Ziel der effizienten Nutzung natürlicher Ressourcen ist die Entkopplung des Wirtschaftswachstums vom Ressourcenverbrauch.* Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (2020): Programm zur nachhaltigen Nutzung und zum Schutz der natürlichen Ressourcen (online), abgerufen am 08.06.2022. Die Entkoppelung dieser beiden Faktoren trägt nicht nur zu einem nachhaltigen Wirtschaftswachstum bei, sondern leistet zugleich einen Beitrag zu mehr Ressourcenschonung und Klimaschutz.
Ressourceneffizienz ist jedoch nicht nur von ökologischer und gesellschaftlicher Bedeutung, sondern insbesondere für Unternehmen von ökonomischer Relevanz. In vielen Betrieben ergeben sich immer wieder neue Potenziale zur Umsetzung von Maßnahmen, die dazu beitragen, die betriebliche Ressourceneffizienz zu steigern.
Ressourceneffizienz hat daher sowohl einen positiven Effekt auf den Unternehmenserfolg als auch auf die Umwelt.
Gemäß der Richtlinie VDI 4800 Blatt 1 wird Ressourceneffizienz (RE) als „das Verhältnis eines bestimmten Nutzens oder Ergebnisses zum dafür nötigen Ressourceneinsatz“ definiert.
© VDI ZRE (in Anlehnung an VDI 4800 Blatt 1)
Der Nutzen kann dabei sowohl ein konkretes Produkt bzw. eine Dienstleistung sein oder aber über eine Funktion bzw. funktionelle Einheit beschrieben werden. Eine funktionelle Einheit dient dabei als Bezugsgröße, um einen bestimmten Nutzen lösungsneutral zu beschreiben. So kann beispielsweise das Herstellen von 5.000 Zahnrädern zur Übertragung eines Drehmoments von 200 Nm als Bezugsgröße der funktionellen Einheit dienen.
Der Einsatz oder Aufwand besteht derweil in der Inanspruchnahme natürlicher Ressourcen. Zu natürlichen Ressourcen zählen sowohl erneuerbare als auch nicht erneuerbare Primärrohstoffe, Energie, Luft, Wasser, Fläche und Boden, Biodiversität und die Ökosystemleistung. Die Ökosystemleistung beschreibt dabei, wie die Ressourcen Boden, Luft und Wasser als sogenannte Senke fungieren, d.h. Emissionen und Abfälle aufnehmen. Die Biodiversität (biologische Vielfalt) nimmt unterdessen Einfluss auf die Ökosystemleistung und trägt dazu bei, deren Senkenfunktion aufrechtzuerhalten.
Das bedeutet, dass die Ressourceneffizienz steigt, wenn der Ressourceneinsatz bei gleichbleibendem Nutzen sinkt, oder wenn der Nutzen bei gleichem Ressourceneinsatz steigt.
Als Ressourcen werden im industriellen Umfeld diejenigen Mittel bezeichnet, die zur Produktion von Gütern und Dienstleistungen benötigt und verbraucht werden. Dabei wird zwischen technisch-wirtschaftlichen Ressourcen – zum Beispiel Personal, Betriebsmitteln, Kapital, Wissen – und natürlichen Ressourcen unterschieden.
Für die Bedeutung der Ressourceneffizienz werden jedoch ausschließlich die natürlichen Ressourcen betrachtet.
© VDI ZRE (in Anlehnung an VDI 4800 Blatt 1)
Zu den natürlichen Ressourcen gehören:
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Vgl. VDI 4800 Blatt 1 (2016).
Als Primärrohstoffe werden diejenigen natürlichen Rohstoffe bezeichnet, die bis auf die Gewinnung bzw. den Abbau unbearbeitet in ihrem natürlichen Zustand vorliegen und noch nicht weiterbe- oder verarbeitet wurden. Primärrohstoffe werden zudem in erneuerbare und nicht erneuerbare Rohstoffe unterschieden.
