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Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer übertragbaren Methodik zur Bestimmung des theoretischen und technischen Grünschnittpotenzials (inkl. Küchenabfall) in einem Modellgebiet. Diese soll bundesweit, im ordnungspolitisch geregelten Raum, applizierbar sein und Handlungsoptionen zur ressourceneffizienten Biomassebereitstellung liefern. In einem zweiten Schritt sollen Strategien zur Umsetzung von formulierten Zielen zur Energiebereitstellung durch Grünschnitt und unter Partizipation von lokalen Akteuren bereitgestellt werden. Hierbei werden der Top-down- und Bottom-up-Ansatz miteinander verknüpft, um zeitnah Umsetzungsprojekte zu initiieren. Ausgangspunkt ist hierbei eine detaillierte Flächenanalyse der Modellregion Havelland-Fläming (Planungsregion-HFL) nach Art der tatsächlichen Nutzung mit dem Fokus auf Siedlungs- und Verkehrsflächen, sowie Wasserflächen. Diese Flächen unterliegen vegetationstechnischen Pflegemaßnahmen und werden mit spezifischen Aufwuchsfaktoren entlang ihrer flächen- bzw. linienförmigen Ausprägung untersetzt, um das theoretische Grünschnittpoten-zial aufzeigen zu können. Gleichzeitig erfolgt die Betrachtung von Trends der Flächeninanspruchnahme in Verbindung mit dem demografischen Wandel, um zukünftige Veränderungen des Grünschnittpotenzials beschreiben zu können. Das Küchenabfallpotenzial wird auf Grundlage eines einwohnerspezifischen Aufkommens bilanziert. Auf Grundlage dieser Berechnungen wurde das Fokusgebiet Mittelbereich Bad Belzig infolge von Interessensbekundungen eruiert. Das theoretische Grünschnittpotenzial für den MB Bad Belzig umfasst eine Menge von 22.202 Mg/ a, welche durch vegetationstechnische Pflegemaßnahmen erzielt werden können. Gebäude- und Freiflächen liefern mit 52 % und ca. 11.600 Mg/ a den größten Anteil am Grünschnittpotenzial. Unter Berücksichtigung der tech-nischen sowie strukturellen und ökologischen Restriktionen umfasst das technisch-verfügbare Potenzial ein Drittel des theoretischen Grünschnittpotenzials. Mit Hilfe der Partizipation lokaler Akteure wurden Dissonanzen erarbeitet, welche Hürden bei der Erschließung des Grünschnittpotenzials darstellen. Hieraus wurden Handlungsoptionen entwickelt, die zu tragfähigen Lösungen im Zuge der „ressourceneffizienten und emissionsarmen Energiebereitstellung“ führten. Im Rahmen der Strategieentwicklung wurde der Fokus auf Grünschnitt aus der öffentlichen und privaten Grünflächenpflege gelegt. Hierbei können 4.122 Mg/ a Grasschnitt und 1.375 Mg/ a Holz akquiriert werden. Diese sollen in einer bestehenden Biogasanlage (Gras-schnitt) respektive in Sägewerken (Holz) einer energetischen Nutzung zugeführt werden. Verbleibende Potenziale, welche nicht in die Strategieentwicklung inkludiert sind, könnten durch strukturelle Veränderung zukünftig ebenso anteilig der energetischen Verwertung zugeführt werden. / In the present dissertation the development of a methodology to determine the green waste potential (incl. kitchen waste) is described in a pilot area. The methodology shall be trans-ferable to the municipal sector throughout Germany. In addition options for a resourceefficient supply of biomass shall be provided. In the second part strategies for the energetic utilization of green waste are evolved by participation of local players. In this context the top-down and bottom-up approaches are linked to initiate implementation projects within a narrow time frame. The initial point is a detailed land analysis in the pilot area Havelland – Fläming by types of actual land use. The research focuses on land used for human settlement and traffic area. Green waste originates through landscape maintenance. The arising amount can be calcu-lated with specific growth factors along the linear form or surface profile. Trends in demographic change and additional land use are considered simultaneously to determine further variations in green waste potential. The potential of kitchen waste is calculated by means of specific waste quantities per head. As a result of the calculated green waste potentials and expression of interest in the pilot area the destination area “Mittelbereich Bad Belzig” was chosen. The theoretic green waste potential in this area amounts to 22.202 Mg/ year. Yard and buildings account for 52 % respectively 11.600 Mg/ year. One third of the theoretic green waste potential is technically available considering technical, structural and environmental restrictions. Obstacles in exploitation of the green waste potential were figured out with participation of local players. Following this, courses of action were developed to lead to a resourceefficient and low-emission energy supply by previously unutilized biomass. Within the framework of strategy formation the focus was on green waste from maintenance of private and public green areas. The technically available green waste out of these types of land use amounts 4.122 Mg/ year grass cutting and 1.375 Mg/ year ligneous material. The energetic utilization shall take place in an existing biogas plant (grass cutting) respectively in sawmills. As part of structural changes in the future remaining potentials can be implemented partial in the planned energetic utilization.

