der Gesamtbedeutung
in Punktzahlen (gering = 1; mäßig = 2; mittel = 3; groß = 4; sehr groß = 5), die wiederum
in eine prozentuale Gesamtgewichtung umgerechnet werden können (vgl. letzte Spalte von
Tabelle 5-16; zur Umrechnung der verbalen Einstufungen in prozentuale Werte vgl. Tabelle F-
5 in Anhang F). Diese Werte sind von den Experten kritisch zu hinterfragen, da die Vergabe
der Gewichtungsfaktoren trotz des strukturierten Vorgehens nicht ausschließlich auf objektiven
Begründungen beruhen kann. Die Gewichtungsfaktoren sollten nicht im Mittelpunkt der
Diskussion stehen, sondern vielmehr eine ungefähre Größenordnung angeben, um die Bedeutung
der einzelnen Bewertungskategorien für die vier untersuchten Techniken zu differenzieren.
Besondere Beachtung verdienen dabei die Verhältnisse zwischen der numerischen Umrechnung
der verbalen Einstufungen. So ist in der Expertendiskussion zu prüfen, ob die
PCDD/PCDF mit 9,8 % doppelt so stark zu gewichten ist wie die wassergängigen Emissionen
mit 4,9 %. Die Gewichtungsfaktoren für die Gesamtgewichtung ist entsprechend in der Expertendiskussion
anzupassen. Dennoch kann mit dieser einfach ermittelten Gewichtung eine
erste formale Auswertung der Entscheidungstabelle vorgenommen werden, da diese auch Anhaltspunkte
für weiteren Diskussionsbedarf geben kann, wie im folgenden gezeigt wird.

98 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Formale Auswertung mittels paarweiser Vergleiche
Zur Unterstützung der Auswertung einer Vielzahl von Bewertungskategorien und der Gewichtungen
der verschiedenen Umwelteinwirkungen wird eine formale Methode zur Entscheidungsunterstützung
herangezogen. Die formale Auswertung mittels paarweiser Vergleiche
ist Anhang F ausführlich für dieses Fallbeispiel beschrieben, so daß an dieser Stelle nur die
wesentlichen Informationen erläutert werden, die durch die computergestützte Auswertung
den Experten zur Verfügung gestellt werden.
Bei der Methode der paarweisen Vergleiche erfolgt die Aufbereitung der Daten aus der Entscheidungstabelle
(Tabelle 5-7) über die dimensionslose Vergleichsgröße „Präferenz“. Das
Verfahren basiert auf paarweisen Vergleichen, die mittels der Frage durchgeführt werden: „Zu
wieviel Prozent stimmt die Aussage, daß Technik A besser ist als Technik B bezüglich der betrachteten
Bewertungskategorie?“ Tabelle 5-17 zeigt das Ergebnis der Auswertung: Sowohl
aus dem Maß für die relative Stärke einer Technik Φ + als auch aus dem Maß für die relative
Schwäche einer Technik Φ - wird eine Rangfolge der untersuchten Techniken ermittelt. Beide
Rangfolgen werden zu einer graphischen Ergebnisdarstellung zusammengefaßt. Da sich in dieser
Auswertung die Rangfolgen für Φ + und Φ - unterscheiden, indem Technik B und D den
Rangplatz tauschen, wird in der resultierenden Rangfolge eine Unvergleichbarkeit der beiden
Techniken ausgewiesen.
Tabelle 5-17: Maße für die relative Stärke und Schwäche der untersuchten Techniken zur Sinterherstellung
(ohne Stromauflösung)
Technik A Technik B Technik C Technik D Rangfolge
Maß für relative Stärke: Φ + 0,341 0,467 0,188 0,513 D B A
Maß für relative Schwäche: Φ - 0,373 0,253 0,626 0,257
B D A
resultierende Rangfolge:
B
D
A
C
C
C
Bild 5-9 zeigt eine graphische Darstellung der relativen Stärke und Schwäche der untersuchten
Techniken. Die graphische Ergebnisdarstellung im unteren Teil von Bild 5-9 spiegelt näherungsweise
die Unterschiede der untersuchten Techniken wider, indem die Pfeillänge die Differenz
der Φ netto -Werte andeutet. Diese Ergebnisdarstellung der paarweisen Vergleiche als graphische
Anordnung der untersuchten Techniken bietet eine geeignete Diskussionsgrundlage.
Die berechneten Zahlenwerte Φ + , Φ - und Φ netto stellen dabei lediglich eine dimensionslose Vergleichsgröße
dar und dürfen keinesfalls als „Umweltbelastungspunkte“ gedeutet werden.
Anhand von Bild 5-9 ist zu erkennen, daß bei Technik B und D die relative Stärke jeweils die
relative Schwäche überwiegt, so daß beide Techniken bei der gewählten Gewichtung überwiegend
positiv beurteilt werden. Da sich jedoch die relative Stärke der Techniken B und D nur
geringfügig unterscheiden, sind beide als etwa gleichwertig anzusehen. Dieses Resultat erscheint
bei nochmaliger Betrachtung der Wirkungspotentiale und der daraus resultierenden
Einzelrangfolgen (vgl. Tabelle 5-9) plausibel, da Technik B und Technik D in jeweils verschiedenen
Wirkungskategorien die besten Werte aufweisen. Bei der Auswertung der Technik A

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 99
gleichen sich relative Stärke und Schwäche aus. Technik A hat zwar auch erste Rangplätze
inne und schneidet in keiner Wirkungskategorie als schlechteste ab, doch durch die höhere
Gewichtung der Humantoxizität bleibt Technik A in den paarweisen Vergleichen hinter den
Techniken B und D zurück. Technik C, die in sechs Wirkungskategorien am schlechtesten abschneidet,
weist auch in den paarweisen Vergleichen die größte relative Schwäche auf.
relative Schwäche relative Stärke
0,6
0,4
0,2
0
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
Stärke minus Schwäche
Stärkemaß
Schwächemaß
Technik D Technik B Technik A Technik C
D A C
B
Bild 5-9: Graphische Darstellung der relativen Stärke und Schwäche der untersuchten Techniken
zur Sinterherstellung ohne Stromauflösung
Mittels einer Sensitivitätsanalyse (Tabelle 5-18) wird überprüft, bei welcher Veränderung der
Gewichtung sich eine Änderung der relativen Maße für die Stärke und Schwäche ergibt, so daß
eine Änderung der graphischen Auswertung der untersuchten Techniken resultiert. Dabei stellen
die Intervalle den Bereich dar, in dem die Gewichtung der Bewertungskategorien ceteris
paribus (unter ansonsten unveränderten Bedingungen) variiert werden kann, ohne daß sich die
Rangfolge der untersuchten Techniken ändert. Je enger die Intervallgrenzen sind, desto sensitiver
ist die Gewichtung der entsprechenden Bewertungskategorie. In Spalte 3 der Tabelle 5-18
ist die Sensitivität grob klassifiziert, so daß die Expertendiskussion auf die Bewertungskategorien
mit hoher Sensitivität konzentriert werden kann. Die beiden letzten Spalten der Tabelle 5-
18 zeigen die Rangfolgen, die aus einer Änderung der jeweiligen Gewichtung unter bzw. über
die Intervallgrenzen resultieren.

