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Life Cycle Assessment als Werkzeug einer ökologisch orientierten Produktentwicklung

Diplomarbeit 2008 117 Seiten

Ingenieurwissenschaften - Allgemeines

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Danksagung

Eidesstattliche Erklärung

Kurzfassung

Abstract

Einleitung

Forschungsfragen

Vorgehensweise und Struktur der Arbeit

Teil I. Die Notwendigkeit ökologieorientierter Lebenswegbetrachtungen
I.1 Effekte wirtschaftlichen Handelns
I.2 Sichtweise der traditionellen Betriebswirtschaftslehre
I.2.1 Der Konflikt zwischen Ökonomie und Ökologie
I.2.2 Der Marktzyklus
I.2.3 Integrierte Produktlebenszyklusmodelle
I.2.4 Ableitung eines Handlungsbedarfs
I.3 Forderung einer Produkt-Lebensweg-orientierten Betrachtung im Rahmen der Produktentwicklung
I.3.1 Die Prozesskette der Produktentwicklung
I.3.2 Die Prozesskette des Produktlebenslaufes
I.3.3 Produktentwicklung basierend auf der Betrachtung des Produktlebenslaufes
I.4 Ökologieorientierte Konzepte und Instrumente: Ein Überblick
I.4.1 Umweltmanagement
I.4.2 Umweltverträglichkeitsprüfung
I.4.3 Kumulierter Energieaufwand
I.4.4 Life Cycle Assessment
I.4.5 Produktfolgenabschätzung
I.4.6 Produktlinienanalyse
I.4.7 Reichweite der Instrumente
I.5 Resümee

Teil II. Das Instrument ‚Life Cycle Assessment’
II.1 Begriffserklärungen und –abgrenzungen
II.1.1 ‚Life Cycle Thinking’: Das übergeordnete Konzept
II.1.2 ‚Life Cycle Assessment’ oder ‚Ökobilanz’
II.1.3 Abgrenzung unterschiedlicher Arten der Ökobilanz
II.2 Bestandteile und Anwendungsmöglichkeiten des LCAs
II.3 Die Phasen des LCAs im Detail
II.3.1 Festlegung des Ziels und des Untersuchungsrahmens
II.3.2 Sachbilanz
II.3.3 Wirkungsabschätzung
II.3.4 Auswertung
II.4 Vereinfachung von LCAs
II.4.1.1 Verkürzung von LCAs
II.4.1.2 Verwendung von generischen Daten
II.4.1.3 Unterstützung durch LCA-Software
II.5 Resümee

Teil III. LCA als Werkzeug einer umweltorientierten Produktentwicklung
III.1 Integration von LCAs in die Produktentwicklung: Entwicklung von vorläufigen Thesen
III.1.1 Elemente einer umweltorientierten Produktentwicklung
III.1.2 Die Rolle des LCAs in der Produktentwicklung
III.1.3 Organisatorische Verankerung im Unternehmen
III.1.4 Der Nutzen des LCAs in der Produktentwicklung
III.1.5 Verbesserungsmöglichkeiten und –notwendigkeiten
III.2 Expertenmeinungen aus Industrie und Wissenschaft: Eine empirische Erhebung
III.2.1 Ziele der Erhebung
III.2.2 Konzeption der Erhebung
III.2.2.1 Auswahl der Interviewpartner
III.2.2.2 Interviewleitfaden
III.2.2.3 Auswertung der Interviews
III.2.3 Ergebnisse der empirischen Erhebung
III.2.3.1 Die Rolle des LCAs in der Produktentwicklung
III.2.3.2 Organisatorische Verankerung in der Praxis
III.2.3.3 Der Nutzen einer Anwendung des LCAs in der Produktent-wicklung
III.2.3.4 Verbesserungsmöglichkeiten und –notwendigkeiten
III.3 Resümee

Schlussbetrachtungen
Zusammenfassende Darstellung
Beantwortung der Forschungsfragen
Ausblick

Literaturverzeichnis
Bücher (Monographien und Sammelbände)
Gesetze, Normen und Verordnungen
Studien und wissenschaftliche Publikationen
Andere Quellen

Anhang
Abbildungsverzeichnis
Exkursverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Interviewleitfaden – produzierende Unternehmen
Interviewleitfaden – Wissenschaft und Beratung

Danksagung

Die Fertigstellung der vorliegenden Arbeit stellt für mich den vorläufigen Endpunkt meiner Studienzeit dar. Dies war eine Zeit, die mich stark geprägt und sowohl privat, als auch hinsichtlich meiner beruflichen Vorstellungen gravierend verändert hat. Für den erhaltenen emotionalen Rückhalt und die großzügige Unterstützung während dieser Zeit möchte ich mich in erster Linie bei meinen Eltern, Gerlinde und Peter bedanken – ohne sie wäre dies nicht möglich gewesen.

Besonders hervorheben möchte ich das Engagement meines Bruders Lukas, der mir zum einen durch seine eigenen akademischen und beruflichen Leistungen einen Ansporn gab und mich zum anderen stets dabei unterstützte, meine Ziele zu erreichen. Er zählt auch zum Kreis meiner engsten Freunde, denen ich allen herzlich dafür danken möchte, dass sie immer für mich da waren.

In diesem Zusammenhang gilt der Dank auch meinen Studienfreunden, die diese Zeit zu einer unvergesslichen Episode meines Lebens machten. Besonders herausheben will ich dabei Bettina, die während meiner gesamten Studienzeit eine wertvolle Wegbegleiterin war und heute als meine Partnerin mein Leben bereichert.

Ein herzliches Dankeschön geht an Frau Dr. Fiona Schweitzer von der FH Wels und Herrn DI Werner Tober von der TU Wien, die als Betreuer dieser Diplomarbeit tatkräftige und wertvolle Unterstützung beisteuerten. Sie ermöglichten es mir, diese Arbeit aus verschiedenen Blickwinkeln zu sehen.

Zu guter Letzt möchte ich mich bei jenen Personen bedanken, die für die Interviews des empirischen Teils dieser Arbeit zur Verfügung standen. Ohne deren bereitwillige Unterstützung wäre diese Arbeit nicht möglich gewesen. Danke für die gute Zusammenarbeit!

Wels, November 2008 Clemens Möltner

Eidesstattliche Erklärung

Ich erkläre ehrenwörtlich, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und ohne fremde Hilfe verfasst, andere als die angegebenen Quellen nicht benutzt, die den benutzten Quellen entnommenen Stellen als solche kenntlich gemacht habe und dass diese Arbeit mit der vom Begutachter beurteilten Arbeit übereinstimmt.

Die Arbeit wurde bisher in gleicher oder ähnlicher Form keiner anderen Prüfungsbehörde vorgelegt und auch nicht veröffentlicht.

Ing. Clemens Paul Möltner

Wels, 1. Dezember 2008

Kurzfassung

Ein Großteil der von einem Produkt ausgehenden Umweltauswirkungen wird bereits in der Entwicklungsphase festgelegt. Für eine Reduktion negativer ökologischer Auswirkungen von Produkten bedarf es geeigneter Instrumente. In dieser Arbeit wird das Potenzial des Life Cycle Assessments (LCA) als Werkzeug einer ökologisch orientierten Produktentwicklung untersucht. Beim LCA handelt es sich um ein Bewertungsinstrument, bei dem alle Umweltauswirkungen analysiert werden, die entlang des gesamten Produktlebensweges verursacht werden. Die Betrachtung reicht dabei von der Rohstoffgewinnung über alle Stufen der Produktherstellung und der Produktnutzung bis zur endgültigen Entsorgung des Produktes. Die zentralen Forschungsziele der Arbeit sind, die Eignung des LCAs für eine Integration in die Produktentwicklung zu prüfen, die organisatorischen Gestaltungsmöglichkeiten einer Integration zu untersuchen und den Nutzen, den Unternehmen daraus ziehen können, aufzuzeigen. Weiters werden Verbesserungspotenziale des Instruments LCA erhoben, die eine Integration in die Produktentwicklung vereinfachen könnten.

Im theoretischen Teil der Arbeit wird die Notwendigkeit von ökologieorientierten Produkt-Lebenswegbetrachtungen aufgezeigt und ein grundlegendes Verständnis zum Werkzeug LCA geschaffen. Um anschließend die Integration des Werkzeuges in die Produktentwicklung zu untersuchen, wird ein exploratives Untersuchungsdesign angewandt, bei dem, basierend auf einer Analyse der LCA-Literatur, Thesen aufgestellt werden, die anhand einer qualitativen Erhebung überprüft und anschließend weiterentwickelt werden.

Es kann eine grundsätzliche Eignung des LCAs für eine Anwendung in der Produktentwicklung nachgewiesen werden. Die Rolle, die das LCA in der Produktentwicklung einnehmen könnte, wird anhand eines hypothetischen Modells veranschaulicht. Die quantitative Überprüfung dieses Modells sowie einer Reihe von aufgestellten Thesen kann Gegenstand von künftigen Arbeiten werden.

Abstract

The majority of the environmental impacts, which a product might have, are already predefined in the early stages of product development. In order to achieve a reduction of ecological impacts of products, adequate instruments are required. In this diploma thesis the potential of Life Cycle Assessment (LCA) as a tool of an ecological oriented product development is investigated. LCA is an evaluation tool for analysing all environmental impacts, which are caused along the lifecycle of a product. Thereby, the investigation includes all phases from the extraction of raw materials as well as all various stages of product manufacturing and its utilisation up to the point of the final disposal of the product. The vital research objectives of this work are, to prove the applicability of LCAs for integration into product development, to examine possibilities for organisational design of such integration and to show the possible benefits for companies. Furthermore, the room for improvement is detected, which can advance the integration into product development.

The theoretical part of this diploma thesis points out the need for ecological oriented product lifecycle analysis and moreover, a fundamental understanding for the tool of LCA is accomplished. In order to investigate the integration of the tool into product development in the next step, an explorative research design is applied. Based on analysis of LCA-literature, hypotheses are formulated, which are elaborated by a qualitative survey and afterwards further developed.

The aptitude of LCAs for application within product development is proved. The specific role, which can be captured by LCA within product development, is illustrated by a hypothetical model. A quantitative corroboration of this model as well as a number of developed hypotheses can be the objective of future work.

Einleitung

Vor dem Hintergrund der derzeitigen öffentlichen und politischen Debatte über Nachhaltigkeit und umweltbezogene Themen wie den Klimawandel, Ressourcen-knappheit und das Artensterben wird der Ruf nach der Entwicklung ökologischer Produkte[1], immer lauter. Doch stellt sich in der Praxis die Frage: Wann ist ein Produkt eigentlich ökologisch?

