Der e-up! Umweltprädikat Hintergrundbericht

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1 Der e-up! Umweltprädikat Hintergrundbericht

2 Inhaltsverzeichnis Die Umweltbilanz des e-up! Die untersuchten Fahrzeuge Ziel und Zielgruppe der Untersuchung Funktion und funktionelle Einheit der untersuchten Fahrzeugsysteme Untersuchungsrahmen Umweltwirkungsabschätzung Datengrundlage und Datenqualität Sensitivitätsanalyse Modellannahmen und Festlegungen der Umweltbilanz Ergebnisse der Umweltbilanzierung Sachbilanzergebnisse Umweltprofile der Fahrzeuge im Vergleich Fazit Gültigkeitserklärung Umweltwirkungskategorien Literatur und Quellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis...32 Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis

3 Die Umweltbilanz des e-up! Die Technische Entwicklung von Volkswagen hat sich in ihren Umweltzielen die kontinuierliche Verbesserung der Volkswagen Produkte und des Standorts bezüglich der Umweltverträglichkeit zum Ziel gesetzt. Unter dem Begriff des Think Blue. Engineering. ist es das Ziel von Volkswagen, Fahrzeuge und Komponenten so zu entwickeln, dass sie ganzheitlich betrachtet jeweils bessere Umwelteigenschaften aufweisen als ihre Vorgänger- bzw. Vergleichsmodelle. 1 Die Umweltperformance der Fahrzeuge und Technologien dokumentiert Volkswagen in Form von Umweltprädikaten und das bereits seit Mit diesen informiert das Unternehmen seine Kunden, Aktionäre und weitere Interessenten innerhalb und außerhalb des Unternehmens ausführlich darüber, wie Volkswagen Produkte und Prozesse umweltfreundlicher gestaltet und welche Erfolge dabei erzielt werden. Grundlage der Umweltprädikate sind detaillierte Umweltbilanzen gemäß ISO 14040/44, die durch unabhängige Sachverständige, z. B. den TÜV NORD, geprüft werden. Im Sinne einer integrierten Produktpolitik betrachtet Volkswagen so nicht nur einzelne Umweltaspekte, wie etwa die Fahremissionen, sondern den gesamten Lebenszyklus eines Produkts: von der Herstellung über die Nutzung bis hin zur Verwertung. Diese ganzheitliche Herangehensweise bezeichnet man daher auch mit von der Wiege bis zur Bahre (engl.: cradle-to-grave ). Mit dem vorliegenden Umweltprädikat präsentiert Volkswagen die Ergebnisse einer solchen vollständigen Umweltbilanz. Dazu hat Volkswagen den neuen elektrisch betriebenen e-up! (PSM, 60 kw) 2 sowohl mit der normalen konventionellen Variante 3 als auch dem besonders verbrauchsarmen konventionellen Modell mit BlueMotion Technology (BMT) 4 verglichen. Zusätzlich wird der Einfluss der Strombereitstellung zur Versorgung des e-up! untersucht. Zu diesem Zweck wurde ein konventioneller Strommix (EU-27) mit einem Ökostrom-Angebot ( BluePower ) des Volkswagen Kooperationspartners LichtBlick verglichen. 5 Schwerpunkt der Untersuchung bilden dabei fünf Umweltwirkungskategorien. 1 Volkswagen Umweltziele der Technischen Entwicklung: umweltziele_der_technischenentwicklung/umweltziele_der_technischen_entwicklung_2012.html. 2 11,7 kwh/100 km (kombiniert), 0 g CO 2/km (kombiniert). 3 5,6/3,9/4,5 l/100 km (innerorts/außerorts/kombiniert), 105 g CO 2/km (kombiniert). 4 5,0/3,6/4,1 l/100 km (innerorts/außerorts/kombiniert), 95 g CO 2/km (kombiniert). 5 Datenstand: Strommix (EU-27) (2012), Datenstand: Ökostrom BluePower (1. Quartal 2013). 3

4 1. Die untersuchten Fahrzeuge Mit dem Umweltprädikat e-up! beschreibt und analysiert Volkswagen die Umweltwirkungen ausgewählter Fahrzeuge der Modellreihe up! Der e-up! repräsentierte bei seiner Markteinführung ein vollständig neuartiges Fahrzeugkonzept in der Modellpalette der Marke Volkswagen. Aus diesem Grund kann er nicht wie sonst in den Umweltprädikaten üblich mit einem direkten Vorgänger verglichen werden. In diesem Fall stellt Volkswagen den e-up! den konventionellen Vergleichsfahrzeugen up! und up! mit BMT gegenüber. Diese verfügen über vergleichbare Gebrauchseigenschaften (siehe Tabelle 1) und werden mit der Markteinführung des e-up! parallel im europäischen Markt als Benziner (herkömmliche Antriebsart) angeboten. Die Ergebnisse des Umweltprädikats beruhen auf Umweltbilanzen, die den Normen DIN EN ISO 14040:2009 und entsprechen. Alle für die Erstellung dieser Umweltbilanzen notwendigen Definitionen und Beschreibungen wurden in Übereinstimmung mit den genannten Normen erstellt und werden nachfolgend erläutert Ziel und Zielgruppe der Untersuchung Volkswagen erstellt Umweltbilanzen bereits seit über zehn Jahren, um seine Kunden, Aktionäre und weitere Interessenten innerhalb und außerhalb des Unternehmens detailliert über die Umweltwirkungen von Fahrzeugen und Komponenten zu informieren. Das Ziel der vorliegenden Umweltbilanz ist die Beschreibung des Umweltprofils des Modells e-up! gegenüber einem Vergleichsfahrzeug. Dazu wurden der up! 1.0 MPI (44 kw) in der Basisversion sowie als Modell mit BlueMotion Technology mit dem gleich starken e-up! PSM (60 kw) verglichen. 4

5 1.2. Funktion und funktionelle Einheit der untersuchten Fahrzeugsysteme Als funktionelle Einheit der Bilanzierung ist der Personentransport in einem Kleinwagen über eine festgelegte Gesamtdistanz von Kilometern im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) bei vergleichbaren Gebrauchseigenschaften (z. B. Fahrleistungen) definiert (siehe Tabelle 1). Tabelle 1: Technische Daten der Vergleichsfahrzeuge up! 1.0 MPI up! 1.0 MPI BlueMotion Technology e-up! Hubraum [cm 3 ] / Leistung [kw] Getriebe 5-Gang-manuell 5-Gang-manuell 1-Gang Kraftstoff Benzin (Super) Benzin (Super) elektrisch Emissionsklasse Euro 5 Euro 5 / Höchstgeschwin - digkeit [km/h] Beschleunigung km/h [s] Elastizität km/h [s] Max. Drehmoment [Nm] bei 1/min ,4 14,4 12,4 17,5 17,5 10,5 95/ / Leergewicht [kg] Gepäckraumvolumen [l] Kraftstoffbehältervolumen [l] ,7/50 kwh/a 6 Fahrzeugleergewicht mit Fahrer 68 kg, 7 kg Gepäck und Kraftstoffbehälter zu 90 % gefüllt, ermittelt nach der RL 92/21/EWG [EU 1992] in der gegenwärtig geltenden Fassung (Stand 04/2009). 5

