Für die Bilanzierung des Produkts über den gesamten Lebensweg, können in den verschiedenen Prozessschritten aus den Drop-Down-Feldern Grund- und Prozessdaten (sog. Sachbilanzdaten – basierend auf Massen- und Energiebilanzen von Prozessen) gewählt werden. Dabei sind in diesen die Input- und Outputströme (Energie, Materialien und Treibhausgase) innerhalb ihrer jeweiligen Systemgrenzen bereits erfasst und modelliert.
Dies vereinfacht die Bilanzierung (Zeitersparnis). Nachfolgend finden Sie alle zur Auswahl stehenden Materialien, Fertigungsprozesse, Energieträger und -formen, Transportmittel, Entsorgungsverfahren mit ihren Datensätzen zu KRA, KEA und THG, Erläuterungen zum Datenumfang sowie die Quellen aufgeführt.
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.
Als Variablen können verschiedene Materialien und Fertigungsprozesse ausgewählt oder selbst definiert werden. Zusätzlich können Transportwege, Energieverbräuche und die Nutzungsdauer des Produktes bzw. seiner Komponenten angegeben werden. Die Datensätze (Sachbilanzdaten aus bereits bilanzierten Teilprozessen) entstammen aus den frei zugänglichen Lebenszyklusdatenbanken ProBas*
Umweltbundesamt (2015): Prozessorientierte Basisdaten für Umweltmanagementsysteme (ProBas) (online) (abgerufen am: 15.09.2022).
des Umweltbundesamtes und Idemat*
Vogtländer, J. (2022): Idemat 2022RevA.xlsx - Data on Eco-costs 2022 V1.1. Sustainability Impact Metrics, (online) (abgerufen am: 15.09.2022).
der Sustainability Impact Metrics Foundation sowie der wissenschaftlichen Literatur.*
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 (abgerufen am 28.10.2022)
*
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).
*
Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle BAFA (2021): Informationsblatt CO2-Faktoren - Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft – Zuschuss (online) (abgerufen am: 20.09.2022)
Die Daten werden in regelmäßigen Abständen aktualisiert und erweitert.
Verfahrensschritte:
Schritt 1: Definition der Produktentwürfe
Schritt 2: Bilanzierung über den Lebensweg
Schritt 3: Auswertung
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
Bestandteile des Kumulierten Energieaufwands nach Definition der VDI-Richtlinie 4600 sind:*
VDI 4600:2012-01: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Kumulierter Energieaufwand (KEA) – Begriffe, Berechnungsmethoden. Beuth Verlag GmbH, Berlin.
Hinweis 1: In Abgrenzung zur VDI-Richtlinie 4600 ist bei den Sekundärrohstoffen nicht der Heizwert mit eingerechnet (SEI). Der Sekundärrohstoff wird somit genauso wie bei Primärrohstoffen in der Lagerstätte energiefrei (mit Ausnahme des Aufbereitungsaufwands; siehe Frage zum Recycling unten) bewertet.
Hinweis 2: In Abgrenzung zur VDI-Richtlinie 4600 ist beim Strom aus Erneuerbaren Energien (Windkraft, Photovoltaik, Wasserkraft) nicht der "Energy harvestable"-Ansatz angewandt (Menge an erneuerbarer Energie, die benötigt wird, um die von der Energiesammelanlage gelieferte Energiemenge zu erzeugen). Diesem Werkzeug hingegen liegt der „Energy harvested“-Ansatz zugrunde (Energiemenge, die von der Energiesammelanlage geliefert wird).*
Frischknecht, R. et al (2015): Cumulative energy demand in LCA: the energy harvested approach. In: The International Journal of Life Cycle Assessment, Ausgabe 7/2015. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, S. 959.
Nach Einrechnung von Charakterisierungsfaktoren*
Frischknecht, R. et al (2015): Cumulative energy demand in LCA: the energy harvested approach. In: The International Journal of Life Cycle Assessment, Ausgabe 7/2015. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, S. 964.
in die hinterlegten Idemat-Datensätze zum KRA für eine Angleichung an die VDI 4600 würde der KRA-Datensatz im Vergleich zu fossil erzeugtem Strom höher ausfallen und so der falsche Anreiz zum Einsatz fossiler Energie erzeugt (siehe Katalog „Grund- und Prozessdaten zur Bilanzierung“).*
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.
