Design für eine CO2-arme Zukunft: Wie pharmazeutische Einrichtungen die Prinzipien der Kreislaufwirtschaft umsetzen

Pharma- und Biotech-Unternehmen arbeiten mit Hochdruck daran, ihre Produktion auf Null zu reduzieren. Da das Thema Nachhaltigkeit jetzt im Vordergrund steht, ist es wichtig zu überlegen, wie die verschiedenen Elemente ineinandergreifen, um eine vollständige Strategie zu schaffen. Neue Anforderungen in Bezug auf Kohlenstoff und Abfall rücken Konzepte wie "embodied carbon" und Strategien wie die zirkuläre Abfallreduzierung ins Rampenlicht und machen sie für das Erreichen von Nachhaltigkeitszielen entscheidend. Für Unternehmen, die sich auf dem Weg zu mehr Nachhaltigkeit befinden, erweisen sich diese Initiativen nicht nur als vorteilhaft für die Umwelt, sondern auch als vorteilhaft in Bezug auf Kosteneinsparungen.

In diesem Artikel wird untersucht, wie die Prinzipien des gebundenen Kohlenstoffs und der Kreislaufwirtschaft die Planung, den Bau und den Betrieb von Anlagen in der Pharma- und Biotechnologiebranche verändern.

Das Rätsel der Nachhaltigkeit - 8 Schlüsselelemente

Bei Exyte sehen wir Nachhaltigkeit in der Gebäudeplanung wie ein Puzzle, bei dem acht Teile ineinandergreifen und ein vollständiges Bild ergeben. Jede Komponente spielt eine entscheidende Rolle, und zusammen bilden sie einen ganzheitlichen Ansatz zur Reduzierung der Umweltauswirkungen.

Kohlenstoffarme Beschaffung

Verwendung von Materialien wie grünem Beton, recyceltem Stahl und nachhaltig beschafften Materialien, um die Umweltauswirkungen von Anfang an zu verringern.

Verkörperter Kohlenstoff

Die Berücksichtigung der Lebenszyklusemissionen von Bau, Ausrüstung und Installation gewährleistet eine langfristige Klimaverantwortung.

Kreislaufförmiger Abfall

Vermeidung von Abfallströmen durch Maßnahmen wie die Abschaffung von Einwegplastik, die Einführung von Rücknahmesystemen und die Verpflichtung, keine Abfälle zu deponieren.

Intelligentes Design

Schaffung modularer, flexibler, zukunftsfähiger Einrichtungen, die sich an die sich entwickelnden Technologien und Nachhaltigkeitsanforderungen anpassen.

Energie-Effizienz

Maximierung des Einsatzes erneuerbarer Energien, kohlenstoffarmer Energieversorger und optimierter Energiesysteme zur Verringerung des betrieblichen Fußabdrucks.

Wasserbewirtschaftung

Umsetzung wassersparender Maßnahmen, wie z. B. Zero Liquid Discharge (ZLD), was besonders bei wasserintensiven pharmazeutischen Herstellungsprozessen wichtig ist.

Nachhaltiger Betrieb

Nutzung von Automatisierung, digitaler Optimierung sowie Energie- und Wärmerückgewinnung zur kontinuierlichen Verbesserung der Leistung.

Innovation und Partnerschaften

Anwendung neuer Technologien wie digitaler Zwillinge und Zusammenarbeit mit Partnern zur Beschleunigung des Nachhaltigkeitsfortschritts.

Die drei Puzzlestücke - kohlenstoffarme Beschaffung, verkörperter Kohlenstoff und Kreislaufabfall - sind von grundlegender Bedeutung.

Ohne ihre Berücksichtigung bleibt ein großer Teil der Klimaauswirkungen einer Einrichtung ungelöst.

Was ist verkörperter Kohlenstoff?

Betrieblicher Kohlenstoff entsteht während der Nutzungsphase eines Produkts oder Gebäudes. Der verkörperte Kohlenstoff ist anders, er ist von Anfang an "eingeschlossen". Sobald die Materialien hergestellt, transportiert und gebaut sind, können die bei diesen Prozessen entstehenden CO2-Emissionen nicht mehr reduziert oder zurückgewonnen werden. Aus diesem Grund ist es besonders wichtig, sich mit dem verkörperten Kohlenstoff zu befassen, da er bis zu 50 % der Emissionen einer Einrichtung während ihrer gesamten Lebensdauer ausmachen kann, zumal die betrieblichen Emissionen durch den Einsatz erneuerbarer Energien weiter sinken.

Für Pharma- und Biotechnologieunternehmen sind die Auswirkungen von "embodied carbon" im Vorfeld beträchtlich, wie zum Beispiel

Gewinnung und Verarbeitung von Rohstoffen:

Bergbau, Ernte oder Synthese von Metallen, Mineralien, Lösungsmitteln und organischen Vorläufersubstanzen.

Herstellung und Synthese:

Energieintensive Schritte, einschließlich Reaktionserwärmung, Lösungsmittelverbrauch, Reinigung, Katalysatoreinsatz und Entsorgung gefährlicher Abfälle.