Der Begriff des ökologischen Produktes kann aus unterschiedlichen Gesichts-punkten beschrieben werden: So kann beispielsweise argumentiert werden, dass ein Produkt ökologisch ist, wenn

- die Erzeugung und Bereitstellung des Produktes keine umweltrelevanten Auswirkungen verursacht.
- das Produkt in der Nutzungsphase energieeffizient ist und keine gefährlichen Stoffe emittiert.
- das Produkt auf umweltfreundliche Weise entsorgt werden kann.

Diese verschiedenen Ansichten stehen oft in Konflikt zueinander. Die Ent-wicklung von Produkten, die in allen Bereichen aus ökologischer Sicht sinnvoll sind, erfordert Kompromisse. Es müssen ausgetretene Pfade verlassen werden, um innovative Wege einzuschlagen.

Für Produktneuentwicklungen oder ökologische Verbesserungen von Produkten sind ganzheitliche Konzepte gefordert, die das Produkt bereits in der Ent-wicklungsphase über dessen gesamten Lebensweg, also von der Wiege bis zur Bahre (Gradle to Grave), unter ökologischen Aspekten durchleuchten.[2]

Die vorliegende Diplomarbeit hat zum Ziel, ein solches Instrument, die Methode der Ökobilanz bzw. des Life Cycle Assessments (LCA), vorzustellen, dieses auf seine praktische Tauglichkeit für eine Verwendung in der unternehmerischen Produktentwicklung zu überprüfen und die dadurch entstehenden Potenziale aufzuzeigen.

Forschungsfragen

Aus der beschriebenen Zielsetzung lassen sich folgende Forschungsfragen formulieren die im Rahmen dieser Arbeit beantwortet werden:

(1) Ist das Life Cycle Assessment ein geeignetes Instrument um eine öko-logische Produktentwicklung in der unternehmerischen Praxis zu ver-wirklichen?

(2) Welche Rolle kann das Life Cycle Assessment in einer ökologie-orientierten Produktentwicklung einnehmen?
(3) Wie kann das Life Cycle Assessment organisatorisch verankert werden?
(4) Welchen Nutzen bietet die Anwendung von Life Cycle Assessments in der Produktentwicklung aus Sicht des Unternehmens?
(5) Welche Verbesserungspotenziale gibt es, um die Anwendung von Life Cycle Assessments in der Produktentwicklung zu erleichtern?

Um ein breites Verständnis für die Thematik zu schaffen und in weiterer Folge auf die Hauptforschungsfragen Antworten erlangen zu können, werden im Rahmen der Arbeit folgende Unterfragen erörtert:

- Worin besteht die Problematik des Wirtschaftsgeschehens aus öko-logischer Sicht?
- Welche Lösungsansätze gibt es?
- Was versteht man unter Life Cycle Assessment?
- Wie funktioniert die Methode des Life Cycle Assessments?

Vorgehensweise und Struktur der Arbeit

Basis dieser Arbeit bildet eine umfangreiche, zielgerichtete Recherche von vorhandener Literatur. Der praktische Teil besteht aus qualitativen Interviews mit ausgewählten Experten aus Wissenschaft und Industrie. Die Grundstruktur der Arbeit entsteht durch eine Gliederung in drei Hauptteile mit jeweils klar definierten Zielsetzungen:

Teil I: Die Notwendigkeit ökologieorientierter Lebenswegbetrachtungen
Am Beginn dieses Teil I wird die Problemstellung verdeutlicht. So wird vorerst aufgezeigt, dass mit wirtschaftlichen Aktivitäten auch unerwünschte Effekte einhergehen können. In weiterer Folge wird die Sichtweise der traditionellen Betriebswirtschaftslehre untersucht und, vor dem Hintergrund der unerwünschten Effekte, deren Mängel verdeutlicht. Es wird ein dringender Handlungsbedarf aufgezeigt – also die Notwendigkeit ökologieorientierter Lebenswegbetrachtungen.

Weiters findet in diesem Teil I die Betrachtung der Ausgangssituation zu dieser Untersuchung statt. Es wird der Lösungsansatz einer ökologieorientierten Sichtweise geschildert und es werden bereits entwickelte Konzepte und Instrumente vorgestellt. Vorerst wird dabei der Betrachtungsschwerpunkt auf das Prinzip einer umweltgerechten Produktentwicklung gelegt, um anschließend einen Überblick über bereits bestehende Konzepte und konkrete Instrumente zu geben.

Ziele Teil I:

- Allgemeine Sensibilisierung für die Problematik
- Erläutern des Missstands der traditionellen Sichtweise und Ableitung eines Handlungsbedarfs
- Vorstellen bestehender Lösungsansätze (State-of-the-Art)

Teil II: Das Instrument ‚Life Cycle Assessment’

Im Teil II wird auf das konkrete Instrument des Life Cycle Assessments eingegangen. Ziel ist es, ein grundsätzliches Verständnis zum Begriff ‚Life Cycle Assessment’ zu bilden. Dazu wird vorerst Klarheit über in diesem Zusammenhang gängige Begriffe geschaffen.

Darauf folgend wird die Methodik der ökologischen Bilanzierung in ihren Grundzügen dargestellt. Es ist allerdings festzuhalten, dass es sich hierbei in keiner Weise um einen vollständigen Leitfaden zur Erstellung eines LCAs handelt. Diesen Zweck erfüllen bereits eine Norm sowie im Handel erhältliche Fachliteratur.

Neben dem Schaffen des notwendigen Verständnisses für das Werkzeug der Ökobilanz, werden mögliche Anwendungsfelder des Instrumentes aufgezeigt, wobei hier noch nicht auf konkrete Anwendungen in der unternehmerischen Produktentwicklung eingegangen wird, da dies eine zentrale Thematik des Teil III bilden wird.

Zur Illustration der Durchführung eines LCAs werden in diesem Teil II neben der theoretischen Darstellung einige Sachverhalte auch anhand einer Fallstudie praktisch veranschaulicht. Bei dieser Fallstudie handelt es sich um ein Projekt an der Technischen Universität Wien an dem parallel zur Entstehung dieser theoretischen Abhandlung maßgeblich mitgearbeitet wurde. Thematik ist dabei eine Ökobilanz-Studie, mit deren Durchführung das Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Kraftfahrzeugbau im Rahmen eines umfangreichen Forschungsprojektes betraut wurde. Zentrales Analyseobjekt ist dabei ein synthetischer Diesel-Kraftstoff, BTL (Biomass to Liquid), der zur zweiten Generation von Biokraftstoffen zählt. Dieser wurde aus ökologischen Gesichtspunkten bewertet und dem konventionellen fossilen Diesel-Kraftstoff gegenübergestellt.

Ziele Teil II:

- Schaffen eines grundlegenden Verständnisses für das Instrument Life Cycle Assessment
- Vorstellen möglicher Anwendungsbereiche
- Illustration der Vorgehensweise zur Erstellung eines LCAs

Teil III: LCA als Werkzeug einer umweltorientierten Produktentwicklung
In diesem Teil III wird das Augenmerk auf ein spezielles Anwendungs-gebiet gelegt: Die umweltorientierte Produktentwicklung. Zentral dabei sind die Fragen nach den praktischen Gestaltungsmöglichkeiten einer Integration des LCAs in die Produktentwicklung, nach dem Nutzen, der durch eine Integration für das Unternehmen entstehen kann und nach notwendigen Verbesserungen am Instrument des LCAs für eine erleichterte Integration.

Durch theoretische Untersuchungen zur möglichen Rolle des LCAs in der Produktentwicklung und der möglichen Gestaltung einer organisatorischen Verankerung der Methode werden Thesen entwickelt.

In einer anschließenden empirischen Erhebung werden im Rahmen von Interviews Expertenmeinungen aus Industrie und Wissenschaft gesammelt, mit dem Ziel, die entwickelten Thesen zu überprüfen. Anhand der daraus gewonnenen Erkenntnisse werden die Thesen weiterentwickelt bzw. präzisiert.

Ziele Teil III:

- Darstellung einer möglichen Rolle des LCAs als Bestandteil einer umweltorientierten Produktentwicklung
- Darstellung von Möglichkeiten zur organisatorischen Einbindung
- Schaffung eines Bewusstseins über den Nutzen von LCAs in der Produktentwicklung
- Aufzeigen von notwendigen Verbesserungen des Instrumentes hinsichtlich der Anwendung in der Produktentwicklung

Schlussbetrachtungen:

Im abschließenden Abschnitt dieser Diplomarbeit werden die Folgerungen aus den Darlegungen der drei Teile gebündelt, um die eingangs formulierten Hauptforschungsfragen zu beantworten.

Teil I.Die Notwendigkeit ökologieorientierter Lebenswegbetrachtungen

Ziele:

- Allgemeine Sensibilisierung für die Problematik
- Erläutern des Missstands der traditionellen Sichtweise und Ableitung eines Handlungsbedarfs
- Vorstellen bestehender Lösungsansätze (State-of-the-Art)

„Die Welt, die wir geschaffen haben, ist das Resultat einer überholten Denkweise. Die Probleme, die sich daraus ergeben, können nicht mit der gleichen Denkweise gelöst werden, durch die sie entstanden sind.“

ALBERT EINSTEIN

I.1 Effekte wirtschaftlichen Handelns

Wie Harald Dyckhoff, Professor am Lehrstuhl für Unternehmenstheorie an der RWTH Aachen, formulierte, besteht „…das Wesen einer Unternehmung, speziell eines Industriebetriebs darin, Produkte herzustellen und am Markt abzusetzen, um auf diese Weise wirtschaftlich erfolgreich zu sein.“[3]

Das Ziel aller wirtschaftlichen Aktivitäten sieht Heinz Hübner, Vorstand des Lehrstuhles Technikwirkungs- und Innovationsforschung der Universität Kassel, in einer Bedürfnisbefriedigung durch die entsprechenden Güter. Die ‚ erwünschten Effekte’ der unternehmerischen Tätigkeiten bestehen zum einen im Nutzen aus dem Ge- oder Verbrauch von Produkten auf Seite der Abnehmer, und zum anderen in der Gewinnerzielung seitens der Hersteller oder Lieferanten. Zu bedenken gibt Hübner dabei aber, dass neben diesen erwünschten Effekten auch eine Reihe von ‚ unerwünschten Begleiterscheinungen’ aus den unternehmer-ischen Aktivitäten hervorgeht.[4]

So werden etwa auf allen Stufen des Produktlebens[5] natürliche Ressourcen und Energie verzehrt und verschiedenste Stoffe emittiert, beispielsweise durch die Verwendung von Einsatzstoffen und Produktionsverfahren, durch die Ver-packung, den Transport, die Lagerung, durch die Verwendung des Produktes, bis hin zu dessen Entsorgung. Die dadurch entstehenden Umweltschädigungen sind folglich solche unerwünschten Begleiterscheinungen aus der Bereitstellung von Gütern – also, aus den unternehmerischen Aktivitäten.

