Schlüsselwort: Monte-Carlo-Methode

Bisher sind die geogenen Lagerstätten in den Geowissenschaften systematisch untersucht worden, nicht aber die anthropogenen. Letztere befinden sich im Wachstum, solange die Inputflüsse die Outputflüsse übersteigen. Es fehlen bis heute geeignete Werkzeuge, die eine umfassende Erfassung und Beurteilung dieser Lagerstätten ermöglichen. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Methode zur Exploration von nicht-regenerierbaren Ressourcen im urbanen Raum am Beispiel des Kupfers, basierend auf umweltingenieur- und geowissenschaftlichen Ansätzen. Kupfer ist wegen seines starken technischen Profils ein essentielles Metall im Stoffhaushalt der Anthroposphäre. Es wird in zahlreichen Anwendungen in Gebäuden (Aussenbereich, Haustechnik), in der Infrastruktur (Strom- und Informationsübertragung) sowie in elektrischen und elektronischen Produkten und weiteren Mobilien in reiner Form oder in Legierungen eingesetzt. In der Schweiz sind die urbanen Lagerstätten pro Kopf bereits grösser als die weltweit vorhandenen geogenen Lagerstätten. Hier setzt diese Arbeit an. Für die Exploration im urbanen Raum wird die Methode der Stoffflussanalyse (BACCINI und BADER 1996) mit einer eigenständig entwickelten, geowissenschaftlich geprägten Methode zur Lagererfassung kombiniert. Dadurch ist eine differenziertere Betrachtung der Lagerstättenmengen und -qualitäten möglich. Der Betrachtungsraum ist die Schweiz. Die urbanen Kupferlagerstätten werden in den drei Hauptlagern Gebäude, Infrastruktur und Mobilien modular erfasst. Zur Untersuchung der Lager hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Rollen im regionalen Kupferhaushalt bedarf es eines geeigneten Instrumentariums. Der erste Teil der Arbeit zielt auf die Erfassung der relevanten Güter aus Kupfer bzw. Kupferlegierungen. Der zweite Teil verifiziert den Aufbau der zugehörigen Lager in einem dynamischen Modell und schafft die Basis für die Entwicklung von Bewirtschaftungsszenarien. In zwei Szenarien wird untersucht, welche Auswirkungen ein mittelfristiger Umbau der Produktionsgebäude in Mehrfamilienhäuser bzw. Dienstleistungsgebäude hinsichtlich der Lagerentwicklung und der zugehörigen Kupfernachfrage oder Emissionen bewirkt. Die Arbeit zeigt exemplarisch auf, wie das dynamische Modell für solche "Wenn-dann"-Szenarien künftig eingesetzt werden kann: Wenn die Umnutzung zugunsten der Dienstleistungsgebäude verläuft, dann wird entsprechend der gebäudespezifischen Nutzungsmuster des Kupfers ein Rohstoffmehrbedarf erzeugt. Wenn beim Umbauprozess bei den neuen Dienstleistungsgebäuden konsequent auf Kupferbleche verzichtet wird, dann sinken die Emissionen um circa 20%, obwohl das gesamte Kupferlager in den Gebäuden (einschliesslich Haustechnik) eine leichte Zunahme bewirkt.