100 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Tabelle 5-18: Sensitivitätsanalyse für die Gewichtung der vier untersuchten Techniken zur Sinterherstellung
ohne Stromauflösung
Gewichtung Sensitivitäts Sensitivität Änderungen
Wirkungskategorie intervall untere Intervallgrenze
obere Intervallgrenze
Photooxidantienbildung 7,3 % [0%; 12,1%] mittel D B A
C
Eutrophierung 7,3 % [0 %; 10,2 %] mittel B D A
C
B
D
A
C
Versauerung 7,3 % [0 %; 10,6 %] mittel B D A
C
D
B
A
C
Humantoxizität 12,2 % [1,2 %; 43,3 %] niedrig D B A
Ökotoxizität Luft 7,3 % [0 %; 11,1 %] mittel D B A
C
C
Ökotoxizität Wasser 4,9 % [4,1 %; 16,4 %] hoch B A
D
C
D
B
A
C
Gefährliche Abfälle 4,9 % [4,1 %; 16,4 %] hoch D B A
C
B
A
D
C
Meeresschutz 7,3 % [0 %; 100 %] keine
Fossile Energie 7,3 % [4,2 %; 38,2 %] mittel D B A
C
B
D
A
C
Strom 7,3 % [0 %; 13,2 %] mittel D B A
C
Sn 4,9 % [4,5 %; 22,3 %] hoch B A
D
C
B
D
A
C
Tl 7,3 % [1,9 %; 53,0 %] niedrig D B A
C
B
D
A
C
PCDD/PCDF 9,8 % [0 %; 100 %] keine
wassergängige
Emissionen
4,9 % [4,7 %; 16,4 %] sehr hoch D B A
C
B
D
A
C
Anhand der graphischen Auswertung lassen sich Gruppen ablesen: Je nach Gewichtung der
wassergängigen Emissionen und den damit verbundenen Wirkungskategorien dominieren sich
Technik B und D wechselseitig, während Technik C stets als schlechteste der untersuchten
Techniken abschneidet. Technik A ist aufgrund der ausgewogenen relativen Stärken und
Schwächen eher zu der Gruppe der besseren Techniken zu zählen. Auch eine Analyse der modifizierten
Entscheidungstabelle (vgl. Tabelle 5-19), die zusätzlich die im Exkurs (Abschnitt
5.1.2.4) berechneten Ressourcenverbräuche und Schadstoffemissionen der Stromerzeugung
umfaßt, führt zu keinem anderen Ergebnis in der Gesamtauswertung (vgl. Bild 5-10).
Hier kommt es, anders als bei der graphischen Auswertung der untersuchten Techniken ohne
Auflösung der Stromerzeugung, nicht mehr zu einer Unvergleichbarkeit der Techniken B und
D (vgl. Bild 5-9). Jedoch überwiegt in beiden Auswertungen die relative Stärke der Techniken
B und D etwa in gleichem Maße deren relative Schwäche, so daß beide Techniken im Rahmen
der Untersuchung als gleichwertig und im Vergleich zu den übrigen Techniken als dominierend
anzusehen sind.

5.1 Fallbeispiel Sinterherstellung mit Staubabscheidung 101
Tabelle 5-19: Entscheidungstabelle mit Gewichtung für vier Techniken zur Sinterherstellung mit
Auflösung der Stromerzeugung
Technik A Technik B Technik C Technik D Einheit pro t Gewichtung
Sinter
Wirkungskategorie
Gesamtwirkungspotential
Ressourcenverknappung 4,65 4,92 3,55 4,97 kg mittel
Treibhauseffekt 16,9 18,2 14,8 17,4 kg CO 2 -Äqu. mittel
Photooxidantienbildung 3,61*10 -2 1,94*10 -2 1,27*10 -1 1,07*10 -2 kg Ethen- mittel
insgesamt
Äqu.
Eutrophierung insgesamt 5,78*10 -2 7,34*10 -2 6,72*10 -2 5,67*10 -2 kg PO 3- 4 - mittel
Äqu.
Versauerung insgesamt 1,22 1,77 1,80 1,22 kg SO 2 -Äqu. mittel
Humantoxizität insgesamt
1,76*10 8 4,91*10 7 1,99*10 8 4,38*10 7 m³ Luft sehr groß
Ökotoxizität Luft 3,26*10 7 4,45*10 7 6,11*10 7 3,30*10 7 m³ Luft mittel
Ökotoxizität Wasser 0 0 0 0,216 l Wasser mäßig
Gefährliche Abfälle 0 0 0 0,15 kg mäßig
Meeresschutz 2,24*10 -3 4,54*10 -5 7,39*10 -3 1,12*10 -4 kg mittel
Daten aus Stoff- und Emissions- bzw. Verbrauchsmenge
Energiebilanz
Koksgrus 51 46 51 47 kg mittel
Sn 9,18*10 -3 7,00*10 -7 9,44*10 -3 1,30*10 -4 kg mäßig
Tl 1,95*10 -5 2,21*10 -7 1,56*10 -5 4,46*10 -6 kg mittel
PCDD/PCDF 2,41*10 -9 1,29*10 -9 4,54*10 -9 3,12*10 -10 kg groß
Wassergängige
Emissionen
nein nein nein ja mäßig
relative Schwäche relative Stärke
0,6
0,4
0,2
0
-0,2
-0,4
-0,6
Stärke minus Schwäche
Stärke
Schwäche
Technik D Technik B Technik A Technik C
D B A C
Bild 5-10: Graphische Darstellung der relativen Stärke und Schwäche der vier untersuchten
Techniken zur Sinterherstellung mit Stromauflösung
Die Auswertung der entscheidungsrelevanten Daten durch die formale Methode liefert somit
weitere Anhaltspunkte für die BVT-Bestimmung, die in der Expertendiskussion zur Verfügung
stehen. Die endgültige Entscheidung über die Gruppe der BVT ist in der Expertendiskussion
zu treffen. Dazu sind die Entscheidungstabelle, die Wirkungsabschätzungstabelle und die Stoffund
Energiebilanz heranzuziehen und die Datenqualität, die berechneten Wirkungspotentiale
sowie die gewählten Gewichtungsfaktoren kritisch zu hinterfragen.

102 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
5.2 Fallbeispiel Elektrostahlherstellung
Im folgenden Fallbeispiel wird die vorgeschlagene medienübergreifende Bewertungsmethode
auf zwei fiktive Techniken zur Elektrostahlerzeugung angewendet. Die Techniken werden dabei
durch Datensätze beschrieben, die aus einem Meßprogramm für Dioxine und Schwermetalle
stammen und somit das Stoffspektrum und die Emissionswerte eines Elektrostahlwerks
realitätsnah abbilden. Detaillierte Angaben zu Einsatzstoffen und Energieverbrauch liegen nicht
vor. Es wird gezeigt, daß bei ausreichend detaillierter Datenlage auf die Erstellung eines Mengengerüstes
verzichtet und direkt die Stoff- und Energiebilanz erstellt werden kann.
5.2.1 Technische Beschreibung der Elektrostahlherstellung
5.2.1.1 Verfahrensbeschreibung
Elektrostahl wird im Elektrolichtbogenofen durch Einschmelzen verschiedener Eisenträger wie
Schrott, Roheisen oder Eisenschwamm hergestellt. Die hierfür benötigte Wärme wird hauptsächlich
durch elektrische Energie erzeugt.
Die Erzeugung des Elektrostahls erfolgt in mehreren Betriebsphasen. Nach dem Befüllen des
Ofens mit Schrott wird zwischen der Graphitelektrode und dem Metall der Lichtbogen gezündet.
Damit beginnt die Einschmelzphase. Zur Senkung des Stromverbrauchs kann das Einschmelzen
durch Einblasen von Sauerstoff oder einem Brennstoff-Gasgemisch beschleunigt
werden. Nach dem Schmelzvorgang folgt die Oxidationsphase (Frischphase), die dazu dient,
den Kohlenstoffgehalt der Schmelze zu verringern und in der Schmelze vorhandene unerwünschte
Begleitelemente zu oxidieren. Hierfür wird Sauerstoff über eine Lanze in die
Schmelze eingeblasen. In der darauf folgenden Desoxidationsphase wird durch Einblasen von
Kohle im Rohstahl gelöster überschüssiger Sauerstoff zu CO oxidiert, der aus der Schmelze
entweicht. Am Ende des Schmelzvorgangs werden erst die Schlacke, danach der flüssige Stahl
abgegossen (abgestochen) und der Sekundärmetallurgie bzw. der Schlackenaufbereitung zugeführt.
Es folgen weitere Aufbereitungsschritte, die jedoch für dieses Fallbeispiel nicht betrachtet
werden. Für eine ausführliche Beschreibung des Verfahrens sei auf die einschlägige
Literatur verwiesen, z.B. [Jellinghaus94].
5.2.1.2 Inputs und Outputs bei der Elektrostahlherstellung
Der eisenhaltige Einsatzstoff für die Rohstahlerzeugung im Elektrolichtbogenofen ist in der
Regel Schrott, es können aber auch andere Rohstoffe wie Roheisen oder Eisenschwamm eingesetzt
werden. Neben elektrischem Strom wird Sauerstoff oder ein Sauerstoff/Brennstoff-
Gemisch zur zusätzlichen Wärmeerzeugung benötigt. Zu den weiteren Einsatzstoffen zählen
Zuschläge wie Schlackenbildner (Kalk), Frischmittel (elementarer Sauerstoff), Kohlungsmittel
(Koks, Graphitstaub), Desoxidationsmittel und Legierungsmittel (Metalle und Metall-

