Umweltbewertungsmethoden

Life-Cycle-Management (LCM) / Life-Cycle-Assessment (LCA)

• 4 Phasen im Lebenszyklus eines Produkts

1. Rohstoffgewinnung/Herstellung von Vorprodukten

2. Herstellung des Produkts

3. Nutzung

4. End-of-Life/Entsorgung

Hebeleffekt: Zusätzlicher Aufwand in der Herstellungsphase kann ein Vielfaches in der Nutzungsphase einsparen

Klausur

Leichtbau durch Materialinnovation

• Früher herkömmlicher Stahl (höheres Gesamtgewicht).

• Heute Nutzung hochfeste und ultrahochfeste Stähle, Aluminium. Diese Materialien bieten eine hervorragende Festigkeit bei wesentlich geringerem Gewicht,ohne die Sicherheit oder die strukturelle Integrität der Fahrzeuge zu beeinträchtigen.

Fortschritte in der Blechumformung

• Moderne Verfahren wie Tiefziehen, Hydroforming und Warmumformen ermöglichen, komplexe Teile mit hoher Präzision herzustellen, die sowohl leicht als auch stabil sind.

Ergebnisse

• Leichtere Fahrzeuge benötigen weniger Energie, um bewegt zu werden, was zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch und niedrigeren Emissionen führt.

• Gleichzeitig wird die Sicherheit durch den Einsatz fortschrittlicher Materialien und Technologien nicht beeinträchtigt.

Klausur

Ökobilanz / Lebenszyklusanalyse (Life Cycle Assessment, LCA)

• Definition:

  • Ein methodisches Werkzeug, das dazu dient, die Umweltauswirkungen von Produkten, Dienstleistungen oder Prozessen über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg zu erfassen und zu bewerten.

  • Von Rohstoffgewinnung bis zur Entsorgung/Recycling werden alle relevanten Umweltbelastungen berücksichtigt.

  • Ziel: Umweltauswirkungen zu minimieren & nachhaltigere Alternativen zu entwickeln.

• Funktionen:

  • Entwicklung von umweltverträglicheren Produkten

    • Ökobilanz für Kleidung hat hohe Wasserverbräuche und Pestizideinsätze als Problem identifizieren. Lösung: Einsatz Bio-Baumwolle oder recycelten Materialien.

  • Hilfe für politische Entscheidungsprozesse

    • Ökobilanzen liefern wertvolle Daten, die politischen Entscheidungsträgern helfen, informierte Entscheidungen zu treffen.

  • Marketingzwecke

    • Unternehmen nutzen Ökobilanzen für Marketingzwecke, um die Umweltverträglichkeit ihrer Produkte zu kommunizieren. Beispiel: Produkt mit Umweltsiegel (Nachweis, das Produkte aus recycelten Materialien hergestellt werden)

Namen und Bezeichnungen des Life-Cycle-Assessment

• Ökobilanzierung

  • Erfassung & Bewertung UA eines Produkts über gesamten LCM

• Ressource and Environmental Profile Analysis

  • Neben UA auch Ressourcennutzung untersucht

• Integral Environmental Analysis

  • Berücksichtigt alle relevanten UA und Ressourcennutzung im ganzheitlichen Rahmen

• Environmental Profiles

  • Darstellung UA eines Produkts in Form von Profilen, um UA verständlich darzustellen

• Life-Cycle-Analysis

  • Bewertung der UA über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts

-> Wahl der passenden Analysesysteme ist wichtig und kann qualitatives Ergebnis beeinflussen

Potential und Limitationen

• Ökobilanz kann Verbesserungsmöglichkeiten aufzeigen

  • Um gezielte Maßnahmen zur Reduzierung der Umweltauswirkungen vorzunehmen

• Das Ergebnis ist selten eineindeutig und oft subjektiv aufgrund der Bewertungskriterien

• Ökobilanz berücksichtigt nur Umweltfaktoren und vernachlässigt

  • Betriebswirtschaftliche Faktoren

  • Volkswirtschaftliche Faktoren

  • Soziale Faktoren

  • Gebrauchstauglichkeit von Produkten

Wichtige Aspekte wie Kosten, Arbeitsplatzschaffung, soziale Auswirkungen oder die Gebrauchstauglichkeit von Produkten nicht ausreichend berücksichtigt werden.

Bilanzebenen der Ökobilanz beziehen sich auf die verschiedenen Ebenen, auf denen eine ökologische Bilanzierung durchgeführt werden kann, um die Umweltauswirkungen von Produkten, Prozessen oder Standorten zu bewerten.

1. Betriebsbilanz:

   • Betrachtet UA eines Betriebs. Alle Aktivitäten des Betriebs berücksichtigt, von Rohstoffbeschaffung, Produktion, Transports, Energieverbrauchs, Abfallentsorgung. Ziel: Umweltleistung des Betriebs zu bewerten und Verbesserungen zu identifizieren.