Les sédiments fins qui s’accumulent naturellement en amont des ouvrages hydroélectriques sont parfois amenées à être gérés à terre, pour des raisons techniques ou environnementales. L’une des voies de valorisation envisagée pour les gérer est la construction de sols fertiles pour l’aménagement d’espaces végétalisés ou encore pour la réhabilitation de zones dégradées. Cet usage des sédiments en tant que matériaux alternatifs pour construire des sols contribue à préserver la ressource en terre végétale et nécessite de prouver la valeur agronomique et l’innocuité environnementale des sédiments. Une approche expérimentale (essai sous serre de 3 mois et essai in situ en bacs lysimétriques de 24 mois) a permis d’évaluer les composantes physiques, chimiques et biologiques de la fertilité de sols construits à partir de 6 sédiments, seuls ou mélangés avec 40 % (v:v) de compost de déchets verts.Les résultats de l’étude ont mis en évidence que la capacité d’agrégation des sédiments est un facteur clé de leur fertilité. Le suivi du développement de la couverture végétale des sols construits a démontré la capacité de tous les sédiments étudiés à être support de végétation. Les sédiments riches en matière organique (MO) (>30 g kg-1) sont adaptés aux végétaux des espaces végétalisés ayant potentiellement des exigences hydriques et trophiques élevées. Les sédiments pauvres en MO (<30 g kg-1), semblent davantage adaptés à une utilisation pour des opérations de restauration où les exigences des végétaux sont généralement moindres. Ce travail aboutit à la proposition de critères environneme / Fine sediments naturally accumulate upstream of hydropower facilities. For technical or environmental reasons, they occasionally have to be dredged and land managed. Using dredged sediment to construct fertile soils and set up green spaces or rehabilitate degraded land is one the ways dredged sediment can be valorized. This use of sediment as an alternative soil-building material helps preserve the topsoil resource, but its agronomical value and environmental safety first has to be demonstrated. We used an experimental approach (a 3-month greenhouse trial and a 24-month in situ lysimeter test) to assess the physical, chemical, and biological parameters of soil fertility from 6 sediments that were either pure or mixed with 40 % (v:v) of green waste compost.The results showed that sediment aggregation capacity is a key factor of their fertility. The monitoring of vegetation cover development on the constructed soil demonstrated that all six sediments could support vegetation. High organic matter (OM) content sediments (> 30 g kg-1) are suitable to grow plants with potentially high water and nutrient requirements. Low OM content sediments (< 30 g kg-1) appear to be more suitable for use in restoration operations where plant requirements are generally lower. This work leads to the proposal of environmental and agronomical criteria for directing sediments towards soil construction and propose adapted uses.

Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer übertragbaren Methodik zur Bestimmung des theoretischen und technischen Grünschnittpotenzials (inkl. Küchenabfall) in einem Modellgebiet. Diese soll bundesweit, im ordnungspolitisch geregelten Raum, applizierbar sein und Handlungsoptionen zur ressourceneffizienten Biomassebereitstellung liefern. In einem zweiten Schritt sollen Strategien zur Umsetzung von formulierten Zielen zur Energiebereitstellung durch Grünschnitt und unter Partizipation von lokalen Akteuren bereitgestellt werden. Hierbei werden der Top-down- und Bottom-up-Ansatz miteinander verknüpft, um zeitnah Umsetzungsprojekte zu initiieren. Ausgangspunkt ist hierbei eine detaillierte Flächenanalyse der Modellregion Havelland-Fläming (Planungsregion-HFL) nach Art der tatsächlichen Nutzung mit dem Fokus auf Siedlungs- und Verkehrsflächen, sowie Wasserflächen. Diese Flächen unterliegen vegetationstechnischen Pflegemaßnahmen und werden mit spezifischen Aufwuchsfaktoren entlang ihrer flächen- bzw. linienförmigen Ausprägung untersetzt, um das theoretische Grünschnittpoten-zial aufzeigen zu können. Gleichzeitig erfolgt die Betrachtung von Trends der Flächeninanspruchnahme in Verbindung mit dem demografischen Wandel, um zukünftige Veränderungen des Grünschnittpotenzials beschreiben zu können. Das Küchenabfallpotenzial wird auf Grundlage eines einwohnerspezifischen Aufkommens bilanziert. Auf Grundlage dieser Berechnungen wurde das Fokusgebiet Mittelbereich Bad Belzig infolge von Interessensbekundungen eruiert. Das theoretische Grünschnittpotenzial für den MB Bad Belzig umfasst eine Menge von 22.202 Mg/ a, welche durch vegetationstechnische Pflegemaßnahmen erzielt werden können. Gebäude- und Freiflächen liefern mit 52 % und ca. 11.600 Mg/ a den größten Anteil am Grünschnittpotenzial. Unter Berücksichtigung der tech-nischen sowie strukturellen und ökologischen Restriktionen umfasst das technisch-verfügbare Potenzial ein Drittel des theoretischen Grünschnittpotenzials. Mit Hilfe der Partizipation lokaler Akteure wurden Dissonanzen erarbeitet, welche Hürden bei der Erschließung des Grünschnittpotenzials darstellen. Hieraus wurden Handlungsoptionen entwickelt, die zu tragfähigen Lösungen im Zuge der „ressourceneffizienten und emissionsarmen Energiebereitstellung“ führten. Im Rahmen der Strategieentwicklung wurde der Fokus auf Grünschnitt aus der öffentlichen und privaten Grünflächenpflege gelegt. Hierbei können 4.122 Mg/ a Grasschnitt und 1.375 Mg/ a Holz akquiriert werden. Diese sollen in einer bestehenden Biogasanlage (Gras-schnitt) respektive in Sägewerken (Holz) einer energetischen Nutzung zugeführt werden. Verbleibende Potenziale, welche nicht in die Strategieentwicklung inkludiert sind, könnten durch strukturelle Veränderung zukünftig ebenso anteilig der energetischen Verwertung zugeführt werden.:Inhaltsverzeichnis INHALTSVERZEICHNIS I ABBILDUNGSVERZEICHNIS IV TABELLENVERZEICHNIS VI ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS VII 1 EINLEITUNG 1 2 STAND DES WISSENS 4 2.1 Biomasse 4 2.1.1 Definition des Biomasse-Begriffes 4 2.1.2 Anteil der Biomasse am Primärenergieverbrauch 4 2.1.3 Abgrenzung der Biomasse nach Ursprung 6 2.1.4 Abgrenzung der Biomasse nach Nutzung 9 2.2 Biomassepotenzialstudien 9 2.2.1 Potenzialdefinitionen 9 2.2.2 Biomassepotenzial nach Ursprung 11 2.3 Biomassepotenzial urbanen Ursprungs 16 2.3.1 Bioabfall/ Küchenabfall 16 2.3.2 Grünschnitt 18 2.3.3 Status Quo