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Umweltbundesamt (2021): Klima und Treibhauseffekt (online) (abgerufen am 23.03.2023)
Emittierte Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid CO2, Methan CH4 und Lachgas N2O tragen somit zum Klimawandel bzw. der Erderwärmung bei.
Durch den Indikator THG werden jede in der jeweiligen Lebenswegphase durch die Ressourcenbeanspruchung verursachten klimarelevanten Treibhausgasemissionen berücksichtigt. Der Indikator wird ausgedrückt in der Einheit kg CO2-Äquivalente (Klimawirkung hier bezogen auf Zeitraum von 100 Jahren). Dabei werden die klimarelevanten Treibhausgase äquivalent zum CO2 gesetzt bzw. auf seine Klimawirkung normiert: Jedes Treibhausgas besitzt hier ein Treibhausgaspotenzial (Global Warming Potential, GWP), als Faktor der vielfachen Menge des CO2. Das GWP drückt also den Beitrag des jeweiligen Treibhausgases zum Treibhauseffekt, in Bezug auf die Referenz CO2, aus.*
van Doorsselaer, K.; Koopmans, R. J. (2021): Ecodesign. A Life Cycle Approach for a Sustainable Future. München: Carl Hanser Verlag (Hanser eLibrary), S. 119.
Das Kohlenstoffdioxid besitzt den Faktor 1. Methan hingegen besitzt den Faktor 25, also einen Treibhauseffekt wie die 25-fache Menge an CO2.*
van Doorsselaer, K.; Koopmans, R. J. (2021): Ecodesign. A Life Cycle Approach for a Sustainable Future. München: Carl Hanser Verlag (Hanser eLibrary), S. 119.
Synonym wird auch der Begriff „CO2-Fußabdruck“ verwendet. Unterschiede in der Definition des CO2‑Fußabdruck bzw. Carbon Footprint sind zu beachten: Die Norm DIN EN ISO 14067 und das GHG Protocol „Product Life Cycle Accounting and Reporting Standard“ beispielsweise schließen in den CO2‑Fußabdruck eines Produkts neben den lebenswegbezogenen THG-Emissionen zusätzlich aus der Atmosphäre entzogene THG-Mengen (z. B. Speicherung von Kohlenstoff über längeren Zeitraum in Holz oder andere aus Biomasse gewonnene Materialien; Aufnahme und Umwandlung in Energie durch Photosynthese während Pflanzenwachstum; oder CO2-Aufnahme durch Zement in der Nutzungsphase) ein.*
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.
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World Resources Institute (WIR) and World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) (2011): Greenhouse Gas Protocol. Product Life Cycle Accounting and Reporting Standard. S. 27.
Die im Werkzeug hinterlegten Datensätze zu den THGs beziehen sich hingegen nur auf die Emissionen in die Atmosphäre.
Bezogen auf den Ressourceneinsatz haben die THGs Einfluss auf die Inanspruchnahme der Ressource „Ökosystemleistungen“, im Sinne der Aufnahmefähigkeit der Natur (Senkenfunktion).
Hinweis: Die Abkürzung „THG“ steht innerhalb des Werkzeugs für das Wort „Treibhausgasemissionen“.
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.
Bei Bewertung nur eines Entwurfs gilt: Die Nutzungsdauer ist die tatsächliche Zeit der Produktnutzung durch die Nutzenden bis zur Entsorgung und ist abhängig vom individuellen Nutzungsverhalten. Der Zusatz „Vergleichszeitraum“ in Klammern ist hierbei nicht weiter zu beachten. Sie sollten hier jedoch die Nutzungsdauer mit derselben Zahl wie die technische Nutzungsdauer angeben, da ansonsten der Entwurf entweder nicht vollständig oder mehrfach hergestellt oder entsorgt würde (sog. Allokation der Input- und Outputflüsse auf den Bezugszeitraum).