Auf die konkreten Umweltauswirkungen wird im Rahmen dieser Arbeit nicht näher eingegangen. Dazu muss auf Literatur verwiesen werden.[6] Wesentlich im Hinblick auf die Relevanz dieser Abhandlung ist, dass der Produktbeschaffenheit ein maßgeblicher Einfluss auf die Umweltschädigungen zugeschrieben wird.[7] Größte Einflussnahme liegt dabei bei den Produzenten, da diese bereits bei der Konzeptionierung die Umweltverträglichkeit einfließen lassen können.[8] So ver-weisen Dr. Lutz Schimmelpfeng und Petra Lück auf Studien, die belegen, dass „…zwei Drittel der Umweltauswirkungen von Produkten bereits in der Ent-wicklungsphase festgelegt werden.“[9]

Auf die Phase der Produktentwicklung wird im Rahmen dieser Arbeit jedoch erst an späterer Stelle (Kapitel I.3.3) weiter eingegangen. Zunächst wird mit dem Bewusstsein über unerwünschte Effekte wirtschaftlichen Handelns untersucht, wie sich die althergebrachte Sichtweise der traditionellen Betriebswirtschafts-lehre charakterisiert.

I.2 Sichtweise der traditionellen Betriebswirtschaftslehre

Unternehmerische Umweltschutzbemühungen richteten sich für lange Zeit haupt-sächlich auf das „Reparieren“ der unerwünschten Begleiterscheinungen, indem die bereits entstandenen Umweltbelastungen im Nachhinein behandelt wurden. Die Entwicklung geht allerdings seit Beginn der neunziger Jahre weg von diesem ‚additiven Umweltschutz’, der nur eine Nachsorge darstellt, hin zu einem ‚integrierten Umweltschutz’, der einer Vorsorge- und Vermeidungsstrategie gleich kommt.[10]

I.2.1 Der Konflikt zwischen Ökonomie und Ökologie

Ehemals herrschte die Ansicht vor, dass es sich beim betrieblichen Umweltschutz lediglich um einen kostenverursachenden Faktor handelt, dem kein Ertrag gegenüber steht. In einer solchen Sichtweise steht die Übernahme von Kosten für Umweltschutzmaßnahmen also im Widerspruch zum ökonomischen[11] und erwerbswirtschaftlichen[12] Prinzip. Der augenscheinliche Konflikt zwischen Ökonomie und Ökologie äußerte sich darin, dass ökologische Aspekte nur in unzureichendem Maße ins unternehmerische Entscheidungskalkül miteinbezogen wurden. Die oberste Handlungsmaxime wurde folglich allein durch ökonomische Prinzipien gebildet.[13]

In aktueller Literatur zur modernen Betriebswirtschaftslehre wird jedoch kein zwangsläufiger Konflikt zwischen Ökonomie und Umweltschutz gesehen.[14] Thomas Dyllik, Professor für Betriebswirtschaftslehre, kommt angesichts der Verknappung und Verteuerung von Material- und Energieressourcen zum Schluss: „Richtig ist, dass Umweltschutz Geld kostet. Richtig ist aber auch, dass der Verzicht auf Umweltschutz ebenfalls Geld kostet – häufig sogar mehr.“[15]

I.2.2 Der Marktzyklus

Wie in Kapitel I.1 bereits erwähnt, bilden Produkte die zentralen Objekte wirtschaftlichen Handelns. In der traditionellen Betriebswirtschaftslehre basieren strategische Entscheidungen bezüglich der Produkte eines Unternehmens auf der Betrachtung der Verweildauer des Produktes am Markt.

Diese Verweildauer, der sogenannte Marktzyklus eines Produktes, wird üblicherweise in folgende fünf Phasen eingeteilt:[16] (siehe Abbildung 1)

- Einführungsphase,
- Wachstumsphase,
- Reifephase,
- Sättigungsphase,
- Degenerationsphase.

Aus dieser Sicht, beginnt also das Produktleben mit der Produkteinführung am Markt und endet mit der Produktelimination.[17] Wie in Abbildung 1 ersichtlich, wird bei dieser Marktzyklusanalyse, der zeitliche Verlauf der Marktstellung des Produktes betrachtet, und nach ökonomischen Kriterien, wie beispielsweise dem Umsatz- oder Gewinnverlauf bewertet.[18] Nach Durchlauf des Zyklus ver-schwindet das Produkt wieder vom Markt, und damit gewöhnlich auch aus der Betrachtung. Doch natürlich ist damit das Produkt nicht tatsächlich ver-schwunden, was bleibt sind Probleme die aus dessen tatsächlicher Beseitigung entstehen.[19]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1. Der geläufige Produktlebenszyklus[20]

I.2.3 Integrierte Produktlebenszyklusmodelle

In der herkömmlichen Betrachtungsweise, wie aber auch in aktuellen Beiträgen zum Management des Produktlebenszyklus[21], findet eine ausschließliche Betrachtung der Marktphase eines Produktes statt. Dabei besteht das Problem, dass die vorangegangene, meist kostenintensive Vorbereitungsphase nicht mitein-bezogen wurde.[22]