6 1.3. Untersuchungsrahmen Der Untersuchungsrahmen wurde so definiert, dass die betrachteten Prozesse und Stoffe vollständig rückverknüpft, d. h. im Sinne der ISO auf der Ebene von Elementarflüssen modelliert wurden. Dies bedeutet, dass nur solche Stoff- und Energieflüsse die Bilanzgrenzen überschreiten, die ohne vorherige Behandlung von Menschen der Natur entnommen bzw. in diese entlassen werden. Einzige Ausnahme bilden die in der Verwertungsphase erzeugten Materialfraktionen. Die Herstellungsphase der Fahrzeuge erfasst Volkswagen durch die Modellierung der Herstellungs- und Verarbeitungsprozesse aller verbauten Fahrzeugteile und Komponenten. Diese umfasst hierbei alle Schritte von der Rohstoffgewinnung über die Halbzeugherstellung bis zur Fertigung. Für die Lithium-Ionen-Batterien wurde ein Volkswagen internes Teilmodell in Zusammenarbeit mit Zulieferern nach aktuellem Entwicklungsstand erarbeitet. Angenommen wird eine Batterielebensdauer über die vollständige Nutzungsphase. In der Nutzungsphase modelliert Volkswagen alle relevanten Prozesse von der Rohstoffförderung über die Kraftstoffbereitstellung bis zum direkten Fahrbetrieb. Die Analyse der Kraftstoffbereitstellung umfasst den Transport von der Lagerstätte zur Raffinerie, die Raffination sowie den Transport von der Raffinerie zur Tankstelle. Die Energiebereitstellung umfasst die Stromproduktion, den Netzverlust und die Bereitstellung des Nutzstromes am Ladepunkt. Kein Bestandteil der Untersuchung ist die Wartung der Fahrzeuge, da bereits in früheren Studien nachgewiesen wurde, dass davon keine wesentlichen Umweltbelastungen ausgehen [Schweimer und Roßberg 2001]. Die Modellierung der Verwertungsphase enthält die Verwertung der Fahrzeuge nach dem Volkwagen-SiCon Verfahren. Bei diesem Verfahren werden im Gegensatz zu herkömmlichen Recyclingpfaden auch nichtmetallische Schredderreststoffe so aufbereitet, dass sie Primärrohstoffe substituieren können. Mit diesem Verfahren lassen sich etwa 95 Prozent des Fahrzeuggewichts verwerten [Krinke et al. 2005a]. Für die Verwertung der Lithium-Ionen-Batterie wurde die Demontage der Komponenten als Systemgrenze gesetzt und keine weitere Gutschrift erteilt. Für die aus den Verwertungsprozessen resultierenden Sekundärrohstoffe erteilte Volkswagen in der Umweltbilanz keine Gutschriften. Lediglich die Aufwendungen und Emissionen der Verwertungsprozesse sind dargestellt. Das entspricht der unvorteilhaftesten Annahme ( worst case 7 ), da in der Realität meist Sekundärrohstoffe aus der Fahrzeugverwertung wieder in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden. Durch diese Rückführung lassen sich Primärrohstoffe ersetzen und somit Umweltlasten durch die Herstellung vermeiden. 7 Ein worst case beschreibt den ungünstigsten anzunehmenden Fall. In diesem Fall entspricht der worst case der ungünstigsten Ausprägung der Modellparameter der Verwertungsphase. 6

7 Abbildung 1 stellt den Untersuchungsrahmen der Umweltbilanz grafisch dar. Für sämtliche Prozesse der Herstellungs-, Nutzungs- und Verwertungsphase ist Europa als Bezugsraum gewählt. Rohstoffförderung Werkstoffproduktion Komponentenherstellung Förderung > Pipeline Transport > Raffination Kraftstoffbereitstellung Energiebereitstellung Energie- und Rohstoffrückgewinnung Herstellung Nutzung Verwertung Wartung Gutschriften Abbildung 1: Untersuchungsrahmen der Umweltbilanz 7

8 1.4. Umweltwirkungsabschätzung Die Wirkungsabschätzung basiert auf der CML-Methodik 8 (Stand November 2010), die an der niederländischen Universität Leiden entwickelt wurde [Guinée und Lindeijer 2002]. Bei dieser Methode beruht die Bewertung von Umweltwirkungspotenzialen auf anerkannten, naturwissenschaftlichen Modellen. Insgesamt sind fünf Umweltwirkungskategorien als relevant identifiziert und untersucht 9 : Eutrophierungspotenzial (EP) Ozonabbaupotenzial (ODP) Sommersmogbildungspotenzial (POCP) Treibhauseffektpotenzial für einen Bezugszeitraum von 100 Jahren (GWP) Versauerungspotenzial (AP) Die Wirkungskategorien werden nach anerkannter, wissenschaftlicher Literatur mit dem Ziel ausgewählt und festgelegt, dass die Prioritäten des sechsten Europäischen Aktionsprogramms der Europäischen Gemeinschaft [EP 2002] berücksichtigt werden, sowie für den Automobilbereich von besonderer Bedeutung sind und auch in anderen automobilbezogenen Umweltbilanzen regelmäßig Anwendung finden [Schmidt et al. 2004; Krinke et al. 2005b]. Die in Umweltbilanzen ermittelten Umweltwirkungen werden dabei in verschiedenen Einheiten gemessen. So sind beispielsweise das Treibhauseffektpotenzial in Kilogramm CO 2-Äquivalenten und das Versauerungspotenzial in Kilogramm SO 2-Äquivalenten angegeben. Um die verschiedenen Einheiten vergleichbar zu machen, wird zusätzlich eine sogenannte Normierung durchgeführt. Normierung bedeutet in dieser Studie, dass Volkswagen die Bilanzergebnisse auf die Umweltlasten bezieht, die der Wirtschaftsraum Europa (EU ) durchschnittlich pro Jahr hervorruft (siehe Tabelle 2). Auf diese Weise lassen sich Aussagen über das Maß treffen, mit dem ein Produkt zu den Gesamtumweltlasten innerhalb Europas beiträgt. Zudem können die Ergebnisse auf einer gemeinsamen Größenachse grafisch dargestellt werden, was diese verständlicher macht und eine Gegenüberstellung der Umweltwirkungen ermöglicht. 8 Informationen zu dieser Methodik finden Sie unter 9 Informationen zu den hier verwendeten Umweltwirkungskategorien finden Sie in dem Abschnitt Umweltwirkungskategorien (Kapitel 6) und im Internet unter 10 EU-25 beschreibt den Wirtschaftsraum der Europäischen Union bis zum Jahr Ein Datensatz zur Normierung für alle 27 Staaten der Europäischen Union oder Europa als geographischen Bezugsraum war zum Zeitpunkt der Erstellung der Umweltbilanz nicht verfügbar. 8

9 Tabelle 2: Normierungsfaktoren EU-25 nach CML 2001 November 2010 (in Tausend t) [PE International 2003] Umweltwirkungskategorie Wert Einheit Eutrophierungspotenzial PO 4-Äquivalente Ozonabbaupotenzial 87 R11-Äquivalente Sommersmogbildungspotenzial C 2H 4-Äquivalente Treibhauseffektpotenzial CO 2-Äquivalente Versauerungspotenzial SO 2-Äquivalente In Tabelle 2 sind die in der CML-Methodik hinterlegten Normierungsfaktoren der einzelnen Wirkungskategorien aufgeführt. Dabei macht die Normierung keine Aussage über die ökologische Relevanz einzelner Umweltwirkungen und enthält somit keine Werthaltung bezüglich der Wichtigkeit einzelner Umweltwirkungen. 9