Lieferketten:

Weltweiter Transport von Rohstoffen, Zwischenprodukten und Endprodukten per Schiff, Lkw und Lagerhaltung. Die Anforderungen an die Kühlkette und logistische Ineffizienzen erhöhen die erzeugten Emissionen.

Bau von Gebäuden:

Der Bau von Anlagen erfordert große Mengen an Baumaterialien, darunter Beton, Stahl und Isolierung.

Warum Kreislaufwirtschaft wichtig ist

In einer linearen Wirtschaft werden endliche Materialien und Ressourcen geerntet, Waren hergestellt und nach dem Gebrauch einfach entsorgt, wobei große Abfallmengen anfallen. Sogar die traditionelle Kreislaufwirtschaft, die sich auf die drei Rs konzentriert: reduzieren, wiederverwenden, recyceln, wird heute als veraltet und ineffizient für echte Nachhaltigkeit angesehen.

Die Kreislaufwirtschaft ist ein fortschrittlicheres, nachhaltiges System, bei dem Materialien nie zu Abfall werden, sondern so lange wie möglich im Umlauf bleiben. Diese Methode beinhaltet das 9R-Prinzip, das den Verzicht auf unnötige Materialien, die Reduzierung des Materialverbrauchs, die Wiederverwendung von Produkten und Geräten, die Reparatur, die Aufarbeitung, die Wiederaufbereitung, die Wiederverwendung, das Recycling und die Rückgewinnung umfasst.

Die Kreislaufwirtschaft bietet zahlreiche Vorteile für Pharma- und Biotech-Unternehmen, darunter die Verringerung von Abfällen, die effizientere Nutzung von Ressourcen, den Schutz der Umwelt, die Förderung von Innovation und Zusammenarbeit sowie die Schaffung von wirtschaftlichem Mehrwert.

Nachhaltiges Bauen bei Exyte

Viele Menschen denken, dass nachhaltiges Bauen mit Holz, bepflanzten Fassaden, dem Austausch von Glühbirnen und PV-Paneelen auf Dächern zu tun hat. In Wirklichkeit geht es um nachhaltiges Bauen:

Nachrüstung von bestehenden Gebäuden:

Verlängerung der Lebensdauer von Dächern und Installation von Dachsystemen, die das Wachstum der Vegetation auf den Dächern unterstützen.

Kreislauforientiertes Planen:

Effiziente Bauweise zur Verringerung des Materialverbrauchs und eine Konstruktion, die sich leicht demontieren lässt.

Minimierung der verkörperten Energie:

Verwendung von Materialien aus lokaler Produktion, recycelten Materialien und kohlenstoffärmeren alternativen Materialien.

Regenerative Wasser- und Energiesysteme:

Passives Design, das die natürlichen Ressourcen nutzt, Installation von Gründächern und Regenwassersammelsystemen, Nutzung erneuerbarer Energiequellen für den Betrieb des Gebäudes und Einbau von Strukturelementen zur Nutzung passiver thermischer Eigenschaften.

Rentabilität von kohlenstoffarmem und zirkulärem Design

Bei der Nachhaltigkeit geht es nicht nur um Umweltfreundlichkeit, sondern auch um messbare wirtschaftliche Vorteile. Die Verwendung von kohlenstoffarmem Beton oder Stahl mit hohem Recyclinganteil kann über 20 % der CO2-Emissionen von Bauwerken einsparen, während recycelte Materialien auch billiger sind und 5 bis 10 % weniger Materialkosten verursachen. Modulare Reinraumpaneele, die außerhalb des Standorts vorgefertigt werden, reduzieren Abfall, Arbeitszeit und Verzögerungen, wobei die damit verbundenen Installationskosten um 30 % sinken.

Die Wiederverwendung von HEPA-Gehäusen, Rohrleitungen oder Geräten kann in nachgerüsteten Pharmaanlagen Millionenbeträge einsparen, während die Koordinierung von Lieferplänen die Transportemissionen sowie die Kosten und Ausfallzeiten erheblich reduzieren kann.

Markt- und Regulierungsfaktoren:

Abgesehen von den direkten Kosteneinsparungen gibt es viele Marktkräfte, die Unternehmen zur Einführung von Kreislaufsystemen und kohlenstoffarmen Anlagen bewegen. Da die Preise für Rohstoffe wie Stahl und Aluminium in die Höhe schießen, verringern Kreislaufbeschaffungs- und Wiederverwendungsstrategien die Abhängigkeit von neu gewonnenen Materialien, und steigende Deponiegebühren erhöhen die Bedeutung von Abfallreduzierungs- und Lieferantenrücknahmesystemen.

Kohlenstoffpreise:

Die Bepreisung von Kohlenstoff ist eine weitere Ebene. Ab 2024 beträgt die Kohlenstoffsteuer in Singapur 25 S$/tCO₂e, die bis 2030 auf 80 S$ ansteigen soll, was bedeutet, dass ein frühzeitiges Handeln in Bezug auf den verkörperten Kohlenstoff künftige Kostenüberwälzungen auf die Lieferanten vermeiden wird.

