Leitfaden zur Bewertung von Ressourceneffizienz in Projekten der BMBF-Fördermaßnahme MatRessource

Transkript

1 Leitfaden zur Bewertung von Ressourceneffizienz in Projekten der BMBF-Fördermaßnahme MatRessource

2 Entstehung Fördermaßnahme MatRessource Workshop Ressourceneffizienz 10./11. Dezember 2013, Bonn mit 70 Teilnehmern Wunsch nach einem Leitfaden (Guideline), der die MatRessource-Projekte bei der Ressourceneffizienzbewertung unterstützen soll Erstvorstellung September 2014 Vorliegend: überarbeitete Fassung 2

3 Aufbau des Leitfadens Kapitel 1: Definition des Begriffs Ressourceneffizienz Kapitel 2: Methoden und Kriterien zur Bewertung von Ressourceneffizienz Kapitel 3: Hinweise zu Vereinfachungen und Festlegungen, Fragen der Allokation, Umgang mit Zielkonflikten etc. Kapitel 4: Vorgehensweise zur Abschätzung des Ressourceneffizienzpotentials Anhänge: weiterführende Erläuterungen, Tabellen für die jeweils beschriebenen Methoden, Praxisbeispiele 3

4 Vorgehensweise Fragestellung festlegen Kap Definition Funktionelle Einheit Kap Definition Referenzprozess/-produkt Kap. 3.2 NEIN Koppel produk -tion? JA z.b. Vergleich Ressourceneffizienz zweier Produkte oder Herstellungsverfahren z.b. Getränkeverpackung für ein Liter Wasser z.b. Glasflasche / PET-Flasche Mehrproduktsytem/Nebenprodukte? müssen berücksichtigt werden (Systemgrenzen) Allokationsverfahren -Aufteilung in Subprozesse -Systemerweiterung --Allokation Kap. 3.4 Festlegung Kap. 3.5 Systemgrenzen Kap. 3.3 und Anhang 7 Bewer tungs Beschreibung Produktlebensweg Bei vergleichenden Analysen: Abschneiden übereinstimmender Lebenswegabschnitte Vernachlässigen irrelevanter Stoffflüsse (1% der Produktmasse) 4

5 Vorgehensweise Mengengerüst definieren Arbeitshilfe nutzen gering Allokationsverfahren -Aufteilung in Subprozesse -Systemerweiterung --Allokation Kap. 3.4 Festlegung Kap. 3.5 Systemgrenzen Kap. 3.3 und Anhang 7 Bewer tungs kompe tenz Abschätzung RE-Potential Kap. 4 hoch Ökobilanz/LCA ESSENZ Kap Kap. 2.5 Materialeffizienz Kap. 2.3 Umweltwirkungen Ressourcenverfügbarkeit 5

6 Kapitel 1: Definition von Ressourceneffizienz Für MatRessource: Produkte oder Prozesse, bei denen Materialinnovationen zu einer erhöhten Ressourceneffizienz beitragen. RE = Nutzen Aufwand = n i=1 m j =1 x i N i y j A j Nutzen = klar definierte und physikalisch quantifizierte Funktion eines Produkts (funktionelle Einheit) Aufwand = Einsatz natürlicher Ressourcen (Primärrohstoffe, Energie, Wasser, Luft, Boden/Flächen) + Nutzung der Umwelt als Senke (Ökosystemdienstleistungen) und Biodiversität. 6

7 Kapitel 2: Methoden und Kriterien zur Bewertung von Ressourceneffizienz LCA Umweltindikatoren Materialeffizienz ESSENZ- Methode Kumulierter Energieaufwand KEA Umweltindikatoren (LCA) Life Cycle Costing LCC Kumulierter Rohstoffaufwand KRA Physische Verfügbarkeit Treibhauspotenzial (GWP) Sozioökonomische Verfügbarkeit 7

8 Kapitel 2: Methoden und Kriterien zur Bewertung von Ressourceneffizienz Vereinfachungen Ergänzungen LCA Materialeffizienz ESSENZ- Methode Kumulierter Energieaufwand KEA Prinzipien Lebensweggedanke Zieldefinition Systemgrenzen Referenzprodukt/-prozess 8

9 Kapitel 2: Methoden und Kriterien zur Bewertung von Ressourceneffizienz Hilfestellungen: z.b. UBA-Arbeitshilfe zu Materialeffizienz enthält ökobilanzielle Datensätzen für ca. 170 verschiedene abiotische und biotische Rohstoffe, Halbzeuge und Endprodukte und die für die Bilanzierung notwendigen Berechnungstabellen. 9

10 Abfall, Materialdeposition, Emissionen, dissipative Verluste Kapitel 3: Vereinfachungen und Festlegungen Festlegung Umwelt der Systemgrenzen: erlaubte Einschränkungen Produkt system Gate to gate - Prozesskette von Werkseingangs- zu Werksausgangstor Cradle to gate: Rohstoffgewinnung bis Herstellung des fertigen Produkts Verwertung/ Beseitigung Produkt- und Prozessverbesserungen, Abfall/Sekundärrohstoffe die Materialsubstitutionen erfordern; Produkt muss in Funktion und technischer Performance unverändert bleiben Abfall/Altprodukte Rohstoffe Nutzung rohstoffe Sekundärrohstoffe Rohmaterial- verminderter Einsatz von Werkstoffen, herstellung Hilfsstoffen und Energieträgern im Produktionsprozess, Abfall/Sekundär- Produkt muss (Aufbereitung) unverändert bleiben. Rohmaterial Produktherstellung Produkte Cradle to grave: inkl. Nutzungsphase (Wiederverwertung) des Produkts bis zur finalen Entsorgung erlaubt auch die Bewertung ressourceneffizienter nutzbarer Produkte und einfacher recyclierbarer Produkte. Abfall, Materialdeposition, Emissionen, dissipative Verluste Abfall, Materialdeposition, Emissionen, dissipative Verluste 10

