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Stoffstromanalyse: Definition und Verfahren für die Material Flow Analysis

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Die Stoffstromanalyse, auch unter den Synonymen Stoffflussanalyse, Materialflussanalyse, Substance Flow Analysis oder Material Flow Analysis bekannt, ermöglicht die Erfassung von Beständen und Strömen. Die Stoffstromanalyse hilft, die ineffiziente Nutzung von natürlichen Ressourcen, Energie und Materialien in Prozessen, Ketten oder der Wirtschaft insgesamt zu erkennen. In diesem Artikel wollen wir den Begriff der Stoffstromanalyse per Definition genauer erklären und das Verfahren von Stoffstromanalysen erläutern.

Was versteht man unter Stoffströmen?

Der Begriff Stoffstrom bzw. Material Flow Analysis bezieht sich im Allgemeinen auf den Weg eines Stoffes von seiner Gewinnung als Rohstoff über seine Verarbeitung in einem Produkt bis hin zu seiner Entsorgung oder seinem Recycling. Der Stoffstrom kann allerdings auch den Pfad einer bestimmten Substanz im Rahmen eines Produktionsprozesses bezeichnen.

Stoffstromanalyse Definition

Eines der Ziele der Stoffstromanalysen ist es, interessante Ströme von Waren, bestimmten chemischen Verbindungen oder einzelnen Elementen durch das Unternehmen im Hinblick auf verschiedene Kriterien (Kosten, Risiken, sichere Entsorgung, Mengen) nachzuvollziehen. Für ein erfolgreiches Stoffstrommanagement werden Informationen über die jeweiligen Ströme, einer Stoffstromanalyse, sowie einer Stoffstrombewertung und der Entwicklung von Strategien benötigt. Die Analyse bildet die Basis des Stoffstrommanagements. Im ersten Schritt muss eine Stoffstromanalyse der Stoffe und Materialien durchgeführt werden. Bei der Stoffstromanalyse geht es im Gegensatz zur Ökobilanz, die vor allem die Umweltauswirkungen berücksichtigt und international standardisiert ist, um die Wege und Mengen der Ströme. Auf der methodischen Ebene führen die unterschiedlichen Zielsetzungen der verschiedenen Formen des Stoffstrommanagements zu einer Vielzahl von methodischen Ansätzen für die Verfahren von Stoffstromanalysen. Die Analyse erfolgt auf der Grundlage von Dienstleistungen, Produkten, Prozessen oder Bedarfsbereichen. Eine der Vorgehensweisen zur Beschreibung von Stoffsystemen sind Fließbilder. Sie werden in der Verfahrenstechnik verwendet, um Material- und Energieflüsse darzustellen. Fließbilder ermöglichen es, Prozesse oder Anlagen sowohl qualitativ als auch quantitativ zu beschreiben. Ein Beispiel für ein qualitativ-quantitatives Flussdiagramm ist das sogenannte Sankey-Diagramm. Dabei entspricht die Breite der Pfeile der Menge an Stoffströmen. Sowohl Material- und Energiebilanzen als auch

Flussdiagramme sind rein deskriptive Modelle von Stoffstromsystemen. Sie sind jedoch die Grundlage für eine systematische Bewertung der Effizienz des Materialeinsatzes (Cleaner Production).

Das Verfahren bei der Stoffstromanalyse

Eine Stoffstromanalyse ist eine Weiterentwicklung der Input-Output-Analyse. Der Schwerpunkt bei diesem Verfahren liegt auf der Lokalisierung des Einsatzes von Materialien und Energie sowie der Quellen von Abfällen, Abwärme und Emissionen im Werk. Material- und Stoffströme sowie der Energieeinsatz werden über die einzelnen Produktionsschritte innerhalb der Anlage nachverfolgt. Das Verfahren wird in den folgenden sieben Schritten umgesetzt:

  1. Festlegen von Ziel und Definition der zu berücksichtigenden Parameter
  2. Abgrenzung des Bilanzraums
  3. Abgrenzung der Bilanzperiode
  4. Aufzeichnung und Benennung der Produktionsschritte
  5. Gestaltung des Flussdiagramms mit qualitativen Stoffströmen
  6. Quantitative Erfassung der Stoffströme
  7. Auswertung und Schlussfolgerungen