   • Was geht in das U rein: LKW, Ressourcen, Strom, Frischwasser

   • Was geht aus U raus: Produkte, Gebrauchswasser, Abgase

2. Prozessbilanz:

   • Analysiert UA eines Produktionsprozesses oder einer Phase im Lebenszyklus eines Produkts. Ressourcenverbräuche, Emissionen und Abfallströme des Prozesses betrachtet. Ziel: Umweltleistung eines Prozesses zu bewerten und zu optimieren

   • Idealfall: Summe Prozessbilanzen = Betriebsbilanz

3. Produktbilanz (LCA):

   • Betrachtet UA eines Produkts über gesamten Lebenszyklus, von Rohstoffgewinnung bis Entsorgung. Ziel: Umweltwirkungen verschiedener Produkte zu vergleichen und umweltfreundlichere Alternativen zu identifizieren.

4. Standortbilanz:

   • Untersucht UA eines Standorts oder Region, unabhängig der Aktivitäten. Alle relevanten Umweltfaktoren berücksichtigt, die durch menschliche Aktivitäten entstehen. Luft- & Wasserverschmutzung, Ressourcennutzung.

• "Cradle to grave" bedeutet wörtlich übersetzt "von der Wiege bis zum Grab" und bezieht sich auf den gesamten Lebenszyklus eines Produkts oder einer Dienstleistung, beginnend mit der Rohstoffgewinnung und endend mit der Entsorgung.

• "Cradle to cradle" bedeutet wörtlich übersetzt "von der Wiege zur Wiege" und bezeichnet einen Ansatz, der darauf abzielt, dass alle Materialien, die bei der Herstellung eines Produkts verwendet werden, nach ihrem Gebrauch vollständig wiederverwertet oder biologisch abgebaut werden können, um in den Produktionskreislauf zurückzukehren und somit einen geschlossenen Kreislauf zu bilden. Dieser Ansatz strebt eine nachhaltige Produktion an, bei der Abfall vermieden wird und die Umweltauswirkungen minimiert werden.

Ökobilanz beziehen sich auf die verschiedenen Ebenen, auf denen eine ökologische Bilanzierung durchgeführt werden kann, um die Umweltauswirkungen von Produkten, Prozessen oder Standorten zu bewerten.

1. Elemente einer Ökobilanz bzw. eines LCA

1. Elemente einer Ökobilanz bzw. eines LCA Zielsetzung und Untersuchungsrahmen (Systemgrenze)

• Wen möchte ich damit ansprechen, die Politik, potenzielle Kunden? für interne Zwecke, um Einsparmöglichkeiten zu identifizieren?

1. Elemente einer Ökobilanz bzw. eines LCA Zielsetzung und Untersuchungsrahmen (Systemgrenze)

Ich muss meine Systemgrenze festlegen (Geographisch (Land), E-Mobilität

Beispiel: Mülldeponieanlage

Festlegung Ziel und Systemgrenzen:

• Ziel: Adressat (Staat) und Bevölkerung

• Systemgrenzen: Müllverbrennungsanlage (Betriebsbilanz: Grundstück)

• Funktionelle Einheit: Wieviel Energie oder Aufwand habe ich, wenn ich 1t Abfall verbrenne

  • Um UA verschiedener Produkte und Prozess miteinander zu vergleichen

Sachbilanz:

• Was geht da rein (Müll), was geht da raus (Energie: Strom/Wärme)?

Wirkungsabschätzung

• Beispiel: Autosherstellung, CO2 im gesamten Lebenszyklus erfassen. Von Rohstoffgewinnung, über Produktion, Nutzung bis zur Entsorgung.

• Wirkungsabschätzung: CO2-Menge pro Schritt zu quantifizieren und unter Kategorie "Klimawandel" zusammenfassen und eine Gesamtbilanz erstellen. Autoanteil zum Klimawandel über gesamten Lebenszyklus.

• Andere UA zu quanifizieren: z.B. Luftverschmutzung, Ressourcenverbrauch, Wasserverbrauch

  • WA ermöglicht UA eines Produkts zu erfassen und zu analysieren, um fundierte Entscheidungen zur Verbesserung der Umweltleistung treffen zu können.

Auswertung

• Darstellung und Interpretation der Ergebnisse (Produktvergleich, Gewichtung)

• Beispiel Styropor und Popcorn (Popcorn wenuger CO2, doch höhere Nitrate)

• Diskussion von Sensitivitäten und Einschränkung (Styropor, weil keine Nitrate und Ammoniak)

• Definition

  • Der kumulierte Energieaufwand ist ein eindimensionales Verfahren zur Ökobilanzierung.

  • Der KEA bildet die Summe aller Primärenergieinputs, die für ein Produkt oder eine Dienstleistung aufgewendet werden.

    • Primärenergie: Öl, Gas, Kohle, Solar, Wind, Wasser, Kernbrennstoffe

• KEA sind ein Teil einer Ökobilanz (Energieströme werden dort in der Sachbilanz erfasst)

• KEA Methode, um die Gesamtmengen-Energie für Herstellung eines Produkts zu bestimmen. Von Rohstoffgewinnung, Herstellung und Betrieb von Produktionsanlagen aufgewendet wird.

  • Beispiel Stahl: Von Eisenerz-Gewinnung bis zur Stahl-Produktion in Hochöfen und Walzwerken.

• Sachbilanz: Was gehen für Ströme rein, was geht raus

• Wir haben angeschaut auf die Auswertung, Gewichtungsfaktoren, Kriterien, Auswahl (Welche sind drin, welche sind nicht drin)

• KEA und KEV angeschaut: Es lässt sich gut quantifizieren, aber man muss abgleichen und schauen, ob es drumherum etwas gibt, was geschickt weggelassen wurde