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Lebenswegorientierte Ressourcenbewertung

Description: Das Online-Werkzeug „Lebenswegorientierte Ressourcenbewertung“ unterstützt bei der Bewertung des Ressourcenaufwands (Material und Energie) sowie der Treibhausgasemissionen vorliegender Produktentwürfe oder eines bestehenden Produkts über den gesamten Lebensweg. Dies geschieht mit Hilfe der Indikatoren Kumulierter Rohstoffaufwand (KRA), Kumulierter Energieaufwand (KEA) und Treibhausgasemissionen (THG). Bei dem Verfahren handelt es sich um eine vereinfachte Lebenswegbewertung. Die „Lebenswegorientierte Ressourcenbewertung“ dient der Bewertung des Ressourcenaufwands (Material und Energie) sowie der Treibhausgasemissionen von Produktentwürfen oder eines bereits am Markt bestehenden Produkts über den gesamten Lebensweg. Das Verfahren ist eine Art der vereinfachten Lebenswegbewertung. Durch das Verfahren lässt sich der Einsatz an Primärrohstoffen, Energie und indirekt der Ökosystemleistung Senkenfunktion (Aufnahmefähigkeit der Natur für Treibhausgasemissionen) von Produktentwürfen über den gesamten Lebensweg quantifizieren. Der Name des Werkzeugs verweist auf die quantitative Bewertung des Ressourceneinsatzes als wesentlicher Bestandteil zur Beurteilung der Ressourceneffizienz über den gesamten Lebensweg. Die vereinfachte Lebenswegbewertung vollzieht sich in drei Verfahrensschritten. In Schritt 1 legen Sie die Anzahl und Bezeichnungen der Entwürfe und jeweiligen Komponenten fest. Danach werden die Entwürfe über den gesamten Lebensweg bilanziert – getrennt nach Komponenten (maximal 10). Hierbei ist der Lebensweg in die drei Phasen „Herstellungsphase“, „Nutzungsphase“ und „Entsorgungsphase“ unterteilt. Die berechneten Daten zu KRA, KEA und Treibhausgasemissionen werden zuletzt in Schritt 3 aufgeführt und grafisch in gestapelten Säulendiagrammen aufbereitet. Die Bewertung können Sie zu Beginn der Entwicklungsphase „Klären der Aufgabe“ an einem bestehenden (Vorgänger-)Produkt durchführen, um ökologische Schwachstellen und konstruktive Verbesserungsmöglichkeiten zu erkennen sowie Anforderungen und Entwicklungsziele für eine anschließende Produktverbesserung zu definieren. Zum anderen eignet sich die Anwendung des Werkzeugs in der Entwurfs - und der Ausarbeitungsphase der Produktentwicklung für die ökologische Bewertung bereits detaillierter Produktentwürfe, zum Ableiten von konstruktiven Verbesserungsmöglichkeiten und/oder zum Stützen einer Entscheidung für oder gegen einen Entwurf. Hierbei sollten immer die jeweilige Produktstruktur und die Stückliste der Entwürfe vorliegen, wobei diese beispielsweise aus dem CAD-Modell entnommen werden können. Eine Komponente ist eine in sich zusammengefasste und vom Produkt physisch trennbare Einheit von Bauteilen oder ein einzelnes Bauteil. Der KRA ist ein Indikator für den massebezogenen Rohstoffverbrauch (Einheit kg). Er setzt sich aus der Summe aller über den Produktlebensweg beanspruchten und eingesetzten Primärrohstoffe und Energierohstoffe (Inputs) zusammen – außer Wasser und Luft. * VDI 4800 Blatt 2:2018-03: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Ressourceneffizienz – Bewertung des Rohstoffaufwandes. Beuth Verlag GmbH, Berlin. Aus Perspektive der Produktion handelt es sich gleichermaßen um betriebswirtschaftliche Rohstoffe, Hilfsstoffe und Betriebsstoffe. * Giegrich, J.; Liebich, A.; Lauwigi, C. und Reinhardt, J. (2012): Indikatoren/Kennzahlen für den Rohstoffverbrauch im Rahmen der Nachhaltigkeitsdiskussion (online). UBA-Texte 01/2012. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau (abgerufen am: 28.10.2022). Sekundärrohstoffe werden nur hinsichtlich ihrem Transport- und Aufbereitungsaufwand berücksichtigt. Der KEA ist ein Indikator für den Energieressourcen-Verbrauch (Einheit MJ). Er drückt die Summe der aufgewendeten (nur dem Produkt zurechenbaren) Primärenergiemengen – erneuerbar und nicht-erneuerbar – über den gesamten Produktlebensweg aus: * VDI 4600:2012-01: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Kumulierter Energieaufwand (KEA) – Begriffe, Berechnungsmethoden. Beuth Verlag GmbH, Berlin Der Indikator THG drückt den Beitrag des Produkts zum Treibhauseffekt aus. Der Treibhauseffekt wird ausgelöst durch den vermehrten anthropogenen Ausstoß und Verbleib von Treibhausgasen in der Atmosphäre, die durch teilweise Absorption von der Erde rückgeführter langwelliger Strahlung und anschließender Emission von Wärmestrahlung das Aufheizen der Erdoberfläche, die Erhöhung der Durchschnittstemperatur und die Änderungen des Klimas verursachen, mit der letztlichen Gefährdung der menschlichen Existenz und Ökosysteme. * van Doorsselaer, K.; Koopmans, R. J. (2021): Ecodesign. A Life Cycle Approach for a Sustainable Future. München: Carl Hanser Verlag (Hanser eLibrary), S. 119. * Umweltbundesamt (2021): Klima und Treibhauseffekt (online) (abgerufen am 23.03.2023) Emittierte Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid CO 2 , Methan CH 4 und Lachgas N 2 O tragen somit zum Klimawandel bzw. der Erderwärmung bei. Die Technische Nutzungsdauer ist die technisch mögliche Lebensdauer bzw. Haltbarkeit des Produkts, in der die Funktionsfähigkeit gewährleistet ist. Sie wird von dem schwächsten Bauteil bestimmt. Durch das Anbieten von Ersatzteilen kann die Lebensdauer jedoch verlängert werden. Für den gemeinsamen Vergleich müssen sich die Entwürfe auf dieselbe funktionelle Einheit beziehen, also einen (meist technisch) quantifizierten vom Produkt erbrachten Nutzen als Vergleichseinheit. * VDI 4800 Blatt 1:2016-02: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Ressourceneffizienz - Methodische Grundlagen, Prinzipien und Strategien. Beuth Verlag GmbH, Berlin, S. 26. Dieser Nutzen wird durch technische Funktionen erfüllt und muss sich bei Produkten nicht zwingend auf die Nutzungsphase (Perspektive der Kundschaft) beziehen. Dabei kann die Einheit den kleinsten gemeinsamen Nenner der Funktion aller Produkte repräsentieren. * Bierdel, M. et al. (2019): VDI ZRE-Publikationen: Ökologische und ökonomische Bewertung des Ressourcenaufwands - Additive Fertigungsverfahren in der industriellen Produktion. VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, Berlin, S. 14. Zweck der funktionellen Einheit ist es, den bestimmten Produktnutzen in Bezug auf die Bewertung der Ressourceneffizienz lösungsneutral zu beschreiben. * VDI 4800 Blatt 1:2016-02: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Ressourceneffizienz - Methodische Grundlagen, Prinzipien und Strategien. Beuth Verlag GmbH, Berlin, S. 34. Dadurch gelten bei der vergleichenden Analyse der Entwürfe gleiche Rahmenbedingungen und Systemgrenzen. Bei einigen Materialien und Prozessen liegen trotz größtmöglicher Sorgfalt bei der Durchsicht frei zugänglicher Datenbanken und der wissenschaftlichen Literatur keine KRA-Werte vor. In diesem Fall ist der KRA-Datensatz mit 0 angegeben. Die Datensätze können jedoch angepasst werden, sodass betriebsintern vorliegende oder aus kommerziellen Datenbanken entnommene KRA-Datensätze in die Berechnung eingehen können. * Allekotte, M.; Bergk, F.; Biemann, K.; Deregowski, C.; Knörr, W.; Althaus, H.-J.; Sutter, D. und Bergmann, T. (2020): Ökologische Bewertung von Verkehrsarten – Abschlussbericht (online). UBA-Texte 156/2020, Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau, S. 61 (abgerufen am 28.10.2022) Den Datensatz können Sie jeweils unter „Datensatz einsehen/ändern“ kontrollieren. Nein, da Wasser nach VDI 4800 Blatt 1 als eigene natürliche Ressource kategorisiert ist. Der Kumulierte Rohstoffaufwand umfasst hier nur die Primärrohstoffe und Energierohstoffe. Ein Indikator zur Erfassung des im Produktlebensweg eingesetzten Wassers ist der „Wasserbedarf“. Dieser ist nicht Bestandteil der „Lebenswegorientierten Ressourcenbewertung“. In