Die Ressourcenchemie ist das Herzstück einer kohlenstoffarmen und kreislauforientierten Wirtschaft. Ressourcenstrategien werden benötigt, um die Entkopplung von Umweltauswirkungen und Ressourcennutzung von der Wirtschaftsleistung und dem menschlichen Wohlergehen zu fördern. Kreislaufwirtschaft umfasst nicht nur das Recycling von Materialien, sondern auch die Entwicklung neuer, nachhaltigerer chemischer Produkte und Materialien. Quantitative Bewertungsmethoden wie das Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA) stehen zur Verfügung, um die Entwicklung und Einführung solcher chemischer Produkte und Materialien anzuleiten. Die Integration von Bewertungsmethoden auf Methoden- und Ergebnisebene ermöglicht es, einen ganzheitlichen Blick auf die Nachhaltigkeitsleistung neuer Technologien zu erhalten, die neue chemische Produkte und Materialien verwenden.
Die Erfahrungen mit mehreren Studien zur Bewertung der Nachhaltigkeit von Technologien zur Herstellung und Nutzung chemischer Produkte und Materialien, wie z. B. biobasierte Tenside und organische Photovoltaik sowie das Recycling von Kohlenstofffasern und Metallen, bilden die Grundlage für die Erarbeitung von Empfehlungen, die es ermöglichen, die Entwicklung nachhaltigerer chemischer Produkte und Materialien im Kontext einer Kreislaufwirtschaft durch die Anwendung von Life Cycle Sustainability Assessment zu unterstützen. Darüber hinaus erlauben Studien zu Batterien und Elektroautos, Kompromisse zwischen verschiedenen Ressourcenstrategien aufzuzeigen. Die Idee dahinter ist, dass Ressourcenstrategien für die Entwicklung und Einführung chemischer Produkte und Materialien sowie damit verbundener Technologien mit Hilfe etablierter Techniken der Nachhaltigkeitsbewertung umfassend bewertet werden können, mit dem Ziel, dass die menschlichen Bedürfnisse durch effizientere Nutzung natürlicher Ressourcen, Recycling und, wo nötig, Substitution toxischer chemischer Substanzen und kritischer Rohstoffe weiterhin erfüllt werden können. Im Rahmen dieser Bewertungen sind auch neue Umweltherausforderungen wie z. B. technisch hergestellte Nanomaterialien und dissipative Verwendungen von Materialien wie Kunststoffen zu berücksichtigen.
Normalerweise beginnt die Nachhaltigkeitsbewertung der Produktion und Verwendung eines neuen chemischen Produkts oder Materials mit einer oder mehreren Ökobilanzstudien (Cradle to Gate), um das Ökodesign des Produktionsschritts zu unterstützen. Dies geschieht auf der Grundlage von Labordaten, aber unter Berücksichtigung von Upscaling-Faktoren, um die Anwendung im industriellen Maßstab zu antizipieren. Herausforderungen beziehen sich auch auf die Definition der funktionalen Einheit, da die zukünftige Verwendung oft nicht festgelegt ist. Daher wird in einem nächsten Schritt der Umfang der Bewertung erweitert, um die Nutzungsszenarien und auch End-of-Life-Optionen wie Deponierung, Verbrennung und Recycling abzudecken und den gesamten Lebenszyklus zu erfassen und so weit wie möglich Vergleiche mit bestehenden Technologien durchzuführen. Diese Bewertung ermöglicht es, die umweltfreundlichste End-of-Life-Option und das attraktivste Nutzungsszenario für die Kommerzialisierung zu bestimmen. Es ist offensichtlich, dass die Umweltbewertung mit der Lebenszykluskostenrechnung in Form einer Technologiebewertung kombiniert werden kann, die es erlaubt, auch die Wettbewerbsfähigkeit zu analysieren, und die durch Hinzufügen einer sozialen LCA zu einer vollständigen LCSA erweitert werden kann. Während die Bewertung bis zu diesem Stadium in einer attributiven Weise durchgeführt wurde, wird empfohlen, weitere Maßnahmen unter Verwendung der konsequenten Ökobilanz durchzuführen, da diese Technik es ermöglicht, das Potenzial zur Reduzierung der Umweltauswirkungen einer Technologie mit dem neu entwickelten chemischen Produkt oder Material im Vergleich zu bestehenden Lösungen in verschiedenen geografischen Maßstäben aufzuzeigen.
Bei Neuentwicklungen mit dem Ziel der Kreislaufwirtschaft liegt der Schwerpunkt der Nachhaltigkeitsbewertung auf den Bedingungen der Recyclingprozesse und der Qualität des recycelten Materials. Die Kombination auf der Ergebnisebene von Zirkularitätsindikatoren wie dem Material Circularity Index (MCI) und der Ökobilanz ist eine Möglichkeit, potenzielle Zielkonflikte zwischen Ressourcenstrategien, die darauf abzielen, Material im Kreislauf zu halten und Umweltauswirkungen zu reduzieren, aufzuzeigen. In ähnlicher Weise können Trade-offs zwischen Strategien, die auf die Reduzierung der Umweltauswirkungen abzielen, und solchen, die auf die Minimierung kritischer Lieferrisiken abzielen, aufgezeigt werden.
Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS