Definition der Datenanforderungen

Im Rahmen der Datensammlung erfolgt zunächst die Definition der konkreten Anforderungen. Das bedeutet es muss festgelegt werden, welche Art von Daten für das LCA genutzt werden.

Wie bereits im Kapitel 1.4 Einführung in die Datenqualität erwähnt, unterscheidet man bei den Sachbilanzdaten zwischen:

• Spezifische Daten: Herstellerspezifische Daten bzw. Daten die während des dargestellten Prozesses gemessen wurden.
• Durchschnittliche Daten: Aggregierte Daten ausmehreren Produktionsstandorten oder von verschiedenen Herstellern kombiniert zu repräsentativen Daten für einen Prozess oder ein System.
• Generische Daten: Repräsentieren typische Merkmale des Lebenszyklus eines Produkts und werden aus sekundären Quellen wie stöchiometrischen Berechnungen, Patenten, Prozessplänen oder Expertenurteilen entwickelt.
• Proxydaten: Daten aus ähnlichen Prozessen, die stellvertretend für einen bestimmten Prozess verwendet werden. Proxydaten können extrapoliert, erweitert oder angepasst werden, um den spezifischen Prozess zu repräsentieren.
• Geschätzte Daten: Datenlücken können durch Schätzungen gefüllt werden, um die Signifikanz eines Prozesses zu bestimmen. Wenn Prozesse auf der Grundlage der geschätzten Daten als unbedeutend eingestuft werden, kann der Prozess aus den Ergebnissen der Sachbilanz ausgeschlossen werden.

Wie wähle ich den richtigen Datentyp aus?

• Präferenz: Immer zuerst spezifische Daten verwenden – sie spiegeln die Realität am besten wider.
• Alternative: Wo keine spezifischen Daten vorliegen, auf durchschnittliche, generische oder Proxy-Daten zurückgreifen.
• Transparenz: Schätzungen sollten die letzte Option sein und müssen mit Quellen oder Begründungen versehen sein.

Alle relevanten Daten werden im Rahmen der Sachbilanz gesammelt. Das Ergebnis ist eine Zusammenstellung aller Inputs und Outputs über den gesamten Lebenszyklus. Die Sachbilanz wird im weiteren Verlauf in einer Software abgebildet. Im ersten Schritt kann aber das folgende Template bei der Datensammlung unterstützen.

Im Folgenden wird jede der fünf Lebenszyklusphasen näher betrachtet. Für die einzelnen Phasen gibt es jeweils Datenquellen, die typischerweise verwendet werden.

3.1 Beschaffung Rohmaterialien

In dieser Phase werden die Gewinnung und Verarbeitung der Rohstoffe sowie die Lieferung der Produktkomponenten bis zur Produktionsanlage untersucht.

Relevante Aktivitäten:

• Art und Menge der verwendeten Rohstoffe (z. B. Metalle, Kunststoffe, biobasierte Rohstoffe)
• Herkunftsregion der Materialien (z. B. Land, Lieferant)
• Produktionsweg des Rohstoffs (z. B. primär vs. sekundär, Recyclinganteil)
• Ggf. Energieverbrauch bei der Gewinnung der Rohstoffe (z. B. Abbauverfahren, Energieintensität)

Methoden zur Emissionsberechnung:

• Lieferantenspezifische Daten: Lieferanten liefern detaillierte Information zu Materialien oder zur Zusammensetzung von Vorprodukten. Diese Abfrage ist besonders typisch für Lieferanten, die größentechnisch relevant sind. Diese Informationen können auch in Form einer Umweltproduktdeklaration (Environmental Product Declaration (EDP)) bereitgestellt werden, falls der Lieferant bereits ein extern validiertes LCA vorliegen hat.
• Produktspezifische Daten: Nutzung von Materialdatenblättern oder Stücklisten
• Generische Daten: Informationen zu Produktzusammensetzungen aus Brachen-standards, Datenbanken sowie anderen LCA-Studien

Typische Datenquellen:

• Lieferantenanfragen (z. B. mit Fragebogen)
• Materialdatenblätter
• Interne Stücklisten oder Produktstruktur aus PLM-Systemen
• LCA-Datenbanken (z. B. Ecoinvent, EPD Library, GaBi)

Praxistipp:

Identifizieren Sie zunächst Ihre Top Lieferanten. Die Abfrage der Daten kann mithilfe eines Fragebogens erfolgen. Im Folgenden kann ein beispielhaftes Template heruntergeladen werden.