dem Werkzeug kann jedoch die Ressource Wasser als Verbrauchsmaterial in der Nutzungsphase und nur in Form von Trinkwasser ausgewählt werden. Hierbei ist kein KRA-Datensatz hinterlegt, d. h. der Rohstoffeinsatz für die Wasseraufbereitung ist nicht enthalten. Die im Datensatz enthaltenen Daten zu Inputs (Rohstoffe, Materialien, Energie) und Outputs (Emissionen, Abfall) können durch Messung, Berechnung oder Schätzung gesammelt werden. Eine Mischung aus diesen drei Erhebungen sind erlaubt. * DIN EN ISO 14044:2006: Deutsches Institut für Normung e. V., Umweltmanagement – Ökobilanz –Anforderungen und Anleitungen. Beuth Verlag GmbH, Berlin. Auf die individuelle Erhebungsweise soll hier nicht eingegangen werden. Zu unterscheiden ist zwischen Primärdaten und Sekundärdaten. * DIN EN ISO 14067:2019-02: Deutsches Institut für Normung e. V., Treibhausgase - Carbon Footprint von Produkten - Anforderungen an und Leitlinien für Quantifizierung. Beuth Verlag GmbH, Berlin. Das Recycling liegt per Definition der VDI-Richtlinie 4800 Blatt 1 außerhalb der Produkt-Systemgrenze. Die Grenze beginnt ab der Erfassung des Abfalls – sprich das zu recycelnde Material verlässt das System ab dem Ort der Abholung/Sammlung. * VDI 4800 Blatt 1:2016-02: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Ressourceneffizienz - Methodische Grundlagen, Prinzipien und Strategien. Beuth Verlag GmbH, Berlin, S. 29. Die Ressourceninanspruchnahmen und Treibhausgasemissionen der Verwertung zu Sekundärrohstoffen werden erst dem nachfolgenden Produktsystem zugerechnet und daher nicht in die Bewertung einbezogen. Somit verlassen Stoffe, die recycelt werden, das Produktsystem ohne weitere Belastungen. Zudem ist dann auch nicht der Transport zum Recycling zu bilanzieren. * VDI 4800 Blatt 1:2016-02: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Ressourceneffizienz - Methodische Grundlagen, Prinzipien und Strategien. Beuth Verlag GmbH, Berlin, S. 29. Zum Recycling zählt auch die Verwertung von organischen Stoffen durch Kompostierung, anaerobe Vergärung und sonstigen biologischen Umwandlungsverfahren. * Bundesministerium der Justiz (2012): Gesetz zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Bewirtschaftung von Abfällen (Kreislaufwirtschaftsgesetz - KrWG). Anlage 2. Werden organische Stoffe jedoch für die energetische Verwertung aufbereitet, sind diese im System zu berücksichtigen – z. B. die anaerobe Vergärung zur Herstellung von Biogas . * Bundesministerium der Justiz (2012): Gesetz zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Bewirtschaftung von Abfällen (Kreislaufwirtschaftsgesetz - KrWG). Je nach Entsorgungsverfahren fallen Schlechtschriften (z. B. Entstehung umweltschädlicher Abgase wie Dioxine, Stickstoffoxide NOx, Schwefeloxide SOx oder Chlorwasserstoffe) oder aufwands- und emissionsmindernde Gutschriften (z. B. durch Vermeidung des Einsatzes von alternativerweise eingesetztem Neumaterial für Verbrennung) auf das Material an. Die energetischen Verwertungsverfahren werden in die Bilanzierung eingeschlossen, da sie nach der VDI-Richtlinie 4800 Blatt 1 Teil des Produktsystems sind. * VDI 4800 Blatt 1:2016-02: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Ressourceneffizienz - Methodische Grundlagen, Prinzipien und Strategien. Beuth Verlag GmbH, Berlin, S. 29. Hierbei wird die gewonnene Energie aus der Verbrennung des Materials (über Heiz- oder Brennwert) genutzt. Nein, das Refurbishment und Remanufacturing liegen außerhalb der Systemgrenze. Sie leiten dann ein neues Produktleben ein. Eine Ökobilanz (englisch: Life Cycle Assessment) ist eine sehr gründliche und äußerst detaillierte Studie, um einen Einblick in die ökologische Nachhaltigkeit von Produkten zu gewinnen. * van Doorsselaer, K.; Koopmans, R. J. (2021): Ecodesign. A Life Cycle Approach for a Sustainable Future. München: Carl Hanser Verlag (Hanser eLibrary), S. 113. Sie besteht aus vier Schritten: 