der Verwertung 23 2.4 Bodenflächennutzung und demografischer Wandel 28 2.4.1 Begriffsdefinition 28 2.4.2 Flächennutzungsarten 29 2.4.3 Siedlungs- und Verkehrsflächen 31 2.5 Szenarioverfahren 34 2.5.1 Methodische Charakterisierung 34 2.5.2 Phasen der Szenarienkonstruktion 36 2.5.3 Partizipatives Backcasting 37 3 MOTIVATION UND ZIELSTELLUNG 39 4 METHODISCHER ANSATZ 41 4.1 Empirisch-statistischer Ansatz 41 4.1.1 Berechnung des Grünschnitt- und Küchenabfallpotenzials 41 4.1.2 Berechnung der zukünftigen Flächeninanspruchnahme 44 4.1.3 Prognosen zur kleinräumigen Bevölkerungsentwicklung 45 4.2 Explorativ-normativer Szenarienansatz 46 4.2.1 Ist-Stands-Analyse – 1. Phase 47 4.2.2 Feinanalyse – 2. Phase 47 4.2.3 Strategieentwicklung – Phase 3 49 5 ERGEBNISSE DER IST-STANDS-ANALYSE 50 5.1 Demografischer Wandel 50 5.2 Flächennutzung und –inanspruchnahme 52 5.2.1 Siedlungs- und Verkehrsflächen der Planungsregion-HFL 52 5.2.2 Flächeninanspruchnahme bis zum Jahr 2030 53 5.3 Bioenergieanlagen in der Planungsregion-HFL 56 5.4 Küchenabfallpotenzial 59 5.5 Grünschnittpotenzial 60 5.5.1 Grünschnittpotenzial nach Flächennutzungsart 60 5.5.2 Typisierte Grünschnittpotenziale 63 5.6 Abfallwirtschaftliche Infrastruktur 66 6 ERGEBNISSE DER FEINANALYSE 70 6.1 Abfallstämmige Biomassen im Fokusraum 70 6.1.1 Verortung der Grünschnittpotenziale im MB Bad Belzig 70 6.1.2 Grünschnittpotenziale zur energetischen Verwertung 71 6.1.3 Jahreszeitlich bedingtes Aufkommen 73 6.2 Erarbeitung von Leitlinien 74 6.3 Akteursanalyse und –ansprache 76 6.3.1 Durchführung einer Interviewkampagne 76 6.3.2 Auswertung der Interviewkampagne 77 6.4 Dissonanzen 80 6.4.1 Zieldissonanzen 80 6.4.2 Sachdissonanzen 81 6.4.3 Strategische Dissonanzen 82 6.5 Handlungsoptionen 83 6.5.1 Eingrenzung der Tätigkeitsfelder 83 6.5.2 Installation eines Erfassungssystems 83 6.5.3 Stoffstromtrennung 84 6.5.4 Verwertungssysteme 85 6.6 Zielkonkretisierung 88 6.7 Strategieentwicklung 90 6.8 Energieflussanalyse für Grünschnitte im MB Bad Belzig 91 7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 93 7.1 Bewertung der entwickelten Methodik 93 7.2 Implementierung der Ressource Grünschnitt in kommunale Verwertungstrukturen 94 7.3 Partizipation regionaler Akteure 96 8 LITERATURVERZEICHNIS 97 9 ANLAGENVERZEICHNIS 118 / In the present dissertation the development of a methodology to determine the green waste potential (incl. kitchen waste) is described in a pilot area. The methodology shall be trans-ferable to the municipal sector throughout Germany. In addition options for a resourceefficient supply of biomass shall be provided. In the second part strategies for the energetic utilization of green waste are evolved by participation of local players. In this context the top-down and bottom-up approaches are linked to initiate implementation projects within a narrow time frame. The initial point is a detailed land analysis in the pilot area Havelland – Fläming by types of actual land use. The research focuses on land used for human settlement and traffic area. Green waste originates through landscape maintenance. The arising amount can be calcu-lated with specific growth factors along the linear form or surface profile. Trends in demographic change and additional land use are considered simultaneously to determine further variations in green waste potential. The potential of kitchen waste is calculated by means of specific waste quantities per head. As a result of the