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19. Dezember 2019 | Erstmalige Untersuchung durch Wissenschaftler

Exklusiv: Neue Fraunhofer-Studie zur Rolle von Stahl im Alltag

Aus industriellen Anwendungen ist Stahl nicht wegzudenken. Aber welche Rolle spielt der Werkstoff im Alltag von Verbrauchern? Das haben erstmals Experten vom Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS untersucht. Die Studie weist nach, dass jeder Bundesbürger pro Jahr 180 kg Stahl benötigt, um seine Konsumbedürfnisse zu decken. Weil das Material multi-recyclingfähig ist, trägt es darüber hinaus zum Klimaschutz bei. Wie das genau funktioniert, erläutern Dr. Martin Theuringer, Geschäftsführer der Wirtschaftsvereinigung Stahl, und Dr. Frank Pothen vom Fraunhofer IMWS.

Was Gemüse, Körperpflegeprodukte oder Textilien mit Stahl zu tun haben, erschließt sich nicht auf den ersten Blick. Und doch ist der Allround-Werkstoff auch für den privaten Konsum und den Alltag der Menschen in Deutschland von grundlegender Bedeutung. Wie hoch die mit dem Konsum eines Haushalts verbundene Stahlproduktion konkret ist und welche Einspareffekte das Stahlrecycling auf den CO2-Fußabdruck jedes Bundesbürgers hat, wurde jetzt erstmals in einer wissenschaftlichen Studie untersucht, die recyclingnews exklusiv vorliegt.

Stahl ist fester Bestandteil des privaten Konsums

Entwickelt wurde die Studie „Stahlkreisläufe – Stahl als Enabler der Kreislaufwirtschaft aus der Perspektive der Haushalte in Deutschland“ von einem interdisziplinären Expertenteam am Center for Economics of Materials CEM des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen. Das CEM hat sich auf die Technologie- und Regulierungsfolgenabschätzung sowie die Begleitung und Gestaltung von Strukturwandelprozessen und die Etablierung ökonomisch wie ökologisch nachhaltiger Geschäftsmodelle spezialisiert.

Um die Stahlmenge zu ermitteln, die jeder Bundesbürger für die Befriedigung seiner Konsumbedürfnisse benötigt, haben die Forscher den Indikator «Stahlintensität des Konsums» eingeführt. Dieser Parameter berücksichtigt den Stahleinsatz in der gesamten Wertschöpfungskette von Gütern. Denn Stahl steckt längst nicht nur in fertigen Produkten, sondern wird auch für deren Herstellung, Lagerung und Transport benötigt. So können auch Produkte, die selbst keinen Stahl enthalten, „stahlintensiv“ sein.

Legt man diese Berechnungsmethode zugrunde, dann werden in Deutschlands Haushalten pro Kopf und Jahr rund 180 kg Stahl benötigt – das entspricht dem Gewicht einer kompakten Stahlkugel von 35 cm Durchmesser. Wird zusätzlich noch der Bedarf der öffentlichen Hand, z.B. in öffentlichen Gebäuden oder der Infrastruktur berücksichtigt, steigt die Stahlintensität des Konsums weiter auf 237 kg pro Einwohner und Jahr.

Recycling senkt CO2-Emissionen und schont Ressourcen

Wie jeder Werkstoff verursacht auch die Produktion von Stahl Treibhausgasemissionen. Weil Stahl jedoch multi-recyclingfähig ist und Deutschland über ein engmaschiges Netz an Sammel-, Sortier- und Aufbereitungsanlagen für Stahlschrott verfügt, können CO2-Emissionen deutlich gesenkt werden. Die Forscher haben errechnet, dass durch die Kreislaufführung von Stahl der CO2-Ausstoß pro Einwohner und Jahr um knapp 120 kg gesenkt wird im Vergleich zu einer Situation, in der der private Konsum vollständig durch Primärstahl bereitgestellt würde. Deutschlandweit sind dies knapp 30 Millionen. Tonnen.

Herr Dr. Theuringer, die Wirtschaftsvereinigung Stahl hat die aktuelle Studie zur Stahlintensität des Konsums in Deutschland initiiert und beauftragt. Was war Ihre Motivation?

Dr. Theuringer: Wir haben uns schon in der Vergangenheit intensiv mit der volkswirtschaftlichen Bedeutung von Stahl beschäftigt. Studien zeigen: Rund zwei Drittel der deutschen Wirtschaft sind stahlintensiv, der Kostenanteil von Stahl an den Vorleistungen vieler Industriesektoren liegt bei über 10 Prozent. Auch der deutsche Exportüberschuss wird zu 75 Prozent mit stahlintensiven Gütern wie Fahrzeugen oder Maschinen erzeugt. Aber welche Bedeutung der Werkstoff im Alltag jedes Konsumenten hat, darüber wissen wir bislang wenig. Hier belastbare Daten zu generieren, war Ausgangspunkt für die aktuelle Studie. Aber dabei sind wir nicht stehen geblieben. Verbraucher verlangen heute zugleich Informationen darüber, wie nachhaltig ihr Konsum ist. Auch dies wollten wir mit überprüfbaren Zahlen und Fakten belegen.

Speziell für die Studie haben Sie eine neue Kennzahl definiert – die Stahlintensität des Konsums. Welche Überlegungen stehen dahinter und wie berechnen Sie diesen Wert?

