Die Ökobilanz mit dem Produktlebenszyklus ISO 14001

Mit der Ökobilanz werden Umweltauswirkungen von Produkten während des gesamten Lebenszyklus analysiert und bewertet. Unter Betrachtung der Ökobilanz (auch Produktlebenszyklus oder engl. Life Cycle Assessment (LCA) genannt) fordert die Umweltmanagement Norm ISO 14001 im Anwendungsbereich (Kapitel 1, Abs. 3) die Bestimmung von Umweltaspekten. Die Norm setzt den Produktlebenszyklus in Verbindung mit eventuellen Umweltbelastungen in Verbindung. Die Erstellung einer Ökobilanz ist im Bereich der Ermittlung und Bewertung der Umweltaspekte gemäß der Umweltmanagement Norm nicht direkt gefordert. Durch die Aufstellung einer Ökobilanz nach oder in Anlehnung an die DIN EN ISO 14044, ist jedoch eine deutliche Verbesserung der Umweltleistung durch bessere Identifizierung umweltbezogener Risiken und Gefahren möglich. Demnach werden Ökobilanzen erstellt, um

• Möglichkeiten zur Verbesserung von Umwelteigenschaften von Produkten in den verschiedenen Phasen ihres Lebensweges aufzuzeigen.
• Entscheidungsträger […] bei der strategischen Planung, Prioritätensetzung, Produkt- oder Prozessentwicklung […] zu informieren.
• relevante Indikatoren der Umwelteigenschaften […] auszuwählen.
• beim Marketing zu helfen.

Das Ziel der Ökobilanz ist somit folgendes:

„Steuerung der oder Einfluss auf die Art und Weise, wie die Produkte und Dienstleistungen der Organisation entwickelt, produziert, vertrieben, konsumiert und entsorgt werden. Dabei beugt die Betrachtung des Lebenswegs einer unbeabsichtigten Verschiebung der Umweltauswirkungen innerhalb des Lebenswegs vor.“ (DIN EN ISO 14001 Kapitel 0.2 Ziel eines Umweltmanagementsystems Abs. 2 Pkt. 5). Wir zeigen Ihnen auf, was eine Ökobilanz ist und wie diese erstellt und bewertet wird.

Die Grundsätze von Ökobilanzen

Zu den Grundsätzen einer Ökobilanz verweist die ISO 14044 auf die 14040. Nach dieser sind bei der Planung einer Ökobilanz u.a. folgende Grundsätze zu beachten.

• Ökobilanzen betrachten den gesamten Lebensweg eines Produktes, von der Rohstoffgewinnung über die Anwendung bis zur endgültigen Beseitigung („from cradle to grave“ – von der Wiege bis zu Bahre).
• Ökobilanzen beziehen sich auf Umweltaspekte und Umweltwirkungen eines Produktsystems. Ökonomische und soziale Aspekte liegen üblicherweise außerhalb des Untersuchungsrahmens einer Ökobilanz, ihre Untersuchung kann aber mit einer Ökobilanz kombiniert werden.
• Alle Attribute und Aspekte von natürlicher Umwelt, menschlicher Gesundheit und Ressourcen werden berücksichtigt.
• Ökobilanzen werden um funktionelle Einheiten (siehe unter „Festlegung des Ziels und des Untersuchungsrahmens“) aufgebaut. Alle Inputs und Outputs sowie Wirkungsabschätzungen werden auf diese funktionelle Einheit bezogen.
• Aufgrund der Komplexität von Ökobilanzen ist Transparenz ein wichtiges Leitprinzip.
• Entscheidungen basieren vorzugsweise auf naturwissenschaftlichen Erkenntnissen. Wenn das nicht möglich ist, darf auf andere wissenschaftliche Ansätze oder internationale Übereinkommen Bezug genommen werden.

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Was steckt hinter einem Produktlebenszyklus und was ist die Produktlebenszyklusanalyse?

Der Produktlebenszyklus / Life Cycle Assessment beginnt mit der Rohstoffentnahme und Rohstoffgewinnung aus der Umwelt/Natur über die Herstellung, Verarbeitung, Nutzung, mehrfaches Recycling bis hin zur Entsorgung des Abfalls in die Natur. Die ISO 14040 beschreibt dies wie folgt: „Die Ökobilanz betrachtet den gesamten Lebensweg eines Produktes, von der Rohstoffgewinnung und Erzeugung über die Energieerzeugung und Materialherstellung bis hin zur Anwendung, Abfallbehandlung und endgültigen Beseitigung. Durch einen systematischen Überblick und eine Vorausschau kann die Verlagerung einer möglichen Umweltbelastung zwischen den Abschnitten oder einzelnen Prozessen des Lebensweges identifiziert und möglicherweise vermieden werden.“ (Kapitel 4.1.2 Lebenswegbetrachtung)

Die Lebenswegbetrachtung ist eine Auswertung über die Umweltwirkung des entsprechenden Produktes während der gesamten Lebensdauer und des gesamten Lebensweges. Zur Produktlebenszyklusanalyse (LCA) gehört die Umwelteinwirkung durch die zuvor genannten Prozesse, Abbau, Herstellung, Nutzung, Recycling und Entsorgung. Ebenso muss man nicht nur die Entnahmen aus der Umwelt betrachten, sondern auch die Abgaben an die Umwelt, wie Emissionen jeglicher Art.