1. Festlegung des Ziels und des Untersuchungsrahmens, 2. Sachbilanz (Input- und Outputströme im System), 3. Wirkungsabschätzung und 4. Auswertung. Sie ermöglicht quantitative Aussagen zu den Umweltauswirkungen des Produkts innerhalb zugrunde gelegten selbst gewählten Wirkungskategorien – beispielsweise Klimawandel, Versauerung, fossile Ressourcenerschöpfung oder Humantoxizität – und der betrachteten Systemgrenze von Cradle-to-Grave, Cradle-to Gate, Gate-to-Gate oder Cradle-to-Cradle. * van Doorsselaer, K.; Koopmans, R. J. (2021): Ecodesign. A Life Cycle Approach for a Sustainable Future. München: Carl Hanser Verlag (Hanser eLibrary), S. 106. Die Methodik und die Regeln zur Durchführung sind in der Norm DIN EN ISO 14040/44 standardisiert. Da die Durchführung allerdings zeit- (4 bis 12 Monate) und kostenintensiv (10.000 bis 100.000 €) ist, sollte eine Ökobilanz insbesondere bei KMU aufgrund ihrer Komplexität und erforderlicher Kompetenzen durch spezialisierte Unternehmen, Beratende oder Institute vorgenommen werden. * van Doorsselaer, K.; Koopmans, R. J. (2021): Ecodesign. A Life Cycle Approach for a Sustainable Future. München: Carl Hanser Verlag (Hanser eLibrary), S. 113. Nein, die bisher einzige und international genormte Methode zur ökologisch nachhaltigen und ganzheitlichen Bewertung von Produktsystemen ist die Ökobilanz nach DIN EN ISO 14040 und 14044. Doch selbst bei der Ökobilanz ist nur der Prozessablauf standardisiert, nicht hingegen die Sachbilanz, Datenerhebung, Allokation, Umweltwirkungskategorisierung und ihre optionale Gewichtung (auf Basis von Werthaltungen des Unternehmens) und andere getroffene Annahmen. Diese liegen immer im Ermessen der Personen, die die Ökobilanz durchführen. Dieser Umstand bzw. das Fehlen eines klaren Standards führt dazu, dass verschiedenste Ökobilanz-Methoden existieren und diese unterschiedliche Ergebnisse herbeiführen. * van Doorsselaer, K.; Koopmans, R. J. (2021): Ecodesign. A Life Cycle Approach for a Sustainable Future. München: Carl Hanser Verlag (Hanser eLibrary), S. 109 u. 113. * DIN EN ISO 14044:2006: Deutsches Institut für Normung e. V., Umweltmanagement – Ökobilanz –Anforderungen und Anleitungen. Beuth Verlag GmbH, Berlin. Nein, da die Erfassung des Product Carbon Footprint (PCF) auf dem Verfahren der Ökobilanz beruht und die vier Phasen der Ökobilanz umfasst. * DIN EN ISO 14067:2019-02: Deutsches Institut für Normung e. V., Treibhausgase - Carbon Footprint von Produkten - Anforderungen an und Leitlinien für Quantifizierung. Beuth Verlag GmbH, Berlin, S. 34. Hier steht der vereinfachte Simplified LCA-Ansatz im Vordergrund. * Pigosso, D. C. A.; Sousa, S. R. (2011): Life Cycle Assessment (LCA): Discussion on full-scale and simplified assessments to support the product development process. In: 3rd International workshop on advances in cleaner production. Zudem basieren die im Werkzeug hinterlegten THG-Datensätze auf verschiedene, nicht immer einsehbare, Berechnungsmethodiken. Eine auf einem Standard basierende und einheitliche Methodik der Berechnung ist nicht vorhanden. Zuletzt fordern die gängigen Standards, dass in den Carbon Footprint auch die der Atmosphäre entzogenen CO 2 -Mengen eingerechnet werden. Die Datensätze lassen dies außen vor. Nachfolgende Punkte sind zu beachten: Bei der Lebenswegorientierten Ressourcenbewertung handelt es sich um kein standardisiertes und damit kein allgemein anerkanntes Verfahren. Eine Verwendung der Ergebnisse zu Zwecken des Marketings und der Produktinformation ist somit nicht empfohlen. Vielmehr sind die Ergebnisse zur internen Verwendung im Rahmen einer Schwachstellenanalyse und Entwurfsverbesserung oder einer Entscheidungsfindung für den ökologisch nachhaltigsten Entwurf in der Produktentwicklung geeignet.

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Origin: /Bund/BMUV/VDI-Zentrum Ressourceneffizienz

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