Deep Dive

Stoffströme analysieren

Den betrieblichen Ist-Zustand erfassen, Materialverluste erkennen und eine belastbare Grundlage für zirkuläre Maßnahmen schaffen.

Deep Dive: Stoffströme analysieren

Transparenz über Material, Energie, Bestände und Verluste als Ausgangspunkt für Kreislaufwirtschaft.

Orientierung

Warum den Ist-Zustand erfassen?

Zirkuläre Maßnahmen brauchen eine belastbare Datengrundlage. Erst wenn bekannt ist, wie Materialien, Energie und Wertschöpfung durch das Unternehmen fließen, werden Verluste, Reststoffe, Prozessineffizienzen und Potenziale für geschlossene Kreisläufe sichtbar. Die Zustandserfassung hilft, Maßnahmen dort zu priorisieren, wo sie den größten ökologischen und wirtschaftlichen Nutzen entfalten.

Fokus

Stoffstromanalyse

Die Methode erfasst und bilanziert betriebliche Materialflüsse, um Verluste und Potenziale sichtbar zu machen.

Grundlagen

Was ist eine Stoffstromanalyse?

Die Stoffstromanalyse, auch Material Flow Analysis (MFA), ist eine Methode zur systematischen Erfassung, Quantifizierung und Bilanzierung von Stoff- und Güterströmen innerhalb eines räumlich und zeitlich abgegrenzten Systems. Sie kann auf einzelne Prozesse, Produkte, Standorte, Unternehmen oder ganze Wertschöpfungsketten angewendet werden.

Grundprinzip

Massenerhaltung

Die Differenz zwischen den in ein System einfließenden und den ausfließenden Mengen entspricht der Veränderung des Bestands.

Input = Output + Bestandsveränderung

Nicht erklärte Abweichungen weisen auf Datenlücken oder bislang unberücksichtigte Verluste hin.

Ergebnis

Was macht die Analyse sichtbar?

  • Eingesetzte Stoffe und ihre Mengen
  • Materialflüsse zwischen Prozessen
  • Bestände und Ansammlungen
  • Produkte und Nebenprodukte
  • Abfälle und Emissionen
  • Verlust- und Einsparpotenziale

Prozesse

Transformieren, lagern oder verteilen Güter und Stoffe innerhalb des Systems.

Güter

Sind handelbare oder betriebliche Einheiten wie Rohstoffe, Produkte oder Abfälle.

Stoffe

Bezeichnen die materiellen Bestandteile, aus denen sich die betrachteten Güter zusammensetzen.

Flüsse

Verbinden Prozesse und zeigen, welche Mengen sich in einem Zeitraum bewegen.

Bestände

Zeigen, welche Mengen innerhalb des Systems gelagert oder langfristig gebunden sind.

Systemgrenzen

Legen den räumlichen, organisatorischen und zeitlichen Umfang der Analyse fest.

Methode

Die Stoffstromanalyse in sechs Schritten

Iterativer Prozess
  1. 1

    Ziele der Analyse definieren

    Festlegen, welche Fragestellungen beantwortet und welche Entscheidungen durch die Analyse unterstützt werden sollen.

  2. 2

    System definieren

    Räumliche und zeitliche Systemgrenzen, betrachtete Materialien und relevante Prozesse entsprechend der Zielsetzung festlegen.

  3. 3

    Stoffströme bestimmen

    Inputs, Outputs und interne Stoffströme identifizieren, Ausgangs- und Zielprozessen zuordnen und qualitativ darstellen.

  4. 4

    Daten erheben und zusammenführen

    Daten aus Einkauf, Produktion, Lager, Abfalldokumentation, Messungen, Beobachtungen oder Interviews zusammentragen und aufbereiten.

  5. 5

    Massenströme und Bestände berechnen

    Daten in Masseeinheiten überführen, Stoffströme und Bestandsveränderungen quantifizieren und die Massenbilanz prüfen.

  6. 6

    Ergebnisse darstellen und interpretieren

    Stoffströme übersichtlich visualisieren, relevante Handlungsfelder erkennen und Maßnahmen für Reduktion, Wiederverwendung und Verwertung ableiten.