10 1.5. Datengrundlage und Datenqualität Die zur Bilanzierung verwendeten Daten lassen sich in Produkt- und Prozess daten einteilen. Produktdaten beschreiben das Produkt an sich und umfassen unter anderem: Angaben zu Teilen, Stückzahlen, Gewicht und Werkstoffen Angaben zu Kraftstoffverbrauch und Emissionen während der Nutzung Angaben zu Verwertungsmengen und -verfahren Prozessdaten sind Daten zu Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen, wie der Strombereitstellung, der Werkstoff- und Halbzeugherstellung, der mechani - schen Fertigung sowie der Herstellung von Kraftstoff und Betriebsmitteln. Diese Daten werden entweder aus kommerziellen Datenbanken entnommen (GaBi-6- Datenbanken) oder fallspezifisch von Volkswagen selbst (Lackiererei, Endmontage; formgehärteter Stahl) oder Zulieferern (Reifen) erhoben. 11 Die Herstellung der Lithium-Ionen-Batterie basiert auf von Volkswagen in Kooperation mit Lieferanten erhobenen Daten und daraus erstelltem Bilanzmodell. 12 Das bedeutet, dass die Daten der Werkstoffe, Verarbeitungs- und sonstigen Prozesse in technologischer, zeitlicher und geografischer Hinsicht bestmöglich abgebildet werden. Hauptsächlich wird dabei auf veröffentlichte Industriedaten zurückgegriffen, die möglichst aktuell sind und Europa als Bezugsraum aufweisen. 13 Wo europäische Daten nicht vorlagen, wurden deutsche Verhältnisse abgebildet (z. B. für Polyamid). Für die untersuchten Baugruppen wurden stets die gleichen Vorkettendaten für Energieträger und Werkstoffe gewählt. Dies bedeutet, dass Unterschiede zwischen den Modellen mit Benzinantrieb und elektrischem Antrieb ausschließlich auf ver än derten Bauteil gewichten, Werkstoffzusammensetzungen, Volkswagen Fertigungsprozessen sowie Fahremissionen, nicht aber auf Veränderungen in der Rohstoff-, Energie- und Zulieferindustrie beruhen. Das Umweltbilanzmodell der Fahrzeugproduktion wurde mithilfe der von Volkswagen entwickelten slim LCI-Methodik aufgebaut [Koffler et al. 2007]. 14 Als Datenquellen für die relevanten Produktdaten hat das Unternehmen Fahrzeugstücklisten verwendet, anhand derer Gewichts- und Werkstoffinformationen aus dem Volkswagen Materialinformationssystem MISS ausgelesen werden. Diese Informationen werden in einem nachfolgenden Schritt mit den entsprechenden, in der Umweltbilanzierungssoftware GaBi hinterlegten Prozessdaten verknüpft. 11 Datenstand: Endmontage (2005), Lackiererei (2012), formgehärteter Stahl (2011), Reifen (2011). 12 Datenstand: Herstellung der Lithium-Ionen-Batterie (2012). 13 Die verwendeten Daten stammen dabei aus der Datenbank GaBi Mehr Informationen zur slim LCI-Methodik sowie zur Erstellung von Umweltbilanzen bei Volkswagen finden Sie im Internet unter 10

11 Durch die weitestgehende Standardisierung verfügbarer Werkstoffeinträge, Ver arbeitungsprozesse und der zugehörigen Datenauswahl in GaBi 6 stellt slim LCI diese Informationen auf konsistente und transparente Weise bereit. Die slim LCI-Methodik gewährleistet daher neben einer hohen Detailgenauigkeit der Modellierung auch einen hohen Qualitätsstandard der LCA-Modelle. In der Praxis wird das Risiko einer solchen Abweichung durch eine zusätzliche, manuelle Überprüfung der Bauteilgewichte in der Stückliste minimiert. Die mittels der slim LCI-Methodik erzielten Ergebnisse sind somit als valide zu bezeichnen, wie bereits frühere Untersuchungen gezeigt haben [Koffler 2007]. Für die Modellierung der Nutzungsphase gelten für die Kraftstoffvorketten repräsentative Datensätze der Bilanzierungssoftware GaBi. Als mittlere Transportdistanz der Kraftstoffe in Europa wird von 200 Kilometern ausgegangen. Für die Strombereitstellung wird ein Netz- und Transformationsverlust ab Kraftwerk angenommen. 15 Die direkten Fahr emissionen der untersuchten Modelle sind für die maximal zulässigen Emissionen (CO, NO x und HC/NMHC) individuell nach der Emissionsgrenzwertklasse Euro 5 modelliert (siehe Tabellen 3 und 4). Tabelle 3: Relevante Grenzwerte nach Euro 5 Grenzwert Euro 5 Benzin [g/km] Kohlenmonoxid-Emissionen (CO) 1,00 Stickoxid-Emissionen (NO x) 0,06 Kohlenwasserstoff-Emissionen (HC) 0,10 davon NMHC 0, Netzverlust im Mittel 6,3 %. 11

12 Diese Modellierung entspricht ebenfalls der Annahme des ungünstigsten Falls ( worst case ), da die tatsächlichen Emissionen zum Teil weit unter den gesetzlich zulässigen Höchstwerten liegen (siehe Tabelle 4). Dadurch ergibt sich, dass die in den Ergebnisgrafiken dargestellten limitierten Nutzungsphasenemissionen höher ausfallen, als sie in der Realität tatsächlich auftreten. Tabelle 4: Verbrauch und Emissionswerte der Vergleichsfahrzeuge up! 1.0 MPI (44 kw) up! 1.0 MPI (44 kw) BlueMotion Technology e-up! Kraftstoff Benzin Benzin elektrisch Kraftstoffverbrauch (innerorts/außer orts/ kombiniert) [l/100 km] * 5,6/3,9/4,5 5,0/3,6/4,1 11,7 kwh/ 100 km Emissionsklasse Euro 5 Euro 5 Euro 5 Kohlendioxid-Emissionen (kom biniert) [g/km] CO [g/km] 0,2190 0, NO x [g/km] 0, , HC [g/km] 0, , davon NMHC [g/km] 0, , * Gesamtdurchschnittsverbrauch nach NEFZ 12

13 Ebenfalls in Tabelle 4 dargestellt ist der Kraftstoff- bzw. Energieverbrauch der Fahrzeuge. Alle Verbrauchs- und Emissionsmesswerte wurden anhand der aktuell gültigen Richtlinien 80/268/EWG und 70/220/EWG [EU 2001; EU 2004] sowie der Verordnung 692/2008 [EU 2008] zur Typprüfzulassung erstellt. Damit entsprechen sie den Werten, die zur Typprüfzulassung an das Kraftfahrtbundesamt übermittelt wurden. Der Schwefelgehalt von Benzin ist mit 10 ppm angenommen. 16 Für den e-up! wurden zwei Szenarien für den Nutzenergiestrom mit unterschiedlicher Herkunft angenommen: ein generischer, repräsentativer europäischer Strommix (EU-27) und der Ökostrom BluePower von unserem Kooperationspartner LichtBlick. Die Modellierung der Fahrzeugverwertung wurde anhand der Daten des Volkswagen- SiCon Verfahrens 17 sowie mithilfe repräsentativer Datensätze der GaBi-Datenbank wiedergegeben. Für die Verwertung der Lithium-Ionen-Batterien 18 wurde die Demontage der Komponenten als Systemgrenze gesetzt und keine weitere Gutschrift erteilt. Somit sind alle für die Zielsetzung dieser Studie relevanten Daten erfasst und hinreichend vollständig modelliert. 19 Durch die Modellierung der Fahrzeugsysteme anhand von Fahrzeugstücklisten ist vor allem die Vollständigkeit der modelliertent Herstellungsphase sichergestellt. Da notwendige Arbeitsschritte größtenteils automatisiert sind, lassen sich Unterschiede in den Ergebnissen ausschließlich auf veränderte Produktdaten, nicht aber auf Abweichungen in der Modellierungssystematik zurückführen. 16 Entsprechend der Vorgabe in der EU Fuel Quality Directive [EU 2009]. Auch bei einem höheren Schwefelgehalt wäre der Anteil der Schwefelemissionen während der Nutzungsphase immer noch vernachlässigbar gering. 17 Datenstand: Volkswagen-SiCon Verwertung (2006). 18 Datenstand: Batterie-Verwertung (2012). 19 Vollständigkeit im Sinne der ISO ist immer in Bezug zum Ziel der Untersuchung zu sehen. In diesem Fall bedeutet sie, dass die wesentlichen Werkstoffe und Verarbeitungsprozesse abgebildet werden. Verbleibende Datenlücken sind unvermeidbar, gelten aber für alle Vergleichsobjekte gleichermaßen. 13

14 1.6. Sensitivitätsanalyse Zur weitergehenden Überprüfung der verwendeten Methodik wurde anhand repräsentativer Bauteile eine Fehlerabschätzungs- und Sensitivitätsanalyse durchgeführt. Untersucht wurden verschiedene Bauteile (Schrägkugellager und LTGS-Radio) des e-up! Innerhalb der Bauteile wurde die Masse von verschiedenen verwendeten Werkstoffen verändert. Hierdurch wurde je nach abgeänderten Parametern das Gewicht des Bauteils um das 1,5- bis 3-Fache erhöht. Durch die Veränderung der Bauteil-Parameter ergab sich, bezogen auf das Treibhausgaspotenzial, im Mittel für die Herstellung eine Abweichung von 0,06 % pro Bauteil. Für den gesamten Lebenszyklus entspricht dies einer Abweichung von 0,058 % pro Bauteil. Zur Abschätzung des Fehlers wurde die ermittelte Abweichung bis zum 100-Fachen extrapoliert. Würde ein Fehler in diesem Ausmaß in den genutz - ten Datensatz aufgenommen und sich in das Bilanzmodell fortsetzen, wäre eine Ab weichung von 2,1 % in der Gesamtbilanz zu verzeichnen. Veränderungen am Batteriesystem haben erwartungsgemäß eine größere Hebelwirkung in der Herstellungsbilanz des e-up! Eine Veränderung der Batteriemodulanzahl von 17 auf 18 hat eine Veränderung im Mittel über die Wirkungskategorien von 2,32 % zur Folge. Eine Veränderung des Energiehinhalts von 18,7/50 kwh/a auf 19/50 kwh/a würde zu einer Abweichung von 0,65 % führen. Würde die Anzahl der Batteriemodule z. B. um zehn zusätzliche Batteriemodule abweichen, hätte dies auf die Gesamtbilanz im Durchschnitt jedoch nur einen Einfluss von 22 %. * Über den gesamten Lebenszyklus bleibt die Bilanz für die Studie richtungssicher, da derartige Abweichungen ausgeschlossen werden konnten. Eine hypothetische Abweichung könnte aber in der Herstellungsphase zu größeren Abweichungen führen, wenn wichtige Modellsegmente mit starker Hebelwirkung auf falscher technischer Datengrundlage basieren. Bei der Verwendung von Typprüfwerten für die Benziner anstatt der EU-Grenzwerte ergibt sich die in Tabelle 5 dargestellte Abweichung für die LCA über den Lebenszyklus. * Update November 2013: Zahlendreher korrigiert 14

15 Tabelle 5: Vergleich EU-Grenzwerte und Typprüfwerte für die Nutzungsphase und den Einfluss auf den Lebenszyklus Fahrzeug Wirkungskategorie Summe (Lebenszyklus) mit EU-Grenzwert Summe (Lebenszyklus) mit Typprüfwert up! 1.0 MPI (44 kw) GWP [t] 23,2 23,1 POCP [kg] 12,95 7,37 AP [kg] 44,1 40,2 ODP [g] 0,1 0,1 EP [kg] 4,4 3,3 up! BMT 1.0 MPI (44 kw) GWP [t] 21,5 21,5 POCP [kg] 12,7 6,9 AP [kg] 43,1 39,0 ODP [g] 0,1 0,1 EP [kg] 4,2 3,1 e-up! mit EU-27-Strommix GWP [t] 16,7 16,7 POCP [kg] 6,0 6,0 AP [kg] 93,3 93,3 ODP [g] 0,1 0,1 EP [kg] 4,5 4,5 e-up! mit Ökostrom BluePower GWP [t] 7,5 7,5 POCP [kg] 3,4 3,4 AP [kg] 49,5 49,5 ODP [g] 0,1 0,1 EP [kg] 2,2 2,2 15

16 2. Modellannahmen und Festlegungen der Umweltbilanz Im Folgenden sind alle für die Erstellung der Umweltbilanz festgelegten Rahmenbedingungen und Modellannahmen dargestellt. Tabelle 6: Annahmen und Festlegungen der Umweltbilanz Ziel der Umweltbilanz Vergleich von Umweltwirkungen des elektrisch betriebenen e-up! mit den konventionellen Benzin-Modellen up! und up! BMT Untersuchungsrahmen Funktion der Systeme Personentransport Funktionelle Einheit Personentransport über eine festgelegte Gesamtdistanz von Kilometern im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) bei vergleichbaren Gebrauchseigenschaften (z. B. Fahrleistungen) Vergleichbarkeit Vergleichbare Fahrleistungen Fahrzeuge in der Basisausstattung Systemgrenzen Die Systemgrenzen schließen den gesamten Lebenszyklus der Fahrzeuge ein (Herstellungs-, Nutzungs- und Verwertungsphase) Annahme der Herstellung der Lithium-Ionen-Batterien in Japan (japanischer Strommix) Batterie-Nutzungszeit entspricht der Nutzungsphase von Kilometern Batterie-Verwertung endet bei Demontage Abschneidekriterien In GaBi-Datensätzen angewandte Abschneidekriterien, wie in der Softwaredokumentation beschrieben ( Wartung und Instandhaltung der Fahrzeuge sind nicht Teil des Untersuchungsrahmens Es sind keine Gutschriften für anfallende Sekundärrohstoffe vergeben Die explizite Verwendung von Abschneidekriterien, wie Gewichts- oder Relevanzgrenzen, wird nicht durchgeführt, da dies im weiteren Modellaufbau nicht erforderlich ist Allokation In GaBi-Datensätzen angewandte Allokationen, wie in der Softwaredokumentation beschrieben ( Keine weiteren Allokationen angewandt, da nicht erforderlich 16

17 Datengrundlage Volkswagen Fahrzeugstücklisten Werkstoff- und Gewichtsinformationen aus dem Volkswagen internen Materialinformationssystem (MISS) Technische Datenblätter Technische Zeichnungen Grenzwerte für limitierte Emissionen gemäß der gültigen EU-Vorschriften Die verwendeten Daten der Weiterverarbeitung entstammen entweder der GaBi-Datenbank oder wurden in Zusammenarbeit mit Volkswagen Standorten, Lieferanten oder Industriepartnern erhoben Bilanzergebnisse Sachbilanzergebnisse umfassen die Emissionen an CO 2, CO, SO 2, NO x, NMVOC, CH 4 sowie Primärenergiebedarf Die Wirkungsabschätzung umfasst die Umweltwirkungskategorien Eutrophierungspotenzial, Ozonabbaupotenzial, Sommersmogbildungspotenzial, Treibhauseffektpotenzial für einen Bezugszeitraum von 100 Jahren sowie Versauerungspotenzial Normierung der Ergebnisse Software Umweltbilanzierungssoftware GaBi 6 sowie als unterstützende Tools GaBi DfX und slim LCI-Schnittstelle (Servicepack 22) Auswertung Bewertung von Sachbilanz- und Wirkungsabschätzungsergebnissen unterteilt in Lebenszyklusphasen und Einzelprozesse Gegenüberstellung von Wirkungsabschätzungsergebnissen der Vergleichsfahrzeuge Interpretation der Ergebnisse 17