In einer Weiterentwicklung, dem sogenannten ‚integrierten Lebenszyklus-Konzept’ wurde das Modell um vorgelagerte Phasen erweitert. Diese beinhalten die unternehmerischen Aktivitäten, die noch vor dem Markteintritt eines Pro-duktes stattfinden, also z.B. Aufwendungen für die Gewinnung strategischer Informationen über die Marktentwicklung oder technologische Neuerungen, die Suche, Bewertung und Auswahl von Ideen, oder die Kosten für die Entwicklung des Produktes.[23]

Es gibt auch eine umweltbezogene Weiterentwicklung des Modells, in der es um einen Entsorgungszyklus erweitert wurde. Eine ganzheitliche Betrachtung unter Berücksichtigung ökologischer Aspekte erfolgt jedoch auch hier nicht, da der Schwerpunkt dabei auf einer Entsorgungs-Kostenrechnung liegt.[24]

I.2.4 Ableitung eines Handlungsbedarfs

Aus ökologischer Sicht besteht die Problematik darin, dass die alleinige Berücksichtigung von ökonomischen Aspekten, wie Gewinn, Umsatz und Kosten, keine ganzheitliche Produktbewertung zulässt. Ökologische Aspekte bleiben in diesen sogenannten Produktlebenszyklusmodellen unberücksichtigt. Für eine ökologisch orientierte Produktbetrachtung sind zum einen Umweltaspekte mit zu berücksichtigen, und andererseits bedarf es einer Betrachtung, die alle Lebensphasen eines Produktes berücksichtigt.[25]

Angesichts der in Kapitel I.1 angeführten unerwünschten Effekte scheint die alleinige Produktbewertung anhand von Produktlebenszyklusmodellen nicht ausreichend. Ein Umdenken ist gefordert, hin zu einer ökologieorientierten Sichtweise. Dafür bedarf es laut Hübner einer[26]

- Ausweitung der Bewertungsdimensionen zur Erfassung ökologischer Wirkungen
- Ausweitung auf alle Phasen, die ein Produkt von der Entstehung bis zum Ablauf der Nutzung durchläuft.

I.3 Forderung einer Produkt-Lebensweg-orientierten Betrachtung im Rahmen der Produktentwicklung

Um eine ökologieorientierte Sichtweise in der Produktentwicklung untersuchen zu können, muss vorerst die allgemeine Prozesskette der Produktentwicklung dargestellt werden. Anschließend wird die Prozesskette des Produktlebenslaufes geschildert. Schlussendlich wird anhand einer Zusammenführung dieser Prozessketten verdeutlicht, dass die Betrachtung des Produktlebenslaufes eine zentrale Rolle in einer ökologieorientierten Produktentwicklung einnimmt.

I.3.1 Die Prozesskette der Produktentwicklung

Anstöße zu Produktentwicklungen können aus verschiedenen Richtungen kommen. Sie können innerhalb des Unternehmens entstehen und sich durch interne Entwicklungsaufträge oder Verbesserungsvorschläge äußern, oder sie erfolgen unternehmensextern durch Kundenbestellungen. Wie in Abbildung 2 ersichtlich, besteht der eigentliche Produktentwicklungsprozess aus den vier Phasen:[27]

- Aufgabe klären
- Konzipieren
- Entwerfen
- Ausarbeiten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Vorgehen in der Produktentwicklung[28]

In der Phase I, der Aufgabenklärung, werden alle Anforderungen genau spezifiziert, die das zu entwickelnde Produkt erfüllen soll. Ergebnis dieser Phase stellt eine vollständig geklärte Aufgabe dar, die anhand einer Anforderungsliste beschrieben wird.

In der Phase II, der Konzipierung einer Produktentwicklung, wird auf Grundlage der zu erfüllenden Anforderungen versucht, prinzipielle Lösungsvarianten zu entwickeln. Das Resultat dieser Bemühungen besteht in einem bzw. mehreren Lösungskonzepten.[29]

Die prinzipiellen Lösungsvarianten werden bewertet, um weiterzuverfolgende Varianten auszuwählen, welche in der Phase III verfeinert werden. Durch eine eindeutige technische und wirtschaftliche Beschreibung entsteht als Ergebnis der Entwurf des Produktes.

Die Phase IV beinhaltet die Ausarbeitung, welche die Festlegung und Beschreib-ung der Produktbeschaffenheit sowie die Erstellung der notwendigen Dokumentationen für die Arbeitsplanung und Herstellung des Produktes umfasst. Ergebnis dieser Aktivitäten sind beispielsweise Konstruktionszeichnungen und Stücklisten.[30]

An mehreren Stellen der Prozesskette muss eine Bewertung und Auswahl von Lösungen durchgeführt werden. Zumindest erfolgt dies am Ende jeder Phase. Die Bewertung erfolgt anhand von zu definierenden Bewertungskriterien.[31]

I.3.2 Die Prozesskette des Produktlebenslaufes

Der dem integrierten Umweltschutz zugrundeliegende Produktlebenszyklus umfasst den gesamten Produktionsprozess, berücksichtigt aber auch alle Vor- und Folgestufen des Produktlebens. Anders als das aus der klassischen Betriebs-wirtschaftslehre geläufige Produktlebenszyklusmodell, ist dieser ganzheitliche Produktlebenszyklus eher im Sinne einer ‚Produktbiographie’, oder eines ‚Produktlebenslaufs’ zu sehen, der mit einer Phase beginnt, in der das Produkt als solches noch nicht existiert.[32]

Dieser ökologische Produktlebenszyklus ist in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Der ökologische Produktlebenszyklus[33]

Am Beginn des Produktlebens steht die Produktionsfaktorgewinnung, zu der u.a. die Herstellung von Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffen, die Herstellung von Halb- und Vorprodukten, sowie die Bereitstellung der Ressourcen und der in die Prozesse einfließenden Energie zählt.