Erneuerbare Primärrohstoffe
Erneuerbare Primärrohstoffe werden auch als nachwachsende Rohstoffe bezeichnet, die durch gezielten Anbau oder schnelle Regeneration nahezu endlos zur stofflichen Nutzung für den Menschen zur Verfügung stehen. Hierzu zählen bspw. Holz, Naturfasern wie Baumwolle, Mais usw.
Nicht erneuerbare Primärrohstoffe
Nicht erneuerbare oder nachwachsende Rohstoffe sind unterdessen solche, die aufgrund ihrer langsamen Entstehung bzw. Regeneration nicht endlos für den Menschen zur Verfügung stehen. Grund dafür ist, dass sie bedeutend schneller verbraucht werden als sie nachwachsen oder sich regenerieren können. Hierzu zählen u.a. Erze, Minerale, Erdöl und Kohle.
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Vgl. VDI 4800 Blatt 1 (2016).
Energieressourcen bilden die Grundlage für Energiedienstleistungen. Diese natürlichen Ressourcen können stoffliche Energieträger (Energierohstoffe), durch Stoffe vermittelte Energie (strömende Ressourcen) oder nicht stoffliche Energieformen wie Strahlung umfassen.
Energierohstoffe
Energierohstoffe sind erneuerbare sowie nicht erneuerbare Primärrohstoffe, z.B. Kohle, Erdöl, Erdgas, Biomasse oder Uran.
Strömende Ressourcen
Zu den strömenden Ressourcen gehören z.B. Geothermie, Wind- und Wasserkraft. Strömende Ressourcen stehen unendlich zur Verfügung und sind nicht erschöpflich. Die Nutzung strömender Ressourcen erfordert jedoch den Einsatz weiterer Ressourcen, bspw. zum Bau von Wind- und Wasserkraftturbinen.
Strahlungsenergie
Die Strahlungsenergie, wie z.B. die solare Strahlungsenergie, ist eine nicht stoffliche Energieform. Sie steht unendlich zur Verfügung und ist nicht erschöpflich. Die Nutzung erfordert jedoch, ebenso wie im Falle strömender Ressourcen, den Einsatz weiterer Ressourcen, bspw. zum Bau von Solarzellen.
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Vgl. VDI 4800 Blatt 1 (2016).
Fläche/Boden, Wasser und Luft sind Elemente der natürlichen Umwelt und gehören zu den sogenannten Umweltmedien.
Fläche/Boden
Die Landoberfläche kann entsprechend ihres Nutzens in Waldflächen, Landwirtschaftsflächen, Siedlungs- und Verkehrsflächen (u.a. Gebäude- und Betriebsflächen, Straßen, Wege etc.) sowie Wasserflächen aufgeteilt werden. Das stoffliche Substrat auf der Landoberfläche ist der Boden, über den eine Nähr- und Mineralstoffversorgung und eine Wasserspeicherung erfolgt. Über die Senkenfunktion des Bodens können Kreisläufe geschlossen (bspw. Aufnahme biogener Abfälle) und so sonstige natürliche Ressourcen positiv beeinflusst werden.
Wasser
Wasser lässt sich einerseits nach seiner Herkunft (Meerwasser, Grundwasser, Oberflächenwasser, Eis, Schnee oder Niederschlag) und andererseits nach seiner Funktion (Trinkwasser, Bewässerungswasser, Kühlwasser, Stauwasser oder Prozesswasser) unterscheiden. Die Senkenfunktion des Wassers gewährleistet dabei wichtige Ökosystemleistungen. Hierzu zählt bspw. sauberes Trinkwasser. Die Regenerationsrate von Wasser ist daher von besonderer Bedeutung, auch weil die Verfügbarkeit u.a. von den Wasserangeboten über Grund- und Oberflächenwasser abhängt.