Die sechs Schritte der Stoffstromanalyse nach Brunner und Rechberger (2016)
Wichtig: Die Analyse ist iterativ. Die Berechnung der Massenströme kann eine Verfeinerung der Datengrundlage erforderlich machen; die Interpretation kann wiederum zu angepassten Systemgrenzen oder Zielen führen.
Praxisbeispiel

Stoffstromanalyse einfach erklärt: Kaffee zubereiten

Das vereinfachte Beispiel nach UNIDO betrachtet den Prozess der Kaffeezubereitung. Dabei werden Kaffeebohnen zunächst gemahlen und Wasser erhitzt. Anschließend wird der Kaffee unter Einsatz des gemahlenen Kaffees, kochenden Wassers und einem Kaffeefilter gebrüht. Kaffeebohnen, Wasser und Kaffeefilter fließen in das System; zubereiteter Kaffee, Kaffeesatz, gebrauchter Filter und Pulverreste verlassen es wieder.

AnalyseschrittAnwendung im Kaffeebeispiel
Definition der Ziele der AnalyseIdentifizieren, wo Materialien eingesetzt werden und an welchen Stellen Materialverluste und Reststoffströme entstehen.
Definition des SystemsDie Prozesse Mahlen, Wasser erhitzen und Brühen sowie die relevanten Materialien über einen Brühvorgang betrachten; Anbau, Transport, Verpackungsherstellung, Energieverbrauch und Entsorgung ausschließen.
Bestimmung der StoffströmeInput-, Output- und interne Stoffströme von Kaffeebohnen, Wasser und Kaffeefilter bis zu den End- und Reststoffströmen identifizieren.
Datenerhebung und -zusammenführungDie erforderlichen Mengendaten für die identifizierten Stoffströme erheben und zusammenführen.
Berechnung der Massenströme und BeständeStoffströme in Gramm quantifizieren und die Massenbilanz prüfen: 262 g Input = 262 g Output.
Darstellung und Interpretation der ErgebnisseQuantifizierte Stoffströme im Sankey-Diagramm darstellen und dominante Stoffströme, Materialverluste, Reststoffströme und Verbesserungspotenziale auswerten.
Gesamter Input262 g
Gesamter Output262 g
Qualitatives Flussdiagramm: Rechtecke stehen für Prozesse, Pfeile für Stoffströme.
Sankey-Diagramm: Die Pfeilbreite ist proportional zur jeweiligen Materialmenge.

Was wird sichtbar?

  • Pulverreste im Mahlwerk sind ein potenziell reduzierbarer Materialverlust.
  • Der Papierfilter ist ein potenziell vermeidbarer Reststoff, der etwa durch einen Mehrwegfilter ersetzt werden kann.
  • Kaffeesatz ist nicht vollständig vermeidbar, kann aber getrennt erfasst und beispielsweise kompostiert oder anderweitig genutzt werden.
Umsetzung

Praktische Einstiegspunkte für KMU

Eine erste Analyse muss nicht das gesamte Unternehmen umfassen. Ein klar abgegrenztes Pilotprojekt schafft schneller verwertbare Erkenntnisse und reduziert den Erhebungsaufwand.

Beginnen Sie mit einem relevanten Werkstoff, einem Prozess, einer Produktionslinie oder einem Standort. Priorisieren Sie hohe Materialmengen oder -kosten, strategische beziehungsweise gefährliche Stoffe und abfallintensive Bereiche.

Führen Sie Informationen aus Einkauf, Produktion, Lagerhaltung sowie Abfall- und Reststoffdokumentation zusammen. Ergänzen Sie Messungen erst dort, wo relevante Datenlücken bestehen.

Dokumentieren Sie Annahmen, Schätzungen, Einheiten, Abgrenzungen und Unsicherheiten nachvollziehbar. Passen Sie den Detaillierungsgrad an die konkrete Entscheidung an.

Binden Sie Mitarbeitende aus Produktion, Einkauf, Logistik und weiteren betroffenen Bereichen frühzeitig ein. Ihr Erfahrungswissen macht Besonderheiten und Verluste sichtbar, die in Datensystemen oft fehlen.
Wissen prüfen
Vertiefung

Ausgewählte Quellen

Vorschau des Leitfadens zur Stoffstromanalyse
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Leitfaden zur Erfassung von Stoff- und Wertströmen

Der vollständige Leitfaden enthält die ausführliche Einordnung, weiterführende Handlungsempfehlungen für Unternehmen in Berlin sowie einen Ausblick auf die zirkuläre Wertstromanalyse.

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