18 3. Ergebnisse der Umweltbilanzierung 3.1. Sachbilanzergebnisse Die Angaben zu den Sachbilanzen sind in die drei Lebenszyklusphasen Herstellung, Nutzung und Verwertung untergliedert. In der Nutzungsphase wird zwischen dem Umwelteinfluss durch die Kraftstoff- bzw. Strombereitstellung und den direkten Fahremissionen unterschieden. Der für die Verwertung dargestellte Beitrag führt nur den Anteil der Verwertungsprozesse an den Gesamtumweltlasten auf, enthält jedoch keine Gutschriften für anfallende Sekundärrohstoffe. In den folgenden Abbildungen 2 und 3 sind die Sachbilanzergebnisse der zwei Vergleichsmodelle dargestellt. In Abbildung 2 wird deutlich, dass der up! die Emissionen wie Kohlendioxid (CO 2) und Kohlenmonoxid (CO) hauptsächlich während der Fahrzeugnutzung verursacht. Im Gegensatz dazu dominiert die Kraftstoffbereitstellung (vom Bohrloch bis zur Tankstelle) sowohl die Emission von Methan (CH 4) als auch den Verbrauch von Primärenergie. Die Entstehung von Stickoxiden (NO x) verteilt sich auf die Herstellung, die Kraftstoffbereitstellung sowie die Nutzungsphase. Wegen des geringen Schwefelgehalts im Kraftstoff hat die Herstellungsphase wiederum neben der Kraftsstoffbereitstellung einen bedeutenden Anteil an den Schwefeldioxidemissionen. Über den gesamten Lebenszyklus des up! 1.0 MPI werden 22,6 Tonnen CO 2 emittiert. Der Gesamtenergiebedarf beläuft sich auf 329,5 GJ. Durch den Einsatz der verbrauchsenkenden Maßnahmen im Modell mit BlueMotion Technology können nahezu alle Werte nochmals reduziert werden (siehe Abbildung 3). Lediglich die Emission von Kohlenmonoxid (CO) ist beim BlueMotion Technology- Modell gegenüber der Basisversion des up! geringfügig erhöht. Diese Zunahme resultiert aus der Produktionsphase, d. h. der Herstellung der zusätzlichen Bauteile für das Modell mit BlueMotion Technology. Sachbilanz up! 1.0 MPI [44 kw] Kohlendioxid (CO 2) Kohlenmonoxid (CO) Schwefeldioxid (SO 2) Stickoxide (NO x) Kohlenwasserstoffe (NMVOC) Methan (CH 4) Primärenergiebedarf 22,6 t 173,3 kg 26,1 kg 23,0 kg 18,8 kg 35,1 kg 329,5 GJ 0 20 % 40 % 60 % 80 % 100 % Herstellung Kraftstoffbereitstellung Fahremissionen Verwertung Abbildung 2: Sachbilanzdaten des up! 1.0 MPI [44 kw] (Benzin), Werte gerundet 18

19 Sachbilanz up! 1.0 MPI BMT [44 kw] Kohlendioxid (CO 2) Kohlenmonoxid (CO) Schwefeldioxid (SO 2) Stickoxide (NO x) Kohlenwasserstoffe (NMVOC) Methan (CH 4) Primärenergiebedarf 20,9 t 174,2 kg 25,4 kg 22,4 kg 18,2 kg 33,6 kg 307,1 GJ 0 20 % 40 % 60 % 80 % 100 % Herstellung Kraftstoffbereitstellung Fahremissionen Verwertung Abbildung 3: Sachbilanzdaten des up! 1.0 MPI [44 kw] BlueMotion Technology, Werte gerundet 19

20 Die Werte des e-up! (siehe Abbildungen 4 und 5) für Kohlendioxid und Kohlenmonoxid sind im Vergleich zu den up! Modellen mit konventionellem Benzinantrieb geringer, die für Schwefeldioxid und Stickoxide wiederum höher. Diese Erhöhung resultiert vor allem aus der Herstellungsphase und Energiebereitstellung. Der Einfluss der Energiebereitstellung auf die Emissionen Schwefeldioxid und Stickoxide lässt sich gut im Vergleich zwischen Abbildung 4 und 5 erkennen. Wird der Ökostrom BluePower zum Laden des Fahrzeuges verwendet, reduzieren sich die Emissionen nochmals. Schwefeldioxid bleibt jedoch trotz weiterer Reduzierung mit 34,5 kg (e-up!, Ökostrom BluePower) immer noch über den Werten eines kon ventionellen up! mit 25,4 kg (up! BMT). Dieser erhöhte Wert an Schwefeldioxid resultiert aus den im e-up! verbauten Lithium-Ionen-Batterien. Sachbilanz e-up! PSM [60 kw] Kohlendioxid (CO 2) Kohlenmonoxid (CO) Schwefeldioxid (SO 2) Stickoxide (NO x) Kohlenwasserstoffe (NMVOC) Methan (CH 4) Primärenergiebedarf 15,3 t 30,6 kg 63,2 kg 27,1 kg 3,9 kg 33,3 kg 296,0 GJ 0 20 % 40 % 60 % 80 % 100 % Herstellung Strombereitstellung Verwertung Abbildung 4: Sachbilanzdaten des e-up! PSM [60 kw], EU-27-Strommix, Werte gerundet Sachbilanz e-up! PSM [60 kw] Kohlendioxid (CO 2) Kohlenmonoxid (CO) Schwefeldioxid (SO 2) Stickoxide (NO x) Kohlenwasserstoffe (NMVOC) Methan (CH 4) Primärenergiebedarf 6,6 t 25,0 kg 34,5 kg 12,1 kg 2,3 kg 16,1 kg 192,2 GJ 0 20 % 40 % 60 % 80 % 100 % Herstellung Strombereitstellung Verwertung Abbildung 5: Sachbilanzdaten des e-up! PSM [60 kw], Ökostrom BluePower, Werte gerundet 20

21 3.2. Umweltprofile der Fahrzeuge im Vergleich Auf Basis der ermittelten Sachbilanzdaten wurden die Wirkungsabschätzungen für die beschriebenen Umweltwirkungskategorien vorgenommen. Die genutzten Methoden bzw. Kategorien berücksichtigen die Wirkzusammenhänge aller erfassten Emissionen, sodass sich anhand von wissenschaftlichen Modellen potenzielle Umweltwirkungen ermitteln lassen. 20 Die Anwendung der CML-Methodik wird durch die GaBi-6- Software durchgeführt. In Abbildung 6 ist zu erkennen, dass die zwei untersuchten Szenarien für den e-up! in mehreren der Wirkungskategorien Verbesserungen gegenüber den Benzin varianten des up! erzielen. Allgemein ist zu sehen, dass die hier untersuchten Fahrzeuge die größten Beiträge bezogen auf die Gesamtumweltlasten in der Euro päischen Union bei den Kategorien Treibhauseffekt (GWP), Versauerung (AP) und Sommersmog (POCP) leisten. Geringeren Einfluss erzielen die Fahrzeuge dage gen beim Eutrophierungs- (EP) und Ozonabbaupotenzial (ODP). Besonders das Ozon abbaupotenzial ist so gering, dass eine lineare Darstellung zu keiner Aussage führt. Das Eutrophierungspotenzial spielt für die Automobilindustrie wiederum eine geringere Rolle und hat als Indikator ein bedeutenderes Gewicht in der Landwirtschaft und der chemischen Industrie. Aus diesem Grund beschränken sich die nachfogenden Erläuterungen der Ergebnisse auf die drei zuvor genannten Umweltwirkungs kategorien. 20 Informationen zu den hier verwendeten Umweltwirkungskategorien finden Sie in dem Abschnitt Umweltwirkungskategorien (Kapitel 6) und im Internet unter 21

22 Vergleichende Umweltprofile (normiert) 6,00E 09 CO 2-eq Ausstoß CO 2-Äquivalente [t] Verschmutzung der lokalen Luftqualität C 2H 4-Äquivalente [kg] Versauerung SO 2-Äquivalente [kg] Ozonabbau * R11-Äquivalente [g] Überdüngung PO 4-Äquivalente [kg] 5,50E 09 5,00E 09 4,50E 09 4,00E 09 23,2 21,5 3,50E 09 3,00E 09 16,7 93,4 2,50E 09 2,00E 09 1,50E 09 7,5 12,9 12,7 44,1 43,1 43,1 49,7 1,00E 09 5,00E 10 0,00E 00 6,0 3,4 0,1 0,1 0,1 0,1 4,4 4,2 4,5 2,2 GWP POCP AP ODP EP up! up! BMT e-up! (EU-27-Strommix) e-up! (Ökostrom BluePower) Abbildung 6: Vergleich der Umweltwirkungen von up! (Benzin) und e-up!, Werte gerundet * Grafische Darstellung der normierten Werte aufgrund des sehr geringen Niveaus nicht möglich 22