11 Produkt Produktion Produktentwicklung Fabrikplanung Arbeitsvorbereitung Einkauf/Beschaffung Produktion Vertrieb Rohmaterialherstellung Produktherstellung Nutzung Verwertung/Beseitigung Transport erforderlich bedingt erforderlich nicht erforderlich Kapitel 3: Vereinfachungen und Festlegungen Bezug Einflussnehmender Akteur im Betrieb Lebensphase mit relevanten Auswirkungen Lebensweganalyse Strategie Werkstoffauswahl/Materialsubstitution n n n n n n n n Leichtbauweise n n n n n n Beanspruchungsgerechtigkeit und Sicherheit n n n n n Miniaturisierung n n n n n n n n Fertigungsgerechte Produktionsgestaltung n n n n n n Nutzungsgerechte Produktionsgestaltung n n n n n Verlängerung der technischen Produktionsdauer n n n n n Verlängerung Produktnutzungsdauer n n n n n Produkt-Service-Systeme (Dematerialisierung) n n n n n n n Kaskadennutzung von Produkten n n n n n Reparierbarkeit n n n n n Recyclinggerechte Produktgestaltung n n n n Fertigungsprozessauswahl und Fertigungsprozessoptimierung n n n n n n Dimensionierung der Fertigungsmittel n n n n Minimierung des Bearbeitungsvolumens n n n n n n n Materialsubstitution von Hilf- und Betriebsstoffen n n n n n n Quelle: Entwurf VDI 4800 Blatt 1 11

12 Kapitel 3: Vereinfachungen und Festlegungen Auswahl von Referenzprodukten und prozessen Vergleichbarkeit gewährleisten Zielkonflikte (trade-offs) Transparenz, in der Interpretation gegenüberstellen und diskutieren Allokation und Systemgrenzen bei Koppelproduktion/Mehrproduktsystemen bei Verwertung von Sekundärrohstoffen 12

13 Interpretation: Diskussion von Zielkonflikten und Sensitivitäten Kritische Punkte Bewertung/Gewichtung von Ressourcen und Umweltwirkungen gegeneinander Energie- vs. Materialeinsatz Systemgrenzen erweitern? Erhöhter Ressourceneinsatz auf Materialebene um Ressourceneinsatz in Anwendungen zu verringern, oder dort Nutzen zu erhöhen Bewertung von Werkstoffsubstitution Eigenschaften der Substitute oft schwer vergleichbar erfordert oft kostenträchtige Prozessumstellungen und teurere Prozesse späteres Recycling behindert, wenn Produkt Wertinhalt verliert oder Substitute das Recycling technisch beeinträchtigen. 13

14 Kapitel 4: Vorgehensweise zur Abschätzung des Ressourceneffizienzpotentials Den Projekten der MatRessource-Fördermaßnahme wird die folgende Bewertungshierarchie nahegelegt: Zeithorizonte: 5 bis 20 Jahre, in Intervallen von 5 Jahren Verbundebene: Umsetzung der entwickelten Technologie in einer großtechnischen Anlage mit einer für den jeweiligen Verbund bzw. die jeweilige Branche typischen Kapazität. Bezugsebene Deutschland: deutschlandweite Verbreitung angenommen; theoretischer Maximalwert für das Ressourceneffizienzpotential, das mit einer bestimmten Technologie zu erreichen wäre. Bezugsebene Europa ist analog zu handhaben. Diese ist aufgrund des nationalen Charakters der Fördermaßnahme optional. 14

15 Anhänge Glossar Literaturhinweise Datenbanken, Software, Dienstleistungsanbieter Weiterführende Erläuterungen und Tabellen für die jeweils beschriebenen Methoden Anwendungsbeispiele für Materialeffizienz und ESSENZ 15

16 Lücken Neue Methoden: VDI Richtlinienwerk zur Ressourceneffizienz Insbesondere Ressourcenverfügbarkeit/Rohstoffkritikalität nach VDI Richtlinie 4800 Blatt 2 Bewertung des Rohstoffaufwands 16

17 RessourcenEffizienz - Bewertung (RE-B) Anleitung insbesondere für kleinere und mittlere Unternehmen (KMU) Fünf Schritte zur Bewertung von Ressourceneffizienz: 17

18 Fazit Überarbeitete Fassung des Leitfadens zur Bewertung von Ressourceneffizienz liegt vor kein abgeschlossenes Dokument, Ergänzungen folgen, sobald neue Methoden und Erkenntnisse veröffentlicht werden. Kommentare und Hinweise zur Verbesserung des Leitfadens sind willkommen: Anleitung Ressourceneffizienz-Bewertung für KMU Als Download in Kürze verfügbar: 18