Die Phase der Produktherstellung stellt den materiellen Entstehungsprozess dar, in dem die Produktionsfaktoren zum gewünschten Produkt vereinigt werden, also in dem das Produkt seine physische Gestalt erhält. Dieser Prozess kann in mehrere Produktionsstufen gegliedert sein. Von Bedeutung für die Umweltauswirkungen einer solchen Stufe sind die eingesetzten Produktionsverfahren, sowie die Fertigungstiefe der jeweiligen Stufe. Anhand einer Verringerung der Fertigungs-tiefe, durch Auslagerung von Produktionsstufen werden die Umweltbelastungen dieser Stufen verlagert. Bei alleiniger Betrachtung z.B. eines Unternehmens, oder eines Produktionsstandortes können dadurch dessen Umweltbelastungen gesenkt werden. Die so eingesparten Umweltbelastungen treten stattdessen in einer vorherigen oder nachfolgenden Produktionsstufe auf, also bei einem Lieferanten oder Abnehmer.[34]

Die Produktverwendungsphase beginnt beim erstmaligen Ge- oder Verbrauch des Produktes und endet mit dem Zeitpunkt, zu dem das Produkt nicht mehr genutzt werden kann bzw. nicht mehr genutzt wird. Die Dauer dieser Phase ist davon abhängig, ob es sich um ein Gebrauchs- oder ein Verbrauchsgut handelt.

Die Phase nach Ablauf der Produktnutzung beinhaltet alle Schritte, die nach dem Beendigungszeitpunkt der Nutzung gemäß dem ursprünglichen Verwendungs-zweck eines Produktes stattfinden, sei es eine Entsorgung, eine Wieder- oder Weiterverwendung oder eine Wieder- oder Weiterverwertung.[35]

Die im Rahmen dieses Lebenszyklus zwischen und in den einzelnen Phasen stattfindenden logistischen Prozesse, wie Transporte oder Produktlagerungen, werden auch vollständig in die Betrachtung miteinbezogen.[36]

I.3.3 Produktentwicklung basierend auf der Betrachtung des Produktlebenslaufes

Zentrale Voraussetzung für die Entwicklung umweltgerechter Produkte ist eine umfassende Betrachtung des Produktlebenszyklus, da in allen Phasen Umweltaus-wirkungen stattfinden bzw. stattfinden können.[37]

Während die Prozesskette der Produktentwicklung aus Informationsflüssen besteht, die zur Definition des Produktes führen, besteht die Prozesskette des Produktlebens aus Stoff- und Energieströmen. Wie in Abbildung 4 ersichtlich, bildet die Phase der Produktherstellung den Knotenpunkt, in dem auf Basis der Informationen aus der Produktentwicklung aus den Produktionsfaktoren ein reales Produkt erzeugt wird.[38]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Produktentwicklung basierend auf der Betrachtung des Produktlebenslaufs[39]

Ziel einer umweltgerechten Produktentwicklung ist es, Einfluss auf den gesamten Produktlebensweg zu nehmen, um diesen aus ökologischer Sicht zu optimieren. Dafür ist die Kenntnis der Produktlebenswegprozesse mit deren Energie- und Stoffströmen genauso essentiell, wie der Zusammenhang der Produktmerkmale mit den damit verbundenen Prozessen.

Beim Definieren von Produktmerkmalen müssen die Umweltwirkungen der damit einhergehenden Prozesse des Produktlebensweges antizipiert werden. In einer Iterationsschleife können die Produktmerkmalsdefinitionen nachgebessert werden, um die Umweltwirkungen zu verringern.

Die Aufgabe des Produktentwicklers besteht darin, das Produkt auf alle Prozesse die es im Laufe seines Lebens durchlaufen wird, schon in der Entwicklung vorzubereiten. Dazu gilt es nicht nur die Produktmerkmale und auch die Prozesse der Herstellung festzulegen, sondern auch die Prozesse der Produktnutzung und alle nachfolgenden vorwegnehmend zu definieren.[40]

Die Forderung nach über alle Lebenswegphasen umweltgerechten Produkten erhöht den Informationsbedarf im Produktentwicklungsprozess erheblich.[41] Als Werkzeug für einen systematischen Umgang mit dieser Informationsanhäufung bietet sich unter anderem das Life Cycle Assessment an, welches innerhalb dieser Arbeit näher betrachtet wird. Vorerst wird allerdings ein Überblick gegeben, über gängige Instrumente die eine Bewertung unter ökologischen Aspekten ermöglichen.

I.4 Ökologieorientierte Konzepte und Instrumente:
Ein Überblick

„Der Entwurf einer tragfähigen umweltschutzorientierten strategischen Gesamt-konzeption vermag einen nachhaltigen Erfolg ökologieorientierten Managements noch nicht zu gewährleisten. Erforderlich ist eine konsequente Umsetzung dieser Gesamtkonzeption unter Verwendung geeigneter Instrumente.“[42]

Die nachfolgende Vorstellung von gängigen Instrumenten dient dazu, die Positionierung des Life Cycle Assessments im Umfeld anderer Umwelt-managementinstrumente darzustellen. So gibt es darüber hinaus noch eine Vielzahl von Instrumenten, die anwendungsneutral – also für unterschiedliche Arten von Problemstellungen – geeignet sind. Solche können ebenso für öko-logische Fragestellungen herangezogen werden.[43]

[...]