5.2 Fallbeispiel Elektrostahlherstellung 103
Legierungen). Zusätzlich wird für die regelmäßig auszuführende Neuausmauerung des Ofens
Feuerfestmaterial benötigt, sowie Graphit, da die Elektroden mit der Zeit abbrennen.
Neben dem Produkt Rohstahl entstehen mehrere Reststoffe: Schlacken, Stäube und Feuerfestausbruch.
Das schadstoffhaltige und partikelbeladene Abgas wird einer Abgasreinigung
zugeführt. Das Kühlwasser wird im Kreislauf geführt. Bild 5-11 zeigt ein Schema der Stahlerzeugung
im Elektrolichtbogenofen mit den ein- und ausgehenden Stoff- und Energieströmen.
Emissionen
Input, RGR
Schrott
Rauchgasreinigung
Rauchgas, rein
Strom
Hilfsstoffe
Zur Erstellung der Stoff- und Energiebilanz werden zunächst die konkreten Bilanzierungsvoraussetzungen
und Bilanzgrenzen (Zentralmodul) festgelegt. Anschließend erfolgt die Ermitt-
Elektrolichtbogenofen
Staub, roh
Schlacke, roh
Zuschläge
Ofenausbruch, roh
Kühlwasser
Rohstahl
Bild 5-11: Schema der Elektrostahlherstellung mit ein- und austretenden Energie- und
Stoffströmen
5.2.2 Anwendung der medienübergreifenden Bewertungsmethode auf das
Beispiel Elektrostahlherstellung
5.2.2.1 First Screening
Im First Screening wird die Einhaltung der EU-weiten Emissionsgrenzwerte durch die zu bewertenden
Techniken untersucht. Techniken, die die erforderlichen Grenzwerte nicht einhalten,
können nicht BVT werden und fallen an dieser Stelle aus der medienübergreifenden Bewertung
heraus. Im nächsten Schritt des First Screenings ist ein Mengengerüst zu erstellen, anhand dessen
untersucht wird, ob eine Technik sofort als BVT eingestuft werden kann. Im untersuchten
Fallbeispiel ist es aufgrund der guten Datenlage sowie der im Rahmen des First Screening noch
nicht durchführbaren BVT-Bestimmung angebracht, das Mengengerüst unmittelbar in eine
detaillierte Stoff- und Energiebilanz zu überführen.
5.2.2.2 Stoff- und Energiebilanz

104 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
lung der relevanten Stoff- und Energieströme (Positionen), die jeweils auf die Bezugsgröße, im
Fallbeispiel auf eine Tonne Rohstahl, bezogen werden. Falls erwünscht oder erforderlich kann
an dieser Stelle eine Erweiterung des Systems erfolgen, beispielsweise bei signifikanten Unterschieden
im Energieeinsatz oder Abfallaufkommen. Zur Reduzierung des Untersuchungsaufwands
kann ein Abschneiden von Positionen, die gleich sind oder sich nur geringfügig unterscheiden,
sowie von Positionen, die mengenmäßig oder ökologisch nur wenig relevant sind,
erfolgen.
Im Fallbeispiel wird auf eine Diskussion der Bilanzierungsvoraussetzungen verzichtet, da von
fiktiven Techniken ausgegangen wird. Ohne das System (Elektrostahlerzeugung) genauer zu
untersuchen, werden in Tabelle 5-20 als entscheidungsrelevante Positionen der Stoff- und
Energiebilanz die Stoffe im Abgas für die beiden zu bewertenden Techniken aufgeführt, um die
Anwendung der nachfolgenden Schritte der medienübergreifenden Bewertungsmethode auf das
Fallbeispiel Elektrostahlherstellung zu demonstrieren.
Tabelle 5-20: Entscheidungsrelevante Positionen der Stoff- und Energiebilanz für zwei fiktive
Techniken zur Elektrostahlherstellung
Input und Output Stoff/Energie Technik A Technik B Einheit pro t Elektrostahl
Stoffe im Abgas Staub 0,06 0,0144 kg
CO 1,9680 0,7980 kg
SO 2 0,0960 0,0784 kg
NO x 0,2400 0,1120 kg
NMVOC 0,0480 0,0420 kg
Chloridionen als HCl 0,0144 0,0025 kg
Fluoridionen als HF 0,0006 0,0014 kg
PCDD/PCDF 1,37*10 -9 9,80*10 -10 kg
Benzo(a)pyren 1,80*10 -7 1,54*10 -6 kg
Dibenzanthracen 7,20*10 -8 4,20*10 -7 kg
PAK 1,16*10 -3 1,16*10 -3 kg
Benzol 3,58*10 -3 3,58*10 -3 kg
PCB 1,27*10 -5 4,62*10 -6 kg
As 3,24*10 -5 9,80*10 -5 kg
Cd 2,76*10 -5 3,22*10 -4 kg
Co 2,40*10 -6 2,66*10 -4 kg
Cr 1,01*10 -4 2,66*10 -4 kg
Cu 1,16*10 -4 3,09*10 -3 kg
Hg 3,60*10 -6 3,08*10 -4 kg
Mn 6,80*10 -4 4,62*10 -4 kg
Ni 6,00*10 -6 1,26*10 -4 kg
Pb 1,97*10 -3 3,56*10 -3 kg
Se 2,16*10 -5 2,16*10 -5 kg
Sn 4,56*10 -5 2,66*10 -4 kg
Tl 1,20*10 -6 1,20*10 -6 kg
V 8,40*10 -6 2,66*10 -4 kg
Ein Vergleich der Daten aus der Stoff- und Energiebilanz erlaubt noch keine eindeutige Aussage
über die Rangfolge der beiden Techniken. Um eine BVT-Bestimmung zu ermöglichen, wird
im nächsten Schritt eine Wirkungsabschätzung durchgeführt.

5.2 Fallbeispiel Elektrostahlherstellung 105
5.2.2.3 Wirkungsabschätzung
In der Wirkungsabschätzung werden die Daten aus der Stoff- und Energiebilanz entsprechend
ihrer potentiellen Umweltwirkung bewertet. Bei der anschließenden Aggregation der Wirkungspotentiale
der Einzelstoffe zu Gesamtwirkungspotentialen reduziert sich die Anzahl der
zu berücksichtigenden Bewertungskategorien.
In Tabelle 5-21 wird beispielhaft für Technik A die Wirkungsabschätzung durchgeführt (Die
Berechnungen für Technik B befinden sich im Anhang E2). Die Daten aus der Stoff- und
Energiebilanz werden hierfür den verschiedenen Wirkungskategorien zugeordnet und ihr jeweiliger
Beitrag zu einer Kategorie wird durch Multiplikation mit einem Wirkungsabschätzungsfaktor
(vgl. Anhang A1-A10) berücksichtigt. In Bild 5-12 sind zudem die jeweiligen Beiträge
der Einzelstoffe zum Gesamtwirkungspotential in den berücksichtigten Wirkungskategorien
graphisch dargestellt.
Tabelle 5-21: Wirkungsabschätzung für die fiktive Technik A zur Elektrostahlherstellung
Stoff/Energie
Einheit
Wirkungskategorie
Wirkungsabschätzungsfaktor
Emissionsmenge
Einheit
pro t
Elektrostahl
Wirkungspotential
Einheit pro t
Elektrostahl
Staub HT 2,50*10 7 m³ Luft/kg 6,00*10 -2 kg 1,50*10 6 m³ Luft
ETA 2,50*10 7 m³ Luft/kg kg 1,50*10 6 m³ Luft
CO HT 1,00*10 5 m³ Luft/kg 1,97 kg 1,97*10 5 m³ Luft
SO 2 AP 1 kg SO 2 - 9,60*10 -2 kg 9,60*10 -2 kg SO 2 -Äqu.
Äqu./kg
HT 2,50*10 7 m³ Luft/kg kg 2,40*10 6 m³ Luft
ETA 2,50*10 7 m³ Luft/kg kg 2,40*10 6 m³ Luft
NO x AP 0,7 kg SO 2 - 2,40*10 -1 kg 1,68*10 -1 kg SO 2 -Äqu.
Äqu./kg
NP 0,13 kg PO 3- 4 -
kg 3,12*10 -2 kg PO 3- 4 -Äqu.
Äqu/kg
HT 2,00*10 7 m³ Luft/kg kg 4,80*10 6 m³ Luft
ETA 2,00*10 7 m³ Luft/kg kg 4,80*10 6 m³ Luft
NMVOC POCP 0,416 kg Ethen- 4,80*10 -2 kg 2,00*10 -2 kg Ethen-Äqu.
Äqu./kg
Chloride als AP 0,88 kg SO 2 - 1,44*10 -2 kg 1,27*10 -2 kg SO 2 -Äqu.
HCl
Äqu./kg
Fluoride als HF AP 1,6 kg SO 2 - 6,00*10 -4 kg 9,60*10 -4 kg SO 2 -Äqu.
Äqu./kg
PCDD/PCDF ME 0,7 1,37*10 -9 kg 9,58*10 -10 kg
PAK ME 0,5 1,16*10 -3 kg 5,82*10 -4 kg
Benzol POCP 0,189 kg Ethen- 3,58*10 -3 kg 6,76*10 -4 kg Ethen-Äqu.
Äqu./kg
ME 0,5 kg 1,79*10 -3 kg
PCB ME 1 1,27*10 -5 kg 1,27*10 -5 kg
As ME 0,5 3,24*10 -5 kg 1,62*10 -5 kg
Cd HT 1,00*10 12 m³ Luft/kg 2,76*10 -5 kg 2,76*10 7 m³ Luft
ME 0,7 kg 1,93*10 -5 kg
Cr ME 0,5 1,01*10 -4 kg 5,04*10 -5 kg
Cu ME 0,5 1,16*10 -4 kg 5,82*10 -5 kg
Hg HT 1,00*10 9 m³ Luft/kg 3,60*10 -6 kg 3,60*10 3 m³ Luft
ME 0,7 kg 2,52*10 -6 kg