Luft
Luft spielt bei biologischen und technischen Prozessen ebenfalls eine wesentliche Rolle. In technischen Prozessen wird Luft beispielsweise für die Verbrennung oder für Oxidaktionsreaktionen benötigt. Auch in Form von Druckluft oder zerlegt in ihre Bestandteile (z.B. als flüssiger Stickstoff) ist die Luft ein wesentlicher Faktor in der industriellen Produktion. Die Senkenfunktion von Luft gewährleistet dabei wichtige Ökosystemleistungen wie saubere Atemluft oder Strahlungsschutz.
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Vgl. VDI 4800 Blatt 1 (2016).
Als Ökosystemleistung wird der Nutzen oder Vorteil bezeichnet, den der Mensch aus einem Ökosystem zieht. Beispiele für Ökosystemleistungen sind u. a. die Natur als Naherholungsraum, natürliche Flussauen als Schutz vor Hochwasser, Biodiversität (= genetische Vielfalt, Artenvielfalt) oder die Senkenfunktion der Umweltmedien, d.h. die Fähigkeit, Schadstoffe zu absorbieren.
© VDI ZRE
In einer Umfrage im Auftrag des VDI Zentrum Ressourceneffizienz wurden über 1.000 Entscheiderinnen und Entscheider von Unternehmen aus acht Branchen des verarbeitenden Gewerbes mit 20 bis 1.000 Mitarbeitenden zum Thema Ressourceneffizienz befragt. Über 55 Prozent der Befragten gaben an, dass sie Unternehmen ihrer Branche kennen, die durch Ressourceneffizienz Wettbewerbsvorteile erzielt haben. Dabei wurden sehr unterschiedliche Maßnahmen zur Steigerung der Ressourceneffizienz angeführt.*
Wecus, A. von und Willeke, K. (2015): Status quo der Ressourceneffizienz im Mittelstand. Befragung von Unternehmensentscheidern im verarbeitenden Gewerbe 2015, VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, Berlin.
Der Großteil der weltweit vorkommenden Rohstoffvorräte ist nur limitiert verfügbar – egal, ob es sich dabei um Energieressourcen oder andere Primärrohstoffe handelt. Das bedeutet in weiterer Konsequenz, dass Ressourcen, die heute verbraucht werden, nicht mehr für kommende Generationen zur Verfügung stehen werden. Der sparsame und effiziente Einsatz knapper Ressourcen stellt daher einen zentralen Aspekt auf dem Weg in eine ressourceneffiziente Wirtschaft und Industrie dar.
Doch auch darüber hinaus können Unternehmen von der Steigerung der eigenen Ressourceneffizienz profitieren.
Eine gesteigerte betriebliche Ressourceneffizienz bietet für Unternehmen auch einige wirtschaftliche Vorteile. Dazu zählen unter anderem:
Durch ressourceneffizientes Wirtschaften senken Unternehmen ihre Kosten, machen sich unabhängiger von den Preisschwankungen des Marktes und verschaffen sich dadurch wiederum Wettbewerbsvorteile. Beim Umsetzen von Ressourceneffizienz entwickeln sie zudem Know-how, Prozesse und neue Technologien, die sich weltweit verkaufen lassen. Von diesen Entwicklungen profitieren wiederum nicht nur einzelne Unternehmen. Auch der (Industrie-)Standort Deutschland kann draus seinen Nutzen ziehen – in Form von Wirtschaftswachstum und der Schaffung von Arbeitsplätzen.
Ein weiterer Aspekt, der für mehr Ressourceneffizienz im eigenen Unternehmen spricht, ist der Schutz der Umwelt. Der Nutzen für die Umwelt liegt auf der Hand, doch auch das eigene Unternehmen profitiert davon. Denn die Kundschaft achtet zunehmend darauf, dass Waren umweltgerecht produziert werden. Ressourceneffizienz sichert daher nicht nur die Zukunft des Unternehmens, sondern hilft auch dabei, die Zukunft des Wirtschaftsstandorts Deutschland und für kommende Generationen zu erhalten und (neu) zu gestalten.