Bei Bewertung mehrerer Entwürfe gilt: Die Nutzungsdauer gilt hier als Zeitraum, auf den alle Entwürfe bezogen werden, damit ein Vergleich möglich wird (Vergleichszeitraum). Aus den Angaben der technischen Nutzungsdauer und dem Vergleichszeitraum berechnet sich für jeden Entwurf jeweils ein Allokationsfaktor - mittels Division des Vergleichszeitraum durch die technische Nutzungsdauer. Die berechneten Wirkungsindikatorwerte der Herstellungs- und Entsorgungsphase des vollständigen Entwurfs werden dann für die Auswertung mit dem Allokationsfaktor multipliziert. Die Input- und Outputströme werden demnach dem Bezugszeitraum bzw. dem quasi „vergleichenden Produktsystem“ anteilig zugeordnet.
Beispiel: Produktentwurf A hat eine technische Nutzungsdauer von 15 Jahren, Produkt B eine von 20 Jahren. Es wird der Vergleichszeitraum auf 20 Jahre festgelegt. Somit berechnet sich für Entwurf 1 ein Allokationsfaktor von 1,33, für Entwurf 2 ein Allokationsfaktor von 1,00. Dem Entwurf 1 würden demzufolge die vollständigen Umweltlasten der Herstellung und Entsorgung eines angeschafften Entwurfs (100 %), sowie zusätzlich die Umweltlasten von einem Drittel eines angeschafften Entwurfs (33 %) zugerechnet werden, um mit Entwurf 2 verglichen werden zu können. Die verbleibenden zwei Drittel liegen außerhalb der Systemgrenze: ihre Zurechnung entfällt auf die verbleibenden 10 Jahre technische Nutzungsdauer.
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.
Beispiele für funktionelle Einheiten sind
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Herrmann, C.; Saraev, A.; Busa, A. (2018): VDI ZRE-Publikationen: Ökologische und ökonomische Bewertung des Ressourcenaufwands - Effiziente Elektromotoren in der industriellen Produktion. VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH, Berlin, S. 18.
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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.
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.
Primärdaten sind quantifizierte Werte eines Prozesses, die sich aus einer direkten Messung oder aus einer Berechnung auf der Grundlage direkter Messungen ergeben.*
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.
Die Erfassung solcher Primärdaten für einen Teilprozess im Produktsystem ist ein aufwändiges Verfahren und bedarf je nach Teilprozess auch einer Nachfrage von Primärdaten bei den Zulieferern oder Recyclern. Für die Erfassung sei auf die DIN EN ISO 14044, die Beispiel-Datenerhebungsblätter für die Sachbilanz enthält, verwiesen.*
DIN EN ISO 14044:2006: Deutsches Institut für Normung e. V., Umweltmanagement – Ökobilanz –Anforderungen und Anleitungen. Beuth Verlag GmbH, Berlin.
Die Primärdaten müssen aber nicht zwingend aus dem untersuchten Produktsystem stammen, falls sie einem vergleichbaren Produktsystem entstammen.*
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.
Sekundärdaten sind hingegen Daten, die die Anforderungen an Primärdaten nicht erfüllen. Sie beinhalten unter anderem Daten aus Datenbanken und veröffentlichter Literatur, Standard-Emissionsfaktoren aus nationalen Sachbilanzen, oder berechnete Daten, Schätzwerte oder andere repräsentative Daten, die zuständige Behörden ausgewertet haben.
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).
Bei im Produkt eingesetztem Sekundärmaterial (Herstellungsphase) hingegen ist das Materialrecycling inklusive möglicher Gutschriften eingerechnet. Hierbei werden die Aufwände der Sammlung, Aufbereitung und der Transporte eingerechnet. Dieser Ansatz wird als „Cut-off-Ansatz“ oder „Recycled-Content-Ansatz“ bezeichnet: Aufbereitungsaufwände werden dem Produkt angelastet, in welchem das recycelte Material eingesetzt wird.*
Frischknecht, R. (2020): Lehrbuch der Ökobilanzierung. Springer Spektrum, Berlin, S. 202.