calculated green waste potentials and expression of interest in the pilot area the destination area “Mittelbereich Bad Belzig” was chosen. The theoretic green waste potential in this area amounts to 22.202 Mg/ year. Yard and buildings account for 52 % respectively 11.600 Mg/ year. One third of the theoretic green waste potential is technically available considering technical, structural and environmental restrictions. Obstacles in exploitation of the green waste potential were figured out with participation of local players. Following this, courses of action were developed to lead to a resourceefficient and low-emission energy supply by previously unutilized biomass. Within the framework of strategy formation the focus was on green waste from maintenance of private and public green areas. The technically available green waste out of these types of land use amounts 4.122 Mg/ year grass cutting and 1.375 Mg/ year ligneous material. The energetic utilization shall take place in an existing biogas plant (grass cutting) respectively in sawmills. As part of structural changes in the future remaining potentials can be implemented partial in the planned energetic utilization.:Inhaltsverzeichnis INHALTSVERZEICHNIS I ABBILDUNGSVERZEICHNIS IV TABELLENVERZEICHNIS VI ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS VII 1 EINLEITUNG 1 2 STAND DES WISSENS 4 2.1 Biomasse 4 2.1.1 Definition des Biomasse-Begriffes 4 2.1.2 Anteil der Biomasse am Primärenergieverbrauch 4 2.1.3 Abgrenzung der Biomasse nach Ursprung 6 2.1.4 Abgrenzung der Biomasse nach Nutzung 9 2.2 Biomassepotenzialstudien 9 2.2.1 Potenzialdefinitionen 9 2.2.2 Biomassepotenzial nach Ursprung 11 2.3 Biomassepotenzial urbanen Ursprungs 16 2.3.1 Bioabfall/ Küchenabfall 16 2.3.2 Grünschnitt 18 2.3.3 Status Quo der Verwertung 23 2.4 Bodenflächennutzung und demografischer Wandel 28 2.4.1 Begriffsdefinition 28 2.4.2 Flächennutzungsarten 29 2.4.3 Siedlungs- und Verkehrsflächen 31 2.5 Szenarioverfahren 34 2.5.1 Methodische Charakterisierung 34 2.5.2 Phasen der Szenarienkonstruktion 36 2.5.3 Partizipatives Backcasting 37 3 MOTIVATION UND ZIELSTELLUNG 39 4 METHODISCHER ANSATZ 41 4.1 Empirisch-statistischer Ansatz 41 4.1.1 Berechnung des Grünschnitt- und Küchenabfallpotenzials 41 4.1.2 Berechnung der zukünftigen Flächeninanspruchnahme 44 4.1.3 Prognosen zur kleinräumigen Bevölkerungsentwicklung 45 4.2 Explorativ-normativer Szenarienansatz 46 4.2.1 Ist-Stands-Analyse – 1. Phase 47 4.2.2 Feinanalyse – 2. Phase 47 4.2.3 Strategieentwicklung – Phase 3 49 5 ERGEBNISSE DER IST-STANDS-ANALYSE 50 5.1 Demografischer Wandel 50 5.2 Flächennutzung und –inanspruchnahme 52 5.2.1 Siedlungs- und Verkehrsflächen der Planungsregion-HFL 52 5.2.2 Flächeninanspruchnahme bis zum Jahr 2030 53 5.3 Bioenergieanlagen in der Planungsregion-HFL 56 5.4 Küchenabfallpotenzial 59 5.5 Grünschnittpotenzial 60 5.5.1 Grünschnittpotenzial nach Flächennutzungsart 60 5.5.2 Typisierte Grünschnittpotenziale 63 5.6 Abfallwirtschaftliche Infrastruktur 66 6 ERGEBNISSE DER FEINANALYSE 70 6.1 Abfallstämmige Biomassen im Fokusraum 70 6.1.1 Verortung der Grünschnittpotenziale im MB Bad Belzig 70 6.1.2 Grünschnittpotenziale zur energetischen Verwertung 71 6.1.3 Jahreszeitlich bedingtes Aufkommen 73 6.2 Erarbeitung von Leitlinien 74 6.3 Akteursanalyse und –ansprache 76 6.3.1 Durchführung einer Interviewkampagne 76 6.3.2 Auswertung der Interviewkampagne 77 6.4 Dissonanzen 80 6.4.1 Zieldissonanzen 80 6.4.2 