106 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Mn HT 1,00*10 9 m³ Luft/kg 6,80*10 -4 kg 6,80*10 5 m³ Luft
Ni ME 0,5 6,00*10 -6 kg 3,00*10 -6 kg
Pb HT 5,00*10 8 m³ Luft/kg 1,97*10 -3 kg 9,85*10 5 m³ Luft
ME 0,7 kg 1,38*10 -3 kg
V HT 5,00*10 9 m³ Luft/kg 8,40*10 -6 kg 4,20*10 4 m³ Luft
Legende der Abkürzungen:
HT: Humantoxizität
ETA: Ökotoxizität Luft
AP: Versauerung
NP: Eutrophierung
POCP: Photooxidantienbildung
ME: Meeresschutz

5.2 Fallbeispiel Elektrostahlherstellung 107
Photooxidantienbildung
Überdüngung
2,5
3,5
2,0
3,0
[kg Ethen-Äqu.*1E-02]
1,5
1,0
0,5
Benzol
NMVOC
[kg PO4-Äqu.*1E-02]
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
NOx
0,0
[Technik A] [Technik B]
0,0
[Technik A] [Technik B]
0,30
Versauerung
350.000
Humantoxizität
0,25
300.000
[kg SO2-Äqu.]
0,20
0,15
0,10
0,05
Fluoride als HF
Chloride als HCl
NOx
SO2
[m³ Luft*1E+03]
250.000
200.000
150.000
100.000
50.000
V
Pb
Mn
Hg
Cd
NOx
SO2
CO
Staub
0,00
[Technik A] [Technik B]
0
[Technik A] [Technik B]
[m³ Luft*1E+05]
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Ökotoxizität, Luft
NOx
Staub
SO2
[kg*1E-03]
8
7
6
5
4
3
2
1
Meeresschutz
Pb
Ni
Hg
Cu
Cr
Cd
As
PCB
Benzol
PAK
PCDD/PCDF
0
[Technik A] [Technik B]
0
[Technik A] [Technik B]
Bild 5-12: Graphische Darstellung der Ergebnisse der Wirkungsabschätzung für zwei fiktive
Techniken zur Elektrostahlherstellung
Die Ergebnisse der Wirkungsabschätzung für die Einzelstoffe werden jeweils zum Gesamtwirkungspotential
addiert. Gleichzeitig werden auch die Stoffe und Energien, die in keine Wirkungskategorie
überführt werden können, als Einzelpositionen aus der Stoff- und Energiebilanz
übernommen. Die Gesamtwirkungspotentiale der Techniken A und B sowie die übernommenen
Einzelpositionen aus dem Fallbeispiel sind in Tabelle 5-22 aufgeführt. Dabei zeigt
sich die Reduzierung der für eine Bewertung zu berücksichtigenden Bewertungskategorien
deutlich.

108 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Tabelle 5-22: Entscheidungstabelle für zwei fiktive Techniken zur Elektrostahlherstellung
Technik A Technik B Einheit pro t
Elektrostahl
Wirkungskategorie
Gesamtwirkungspotential
Photooxidantienbildung 2,06*10 -2 1,81*10 -2 kg Ethen-Äqu.
Eutrophierung 3,12*10 -2 1,46*10 -2 kg PO 3- 4 -Äqu.
Versauerung 2,78*10 -1 1,61*10 -1 kg SO 2 -Äqu.
Humantoxizität 3,82*10 7 3,31*10 8 m³ Luft
Ökotoxizität Luft 6,30*10 6 2,60*10 6 m³ Luft
Meeresschutz 3,91*10 -3 7,10*10 -3 kg
Daten aus Stoff- und Energiebilanz
Emissions- bzw.
Verbrauchsmenge
Benzo(a)pyren 1,80*10 -7 1,54*10 -6 kg
Dibenzanthracen 7,20*10 -8 4,20*10 -7 kg
Co 2,40*10 -6 2,66*10 -4 kg
Se 2,16*10 -5 2,16*10 -5 kg
Sn 4,56*10 -5 2,66*10 -4 kg
Tl 1,20*10 -6 1,20*10 -6 kg
Da eine Entscheidung an dieser Stelle noch nicht möglich ist, wird zur weiteren Datenaufbereitung
auf die Entscheidungsunterstützung zurückgegriffen.
5.2.2.4 Entscheidungsunterstützung
Normierung
Zunächst wird in der Entscheidungsunterstützung eine Normierung der Wirkungspotentiale
und entscheidungsrelevanten Stoffströme durchgeführt, indem die Werte der beiden Techniken
auf den jeweiligen Mittelwert bezogen werden (vgl. Tabelle 5-23). Werte kleiner als 1 bedeuten
somit, daß eine Technik in der betrachteten Wirkungskategorie besser ist als der Durchschnitt.
In Bild 5-13 ist die Normierung der Werte zusätzlich graphisch dargestellt.
Tabelle 5-23: Normierte Kennzahlen für zwei fiktive Techniken zur Elektrostahlherstellung
Mittelwert Technik A Technik B
Wirkungskategorie
normiertes Wirkungspotential
Photooxidantienbildung 1,94*10 -2 1,06 0,94
Eutrophierung 2,29*10 -2 1,36 0,64
Versauerung 2,19*10 -1 1,27 0,73
Humantoxizität 1,84*10 8 0,21 1,79
Ökotoxizität Luft 4,45*10 6 1,42 0,58
Meeresschutz 5,5*10 -3 0,71 1,29
Daten aus Stoff- und Energiebilanz
normierte Emissions- bzw.
Verbrauchsmenge
Benzo(a)pyren 8,6*10 -7 0,21 1,79
Dibenzanthracen 2,46*10 -7 0,29 1,71
Co 1,34*10 -4 0,02 1,98
Se 2,16*10 -5 1,00 1,00
Sn 1,56*10 -4 0,29 1,71
Tl 1,20*10 -6 1,00 1,00

5.2 Fallbeispiel Elektrostahlherstellung 109
Normierter Wert
2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
Technik A
Technik B
0,6
0,4
0,2
0
Photooxidantienbildung
Eutrophierung
Versauerung
Humantoxizität
Ökotoxizität
(Luftschadstoffe)
Meeresschutz
Benzo(a)pyren
Dibenzanthracen
Co
Se
Sn
Tl
Kategorien
Bild 5-13: Normierte Kennzahlen für zwei fiktive Techniken zur Elektrostahlherstellung
Technik B weist in den meisten Wirkungskategorien bessere Werte auf, aber bei den übrigen
entscheidungsrelevanten Positionen schlechtere Werte auf. Da keine der beiden Techniken die
andere dominiert, kann die Bewertung an dieser Stelle nicht mit einer eindeutigen BVT-
Bestimmung beendet werden. Daher ist in der Expertendiskussion eine Gewichtung vorzunehmen,
um die Bedeutsamkeit der einzelnen Bewertungskategorien abzustufen.
Gewichtung
Im Gegensatz zum Fallbeispiel Sinterherstellung soll in diesem Beispiel auf eine ausführliche
Gewichtung nach dem UBA-Ansatz für Getränkeverpackungen (vgl. Abschnitt 4.2.4.2) verzichtet
werden. Stattdessen wird eine vorläufige Gewichtung pragmatisch durch die Bildung
einer Rangfolge der Wirkungskategorien in der Expertendiskussion bestimmt. Dabei wird die
bedeutendste Kategorie mit dem höchsten Gewichtungsfaktor versehen, die anderen erhalten
dementsprechend weniger Gewicht. Es wird angenommen, daß die Wirkungskategorien zusammen
eine Gewichtung von 94,5 % erhalten sollen, während für die sechs gleich zu gewichtenden
Einzelstoffe zusammen 5,5 % veranschlagt werden. In Tabelle 5-24 sind die vorgeschlagene
Rangfolge und die daraus ermittelten Gewichtungsfaktoren angegeben.