Ressourceneffizienz ist ein attraktives und probates Mittel, die wirtschaftliche Situation und Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens nachhaltig zu stärken. Umfangreiche Erfahrungen aus erfolgreich realisierten Projekten zur Material- und Energieeffizienz zeigen verschiedene Möglichkeiten, die wirtschaftliche Situation von Unternehmen zu verbessern.
© VDI ZRENach Angaben des Statistischen Bundesamts machten 2018 die Ausgaben für Material mit rund 42 Prozent den größten Kostenanteil von Unternehmen im verarbeitenden Gewerbe aus. Und dabei handelt es sich um keine Ausnahme-erscheinung. So hat der Anteil von Materialkosten am Bruttoproduktionswert kleiner und mittlerer Unternehmen in der Fertigung in den letzten 30 Jahren kontinuierlich zugenommen. Diese Entwicklung spiegelt sich auch in der Kostenstruktur wider, erstellt auf Grundlage der Daten des Statistischen Bundesamts.*
Vgl. Statistisches Bundesamt (2020), Kostenstrukturstatistiken Fachserie 4, Reihe 4.3.
Man sieht, dass die Ausgaben für Material von 36 Prozent im Jahr 1993 auf ca. 41,5 Prozent im Jahr 2019 angestiegen sind, die Personalkosten unterdessen im gleichen Zeitraum von 27 Prozent auf 19,5 Prozent sanken. Die Ausgaben für Energie blieben derweil fast konstant bei 2 Prozent. Auf Basis dieser Daten wird ersichtlich, dass Material als Ansatz zur Kosteneinsparung aufgrund des großen Anteils innerhalb der Kostenstruktur enorme Potenziale birgt. Denn schon eine geringe prozentuale Einsparung in diesem Kostenblock kann für signifikante Kostenreduktionen sorgen.
Ressourceneffizienz bietet Unternehmen somit auch die Möglichkeit, den Kostendruck, beispielsweise aufgrund von steigenden Beschaffungskosten, perspektivisch zu kompensieren. Schließlich unterliegen die Marktpreise für Materialien, Halbzeuge und Vorprodukte oftmals sowohl kurzfristigen Preisschwankungen als auch längerfristigen Preissteigerungen.
© Fotolia / Mark HulsUm Zukunftstechnologien sukzessive weiter auszubauen und Innovationen zu entwickeln, benötigen Unternehmen Rohstoffe wie Hochtechnologiemetalle (Platin, Chrom, Indium uvm.). Aufgrund der steigenden Nachfrage und der teilweise bestehenden Monopolstellungen der Abbauregionen kann es zu Preisanstiegen und im Weiteren zu damit verbundenen wirtschaftlichen Belastungen für Unternehmen kommen. Insbesondere für neue Technologiebereiche wie die Elektromobilität, den Ausbau erneuerbarer Energien und die fortschreitende Digitalisierung bedarf der Industriestandort Deutschland technologischer Rohstoffe wie beispielsweise Lithium, das für die Produktion von Lithium-Ionen-Akkus erforderlich ist, oder schwere sowie leichte Seltene Erden, die für Magnete von Elektro-Automobilen oder für Generatoren von Windenergieanlagen benötigt werden. Insbesondere für diese Rohstoffe wird zukünftig ein höherer Bedarf gesehen als derzeit gefördert wird.*
Marscheider-Weidemann, F.; Langkau, S.; Hummen, T.; Erdmann, L.; Espinoza, L. T.; Angerer, G.; Marwede, M. und Benecke S. (2016): Rohstoffe für Zukunftstechnologien 2016, Berlin.