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Case Study | 2.3 Definition der Datenanforderungen (Beschaffung Rohmaterial)

Folgende Datenzugänge wurden in erster Linie verwendet:

• Lieferantenabfragen für Vorprodukte (z.B. elektrische Komponenten)
• Stücklisten für Informationen zu in der Verarbeitung verwendeten Materialien

Für die Beschaffungsphase wurden folgende Annahmen getroffen:

• Die Materialien werden aus dem europäischen Raum bezogen, daher wird bei den Datensätzen in Ecoinvent die Region RER ausgewählt.
• Falls dies nicht möglich ist, werden globale Datensätze angewendet.

3.2 Produktion

Es werden alle Aktivitäten innerhalb des Unternehmens betrachtet, die notwendig sind, um das Produkt herzustellen, inklusive Energieverbrauch, Ausschüsse und interne Logistik. In dieser Phase ist in der Regel die Verfügbarkeit von spezifischen Daten am höchsten. Die Herausforderung liegt oft darin, Daten auf ein einzelnes Produkt herunterzubrechen.

Relevante Aktivitäten:

• Energieverbrauch in der Produktion
• Verwendung von Wasser und Einsatz von Hilfs- und Betriebsstoffen (z. B. Schmiermittel, Lösungsmittel)
• Art und Menge der erzeugten Abfälle und sonstigen Emissionen (z.B. CO2 aus Prozessen)
• Materialverluste und Ausschuss

Methoden zur Emissionsberechnung:

• Spezifische Daten: Energiemonitoring, Zählerdaten, internen Umweltkennzahlen
• Durchschnittliche Daten: z. B. aus mehreren Produktionsstandorten
• Generische Daten: Informationen aus Studien oder Industriestandards zu Energieverbräuchen oder Ausschüssen in Herstellungsprozessen

Typische Datenquellen:

• Energiemanagement/Umweltmanagementsysteme (z.B. ISO 14001)
• Controlling (z. B. Rechnungen zu Energieverbräuchen)

Praxistipp: Daten für die eigenen Produktionsprozesse liegen in der Regel in sehr guter Datenqualität vor. Die Herausforderung besteht häufig darin, die Verbräuche auf das einzelne Produkt herunterzubrechen. Eine Möglichkeit ist die Allokation auf Basis des Umsatzes. Im folgenden Template können die Gesamtverbräuche des Produktionsstandorts mithilfe unterschiedlicher Kriterien, wie dem Umsatzanteil eines einzelnen Produktes, Produktionszahlen oder Maschinenstunden, heruntergebrochen werden. Wenn die Produktionsphase nach ersten Einschätzungen keinen großen Einfluss auf das Gesamtergebnis hat, empfiehlt es sich, einen pragmatischen Ansatz zu wählen.

3.3 Transport und Distribution

Die Transportaktivitäten spielen eine zentrale Rolle im gesamten Lebenszyklus eines Produkts und müssen umfassend betrachtet werden. Dazu gehören die Bewegung von Rohstoffen, Zwischenprodukten und Endprodukten entlang der Lieferkette, einschließlich des Kraftstoffverbrauchs, der zurückgelegten Entfernungen und der eingesetzten Transportarten.

Relevante Aktivitäten

• Transportwege und –mittel zum Händler oder Kunden
  • Transportart: Land (Lkw, Bahn), Wasser (Schiff, Binnenschiff), Luft (Flugzeug)
  • Fahrzeugtyp: Spezifische Klassifizierung des Fahrzeugs je nach Transportmodus (z.B. Schwerlast-Lkw, Frachtschiff)
• Verpackungsmaterialien
• Lagerbedingungen und Energieverbrauch während der Lagerung
• Masse der transportierten Waren: Versandgewicht in Tonnen (t)

Methoden zur Emissionsberechnung

Es gibt zwei Methoden zur Berechnung von Emissionen aus Transportaktivitäten:

1. Kraftstoffbasierte Methode: Diese Methode wird angewendet, wenn Daten zum Kraftstoffverbrauch von Transportunternehmen oder firmeneigenen Fahrzeugflotten vorliegen.

2. Distanzbasierte Methode: Diese Methode wird genutzt, wenn Informationen zu Masse, Transportentfernung und Transportart verfügbar sind. Die Emissionen werden dabei auf Basis der Tonnenkilometer (tkm) berechnet:

   Tonnenkilometer (tkm) = Gewicht der Sendung (t)×zurückgelegte Entfernung (km)

Mögliche Datenquellen:

• Lieferanten und Logistikdienstleister (Transportentfernungen und -volumen)
• Online-Karten oder Routenrechner (zur Abschätzung von Entfernungen)
• Veröffentlichte Hafen-zu-Hafen-Distanzen (für den Seetransport)
• Massen- oder Volumenangaben der verkauften Produkte (zur Abschätzung des Versandgewichts)

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Case Study | 2.3 Definition der Datenanforderungen (Transport und Distribution)

In dieser Fallstudie werden die Auswirkungen des Transports eines elektrischen Wasserkochers von der Rohstoffgewinnung bis zur Entsorgung am Ende der Lebensdauer anhand einer entfernungsbasierten Berechnungsmethode modelliert. Die Studie schließt den Transport des Verbrauchers zum und vom Einzelhändler aus und geht von typischen Transportentfernungen auf der Grundlage von Industriestandards aus.

Modellierung des Transports für 1 Wasserkocher

Praxistipp: Konzentrieren Sie sich auf die Transportphasen, die unter Ihrer direkten Kontrolle stehen – wie den Transport vom Lieferanten zum Unternehmen, innerbetriebliche Transporte oder zum Kunden. Für vorgelagerte Transporte, wie den Rohstofftransport, ist häufig bereits ein passender Emissionsfaktor in Datenbanken wie Ecoinvent enthalten (z. B. gekennzeichnet durch „market for“). Auch für die Entsorgungsphase kann man in der Regel auf allgemeine Durchschnittsdaten zurückgreifen.

Insgesamt macht es Sinn, zunächst eine überschlägige Abschätzung der Transportemissionen vorzunehmen und erst dann ins Detail zu gehen, wenn sich zeigt, dass Transporte einen relevanten Beitrag zur Gesamtemission leisten.

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3.4 Nutzung

In der Nutzungsphase wird das Produkt durch den Kunden oder Nutzer eingesetzt. Je nach Produkttyp (z.B. Elektrogerät, Fahrzeug) kann diese Phase eine hohe Umweltwirkung haben durch den Energieverbrauch oder auch durch die Wartung des Produktes. In anderen Fällen (z.B. Plastiktüte) kann diese Phase auch keinerlei Umweltwirkung verursachen.

Relevante Aktivitäten

• Energieverbrauch und Emissionen während der Nutzung (z. B. Strom, Gas)
• Wartungs- und Reparaturanforderungen
• Lebensdauer des Produkts (inkl. Informationen zu Häufigkeit und Dauer der Nutzung)
• Ggf. Verbrauchsmaterialien (z. B. Patronen, Reinigungsmittel)

Methoden zur Emissionsberechnung

• Spezifische Daten: tatsächliche Verbräuche aus Betriebsprofilen
• Durchschnittliche Daten: z. B. Nutzerverhalten aus Studien

Mögliche Datenquellen

• Herstellerangaben (z. B. technische Datenblätter)
• Normnutzungsprofile (z. B. Öko-Institut, Fraunhofer)
• Kundenumfragen, Monitoring Daten

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Case Study | 2.3 Definition der Datenanforderungen (Nutzung)

Wichtig ist hier wieder der Bezug zur funktionellen Einheit: Erhitzen von 1 Liter Wasser von 20°C auf 100°C

Bei einer alternativen funktionellen Einheit, die einen elektrischen Wasserkocher über die Lebensdauer von 5 Jahren berücksichtigt, müsste eine Hochrechnung stattfinden. Unter der Annahme, dass 3360 Liter Wasser über den gesamten Lebenszyklus gekocht werden, wird der Stromverbrauch entsprechend hochgerechnet.

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Praxistipp: Typischerweise werden in dieser Phase durchschnittliche Daten auf Basis von Studien oder Branchendaten verwendet. Besonders die private Nutzung ist oftmals schwer abzuschätzen. Wichtig ist hierbei auch die funktionelle Einheit im Blick zu behalten. Beispielsweise muss der notwendige Stromverbrauch auf die Lebensdauer hochgerechnet werden. Herstellerangaben zur Lebensdauer unterschätzen oft die tatsächliche Nutzungsdauer, weshalb in der Praxis zusätzlich Erfahrungswerte zur realistischen Abschätzung herangezogen werden sollten. Eine gute Möglichkeit ist auch die Gegenüberstellung von unterschiedlichen Nutzungsszenarien währen der Analyse und in den Ergebnissen.