110 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Tabelle 5-24: Gewichtung der Wirkungskategorien und Daten aus der Stoff- und Energiebilanz
für zwei fiktive Techniken zur Elektrostahlerzeugung
Wirkungskategorie Rangplatz Gewichtungsfaktor
Meeresschutz 1
94 , 5%
6⋅ = 27 %
21
Photooxidantienbildung 2
94 , 5%
5⋅ = 22,5 %
21
Humantoxizität 3
94 , 5%
4⋅ = 18 %
21
Ökotoxizität Luft 4
94 , 5%
3⋅ = 13,5 %
21
Versauerung 5
94 , 5%
2⋅ =
21
9 %
Eutrophierung 6
94 , 5%
1⋅ =
21
4,5 %
Summe der Rangplätze: 21
Daten aus Stoff- und Energiebilanz
Benzo(a)pyren - 0,9 %
Dibenzanthracen - 0,9 %
Co - 0,9 %
Se - 0,9 %
Sn - 0,9 %
Tl - 0,9 %
Summe:100 %
Diese einfach ermittelten vorläufigen Gewichtungsfaktoren dienen als Anhaltspunkt für die
Expertendiskussion, in der die Abstände zwischen der Bedeutsamkeit der einzelnen Bewertungskategorien
kritisch zu hinterfragen sind. Da jedoch keine wissenschaftlichen Erkenntnisse
über die Verhältnisse zwischen den Bewertungskategorien existieren, wird jede Gewichtung
subjektiv und auf die untersuchten Techniken beschränkt bleiben. Die von den Experten vorgeschlagene
Gewichtung sollte durch Sensitivitätsanalysen überprüft werden.
Formale Entscheidungsunterstützung nach dem paarweisen Vergleich
Die formale Auswertung mittels paarweiser Vergleiche wird auf die Entscheidungstabelle
(Tabelle 5-22) mit der vorläufigen Gewichtung (Tabelle 5-24) angewendet. Bild 5-14 zeigt als
Ergebnis der Computerauswertung, daß sich bei beiden Techniken die dimensionslosen Maße
für die relative Stärke und Schwäche ausgleichen. Daher werden in der Expertendiskussion
entweder beide Techniken als BVT identifiziert, oder keine von beiden, da die Rangfolge lautet:
Technik A und Technik B sind etwa gleich.

5.2 Fallbeispiel Elektrostahlherstellung 111
Maß für Schwäche Maß für Stärke
0,6
0,4
0,2
0
-0,2
-0,4
Stärke minus Schwäche
Stärkemaß
Schwächemaß
-0,6
Technik B
Technik A
Bild 5-14: Graphische Darstellung der relativen Stärke und Schwäche der untersuchten Techniken
zur Elektrostahlherstellung
Der Einfluß der Gewichtung auf die formale Auswertung als Vorbereitung der BVT-
Bestimmung ist in der Sensitivitätsanalyse zu untersuchen. Die Sensitivitätsanalyse (Tabelle 5-
25) zeigt die Intervalle an, in denen die Gewichtung der jeweiligen Bewertungskategorien ohne
Auswirkung auf die resultierende Anordnung der untersuchten Techniken geändert werden
kann. Dabei zeigt sich, daß die Gewichtung der meisten Wirkungskategorien sehr stark die
Rangfolge der beiden Techniken beeinflussen können. Da jedoch keine Technik die andere
deutlich dominiert (vgl. auch Bild 5-13), wird auch anhand der Sensitivitätsanalyse die Indifferenz
zwischen den beiden Techniken deutlich.
Tabelle 5-25: Sensitivitätsanalyse für die Gewichtung im Fallbeispiel Elektrostahlherstellung
gewählte Sensititvitätsintervall Sensitivität
Gewichtung
Photooxidantienbildung 22,5 % [19,8 %; 100 %] hoch
Eutrophierung 4,5 % [1,8 %; 100 %] gering
Versauerung 9 % [6,48 %; 100 %] hoch
Humantoxizität 18 % [0 %; 20,18 %] hoch
Ökotoxizität Luft 13,5 % [10,8; 100 %] hoch
Meeresschutz 27 % [0 %; 29 %] hoch
Benzo(a)pyren 0,9 % [0 %; 3,5 %] gering
Dibenzanthracen 0,9 % [0 %; 3,5 %] gering
Co 0,9 % [0 %; 3,5 %] gering
Se 0,9 % [0 %; 100 %] keine
Sn 0,9 % [0 %; 100 %] keine
Tl 0,9 % [0 %; 100 %] keine
Dieses Fallbeispiel zeigt zum einen die Anwendung der vorgeschlagenen medienübergreifenden
Bewertungsmethode auf das Stoffspektrum der Elektrostahlerzeugung. Die meisten der in der
Stoff- und Energiebilanz berücksichtigten Stoffe konnten Wirkungskategorien zugeordnet
werden und deren Wirkungspotential berechnet werden, wobei die gute Überführbarkeit der
luftseitigen Stoffe in Wirkungspotentiale sich schon im Fallbeispiel Sinterherstellung gezeigt

112 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
hat. Zum anderen demonstriert es die verkürzte Anwendung der vorgeschlagenen Bewertungsmethode,
indem auf eine ausführliche Betrachtung der Mengenrelevanz und der ökologischen
Bedeutung der Wirkungspotentiale der untersuchten Techniken verzichtet wurde.

5.3 Fallbeispiel Aluminiumherstellung 113
5.3 Fallbeispiel Aluminiumherstellung
In diesem Fallbeispiel wird die medienübergreifende Bewertungsmethode auf Techniken zur
Aluminiumerzeugung angewendet. Hierfür stehen Datensätze für drei fiktive Techniken zur
Verfügung, die auf verschiedenen Literaturdaten aufbauen. Es wird gezeigt, daß bei ausreichender
Informationslage der modulare Aufbau der vorgeschlagenen medienübergreifenden
Bewertungsmethode eine frühzeitige Beendigung der Bewertung gestattet.
5.3.1 Technische Beschreibung der Aluminiumherstellung
5.3.1.1 Verfahrensbeschreibung
Die Herstellung von Primär-Aluminium erfolgt in zwei Stufen:
1. Gewinnung von Aluminiumoxid aus Bauxit
2. Reduktion des Oxids mittels Schmelzflußelektrolyse zu metallischem Aluminium
Tonerdeherstellung
In der Tonerdefabrik wird aus dem Rohstoff Bauxit das Zwischenprodukt Aluminiumoxid
(Tonerde) gewonnen. Das verbreitetste Verfahren hierfür ist der Bayerprozeß. Dabei wird das
aufbereitete Bauxit mit wäßriger Natronlauge unter erhöhtem Druck und Temperatur im Rohrreaktor
oder Autoklaven aufgeschlossen (Drucklaugung). Das Aluminium geht als Natriumaluminat
in Lösung. Die übrigen Bestandteile des Bauxits bleiben ungelöst im Rückstand, dem
sogenannten Rotschlamm, und werden mechanisch abgetrennt. Aus der gereinigten und abgekühlten
Natriumaluminat-Lauge fällt Aluminiumhydroxid (Al(OH) 3 ) aus. Das Aluminiumhydroxid
wird anschließend in Drehrohr- oder Wirbelschichtöfen durch thermische Spaltung in
Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ) überführt (Kalzinierung).
Schmelzflußelektrolyse
In der Aluminiumhütte wird das Aluminiumoxid, gelöst in einer Kryolithschmelze, elektrochemisch
zu metallischem Aluminium reduziert. Der Elektrolyseofen besteht aus mit Kohlenstoffsteinen
ausgekleideten Wannen, welche die Funktion der Kathode übernehmen. Als Anoden
werden Graphitblöcke verwendet, die vorgebrannt oder als selbstbackende Söderberg-
Elektroden eingesetzt werden können. An der Kathode wird Aluminium abgeschieden und am
Boden des Ofens abgesaugt. An der Anode entsteht Sauerstoff, der mit dem Anodengraphit zu
CO 2 umgewandelt wird. Das in der Elektrolyse gewonnene flüssige Hüttenaluminium wird in
der Gießerei einer Schmelzreinigung unterzogen und nach Zusatz von Legierungszusätzen vergossen.
Eine ausführliche Darstellung der Aluminiumerzeugung findet sich z.B. in [Aluminium-
Taschenbuch].