Sachdissonanzen 81 6.4.3 Strategische Dissonanzen 82 6.5 Handlungsoptionen 83 6.5.1 Eingrenzung der Tätigkeitsfelder 83 6.5.2 Installation eines Erfassungssystems 83 6.5.3 Stoffstromtrennung 84 6.5.4 Verwertungssysteme 85 6.6 Zielkonkretisierung 88 6.7 Strategieentwicklung 90 6.8 Energieflussanalyse für Grünschnitte im MB Bad Belzig 91 7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 93 7.1 Bewertung der entwickelten Methodik 93 7.2 Implementierung der Ressource Grünschnitt in kommunale Verwertungstrukturen 94 7.3 Partizipation regionaler Akteure 96 8 LITERATURVERZEICHNIS 97 9 ANLAGENVERZEICHNIS 118

Waste minimisation is implemented worldwide and has become an urgent priority in South Africa as evidenced in the promulgated National Environmental Management Waste Act (2008). The most common waste disposal method in South Africa is by landfill, which is unacceptable. Local municipalities have made little progress towards waste minimisation. The aim of this study was to present a solution to waste minimisation for the City of Tshwane Metropolitan Municipality (CTMM) by determining the feasibility of establishing composting facilities on landfill sites. One third of all municipal waste consists of green waste, which is compostable and can be converted on landfill sites. Nine municipal landfill sites were screened. The four most feasible sites were evaluated further by applying identified parameters that address physical, social and operational requirements. It is a possible to establish composting facilities on all four sites investigated, with Hatherley ranking as the most suited. The findings of this study clearly provided the basic parameters and requirements for constructing a composting facility and practical procedures applicable within a South African context. The evaluation method used can be applied as a model to evaluate similar studies in other municipalities to aid them in the decision-making process for waste minimisation. / Environmental Management / M.A. (Environmental Management)

Waste minimisation is implemented worldwide and has become an urgent priority in South Africa as evidenced in the promulgated National Environmental Management Waste Act (2008). The most common waste disposal method in South Africa is by landfill, which is unacceptable. Local municipalities have made little progress towards waste minimisation. The aim of this study was to present a solution to waste minimisation for the City of Tshwane Metropolitan Municipality (CTMM) by determining the feasibility of establishing composting facilities on landfill sites. One third of all municipal waste consists of green waste, which is compostable and can be converted on landfill sites. Nine municipal landfill sites were screened. The four most feasible sites were evaluated further by applying identified parameters that address physical, social and operational requirements. It is a possible to establish composting facilities on all four sites investigated, with Hatherley ranking as the most suited. The findings of this study clearly provided the basic parameters and requirements for constructing a composting facility and practical procedures applicable within a South African context. The evaluation method used can be applied as a model to evaluate similar studies in other municipalities to aid them in the decision-making process for waste minimisation. / Environmental Management / M.A. (Environmental Management)