Rückgewinnung von Vermögenswerten:

Die Rückgewinnung von Vermögenswerten durch Umweltproduktdeklarationen (Environmental Product Declarations, EPDs) und Materialpässe ermöglicht es Unternehmen, Anlagenregister für Komponenten zu führen, die einen Wiederverkauf oder eine Umnutzung ermöglichen, mit dem Potenzial, 5 bis 15 % der ursprünglichen Materialinvestitionen zurückzugewinnen.

Regulatorische und normative Landschaft

Die jüngste Version von LEED v5 führt Voraussetzungen ein, die den Fokus auf Kohlenstoff und Abfall verstärken. Projekte müssen nun eine Kohlenstoffbewertung durchführen, um die langfristigen Emissionen besser zu verstehen und zu reduzieren, und zwar in Bezug auf die Verbrennung vor Ort, die Stromversorgung aus dem Netz, die Kühlmittel und den vorgelagerten gebundenen Kohlenstoff.

Eine neue Vorschrift verpflichtet die Teams außerdem, den verkörperten Kohlenstoff der wichtigsten Materialien zu erfassen, die für die Struktur, die Umhüllung und die Außenanlagen verwendet werden. Diese Maßnahmen unterstreichen die Notwendigkeit, den gebundenen Kohlenstoff sichtbar zu machen, zu verfolgen und zu handeln.

Kreislaufwirtschaft und Null-Abfall:

LEED v5 legt einen stärkeren Schwerpunkt auf die Planung der Kreislaufwirtschaft zur Vermeidung von Abfällen. Projekte müssen spezielle Lager- und Sammelbereiche für Wertstoffe bereitstellen und den Betrieb so gestalten, dass möglichst wenig Abfall auf Deponien landet. Auf diese Weise soll der betriebliche Abfall reduziert und die Belastung von Gemeinden und gefährdeten Bevölkerungsgruppen durch überschüssigen Abfall verringert werden.

Der Lebenszyklus-Ansatz von Exyte

Bei Exyte zielen wir auf jede Phase der Lebenszyklusemissionen für die Dekarbonisierung ab, indem wir einen Ansatz auf Systemebene verwenden, um Entscheidungen zwischen Kosten und Kohlenstoffemissionen zu optimieren und auszugleichen.

Technische Phase

Verkörperter Kohlenstoff: Spezifizieren Sie kohlenstoffarme Materialien früh im Designprozess.

Betriebskohlenstoff: Integrieren Sie energieeffiziente Systeme, die Elektrifizierung des Standorts und die Maximierung erneuerbarer Energien.

Kreislaufwirtschaft: Sorgen Sie für Flexibilität, Wiederverwertbarkeit und modulare Skids, die in verschiedenen Einrichtungen wiederverwendet werden können.

Beschaffungsphase

Eingebauter Kohlenstoff: Verwenden Sie regionale und recycelte Materialien mit EPDs.

Betriebskohlenstoff: Legen Sie leistungsstarke Systemanforderungen fest und nutzen Sie die Digitalisierung für einen intelligenten Betrieb.

Kreislaufwirtschaft: Schließen Sie Rücknahmevereinbarungen mit Lieferanten ab und ermöglichen Sie die Wiederverwertung oder den Wiederverkauf von Hüllkomponenten.

Bauphase

Verkörperter Kohlenstoff: Wenden Sie ein modulares Design an, um Abfälle zu reduzieren, und ermöglichen Sie ein Design für die Demontage.

Betrieblicher Kohlenstoff: Nehmen Sie die Anlagen in Betrieb, um die Leistungsziele zu erreichen und den Baubetrieb zu dekarbonisieren.

Kreislaufwirtschaft: Führen Sie verifizierte Materialinventare und verwenden Sie digitale Zwillinge (Building Information Modelling (BIM)), um den zukünftigen Rückbau zu unterstützen.

Exytes Führungsrolle in der pharmazeutischen Nachhaltigkeit

Da Pharma- und Biotech-Unternehmen ihre Nachhaltigkeitsagenda vorantreiben, rücken kohlenstoffarme Beschaffungsmethoden, die Reduzierung des gebundenen Kohlenstoffs und Strategien zur Kreislaufwirtschaft in den Vordergrund der Anlagenplanung. Diese Ansätze sind nicht nur besser für die Umwelt, sondern führen auch zu erheblichen Kosteneinsparungen.

Bei Exyte führen wir alle Teile des Nachhaltigkeitspuzzles zusammen und erkennen, dass jeder Beteiligte, von Kunden und Planungsteams bis hin zu Lieferanten und Aufsichtsbehörden, ein entscheidendes Teil besitzt. Unsere Aufgabe ist es, sie in eine vollständige, zukunftsfähige und nachhaltige Lösung zu integrieren.

Kontaktieren Sie einen unserer Experten: Finden Sie heraus, wie Exyte Ihren Weg zur Nachhaltigkeit beschleunigen und Ihnen helfen kann, Ihr Puzzle zusammenzusetzen.