Bei der Auswertung bzw. Interpretation der Stoffflussanalyse sollte ein besonderes Augenmerk auf auffällige Abfälle und Materialverluste gelegt werden. Es ist auch ratsam, festzustellen, wie hoch der Abfallanteil im Vergleich zu den verwendeten Rohstoffen ist. Bei Prozessschritten mit einem unerwartet hohen Anteil kann es noch Potenzial zur Steigerung der Ressourceneffizienz geben.

Vorteile der Stoffstromanalyse

Der Einsatz der Stoffstromanalyse in der Fertigung kann eine Vielzahl von Vorteilen bieten, darunter:

  • Rationalisierte Prozesse: Die Erfassung der Stoff- und Energieströme kann Redundanzen beseitigen, die Durchlaufzeiten verkürzen und die Betriebskosten senken.
  • Erhöhte Benutzerzufriedenheit: Durch die Beseitigung unnötiger Schritte und die Automatisierung von Aufgaben, die noch von Hand erledigt werden, können Aufträge schneller und genauer ausgeführt werden, was zu zufriedeneren Kunden führt. Und zufriedene Kunden werden mit größerer Wahrscheinlichkeit zu Stammkunden, was langfristig zu höheren Einnahmen führt.
  • Geringere Kosten: Wenn Fertigungsunternehmen eine Materialflussanalyse durchführen, können sie Kapitalinvestitionen einsparen und die Kosten für die Lagerung, den Transport, Ausschuss und Material erheblich senken.
  • Weniger Verschwendung: In der schlanken Produktion ist Verschwendung alles, was keinen Mehrwert für den Prozess bringt. Eine Stoffstromanalyse kann Herstellern dabei helfen, Verschwendung im gesamten Produktionsprozess zu erkennen und zu verstehen, wie Arbeitsstunden und Ressourcen effizient eingesetzt werden können.
  • Steigerung der operativen Effizienz: Durch die Optimierung der Bewegung eines Bauteils durch den Herstellungsprozess kann der Bedarf an Personal und Ausrüstung erheblich reduziert werden.
  • Reduzierung von Transportwegen und Staus und Verbesserung der Ökobilanz: Hersteller können die Stoffstromanalyse nutzen, um Staus zu vermeiden und die Reisezeit zu minimieren, indem sie die Materialien umleiten.

ProSafeCon unterstützt Sie als externer Abfallbeauftragter bei der Stoffstromanalyse. Darüber hinaus unterstützen wir Sie mit unseren Experten bei der Entwicklung von Konzepten zur Einführung umweltfreundlicher und abfallarmer Prozesse sowie bei der Erstellung der Abfallbilanz und des Jahresberichts. So erfüllen Sie Ihre Verpflichtung, einen Abfallbeauftragten zu bestellen. Erfahren Sie mehr dazu, wann ein Abfallbeauftragter Pflicht für ein Unternehmen ist.

Weshalb sind Akteure beim Stoffstrommanagement von Bedeutung?

Beim Stoffstrommanagement geht es darum, die gesamte Wirkungskette eines Stoffstroms (Mitarbeiter, Lieferanten, Kunden, Besucher usw.) in den Prozess einzubeziehen. Das Zusammenspiel der Akteure ist ein wesentlicher Bestandteil eines wirksamen Managements und zur Verbesserung der Ökobilanzen. Lieferanten und Produzenten üben durch ihre Handlungen und Entscheidungen direkten Einfluss auf den Verlauf der Materialströme aus.

Quellen:

https://www.hs-pforzheim.de/fileadmin/user_upload/uploads_redakteur/Forschung/INEC/Dokumente/Team__Publikationen_/1995_SchmidtSchorb_Springer.pdf

https://wupperinst.org/themen/kreislaufwirtschaft/stoffstromanalyse/

https://www.umweltbundesamt.de/stoffstromanalyse

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