Das ursprüngliche Primärmaterial ist ansonsten frei von Ressourceneinsätzen (Energie und Primärrohstoffeinsatz) und Umweltbelastungen der Gewinnung und Herstellung aus dem früheren Produktsystem (Hinweis: In Abgrenzung zur VDI-Richtlinie 4600 wird beim KEA nicht der Heizwert auf das neue Produktsystem übertragen.*
VDI 4600:2012-01: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Kumulierter Energieaufwand (KEA) – Begriffe, Berechnungsmethoden. Beuth Verlag GmbH, Berlin
)
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.
Generell werden Gutschriften für die Verbrennung biogenen Kohlenstoffs (pflanzlichen oder tierischen Ursprungs) erteilt - beispielsweise bei der Verbrennung von Baumwolle, Holz oder biologisch abbaubaren Kunststoffen mit Wärmerückgewinnung oder Stromerzeugung -, da bei der Verbrennung nicht auf fossile Brennstoffe zurückgegriffen wird und die Umweltbelastung der Verbrennung (Natur nimmt auf, was sie emittiert; CO2-Neutralität) geringer ist als die vermiedene Energienutzung.*
Sustainability Impact Metrics (2020): EoL (End of Life) and Recycling in LCA (online) (abgerufen am 09.06.2023)
Hinweis: Bei den Idemat-Datensätzen gilt der Grundsatz des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), dass biogene CO2-Emissionen aus der Verbrennung nicht berücksichtigt werden (sog. Kurzzyklus-CO2, im Gegensatz zu fossil basierten Emissionen), es sei denn, das Produkt ist mehr als 100 Jahre im Einsatz.*
Sustainability Impact Metrics (2022): IDEMAT Calculation Rules (online) (abgerufen am 09.06.2023)
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.
Bei dem hier zugrunde gelegten Verfahren handelt es sich hingegen um eine vereinfachte Lebenswegbewertung (Cradle-to-Grave) zur vergleichsweise schnellen Quantifizierung des Ressourcenaufwands und der Treibhausgasemissionen eines Produkt-Systems. Die Methode basiert entsprechend auf dem Simplified LCA-Ansatz*
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.
. Die Quantifizierung des Ressourcenaufwands erfolgt über die umweltrelevanten Indikatoren Kumulierter Rohstoffaufwand (inputbezogen), Kumulierter Energieaufwand (Primärenergieeinsatz, inputbezogen) und Treibhausgasemissionen (outputbezogen), ökobilanziell auch Umwelt-Wirkungsindikatoren genannt. Die mit den Indikatoren angesprochenen Umwelt-Wirkungskategorien sind der Ressourcenverbrauch (Indikatoren KRA und KEA; Hinweis: Der KEA wird in Ökobilanzen auch als Wirkungskategorie verstanden*
Frischknecht, R. (2020): Lehrbuch der Ökobilanzierung. Springer Spektrum, Berlin, S. 104.
) des Produktentwurfs und sein Beitrag zum Klimawandel (Indikator THG). Die einzelnen Teilsysteme des Lebenswegs wie Materialgewinnung, Weiterverarbeitung etc. werden nacheinander durchlaufen.
In Abgrenzung zur Ökobilanz gilt:
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.
Die Bilanzierung (Schritt 2) in der Lebenswegorientierten Ressourcenbewertung ist hierbei konform mit der Sachbilanz-Definition der DIN EN ISO 14044, wonach eine Sachbilanz die Inputs und Outputs des Produkts über seinen Lebensweg zusammenstellt und quantifiziert.*
DIN EN ISO 14044:2006: Deutsches Institut für Normung e. V., Umweltmanagement – Ökobilanz –Anforderungen und Anleitungen. Beuth Verlag GmbH, Berlin.