23 Abbildung 7 zeigt die prozentuale, normierte Reduzierung der Umweltlasten vom up! (Benzin) im Vergleich zu den e-up! in den drei betrachteten Wirkungskategorien. Die Reduk tion von 28 % bzw. 67 % des GWP entspricht beim e-up! Einsparungen von 4,8 bis 14,0 Tonnen CO 2-Äquivalenten im Vergleich zur besten Benzinvariante (up! BMT). Ein ebenso deutlicher Effekt kann auch beim Sommersmogbildungspotenzial festgestellt werden. Hier ist, je nach Energiebereitstellungsszenario, eine Verbesserung von 6,7 kg bis 9,3 kg Ethen-Äquivalenten festzustellen. Eine Verschlechterung hingegen ist beim Versauerungspotenzial zu beobachten. Wie bereits in Kapitel 3.1 erötert, resultiert dies überwiegend aus der Herstellung und Montage des Hochvoltbatteriesystems. Zusätzlich beeinflusst die Energiebereitstellung in der Nutzungsphase, basierend auf der Nutzung von EU-27-Strommix, das Versauerungspotenzial negativ. Wird der Effekt duch die Energiebereitstellung weitgehend eliminiert durch Verwendung regene rativer Energiequellen, lässt sich die Versauerung reduzieren und ist im Vergleich zu den Benzinervarianten um 5,4 kg (up! Basisversion) bzw. 6,4 kg (up! BMT) höher. Die Aufteilung der normierten Umweltwirkungen auf die einzelnen Lebenszyklusphasen in Abbildung 7 verdeutlicht, woraus diese Veränderungen im Einzelnen resultieren. Wie bereits die Untersuchung der Sachbilanzdaten zeigte, treten die relevanten Veränderungen während des Fahrzeuggebrauchs und der damit zusammenhängenden Kraftstoffherstellung bzw. Energiebereitstellung auf. Der Großteil der erzielten Verbesserungen hängt demnach mit dem niedrigeren Kraftstoffverbrauch des up! BMT zusammen, d. h. direkt durch geringere Fahremissionen (insbesondere GWP und POCP) bzw. die 0-Emissionen beim elektrischen Antrieb. Durch die Herstellung der Lithium-Ionen-Batteriemodelle verschlechtert sich beim e-up! das Versauerungs potenzial signifikant. Die Herstellung alleine verursacht so viel SO 2-Äquivalente wie ein Benziner im gesamten Lebenszyklus. Hinzu kommt bei der Bilanzierung des EU-27-Strommixes ein gleichwertiger Anteil an SO 2-Äquivalenten für die Nutzung. Dieser Nachteil des e-up! kann durch die Verwendung regenerativer Stromquellen weitgehend kompensiert werden (vergleiche Abbildung 4 mit Abbildung 5). 23

24 Vergleichende Umweltprofile im Detail (normiert) 5,00E 09 CO 2-eq Ausstoß CO 2-Äquivalente [t] Verschmutzung der lokalen Luftqualität C 2H 4-Äquivalente [kg] Versauerung SO 2-Äquivalente [kg] 4,50E 09 4,00E 09 7 % 3,50E 09 3,00E % +113 % 2,50E 09 2,00E 09 1,50E % 2 % 2 % +13 % 1,00E 09 5,00E 10 0,00E % 73 % GWP POCP AP up! up! BMT e-up! (EU-27-Strommix) Verwertung * Nutzung Herstellung e-up! (Ökostrom BluePower) Abbildung 7: Vergleich der Umweltwirkungen des up! und des e-up! im Detail * Grafische Darstellung der normierten Werte aufgrund des sehr geringen Niveaus nicht möglich 24

25 Die nachfolgende Abbildung 8 verdeutlicht die beschriebenen Umweltwirkungen in Relation zueinander sowie als Verlauf über den gesamten Lebenszyklus der Fahrzeuge. Dabei sind die Verhältnisse von Herstellung, Nutzung und Verwertung für die einzelnen Umweltwirkungen zu erkennen. Aus der Abbildung wird ersichtlich, dass bei der Herstellung des e-up! in allen betrachteten Kategorien höhere Umweltwirkungen verursacht werden, als bei der Produktion des Vergleichsmodells entstehen. Die anschließende Nutzungsphase beeinflusst vor allem den Treibhauseffekt und die Versauerung (größter Zuwachs über die Laufleistung). Demgegenüber verteilen sich die Belastungen bezüglich Sommersmog über alle Phasen des Lebenszyklus. Für den e-up! im Ökostrom-BluePower-Szenario zeigt sich, dass in allen drei Wirkungskategorien die Herstellungsphase dominiert. 25

26 Vergleich von GWP, POCP und AP über den Lebensweg (normiert) 5,00E 09 4,00E 09 3,00E 09 2,00E 09 1,00E 09 0,00E 00 Herstellung Nutzung [ km Laufleistung] Verwertung GWP up! up! BMT e-up! (EU-27-Strommix) e-up! (Ökostrom BluePower) 3,00E 09 2,00E 09 1,00E 09 0,00E 00 Herstellung Nutzung [ km Laufleistung] Verwertung POCP up! up! BMT e-up! (EU-27-Strommix) e-up! (Ökostrom BluePower) 4,00E 09 3,00E 09 2,00E 09 1,00E 09 0,00E 00 Herstellung Nutzung [ km Laufleistung] Verwertung AP up! up! BMT e-up! (EU-27-Strommix) e-up! (Ökostrom BluePower) Abbildung 8: Vergleich von GWP, POCP und AP über den Lebensweg 26

27 4. Fazit Von der Produktion bis zur Entsorgung: Es wird deutlich, dass der e-up! in den untersuchten Szenarien gegenüber dem konventionellen up! mit Benzinmotor als Vergleichsmodell in drei von fünf genannten Umweltwirkungskategorien (GWP, POCP und ODP) über den Lebenszyklus Verbesserungen aufweist. Hierbei treten die größten Verbesserungen in den Bereichen mit den mengenmäßig relevantesten Umweltwirkungen auf, so beim Treibhauseffekt und bei der Sommersmogbildung. Zu Eutrophierung und Ozonabbau tragen die untersuchten Fahrzeuge nur geringfügig bei, obwohl auch hier der e-up! in beiden Szenarien eine Verbesserung aufzeigt (ODP) oder konstant bleibt (EP). Aus der Verwendung von Lithium-Ionen- Batterien resultieren jedoch negative Effekte und eine damit einhergehende Erhöhung des Versauerungspotenzials. Dieser Effekt kann duch die Nutzung des Ökostroms BluePower zur Aufladung der Batteriemodule weitgehend kompensiert und an das Niveau der Benzinmodelle angenähert werden. Es lässt sich festhalten, dass die Verbesserungen zum größten Teil auf die nicht vorhandenen Fahremissionen sowie vermiedenen Umweltlasten bei der Kraftstoffherstellung bzw. Energiebereitstellung zurückzuführen sind. Die Art der Energiebereitstellung hat allerdings einen signifikanten Einfuss auf das Versauerungs potenzial. Der e-up! weist über den gesamten Lebenszyklus hinsichtlich Treibhauseffekt und Sommersmog eine bessere Bilanz als der up! auf. Insgesamt entstehen im Lebens zyklus des e-up! je nach genutzer Stromquelle 16,7 bzw. 7,5 Tonnen CO 2- Äquivalente, das entspricht einer Entlastung von 28 % für das Ladungsszenario mit EU-27-Strommix und 67 % für den Ökostrom BluePower im Vergleich zur Basisvariante des up! (1.0 MPI, 44 kw). In der Summe hat Volkswagen somit das Ziel erreicht, die Fahrzeuge technisch weiterzuentwickeln und gleichzeitig umweltverträglicher zu machen. 27