Doch nicht nur die steigende Nachfrage nach Rohstoffen, sondern auch global-politische Rahmenbedingungen beeinflussen die Rohstoffpreise nachhaltig. Ein effizienter Umgang mit natürlichen Ressourcen hilft somit dabei, negative Einflüsse auf die (Beschaffungs-)Kosten des Betriebs zu verringern. Betrachtet man zudem die fortschreitende Digitalisierung und die Notwenigkeit der Datenspeicherung, so werden zukünftig die Bedarfe an Rohstoffen für die Herstellung von Speichern in Rechenzentren signifikant ansteigen.*
Marscheider-Weidemann, F.; Langkau, S.; Baur, S.-J.; Billaud, M.; Deubzer, O.; Eberling, E.; Erdmann, L.; Haendel, M.; Krail, M.; Loibl, A.; Maisel, F.; Marwede, M.; Neef, C.; Neuwirth, M.; Rostek, L.; Rückschloss, J.; Shirinzadeh, S.; Stijepic, D.; Tercero Espinoza, L.; Tippner, M. (2021): Rohstoffe für Zukunftstechnologien 2021, Berlin.
Strategien und Maßnahmen zur Steigerung der Ressourceneffizienz können produkt- oder prozessbezogen sein und beeinflussen damit verschiedene Teilbereiche im Unternehmen, wie u.a. die Produktentwicklung, Fabrikplanung oder die Produktion. Auch Maßnahmen, die das Umfeld der Produktion betreffen – so zum Beispiel die Beschaffung, die Verbesserung der betrieblichen Logistik oder die Produktionsinfrastruktur – gehören dazu. Auch wenn in manchen Fällen zunächst umfangreiche Investitionen getätigt werden müssen, können sich diese bereits nach kurzer Zeit amortisieren.
Die Akzeptanz und der Erfolg von Maßnahmen zur Steigerung der Ressourceneffizienz hängen außerdem stark davon ab, inwieweit Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Unternehmen in die Prozesse eingebunden werden.
Produktbezogene Maßnahmen stellen meist den umfassendsten Ansatz zur Steigerung der Ressourceneffizienz dar. Denn hier werden die meisten technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Eckpunkte bereits vorab festgelegt. Neben einem Großteil der Kosten wird in der Produktentwicklung der Ressourceneinsatz über den gesamten Produktlebensweg hinweg definiert. So werden beispielsweise durch die Auswahl der Rohstoffe im Entwicklungsprozess der Ressourceneinsatz in der Rohstoffgewinnung, der Herstellungs- und der Nutzungsphase konkretisiert und auch der Recycling- und Verwertungsprozess beeinflusst.
Zwar haben produktbezogene Maßnahmen in der Regel den größten Einfluss auf die Ressourceneffizienz, jedoch hat nicht jedes Unternehmen Einfluss auf die Produktgestaltung, da Produktspezifikationen von Seiten der Auftraggebenden oder der Kundschaft vorgeschrieben werden und nur schwer anzupassen sind. Für diese Unternehmen spielen deshalb Maßnahmen zur Verbesserung der Ressourceneffizienz in den Produktionsprozessen innerhalb der eigenen Betriebsgrenzen eine wesentliche Rolle.
Die nachfolgende Darstellung veranschaulicht dieses Zusammenspiel von Produktentwicklung und Produktlebensweg.
© VDI ZRE auf Basis von Anderl, R.; Abele, E.; Birkhofer, H. (2005).
Die Produktentwicklung wird durch die Aufgabe ausgelöst und gliedert sich in die Phasen Aufgabe klären, Konzipieren, Entwerfen und Ausarbeiten. Dabei werden die Phasen iterativ durchlaufen. Ergebnis des Produktentwicklungsprozesses ist ein virtuelles Produktmodell zur Herstellung des Produkts.
Der Produktlebensweg gliedert sich in die Produktlebensphasen Werkstoffherstellung, Herstellung, Nutzung, Recycling und Entsorgung. Stoff- und Energieflüsse sowie Emissionen entstehen in nahezu allen Prozessen der Produktlebensphasen.