Die Datensätze bzw. Sachbilanzdaten beinhalten dabei die Inputs (Rohstoffe, Materialien, Energie) und Outputs (Emissionen, Abfall) innerhalb der Systemgrenze des jeweils berechneten Teilprozesses – beispielsweise zur Gewinnung und Herstellung eines Gusseisens, bei Wahl von Gusseisen unter „Materialien/Rohstoffe“. Diese Datensätze werden dann mit den Eingaben zum Produkt multipliziert.
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 CO2-Mengen eingerechnet werden. Die Datensätze lassen dies außen vor.
Generell existieren verschiedene Standards zur Berechnung des CO₂-Fußabdrucks eines Produkts, sodass es für Unternehmen schwierig ist, einen passenden Standard zu wählen. Folgende Standards sind am verbreitetsten:*
van Doorsselaer, K.; Koopmans, R. J. (2021): Ecodesign. A Life Cycle Approach for a Sustainable Future. München: Carl Hanser Verlag (Hanser eLibrary), S. 120.
Nachfolgende Punkte sind zu beachten:
*
Ökopol; IDZ (2022): Ecodesignkit. Was sind Ökobilanz-Datenbanken?. Herausgegeben von BMUV und UBA (abgerufen am 09.06.2023).
Einige Sachbilanzdaten sind regionalisiert, beinhalten also einen geografischen Bezug, meist einen Ländercode. International gehandelte homogene Güter wie Stahl, Aluminium oder Kunststoffgranulate hingegen beinhalten durchschnittliche Datensätze, da i. d. R. nicht länderspezifisch nachverfolgbar ist, in welchem Werk oder welchem Land sie produziert wurden.*
Frischknecht, R. (2020): Lehrbuch der Ökobilanzierung. Springer Spektrum, Berlin, S. 172.
Die Informationen zu den Sachbilanzdaten sind zudem nicht immer in den Datenbanken hinterlegt. Im Katalog „Grund- und Prozessdaten zur Bilanzierung“ (siehe oben) sind die Informationen soweit möglich angegeben.
Die Komplexität der Bilanzierung obliegt den Anwendenden und ist abhängig von dem eigenen Anspruch des Detailgrads, von der Datenverfügbarkeit und dem zeitlichen Aufwand der Durchführung. Die Bilanzierungsregeln einer Ökobilanz erlauben beispielsweise die Vernachlässigung von bestimmten Komponenten des Produktsystems, wobei die Auswirkungen einer Vernachlässigung auf die Ressourceneffizienz selbst durch Plausbilitätsüberlegungen zu prüfen wäre.*
VDI 4800 Blatt 1:2016-02: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Ressourceneffizienz - Methodische Grundlagen, Prinzipien und Strategien. Beuth Verlag GmbH, Berlin, S. 29f.
In der gängigen Literatur wird die Möglichkeit genannt, dass die Vorketten von Einsatz- und Hilfsstoffen vernachlässigbar sind, wenn sie weniger als 1 % des gesamten Inputstoffstroms darstellen. Diese Stoffströme können jedoch auch relevante Ressourcenaufwände mit sich bringen (z. B. Gefahrstoffe, Edelmetalle).*
VDI 4800 Blatt 1:2016-02: Verein Deutscher Ingenieure e.V., Ressourceneffizienz - Methodische Grundlagen, Prinzipien und Strategien. Beuth Verlag GmbH, Berlin, S. 29f.
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.
Zur Kommunikation umweltrelevanter Produktinformationen an die Kundschaft bieten sich anerkannte Umweltkennzeichnungen und ‑deklarationen an, dessen Quantifizierung von Daten nach den gängigen Standards erfolgt (z. B. DIN EN ISO 14025 für Typ III Umweltdeklarationen).*
DIN EN ISO 14025:2011-10: Deutsches Institut für Normung e. V., Umweltkennzeichnungen und -deklarationen - Typ III Umweltdeklarationen - Grundsätze und Verfahren. Beuth Verlag GmbH, Berlin
Hierzu sind die Anforderungen der Quantifizierung in den Standards zu befolgen.
Bei Fragen zum Thema „Lebenswegorientierte Ressourcenbewertung“ helfen wir Ihnen gerne weiter.
Tel.: +49 (0)30 2759506-505
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