Claude Patrick Siegenthaler - Universität St.Gallen

Kapitel 3: Phase der Vorläufer und Pioniere 31
Grundlage der Stoff- und Energiebilanzierung bildet die aus dem ersten Hauptsatz der
Thermodynamik abgeleitete Erhaltung von Masse und Energie. Demnach muss die
Massen-, resp. Energiebilanz eines Systems immer ausgeglichen sein. Stoffflussanalysen
können auf der Ebene ausgewählter chemischer Elemente (zum Beispiel für
Kohlenstoff) oder für Substanzen, Materialien, Halbfabrikate und/oder Produkte erstellt
werden.
Die Beachtung dieses Sachverhalts ist beispielsweise in der Verfahrenstechnik zur
Planung und Steuerung von Prozessen von Bedeutung. Auch die Ökologie bedient sich
der Darstellung von Stoff- und Energieflüssen um die Wechselwirkungen zwischen
Lebewesen oder ganzen Ökosystemen zu erfassen.
3.1.2 Input-Output-Bilanz
Während die Stoffflussanalyse eine Definition der zu betrachtenden Prozesse und
deren Zusammenwirken erfasst und anhand eines Flussdiagramms veranschaulicht,
werden die Resultate bezogen auf eine Periode oder eine Einheit des produzierten
Gutes in Form einer Input-Output-Tabelle dargestellt. Im Idealfall kann im Rahmen der
Stoffflussanalyse ein vollkommen mathematisches Modell aller Ströme abgebildet
werden und die Input-Output-Bilanz wäre dann bezüglich Masse und Energie vollständig
ausgeglichen. Ein entsprechendes Stoffflussmodell könnte dann für
Simulationen verwendet werden.
In der Praxis sind jedoch nur selten vollständige Massen- oder Energiebilanzen verfügbar,
da eine präzise Ermittlung aller Stoffflüsse letztlich an Grenzen von Kosten und
Messbarkeit stösst. Man konzentriert sich auf das technisch, ökonomisch oder ökologisch
Relevante und behandelt die einzelnen Prozesse selbst jeweils als black boxes,
indem für jeden Prozess lediglich eine Input-Output-Tabelle aufgestellt wird, ohne dass
der innere Zusammenhang (beispielsweise eine chemische Reaktion) modelliert würde.
Unter Umweltgesichtspunkten zeigt die Input-Output-Bilanz alle relevanten Rohstoffentnahmen
aus der Natur und alle stofflichen Einträge in die Natur.
Eine andere Technik zur Datengewinnung, der ebenfalls das Denken in Inputs und
Outputs zugrunde liegt, stellt die ökonomische Input-Ouput-Analyse dar. Sie bestand
ebenfalls schon lange vor ihrem Einsatz zur Ermittlung der Umweltaspekte.