114 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
5.3.1.2 Inputs und Outputs bei der Aluminiumherstellung
In der Tonerdefabrik werden - neben dem Rohstoff Bauxit - Hilfsstoffe wie Kalk, Natriumhydroxid
und Wasser eingesetzt. Als Energieträger für Aufschluß und Kalzinierung werden
Strom und Erdgas verwendet. Für die Schmelzflußelektrolyse müssen jeweils einige Kilogramm
Kryolith, Aluminiumfluorid und Flußspat je Tonne Aluminium ersetzt werden, da ein
Teil dieser Stoffe mit dem Abgas oder dem Ofenausbruch aus dem Ofen ausgetragen wird. Für
die Anode werden Petrolkoks, Pech, Anthrazit und Erdgas benötigt. Als Energieträger für die
Elektrolyse wird elektrischer Strom eingesetzt.
Als Output entsteht im Bayerprozeß bei der Drucklaugung eine größere Menge Rotschlamm,
der Oxide und Hydroxide der im Bauxit enthaltenen Begleitelemente aufweist. Die aus Feuerfestmaterial
und Kathodengraphit bestehende Auskleidung des Elektrolyseofens wird mit der
Zeit ausgetragen und fällt als Ofenausbruch an. Die entstehenden Abgase werden einer Abgasreinigung
unterzogen, wobei Filterrückstände in Form von Stäuben (oder Schlämmen) anfallen.
Je nach Prozeßführung entstehen auch Abwässer. In Bild 5-15 ist die Aluminiumerzeugung
schematisch dargestellt [Sage93]
Energie
Energie
NaOH
Energie
Anodenkohle
Kryolith
Energie
N
Leg. Zutaten Cl
Bauxit
Bauxitabbau
Zerkleinerung
Transport
Bayerverfahren
(Aufschluß +
Kalzination)
Schmelzflußelektrolyse
Schmelzreinigung
und
Vergießen
Aluminium
Abraum
Rotschlamm Gase Ofenausbruch
Filterstaub
Gase
Zentralmodul
Krätze
Bild 5-15: Schema der Primär-Aluminiumerzeugung mit ein- und austretenden Energie- und
Stoffströmen

5.3 Fallbeispiel Aluminiumherstellung 115
5.3.2 Anwendung der medienübergreifenden Bewertungsmethode auf das
Beispiel Aluminiumherstellung
5.3.2.1 First Screening
Ohne die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte im Detail zu überprüfen, wird für die drei Techniken
das in Tabelle 5-26 dargestellte Mengengerüst erstellt. Das bei der Bewertung berücksichtigte
Zentralmodul ist in Bild 5-15 durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet.
Tabelle 5-26: Mengengerüst für drei fiktive Techniken zur Aluminiumherstellung
Nr. Input und Output Stoff/Energie Technik
A
Technik
B
Technik
C
Einheit pro t Aluminium
1 Einsatzstoffe Bauxit 4,1 4,1 4,1 t
Kalk 100 100 100 kg
NaOH 150 150 150 kg
Wasser 490 490 490 l
Petrolkoks 425 410 375 kg
Pech 110,8 102,8 162,8 l
Anthrazit 20 20 20 kg
Kryolith 0 0 35 kg
AlF 3 20 20 20 kg
Flußspat 2 2 3 kg
2 Energieeinsatz Erdgas 774 598 794 Nm³
Strom 14.685 13.885 15.960 kWh
3 Haupt- und Nebenproduktaluminium
Hütten-
1 1 1 t
4.1 Abgas Volumen k.A. k.A. k.A. Nm³
4.2 luftseitige Emissionen Staub 1,541 1,387 1,926 kg
CO 2 1480 1400 1480 kg
CO 13,6 12,24 17,00 kg
SO 2 9,092 8,183 11,365 kg
Fluor, gasförmig 0,283 0,255 0,354 kg
Fluor, Staub 0,227 0,204 0,283 kg
Fluoride 0,004 0,004 0,006 kg
Teer 0,137 0,123 0,171 kg
5.1 Abwasser Volumen 0 0 200 m³
5.2 wasserseitige Emissionen
Säuren 0 0 0,056 kg
Teer 0 0 0,003 kg
Fluoride 0 0 0,001 kg
6 Abfall Rotschlamm 0,8 0,8 0,8 t
Ofenausbruch 15 15 15 kg
Der Vergleich der Techniken zeigt, daß Technik C in den meisten Fällen schlecht abschneidet
und zusätzlich Emissionen ins Wasser aufweist. Dagegen erreicht Technik B in allen aufgeführten
Positionen entweder gleiche oder bessere Werte. An dieser Stelle kann die Bewertung
beendet werden, falls bei den Experten Einigkeit besteht. Im Fallbeispiel wird die Bewertungsmethode
jedoch noch weiter durchgeführt, um den weiteren Ablauf zu demonstrieren.

116 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
5.3.2.2 Stoff- und Energiebilanz
In Tabelle 5-27 sind die für die drei zu bewertenden Techniken zur Aluminiumherstellung entscheidungsrelevanten
Positionen der Stoff- und Energiebilanz aufgeführt. Verschiedene Stoffund
Energieströme, die bei allen untersuchten Techniken gleich sind, wurden bereits vorher
abgeschnitten und sind demzufolge nicht mehr aufgeführt. Im Fallbeispiel handelt es sich bei
den abgeschnittenen Stoffen um die Einsatzstoffe, die für alle drei Techniken entweder gleich
sind oder wie Pech oder Flußspat mengenmäßig nicht relevant sind.
Tabelle 5-27: Entscheidungsrelevante Positionen der Stoff- und Energiebilanz für drei fiktive
Techniken zur Aluminiumherstellung
Input und Output Stoff/Energie Technik A Technik B Technik C Einheit pro t
Aluminium
Primärenergie Erdgas 774 598 794 Nm³
Umgewandelte Energie Strom 14.685 13.885 15.960 kWh
Stoffe im Abgas Staub 1,541 1,378 1,926 kg
CO 2 1480 1400 1480 kg
CO 13,6 12,24 17,00 kg
SO 2 9,092 8,183 11,365 kg
Fluor, gasförmig 0,283 0,255 0,354 kg
Fluor, Staub 0,227 0,204 0,283 kg
Fluoride als HF 0,004 0,004 0,006 kg
Teer 0,137 0,123 0,171 kg
Stoffe im Abwasser Säuren 0 0 0,056 kg
Teer 0 0 0,003 kg
Fluoride 0 0 0,001 kg
Aus Tabelle 5-27 ist ersichtlich, daß die Erstellung der Stoff- und Energiebilanz bereits zu einer
deutlichen Reduzierung der zu untersuchenden Daten geführt hat. Um den betrachteten Schadstoffemissionen
die verursachten Umweltwirkungen zuordnen zu können und dabei gleichzeitig
die Anzahl der Daten noch weiter zu verringern, wird im nächsten Schritt der medienübergreifenden
Bewertungsmethode eine Wirkungsabschätzung durchgeführt.
5.3.2.3 Wirkungsabschätzung
In der Wirkungsabschätzung werden die Daten aus der Stoff- und Energiebilanz entsprechend
ihrer potentiellen Umweltwirkung bewertet. Die Daten aus der Stoff- und Energiebilanz werden
hierfür den jeweiligen Wirkungskategorien zugeordnet und ihr Beitrag zu einer Kategorie
wird durch Multiplikation mit dem jeweiligen Wirkungsabschätzungsfaktor berücksichtigt. In
Tabelle 5-28 ist exemplarisch für Technik C des Fallbeispiels eine Wirkungsabschätzung
durchgeführt worden (Die Berechnungen für die Techniken A und B befinden sich in Anhang
E3). In Bild 5-16 sind zudem für alle drei Techniken die jeweiligen Beiträge der Einzelstoffe
zum Gesamtwirkungspotential in den berücksichtigten Wirkungskategorien graphisch dargestellt.