Dr. Pothen: Stahlprodukte findet man überall – in Fahrzeugen, Maschinen, Gebäuden oder der Infrastruktur. Sie werden in immer komplexeren internationalen Wertschöpfungsketten auch dazu genutzt, Güter herzustellen, die oft selbst keinen Stahl enthalten: Ein Beispiel sind Tomaten, für deren Herstellung und Lagerung unter anderem Landmaschinen, Gewächs- und Kühlhäuser benötigt werden, die vielfach aus Stahl bestehen. Die Bedeutung von Stahl im Alltag ist also nicht immer auf den ersten Blick sichtbar. Um den Werkstoffeinsatz mit dem Konsum zu verknüpfen, haben wir den Indikator „Stahlintensität des Konsums“ eingeführt. Dazu haben wir volkswirtschaftliche Input-Output-Tabellen mit Daten zur weltweiten Stahlproduktion kombiniert und um Informationen über die Konsumausgaben von Haushalten aus der Einkommens- und Verbrauchsstichprobe ergänzt, und zwar für den Zeitraum von 1995 bis 2015. Bis zu diesem Jahr lagen uns die Daten vor. Durch einen solchen konsumbasierten Ansatz können wir die gesamte Wertschöpfungskette aufzeichnen und den für die Fertigung von Produkten genutzten Stahl systematisch berechnen.

In einem weiteren Schritt haben wir die mit der Stahlintensität des Konsums verbundenen klimaschädlichen Emissionen sowie die durch die Verwendung von Stahlschrott vermiedenen CO2-Emissionen und Rohstoffverbräuche errechnet. Dazu haben wir den Schrotteinsatz in der Rohstahlproduktion ausgewählter Länder mit Lebenszyklusanalysen kombiniert. Diese Zahlen werden dann auf einzelne Haushalte umgelegt, um wiederum den Zusammenhang von Stahlrecycling und privatem Konsum sichtbar zu machen.

Gab es Ergebnisse, mit denen Sie so nicht gerechnet hatten?

Dr. Theuringer: Uns hat überrascht, wie viel Stahl selbst in Güter und Produkte hineinfließt, die scheinbar gar nichts mit dem Werkstoff zu tun haben. Für die Produktion von Nahrungsmitteln etwa kamen im Untersuchungszeitraum pro Jahr und Kopf durchschnittlich 8,3 kg Stahl zum Einsatz. Auch die Umwelteffekte durch die Kreislaufführung von Stahl sind bemerkenswert. Die durch Stahlrecycling eingesparten CO2-Emissionen liegen bei 117 kg pro Jahr und Einwohner. Dies entspricht einer Fahrstrecke von 1.000 km eines durchschnittlichen Neuwagens. Und: Knapp 80 Prozent dieses Einspareffektes würden verlorengehen, wenn der private Konsum in Deutschland durch Stahl aus China gedeckt würde.

Dr. Pothen: Am meisten hat mich überrascht, wie global vernetzt die Wertschöpfungsketten von Stahl heute sind und welchen Anteil Deutschland daran hat. 2015 wurden rund 80 Prozent des in Deutschland produzierten Stahls für die Fertigung von Gütern eingesetzt, die im Ausland zu Konsum- oder Investitionszwecken genutzt werden – eine Steigerung von mehr als 30 Prozent gegenüber 1995.

Interessant ist zudem, dass Stahl nicht nur wegen seiner ausgezeichneten Recyclingfähigkeit ein Werkstoff der Kreislaufwirtschaft ist. Auch in den Wertschöpfungsketten anderer Materialien spielt er eine zentrale Rolle. Denn Maschinen und Anlagen aus Stahl tragen dazu bei, dass viele Stoffe recycelt oder wiederverwendet werden können. Somit wirkt Stahl auch als Enabler der Kreislaufwirtschaft bei anderen Werkstoffen.

Der Einsatz von Stahlschrott trägt zwar zum Klimaschutz bei, andererseits entstehen aber rund 7 Prozent der globalen CO2-Emissionen direkt in der Eisen- und Stahlherstellung.

Dr. Theuringer: Das ist ein wichtiger Punkt. Die deutsche Stahlbranche  verfolgt das Ziel, die Produktion bis 2050 mithilfe moderner Technologien, dem Ausschöpfen bestehender Potenziale bei der Kreislaufführung und einer verbesserten Materialeffizienz CO2-neutral zu gestalten. Das ist ein ambitioniertes Ziel. Um eine weitestgehende Dekarbonisierung zu erreichen, ist eine Transformation der Primärstahlerzeugung unerlässlich. Die Stahlindustrie arbeitet hier vor allem an Prozessen, um Eisenerze mit Wasserstoff zu reduzieren sowie das CO2 im Wertschöpfungsverbund weiter zu nutzen.

Welche politischen Forderungen leiten Sie aus der Studie ab?

Dr. Theuringer: Die Studie bestätigt die zentrale Rolle von Stahl als Enabler für die Kreislaufwirtschaft. Die Politik sollte anerkennen, dass wir funktionierende Strukturen etabliert haben, die Voraussetzung für nachhaltiges Wirtschaften sind und die wir nicht ohne weiteres gefährden sollten. Um die vorhandenen Potenziale weiter auszuschöpfen, muss zudem der Kreislaufgedanke zugleich noch viel stärker im öffentlichen Beschaffungswesen verankert werden. Und drittens ist es wichtig, bei den regulatorischen Rahmenbedingungen der grundlegenden Bedeutung von Stahl für den privaten Konsum, aber auch für den Klima- und Ressourcenschutz Rechnung zu tragen. Wir brauchen eine starke und effiziente Stahlindustrie in Deutschland und der EU, um die Vorteile der Kreislaufwirtschaft voll auszuschöpfen.

Lieber Herr Dr. Theuringer, lieber Herr Dr. Pothen, vielen Dank für das Gespräch. (SB)

Lesen Sie hier die komplette Studie: www.stahl-online.de/index.php/meldung/stahl-als-wegbereiter-der-kreislaufwirtschaft/

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(Foto: freshidea – stock.adobe.com)

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