[1] Der Begriff ‚Produkt’ bezieht sich in dieser Arbeit ausschließlich auf materielle Güter. Dienstleistungen sind nicht Bestandteil der Betrachtungen.

[2] Zur Einleitung vgl. etwa Dietzsch, 1999, S. 17; Schimmelpfeng/Lück, Vorwort, 1999.

[3] Geleitwort zu Bennauer, 1994.

[4] Vgl. Hübner, 2002, S. 180.

[5] Zum Begriff des ‚Produktlebens’ siehe Kapitel I.3.2.

[6] Siehe dazu etwa Meadows/Randers/Meadows, 2006.

[7] Vgl. Geleitwort zu Bennauer, 1994.

[8] Vgl. Zumkeller, 2005, S. 11.

[9] Schimmelpfeng/Lück, Vorwort, 1999.

[10] Vgl. Dietzsch, 1999, S. 19.

[11] Das ökonomische Prinzip verlangt, dass entweder ein bestimmter Output mit geringstmöglichem Input (Minimumprinzip) oder mit einem gegebenen Input ein größtmöglicher Output (Maximumprinzip) erzielt wird. Vgl. Schmalen, 2002, S. 31 f.

[12] Das erwerbswirtschaftliche Prinzip besagt, dass das oberste Ziel unternehmerischer Tätigkeit die Erwirtschaftung von Überschuss ist. Die Produktion wird nach Art und Menge so festgelegt, dass entweder ein möglichst großer Gewinn oder eine möglichst große Rentabilität erreicht wird. Vgl. Schmalen, 2002, S. 32.

[13] Vgl. Macharzina/Wolf, 2005, S. 772 und S. 774.

[14] Vgl. etwa Kotler/Armstrong/Saunders/Wong, 2003, S. 129 ff; Macharzina/Wolf, 2005, S. 772 ff; Schäppi/Andreasen/Kirchgeorg/Radermacher, 2005, S. 450 ff.

[15] Dyllik (zit. nach: Hornen, 2004, S. 14.).

[16] Vgl. etwa Zumkeller, 2005, S. 12; Bullinger, 1994, S. 108 ff.

[17] Vgl. Bennauer, 1994, S. 115.

[18] Vgl. Hübner/Jahnes, 1998, S. 182.

[19] Vgl. Dietzsch, 1999, S. 18.

[20] Quelle: Modifiziert übernommen aus Hübner/Jahnes, 1998, S. 183.

[21] Zumkeller führt als einen solchen Beitrag beispielhaft an: Saaksvouri/Immonen, 2004.

[22] Vgl. etwa Zumkeller, 2005; Bullinger, 1994, S. 109.

[23] Vgl. etwa Fassbender-Wynands, 2001, S. 45 f; Pfeiffer, 1997, S. 17 f.

[24] Vgl. Fassbender-Wynands, 2001, S. 47 ff.

[25] Vgl. Hübner/Jahnes, 1998, S. 183.

[26] Vgl. Hübner, 2002, S. 293.

[27] Vgl. etwa Jürgens, 1999, S. 191; Pahl/Beitz/Feldhusen/Grote, 2005, S. 170 ff.

[28] Quelle: Modifiziert nach Jürgens, 1999, S. 191.

[29] Vgl. etwa Caduff, 1999, S. 57; Jürgens, 1999, S. 192.

[30] Vgl. Jürgens, 1999, S. 192.

[31] Vgl. Steinschaden, 2005, S. 497.

[32] Vgl. etwa Dietzsch, 1999, S. 19; Hübner/Jahnes, S. 184.

[33] Quelle: Modifiziert aus Bennauer, 1994, S. 116.

[34] Vgl. Bennauer, 1994, S. 11f und S. 120 f.

[35] Vgl. etwa Hübner/Jahnes, 1998, S. 187; Bennauer, 1994, S. 117.

[36] Vgl. Bennauer, 1994, S. 117 f.

[37] Vgl. Anderl/Faneye/Leibrecht Pham-Van, 2003, S. 60 f.

[38] Vgl. Birkhofer, 2005, S. 460.

[39] Quelle: Modifiziert aus Anderl/Faneye, 2003, S. 61.

[40] Vgl. etwa Anderl/Faneye/Leibrecht Pham-Van, 2003, S. 61; Birkhofer, 2005, S. 461.

[41] Vgl. Anderl/Faneye/Leibrecht Pham-Van, 2003, S. 61.

[42] Macharzina/Wolf, 2005, S. 782.

[43] Vgl. Hübner/Jahnes, 1998, S. 16.

Details

Seiten
117
Erscheinungsform
Originalausgabe
Jahr
2008
ISBN (eBook)
9783836623216
Dateigröße
1.2 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v226198
Institution / Hochschule
Fachhochschule Oberösterreich Standort Hagenberg – Technik und Umweltwissenschaften, Innovations- und Produktmanagement
Note
1,0
Schlagworte
life cycle assessment eco-design produktgestaltung ökobilanz lebenszyklus

Autor

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Titel: Life Cycle Assessment als Werkzeug einer ökologisch orientierten Produktentwicklung