5.3 Fallbeispiel Aluminiumherstellung 117
Tabelle 5-28: Wirkungsabschätzung für die fiktive Technik C zur Aluminiumerzeugung
Stoff/Energie
Einheit
Wirkungskategorie
Wirkungsabschätzungsfaktor
Emissionsbzw.
Verbrauchsmenge
Einheit
pro t Aluminium
Wirkungspotential
Einheit pro
t Aluminium
Erdgas R 0,5212 kg/Nm³ 7,94*10 2 Nm³ 4,14*10 2 kg
Staub HT 2,50*10 7 m³ Luft/kg 1,93 kg 4,82*10 7 m³ Luft
ETA 2,50*10 7 m³ Luft/kg kg 4,82*10 7 m³ Luft
CO 2 TR 1 kg CO 2 -
Äqu/kg
1,48*10 3 kg 1,48*10 3 kg CO 2 -
Äqu
CO HT 1,00*10 5 m³ Luft/kg 1,70*10 1 kg 1,70*10 6 m³ Luft
SO 2 AP 1 kg SO 2 -
Äqu./kg
1,14*10 1 kg 1,14*10 1 kg SO 2 -
Äqu.
HT 2,50*10 7 m³ Luft/kg kg 2,84*10 8 m³ Luft
ETA 2,50*10 7 m³ Luft/kg kg 2,84*10 8 m³ Luft
Fluoride als
HF
Legende:
R: Ressourcenverknappung
HT: Humantoxizität
ETA: Ökotoxizität Luft
TR: Treibhauseffekt
AP: Versauerung
AP 1,6 kg SO 2 -
Äqu./kg
6,0*10 -3 kg 9,60*10 -3 kg SO 2 -
Äqu.

118 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Ressourcenverknappung
Treibhauseffekt
450
1.600
[kg]
400
350
300
250
200
150
Erdgas
[kg CO2-Äqu.]
1.400
1.200
1.000
800
600
CO2
100
400
50
200
0
[Technik A] [Technik B] [Technik C]
0
[Technik A] [Technik B] [Technik C]
Versauerung
Humantoxizität
12
350.000
10
300.000
8
250.000
[kg SO2-Äqu.]
6
4
Fluoride als HF
SO2
[m³ Luft*1E+03]
200.000
150.000
100.000
SO2
CO
Staub
2
50.000
0
[Technik A] [Technik B] [Technik C]
0
[Technik A] [Technik B] [Technik C]
Ökotoxizität, Luft
800
700
600
[m³ Luft*1E+06]
500
400
300
SO2
Staub
200
100
0
[Technik A] [Technik B] [Technik C]
Bild 5-16: Graphische Darstellung der Ergebnisse der Wirkungsabschätzung für drei fiktive
Techniken zur Aluminiumherstellung
Um das Gesamtwirkungspotential der jeweiligen Wirkungskategorie zu erhalten, werden die
Ergebnisse in jeder Wirkungskategorie addiert. Zudem werden die verbleibenden Werte aus
der Stoff- und Energiebilanz, die keiner Wirkungskategorie zugeordnet werden können, als
Einzelpositionen in die Entscheidungstabelle übernommen.

5.3 Fallbeispiel Aluminiumherstellung 119
Tabelle 5-29: Entscheidungstabelle für drei fiktive Techniken zur Aluminiumherstellung
Technik A Technik B Technik C Einheit pro t
Aluminium
Wirkungskategorie
Gesamtwirkungspotential
Ressourcenverknappung 4,03*10 2 3,12*10 2 4,14*10 2 kg
Treibhauseffekt 1,48*10 3 1,40*10 3 1,48*10 3 kg CO 2 -Äqu.
Versauerung 9,10 8,19 11,4 kg SO 2 -Äqu.
Humantoxizität 2,67*10 8 2,40*10 8 3,34*10 8 m³ Luft
Ökotoxizität Luft 3,85*10 7 3,47*10 7 4,82*10 7 m³ Luft
Daten aus Stoff- und Energiebilanz Emissions- bzw. Verbrauchsmenge
Strom 1,47*10 4 1,39*10 4 1,60*10 4 kg
Fluor, gasförmig 2,83*10 -1 2,55*10 -1 3,54*10 -1 kg
Fluor, staubförmig 2,27*10 -1 2,04*10 -1 2,83*10 -1 kg
Teer 1,37*10 -1 1,23*10 -1 1,71*10 -1 kg
Fluoride im Wasser 0 0 1,00*10 -3 kg
Teer im Wasser 0 0 3,00*10 -3 kg
Säuren im Wasser 0 0 5,60*10 -2 kg
Bei der Wirkungsabschätzung können im Fallbeispiel von den dreizehn in der Stoff- und Energiebilanz
aufgeführten Positionen nur sechs in Wirkungspotentiale überführt werden. Da die
Emissionen und Verbräuche Beiträge in fünf unterschiedlichen Wirkungskategorien aufweisen,
hat die Wirkungsabschätzung lediglich zu einer Reduzierung auf zwölf zu berücksichtigende
Positionen und somit zu keiner nennenswerten Eingrenzung des Bewertungsaufwandes geführt.
Dennoch gibt die Zuordnung der Stoff- und Energieströme zu den Wirkungskategorien
Anhaltspunkte für die Bedeutsamkeit der einzelnen Ressourcenverbräuche und Schadstoffemissionen
der untersuchten Techniken.
5.3.2.4 Entscheidungsunterstützung
Normierung
Zuerst wird in der Entscheidungsunterstützung eine Normierung der Daten aus der Entscheidungstabelle
(Tabelle 5-29) vorgenommen. Dabei werden die Daten jeweils auf den Mittelwert
aller untersuchten Techniken bezogen. In Bild 5-17 sind die normierten Daten zusätzlich graphisch
aufgetragen.

120 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
Tabelle 5-30: Normierte Kennzahlen für drei fiktive Techniken zur Aluminiumherstellung
Mittelwert Technik A Technik B Technik C
Wirkungskategorie
genormtes Wirkungspotential
Ressourcenverknappung 3,76*10 2 1,07 0,83 1,10
Treibhauseffekt 1,45*10 3 1,02 0,96 1,02
Versauerung 9,55 0,95 0,86 1,19
Humantoxizität 2,81*10 8 0,95 0,86 1,19
Ökotoxizität Luft 4,05*10 7 0,95 0,86 1,19
Daten aus Stoff- und Energiebilanz
genormte Emissions- bzw.
Verbrauchsmenge
Strom 1,48*10 4 0,99 0,94 1,08
Fluor, gasförmig 2,97*10 -1 0,95 0,86 1,19
Fluor, staubförmig 2,38*10 -1 0,95 0,86 1,19
Teer 1,44*10 -1 0,95 0,86 1,19
Fluoride im Wasser 1,00*10 -3 0 0 1
Teer im Wasser 3,00*10 -3 0 0 1
Säuren im Wasser 5,60*10 -2 0 0 1
Normierte Werte
1,2
1
0,8
0,6
Technik A
Technik B
Technik C
0,4
0,2
0
Wirkungskategorie
Ressourcenverknappung
Treibhauseffekt
Versauerung
Humantoxizität
Ökotoxizität (Luft)
Strom
Fluor, gasförmig
Fluor, staubförmig
Teer
Fluoride im Wasser
Teer im Wasser
Säuren im Wasser
Bewertungskategorien
Bild 5-17: Normierte Bewertungskategorien für drei fiktive Techniken zur Aluminiumherstellung
Die Ergebnisse der Normierung zeigen, daß Technik B in allen untersuchten Bewertungskategorien
bessere Werte aufweist als die Techniken A und C. Technik C wird in jeder Bewertungskategorie
dominiert. Es läßt sich bereits an dieser Stelle, ohne eine formale Auswertung