28 5. Gültigkeitserklärung Die für das Umweltprädikat e-up! getroffenen Aussagen sind durch die Umwelt bilanz des e-up! abgesichert. Mit dem Zertifikat wird bestätigt, dass die Umweltbilanz auf zuverlässigen Daten beruht und die Methode, mit der sie erstellt wurde, den Anforderungen der ISO-Normen und entspricht. noch Platzhalter e-up! Zertifikats Den ausführlichen Bericht des TÜV NORD finden Sie im Anhang. 28

29 6. Umweltwirkungskategorien Eutrophierungspotenzial (auch Überdüngungspotenzial) Beschreibt eine übermäßige Nährstoffzufuhr in Gewässern (oder Böden), die zu einer unerwünschten Verschiebung der Artenzusammensetzung führen kann. Sekundär resultiert aus der Überdüngung von Gewässern eine Sauerstoffzehrung und damit Sauerstoffmangel. Referenzsubstanz für die Eutrophierung ist Phosphat (PO 4), zu dem alle anderen wirksamen Substanzen (z. B. NO x, NH 3) ins Verhältnis gesetzt werden. Luftschadstoffe NO x Abwässer NH 3 PO 4 NO 3 NH 4 Eutrophierungspotenzial Ozonabbaupotenzial Beschreibt die Fähigkeit von Spurengasen, in die Stratosphäre aufzusteigen und dort in einem katalytischen Prozess Ozon abzubauen. Besonders halogenierte Kohlenwasserstoffe sind an diesem Abbauprozess beteiligt, bei dem die Schutzfunktion der natürlichen Ozonschicht eingeschränkt oder zerstört wird. Die Ozonschicht schützt vor zu hoher UV-Strahlung und dadurch vor Schädigung der Gene oder vor Störungen der Photosynthese bei Pflanzen. Die Referenzsubstanz für das Ozonabbaupotenzial ist R11, zu dem alle anderen wirksamen Substanzen (z. B. FCKW, N 2O) ins Verhältnis gesetzt werden. Stratosphäre (15 50 km) Ozonabbaupotenzial UV-Strahlung FCKW NO x 29

30 Sommersmogbildungspotenzial Beschreibt die Bildung von Photooxidantien wie Ozon, PAN u. a., die sich aus Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxiden (NO x) unter dem Einfluss von Sonnenlicht bilden können. Photooxidantien können die menschliche Gesundheit und die Funktion von Ökosystemen beeinträchtigen sowie Pflanzen schädigen. Die Referenzsubstanz für das Sommersmogbildungspotenzial ist Ethen, zu dem alle anderen wirksamen Substanzen (z. B. VOC, NO x, CO) ins Verhältnis gesetzt werden. Wärme und Trockenheit Kohlenwasserstoffe und Stickoxide OZON Kohlenwasserstoffe und Stickoxide Sommersmogbildungspotenzial Treibhauspotenzial Beschreibt die Emissionen von Treibhausgasen, die zu einer Zunahme der Wärmeabsorption der Sonnenstrahlung in der Atmosphäre führen und dadurch zu einer Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur beitragen können. Die Referenzsubstanz für das Treibhauspotenzial ist CO 2, zu dem alle anderen wirksamen Substanzen (z. B. CH 4, N 2O, SF 6, VOC) ins Verhältnis gesetzt werden. UV-Strahlung IR-Strahlung Treibhauspotenzial Reflexion CO 2 CH 4 FCKW Versauerungspotenzial Beschreibt die Emissionen versauernder Stoffe wie beispielsweise SO 2, NO x, die vielfältige Auswirkungen auf Böden, Gewässer, Ökosysteme, biologische Organismen und Material (z. B. Gebäude) haben. Beispiele dafür sind das Waldsterben oder das Fischsterben. Die Referenzsubstanz für das Versauerungspotenzial ist SO 2, zu dem alle anderen wirksamen Substanzen (z. B. NO x, NH 3) ins Verhältnis gesetzt werden. Saurer Regen H 2 SO 4 NO xso2 HNO 3 Versauerungspotenzial 30

31 Literatur und Quellenverzeichnis [EU 1992] 92/21/EWG Europäische Union: Richtlinie des Rates der Europäischen Union über Massen und Abmessungen von Kraftfahrzeugen der Klasse M 1. [EU 2001] 80/1268/EWG Europäische Union: Richtlinie des Rates der Europäischen Union über Maßnahmen gegen die Verunreinigung der Luft durch Emissionen. Brüssel: Europäische Union. [EU 2004] 70/220/EWG Europäische Union: Richtlinie des Rates über die Kohlendioxidemissionen und den Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen. Brüssel: Europäische Union. [EU 2008] VERORDNUNG (EG) Nr. 692/2008 DER KOMMISSION vom 18. Juli 2008 zur Durchführung und Änderung der Verordnung (EG) Nr. 715/2007 des Europäischen Parlaments und des Rates über die Typgenehmigung von Kraftfahrzeugen hinsichtlich der Emissionen von leichten Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen (Euro 5 und Euro 6) und über den Zugang zu Reparatur- und Wartungsinformationen für Fahrzeuge. [EU 2009] DIRECTIVE 2009/30/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 23 April 2009 amending Directive 98/70/EC as regards the specification of petrol, diesel and gasoil and introducing a mechanism to monitor and reduce greenhouse gas emissions and amending Council Directive 1999/32/EC as regards the specification of fuel used by inland waterway vessels and repealing Directive 93/12/EEC. [Guinée und Lindeijer 2002] Guinée, J. B.; Lindeijer, E.: Handbook on Life Cycle Assessment: Operational guide to the ISO standards. Dordrecht [u. a.]: Kluwer Academic Publishers. [ISO 2009] International Organization for Standardization: ISO 14040: Environmental Management Life Cycle Assessment Principles and Framework. 2. Aufl. Genf: International Organization for Standardization. [Koffler 2007] Koffler, C.: Automobile Produkt-Ökobilanzierung Wolfsburg/Darmstadt: Volkswagen AG, Technischen Universität Darmstadt. Dissertation. [Koffler et al. 2007] Koffler, C.; Krinke, S.; Schebek, L.; Buchgeister, J.: Volkswagen slim LCI a procedure for streamlined inventory modelling within Life Cycle Assessment (LCA) of vehicles. In: International Journal of Vehicle Design (Special Issue on Sustainable Mobility, Vehicle Design and Development). Olney: Inderscience Publishers. [Krinke et al. 2005a] Krinke, S.; Bossdorf-Zimmer, B.; Goldmann, D.: Ökobilanz Altfahrzeugrecycling Vergleich des VW-SiCon-Verfahrens und der Demontage von Kunststoffbauteilen mit nachfolgender werkstofflicher Verwertung. Wolfsburg: Volkswagen AG. Im Internet unter [Krinke et al. 2005b] Krinke, S.; Nannen, H.; Degen, W.; Hoffmann, R.; Rudloff, M.; Baitz, M.: Sun-Diesel a new promising biofuel for sustainable mobility. Vortrag auf der 2nd Life-Cycle Management Conference Barcelona. Im Internet unter [PE International 2012] PE International GmbH: GaBi 5.0 Datenbank-Dokumentation. Leinfelden- Echterdingen: PE International GmbH. [Schmidt et al. 2004] Schmidt, W. P.; Dahlquist, E.; Finkbeiner, M.; Krinke, S.; Lazzari, S.; Oschmann, D.; Pichon, S.; Thiel, C.: Life Cycle Assessment of Lightweight and End-Of-Life Scenarios for Generic Compact Class Vehicles. In: International Journal of Life Cycle Assessment (6), S [Schweimer et al. 1999] Schweimer, G. W.; Bambl, T.; Wolfram, H.: Sachbilanz des SEAT Ibiza. Wolfsburg: Volkswagen AG. [Schweimer und Roßberg 2001] Schweimer, G. W.; Roßberg, A.: Sachbilanz des SEAT Leon. Wolfsburg: Volkswagen AG. 31