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3.5 Entsorgung

Das Ende der Lebensdauer eines Produkts ist erreicht, wenn es als Abfall verarbeitet oder in einem anderen Produkt wiederverwertet oder wiederverwendet wird.

Relevante Aktivitäten

• Art und Menge der Abfälle bei der Entsorgung d.h. die Zusammensetzung und andere Abfalleigenschaften wie Verbrennbarkeit oder biologische Abbaubarkeit. Ganz allgemein: „Was ist das Abfallmaterial? “
• Recyclingfähige Materialien und deren Wiederverwertbarkeit
• Transportwege und –mittel für die Entsorgung
• Entsorgungswege d. h. die Art und Weise, wie ein Abfall entsorgt wird. Ganz allgemein: „Wohin wird der Abfall gebracht? “
  • Deponie
  • Recycling
  • Verbrennung

Die Entsorgungsphase des Produkts kann verschiedene Szenarien umfassen, also eine Kombination aus den drei Entsorgungsmethoden.

Methoden zur Emissionsberechnung

• Spezifische Daten: Informationen zu Rücknahmeprogrammen oder bekannten Entsorgungswegen oder Recyclinganteilen für das Produkt
• Generische Daten: z. B. aus nationalen Recyclingstatistiken, Branchenspezifischen Informationen zu Entsorgungswegen

Mögliche Datenquellen

• Eurostat, Umweltbundesamt, Ecoinvent
• Branchenverbände (z. B. Kunststoffrecycling)
• Entwicklung / Produktdesign (z.B. Recyclinganteile, eigene Rücknahmesysteme)

Im Falle von Recycling gilt es zwischen zwei Systemen abzugrenzen. Das folgende Schaubild stellt dies dar. Während der Materialfluss bei einer Deponierung nach dem Lebensende des Primärprodukts endet, kann bei einer Müllverbrennung noch Energie (z.B. Strom) erzeugt und verwendet werden. Bei der stofflichen Verwertung – also dem Recycling – fließen die Materialien als Sekundärrohstoffe in das nächste System über.

Um diesen Systemüberlauf beim Recycling korrekt abzubilden, wird in LCAs häufig die sogenannte Cut-off-Methode angewendet. Alternative Ansätze zur Behandlung von Recycling sind im Appendix B erläutert.

In der Cut-off-Methode ist der primäre Produzent 100% verantwortlich für die Rohstoffgewinnung, erhält jedoch keine Gutschrift für potenzielles Recycling. Allerdings wird er beim Abfall entlastet, denn das Produkt verlässt mit dem Recycling das System. Die Wiederverwertung gilt als Müllvermeidung und zählt nicht mehr zu seiner Bilanz.

Der sekundäre Nutzer hingegen wird bei den Rohstoffen entlastet, da er keine Umweltlasten für die ursprüngliche Herstellung trägt – lediglich der Recyclingprozess wird ihm angerechnet. Dadurch entsteht ein Anreiz, Recyclingmaterial zu nutzen.

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Case Study | 2.3 Definition der Datenanforderungen (Entsorgung)

Für die Entsorgungsphase wurden für den Wasserkocher folgende Annahmen getroffen:

• Nutzung der Cut-off Methode
• Angewendete Recyclingquoten laut Statistik:

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Praxistipp: Der Cut-Off-Ansatz ist die am häufigsten verwendete Methode für die Aufteilung von Wertstoffen. Das bedeutet konkret, dass alle Materialien am Ende des Lebenszyklus recycelt werden und in dieser Lebenszyklusphase keinerlei Umweltauswirkungen verursachen. Für die Materialien, die deponiert oder verbrannt werden, gilt es einen passenden Emissionsfaktor zu finden.

Checkliste

• Sind für alle Lebenszyklusphasen die Datenanforderungen definiert?
• Sind alle Daten verfügbar?
• Wurde eine Datenlücke festgestellt?
• Werden die Datenlücken mit geeigneten Daten gefüllt?