5.4 Zusammenfassung der Fallbeispiele 121
mittels paarweiser Vergleiche, folgende Rangfolge ablesen, die unabhängig von jeder Gewichtung
ist:
Technik B à Technik A à Technik C
Die vorgeschlagene medienübergreifende Bewertungsmethode kommt auch im Fallbeispiel
Aluminiumherstellung zu einem plausiblen Ergebnis. Allerdings können von den betrachteten
Stoffströmen nur knapp die Hälfte der Stoffe in Wirkungskategorien überführt werden. Da
schon nach der Normierung eine Rangfolgenbildung möglich ist, wird auf die weiteren Schritte
der Bewertung verzichtet.
5.4 Zusammenfassung der Fallbeispiele
In diesem Kapitel wird die vorgeschlagene medienübergreifende Bewertungsmethode exemplarisch
auf drei Fallbeispiele aus dem Bereich der Metallerzeugung angewendet:
− vier in konkreten Anlagen realisierte Techniken zur Sinterherstellung mit Staubabscheidung
(detaillierte Daten aus unterschiedlichen Meßprogrammen in sechs Anlagen);
− zwei Techniken zur Elektrostahlherstellung (Daten aus Meßprogramm)
− drei Techniken zur Aluminiumherstellung (fiktive Daten, verallgemeinerte Werte für drei
verschiedene Verfahren, fehlende Daten durch Literaturangaben und gemittelte Werte ergänzt)
Aus der Anwendung der vorgeschlagenen medienübergreifenden Bewertungsmethode lassen
sich als folgende Erkenntnisse zusammenfassend darstellen:
Datenqualität
Die Bewertung von Techniken erfolgt auf der Basis von Einzeldaten aus konkreten Anlagen, in
denen die zu bewertenden Techniken realisiert sind. Bei der Festlegung der Systemgrenzen
sind für alle zu vergleichenden Techniken die gleichen technischen Funktionen zu erfassen. Für
die Bewertung ist zu berücksichtigen, daß die Emissionen stark von den Einsatzstoffen und den
jeweiligen Meßbedingungen abhängen. Daher sind Einzelmessungen i.d.R. weniger aussagekräftig
als etwa Jahresmittelwerte.
Insbesondere ist zu unterscheiden zwischen lokalen Einflüssen, d.h. technikunabhängigen Einflüssen,
und Einflüssen, die von der Anwendung einer bestimmten Technik herrühren. So können
z.B. vergleichsweise niedrige SO 2 -Emissionen sowohl durch den Einsatz schwefelärmerer
Roh- oder Brennstoffe als auch durch eine leistungsfähigere Technik zur Schwefeldioxidminderung
verursacht werden. Um tatsächlich die Leistungsfähigkeit einer Technik bewerten zu können,
sollte die stoffliche Zusammensetzung sämtlicher Input- und Outputströme untersucht
werden, um die technikunabhängigen Einflüsse in der Bewertung weitestgehend ausschließen
zu können. Um die unterschiedliche Betriebspraxis, etwa durch Unterschiede in Art und Zu-

122 Kapitel 5: Fallbeispiele zur Konkretisierung der Bewertungsmethoden
sammensetzung der Einsatzstoffe durch verstärktes Recycling von problemstoffhaltigen Kreislaufstoffen,
zu berücksichtigen, ist zu prüfen, ob die erreichten Wirkungsgrade der Emissionsminderungstechniken
bei der BVT-Bestimmung in Betracht zu ziehen sind.
Wirkungsabschätzung
Bei der Wirkungsabschätzung für die gewählten Fallbeispiele zeigt sich, daß die luftseitigen
Emissionen mit den in der medienübergreifenden Bewertungsmethode gewählten Wirkungskategorien
und Wirkungsabschätzungsfaktoren sehr gut abgedeckt werden können, da die
Wirkungskategorien Treibhauseffekt, Ozonabbau, Versauerung der Gewässer und Böden,
Eutrophierung der Gewässer und Photooxidantienbildung die für die standortunabhängige
sektorielle BVT-Bestimmung relevanten Umweltauswirkungen angemessen quantifizieren und
wissenschaftlich ausreichend abgesichert sind.
Im Gegensatz dazu sind die wasserseitigen Stoffe derzeit nur unzureichend erfaßt, was daran
erkennbar ist, daß viele Stoffe nicht in Wirkungspotentiale umgerechnet werden können. Die
modifizierten Wirkungskategorien Humantoxizität und Ökotoxizität sowie die neu vorgeschlagene
Wirkungskategorie Meeresschutz bedürfen weiterer Untersuchung, wie besonders im
Fallbeispiel Sinterherstellung deutlich wird (vgl. Bild 5-5 und 5-6).
Grundsätzlich kann im Vergleich zur umfangreichen Stoff- und Energiebilanz eine deutliche
Reduzierung der für die Entscheidung zu berücksichtigenden Datenmenge erreicht werden.
Außerdem wird entsprechend dem Stand der Wissenschaft eine weitestmögliche Berücksichtigung
von Cross-Media-Effekten durch die Berechnung der Wirkungspotentiale erreicht werden,
indem teilweise luft- und wasserseitige Emissionen in den Wirkungskategorien Versauerung
und Meeresschutz in ihrer potentiellen Umweltauswirkung zusammengefaßt werden. Damit
stellen die Wirkungspotentiale eine geeignete Möglichkeit dar, die potentiellen Umweltauswirkungen,
auch der Verbräuche und Emissionen der Vorstufen und nachgeschalteten
Prozesse aufgezeigt werden (vgl. Abschnitt 5.1.2.4), transparent und nachvollziehbar aufzuzeigen.
Entscheidungsunterstützung
In der Entscheidungsunterstützung erfolgt eine aussagekräftige Aufbereitung der berechneten
Wirkungspotentiale sowie der Stoff- und Energieströme, die nicht in Wirkungskategorien
überführt werden können, um die Expertendiskussion auf die entscheidungsrelevanten Aspekte
zu lenken.
Die Gewichtung dieser Bewertungskategorien erfolgt in den Fallbeispielen nur vorläufig und
näherungsweise. In der praktischen Anwendung der vorgeschlagenen Bewertungsmethode
sollten die Gewichtungsfaktoren lediglich eine ungefähre Größenordnung für die Signifikanz
der Wirkungspotentiale und sonstigen entscheidungsrelevanten Stoff- und Energieströme angeben.
Die zunächst einfach ermittelten vorläufigen Gewichtungsfaktoren dienen als Anhalts-

5.4 Zusammenfassung der Fallbeispiele 123
punkt für die Expertendiskussion, in der die Abstände zwischen der Bedeutsamkeit der einzelnen
Bewertungskategorien kritisch zu hinterfragen sind. Da jedoch keine wissenschaftlichen
Erkenntnisse über die Verhältnisse zwischen den Bewertungskategorien existieren, wird jede
Gewichtung subjektiv und auf die untersuchten Techniken beschränkt bleiben.
Durch die formale Entscheidungsunterstützung können unterschiedliche Wirkungskategorien
und entscheidungsrelevante Stoff- und Energieströme bei der Vorbereitung der BVT- Bestimmung
gemeinsam ausgewertet werden. 35 Mittels der Sensitivitätsanalysen werden computergestützt
diejenigen Bewertungskategorien ausgewiesen, deren Gewichtung die Gesamtentscheidung
verändern könnte. Dadurch kann die Expertendiskussion auf die relevanten Aspekte gelenkt
werden. Da bei allen Entscheidungen subjektive Einschätzungen eine zentrale Rolle einnehmen,
kann die Gewichtung nicht formalisiert werden. Daher können die beispielhaft ermittelten
numerischen Gewichtungsfaktoren lediglich als Orientierung dienen und sind kritisch zu
hinterfragen. Im Sinne der Transparenz und Nachvollziehbarkeit der BVT-Bestimmung sollte
die Gewichtung weitestgehend an wissenschaftlichen Erkenntnissen ausgerichtet sein.
Verkürzte Anwendung der vorgeschlagenen Bewertungsmethode
In den Fallbeispielen Elektrostahl- und Aluminiumherstellung wird die verkürzte Anwendung
der vorgeschlagenen medienübergreifenden Bewertungsmethode demonstriert. Dank des modularen
Aufbaus der Bewertungsmethode kann auf einzelne Schritte verzichtet oder das vorgeschlagene
Vorgehen beendet werden, sobald in der Expertendiskussion die Gruppe der BVT
bestimmt werden kann. Auch bei der verkürzten Anwendung ist sicherzustellen, daß die Einschätzung
der Bedeutsamkeit der betrachteten Stoff- und Energieströme sich weitestgehend
am Stand der Wissenschaft orientiert. In diesem Zusammenhang erscheint eine Betrachtung der
Wirkungskategorien, in die einzelne Stoff- und Energieströme überführt werden können, sinnvoll,
auch wenn die Wirkungsabschätzung zu keiner Reduzierung der Anzahl der Bewertungskategorien
führt. Abschließend läßt sich festhalten, daß sich das modular strukturierte Ablaufschema
in den Fallbeispielen bewährt hat.
35
Die formale Methode der paarweisen Vergleiche erlaubt zudem auch eine simultane Auswertung von ökonomischen
und technischen Kennzahlen, z.B. auch Wirkungsgrade.