In der Produktentwicklung werden Prozesse im gesamten Produktlebensweg beeinflusst und damit Ressourcenverbräuche festgelegt.
Um jedoch lokale Verbesserungen auf Kosten einer Verschlechterung der Gesamtbilanz zu vermeiden, müssen Prozesse im Produktlebensweg ganzheitlich betrachtet und antizipiert werden. Die Entwicklung ressourceneffizienter Produkte und Prozesse erfordert eine detaillierte Analyse eingesetzter Energien, Materialien und vorhandener Prozesse sowie deren Bewertung im Hinblick auf Energie- oder Materialaufwand oder relevante Umweltbeeinträchtigungen. Wesentliche Voraussetzung hierzu sind praxisgerechte und zugleich richtungssichere Bewertungsmethoden.
Die Systemebene hat einen maßgeblichen Einfluss auf erreichbare Ressourceneffizienzpotenziale. Denn die Zielgruppe kauft nicht Produkte, sondern Nutzen oder Funktionen. Daher ist der Nutzen als Ausgangspunkt für signifikante Effizienzsteigerungen anzusehen. Eine lösungsneutrale Formulierung des Nutzens über die funktionelle Einheit ist eine wesentliche Voraussetzung.
© VDI ZRE (in Anlehnung an Brezet et al. [1997])
Es werden vier Innovationsstufen mit unterschiedlichem Potenzial zur Steigerung der Ressourceneffizienz unterschieden. Die Innovationsstufen setzen unterschiedliche Eingriffsmöglichkeiten voraus und erfordern stark variierende Aufwendungen und Zeithorizonte im Hinblick auf ihre Umsetzung.
Der Grundgedanke dieser Innovationstypen lässt sich von Produkten auf Fertigungsprozesse und Unternehmensprozesse übertragen. Produktionsprozesse in Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes sind vielschichtig und meist an das Unternehmen angepasst. Eine Vielzahl von Unternehmensbeispielen zeigt, wie durch Anpassungen der Produktion die Ressourceneffizienz gesteigert werden kann. So eröffnet eine Neugestaltung des Produktionsprozesses mit neuen Fertigungstechnologien häufig weitere Möglichkeiten und ungeahnte Einsparpotenziale.
Im Vergleich zur lokalen Optimierung ist das Potenzial zur Steigerung der Ressourceneffizienz durch systemische Veränderungen oftmals größer. Dennoch können auch durch kleine Veränderungen hohe Steigerungen der Ressourceneffizienz erzielt werden.
Das Vorgehen zur Umsetzung von RE Maßnahmen untergliedert sich gemäß der Richtlinie VDI 4801 „Ressourceneffizienz in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU)“ in die fünf übergeordneten Schritte:
Einige der Schritte sind nochmals in Teilschritte untergliedert. Beispielsweise wird im wichtigen Schritt der Analyse zwischen Grob- und Detailanalyse sowie nach Analyse der Produktion und Analyse des Lebenswegs unterschieden. Die Schritte 1 bis 3 müssen gegebenenfalls iterativ durchlaufen werden, um eine geeignete Lösung auszuwählen und anschließend umzusetzen.
Das Werkzeug Leitfaden Ressourceneffizienz bietet auf Basis unterschiedlicher Methoden und Arbeitsmittel für die einzelnen Schritte eine Orientierungshilfe und Unterstützung für eine erfolgreiche Umsetzung von betrieblichen Ressourceneffizienz-Maßnahmen.
Erfahren Sie, wie Sie Materialverluste, die z. B. durch Nacharbeit in der Produktion entstehen, reduzieren und Ihren Gesamtenergieverbrauch senken können.
Zum RessourcencheckErfahren Sie, wie Sie Materialverluste, die z. B. durch Nacharbeit in der Produktion entstehen, reduzieren und Ihren Gesamtenergieverbrauch senken können.
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Tel.: +49 (0)30 2759506-505
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