32 Abkürzungsverzeichnis AP Acidification Potential (Versauerungspotenzial) BMT BlueMotion Technology CH 4 Methan CML Centrum voor Milieukunde Leiden (Niederlande) CO Kohlenmonoxid CO 2 Kohlendioxid DIN Deutsche Industrienorm EN Europäische Norm EP Eutrophication Potential (Eutrophierungspotenzial) GJ Gigajoule GWP Global Warming Potential (Treibhauseffektpotenzial) HC Hydrocarbons (Kohlenwasserstoffe) KBA Kraftfahrtbundesamt kw Kilowatt LCA Life Cycle Assessment (Umweltbilanz) LCI Life Cycle Inventory (Sachbilanz) MISS Material Information System (Materialinformationssystem) MPI Ottomotoren mit Saugrohreinspritzung mit einem Einspritzventil je Zylinder NEFZ Neuer Europäischer Fahrzyklus Nm Newtonmeter NMVOC Non-Methane Volatile Organic Compounds (Kohlenwasserstoffe ohne Methan) NO x Stickoxide ODP Ozone Depletion Potential (Ozonabbaupotenzial) PSM Permanenterregte Synchronmaschine POCP Photochemical Ozone Creation Potential (Sommersmogbildungspotenzial) ppm parts per million PVC Polyvinylchlorid R11 Trichlorfluormethan (CCl 3F) SO 2 Schwefeldioxid Umweltprofil Umweltaspekte eines Produktes über dessen Lebenszyklus VDA Verband der Automobilindustrie e. V. VOC Volatile Organic Compounds (flüchtige organische Kohlenwasserstoffe) 32

33 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Untersuchungsrahmen der Umweltbilanz...7 Abbildung 2 Sachbilanzdaten des up! 1.0 MPI [44 kw] (Benzin) Abbildung 3 Sachbilanzdaten des up! 1.0 MPI [44 kw] BlueMotion Technology...19 Abbildung 4 Sachbilanzdaten des e-up! PSM [60 kw], EU-27-Strommix...20 Abbildung 5 Sachbilanzdaten des e-up! PSM [60 kw], Ökostrom BluePower...20 Abbildung 6 Vergleich der Umweltwirkungen von up! (Benzin) und e-up! Abbildung 7 Vergleich der Umweltwirkungen des up! und des e-up! im Detail...24 Abbildung 8 Vergleich von GWP, POCP und AP über den Lebensweg...26 Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Technische Daten der Vergleichsfahrzeuge...5 Tabelle 2 Normierungsfaktoren EU-25 nach CML / Tabelle 3 Relevante Grenzwerte nach Euro Tabelle 4 Verbrauch und Emissionswerte der Vergleichsfahrzeuge Tabelle 5 Vergleich EU-Grenzwerte und Typprüfwerte für die Nutzungsphase und den Einfluss auf den Lebenszyklus...15 Tabelle 6 Annahmen und Festlegungen der Umweltbilanz

34 Anhang TÜV NORD CERT Umweltgutachter GmbH Berlin, TNC Umweltgutachter Bericht über die kritische Prüfung der Ökobilanzstudie VW Der e-up! Stand des VW-Hintergrundberichtes: Bericht-Nr.: Auftraggeber: Volkswagen AG Wolfsburg Ersteller der Ökobilanz: Volkswagen AG K-EFUP Dennis Wessels, Dr. Jens Warsen Sachverständiger: Dirk Holle (Umweltgutachter) Umfang: 10 Seiten TÜV NORD CERT Umweltgutachter GmbH Langemarckstraße Essen Tel.:

35 TÜV NORD CERT Umweltgutachter GmbH 1 Allgemeines 1.1 Gegenstand und Aufgabenstellung Die Volkswagen AG, K-EFUP Umwelt Produkt, hat eine vergleichende Ökobilanz (Hintergrundbericht zur Ökobilanz Der e-up! Stand ) ausgearbeitet, die den Volkswagen up! 1,0 MPI Basismodell mit drei anderen Modellen der Baureihe VW up! vergleicht: - up! 1,0 MPI Blue Motion Technology (44 kw) mit Verbrennungsmotor und Benzin - e-up! PSM (60 kw) mit Elektromotor und Stromerzeugung EU-27 Strommix e-up! PSM (60 kw) mit Elektromotor und Ökostrom von Lichtblick (BluePower) 2013 Die Volkswagen AG, Abteilung K-EFUP Umwelt Produkt, beauftragte die TÜV NORD CERT Umweltgutachter GmbH als unabhängige externe Stelle mit der kritischen Prüfung dieser Ökobilanz-Studie gemäß der Normen DIN EN ISO und DIN EN ISO Seitens der TÜV NORD CERT Umweltgutachter GmbH wurde die Begutachtung von dem Umweltgutachter Dirk Holle als Sachverständigen vorgenommen. Auftragsgemäß bestand das Ziel der kritischen Prüfung darin, die Zuverlässigkeit, Transparenz, Konsistenz, die Relevanz und die Repräsentativität der bei der vorgelegten Ökobilanz angewandten Methoden hinsichtlich Bilanzierungsziel und rahmen Sachbilanzierung Wirkungskategorien und Wirkungsabschätzung Bilanzaus- und -bewertung zu überprüfen. 1.2 Vorgehensweise Unter Beachtung übergeordneter Qualitätskriterien des TÜV NORD CERT (u.a. Transparenz, Reproduzierbarkeit, Qualität der verwendeten EDV-Programme und Daten, Offenlegung der Datenherkunft) ist die kritische Prüfung mittels der folgenden Arbeitsschritte vorgenommen worden: - Überprüfung von Bilanzierungsziel und Untersuchungsrahmen insbesondere der Funktion und funktionellen Äquivalenz von Systemgrenzen / Bilanzrahmen (Raum, Zeit, Technologie), - der Allokationsverfahren mit den gewählten spezifischen Zu-/ Verteilungsregelungen und der Auswahl signifikanter Parameter und Stoffe Bericht-Nr.: Seite 2 von

36 TÜV NORD CERT Umweltgutachter GmbH - Überprüfung der Sachbilanz insbesondere im Hinblick auf die Input/ Output- Analysen, die verwendeten Input/Output-Daten (I/O-Daten) incl. deren Zuverlässigkeit, die Systematik, Vollständigkeit und Plausibilität der I/O-Analyse - Überprüfung der Sensitivitätsanalyse und Fehlerabschätzung, der Plausibilität und Seriosität der EDV-Programme und die Berücksichtigung von vorgelagerten Prozessketten, Koppelprodukten und sekundären Nachnutzungseffekten - Überprüfung der Wirkungsabschätzung mit den Schwerpunkten der Auswahl der Wirkungskategorien (sach- und problemorientiert) und der Aggregation der Daten hinsichtlich der Wirkungskategorien - Überprüfung der Bewertung und der vergleichenden Aussagen infolge der Wirkungsabschätzung. Die Prüfung erfolgte im Rahmen eines Audits am und weiterer Gespräche am und stichprobenartig durch Einsichtnahme, Vergleichsrechnung und vergleichenden Verfolgung bei Systemabbildungen, Dateien und weiteren repräsentativen Unterlagen sowie bei Datenerhebungs- und Berechnungsvorgängen mit gezielter Variation. Eingesehen und plausibilisiert wurden durch den Sachverständigen stichprobenartig Herstellungsberechnungen unterschiedlicher Baugruppen des Modells e-up! und Berechnungen für die Nutzungsphase unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Stromerzeugung für den Batteriestrom während der Nutzung. Bericht-Nr.: Seite 3 von