Was sind die vier Phasen der Ökobilanz?

Die Umweltmanagement Norm gibt zudem den Rahmen vor, aus welchem zu erkennen ist, dass die Ökobilanz vier Phasen aufzeigt, welche man durchlaufen muss, um eine saubere Bilanz erstellen zu können. Diese Phasen stellen wir Ihnen im Folgenden vor.

Phase 1: Festlegung des Ziels und des Untersuchungsrahmens

Die Norm gibt vor, dass Ziele festgelegt werden müssen. Um hier jedoch einen einheitlichen Standard zu haben, werden auch die Angaben, die bei der Zielformulierung erforderlich sind, genau dargestellt. Folgende Punkte müssen festgelegt werden:

• Beabsichtigte Anwendung
• Gründe zur Durchführung der Studie
• Empfänger der Studie (Zielgruppe)
• Werden Ergebnisse für Veröffentlichungen genutzt?

Vom Ziel hängen die zu formulierende Fragestellung und etwa die Anforderungen an die Datenqualität ab. Für entscheidungsunterstützende Ökobilanzen sind diese typischerweise weniger hoch als bei Ökobilanzen, die für die Veröffentlichung bestimmt sind. Bei der Festlegung des Untersuchungsrahmens muss u.a. folgendes beschreiben werden:

• das zu untersuchende Produktsystem
• Funktionen des Produktsystems oder (bei vergleichenden Studien) der Produktsysteme
• die funktionelle Einheit
• Systemgrenze und Allokationsverfahren
• Wirkungskategorien, Methode für die Wirkungsabschätzung und die anschließende Auswertung
• Anforderungen an die Daten
• Art und Aufbau des Berichts

Das Produktsystem und die funktionelle Einheit

Die funktionelle Einheit („quantifizierbarer Nutzen eines Produktsystems für die Verwendung als Vergleichseinheit“, 3.20 ISO 14044) beschreibt den Nutzen des Produktsystems, also des Produkts, mit allen entlang seines Lebenswegs anfallenden Prozessen. Sie muss u.a. deshalb festgelegt werden, da sie als Bezugsgröße – und je nach Ziel der Ökobilanz auch als Vergleichsgröße – dient, auf die Input- und Outputdaten normiert werden. Bei einem Auto ist der Nutzen etwa der Transport von Personen, die funktionelle Einheit könnte daher z.B. der Personenkilometer (Transport von 2 Personen über 120 = 240 Personenkilometer) sein. Dabei sollte man aber berücksichtigen, dass es auch nicht quantifizierbare, zusätzliche Funktionen geben kann (beim Auto etwa der Komfort während der Fahrt), die dokumentiert und bei der Bewertung der Ergebnisse Berücksichtigung finden müssen.

Für die funktionellen Einheiten müssen Referenzflüsse („Maß für die Outputs von Prozessen, die zur Erfüllung der Funktion einer funktionellen Einheit erforderlich sind“, 3.29 ISO 14044) festgelegt werden. Der Referenzfluss ist grundsätzlich frei. Es empfiehlt sich jedoch für die Nachvollziehbarkeit, wenn die Größe den Erfahrungen des täglichen (Arbeits-)Lebens entspricht (so könnte man beim Auto etwa einen Referenzfluss von 20.000 Personenkilometern – etwa der jährliche Durchschnitt eines Autos in Deutschland – wählen).

Wenn die Ökobilanz vergleichend sein soll – etwa der Vergleich zweier möglicher Produktalternativen –, muss man auch das/die alternative/n Produktsystem/e auswählen. Anschließend wird ein Modell für das Produktsystem festgelegt. Dafür werden die in den einzelnen Phasen Rohstoffgewinnung, Herstellung, Nutzung und Entsorgung relevanten und daher zu berücksichtigenden Prozesse (die „Systemgrenze“) festgelegt. Da in Produktsystemen sehr viele und sehr vielfältige Prozesse beteiligt sein können, sollte man hier sorgfältig prüfen, welche davon wirklich relevant sind.

Die Systemgrenze

Bei der Festlegung der Systemgrenze dürfen Lebenswegabschnitte, Prozesse oder Inputs und Outputs nur weggelassen werden, wenn dieses das Ergebnis der Studie nicht wesentlich verändern. Die Entscheidung über das Weglassen, Gründe und Auswirkungen müssen erläutert werden. Idealerweise wird das System mit einem Systemfließbild beschrieben, das die Prozessmodule mit Rohstoffen oder Zwischenprodukten als Input, Art der Bearbeitung und Arbeitsvorgänge sowie Zwischen- oder Endprodukte als Output darstellt. Abschneidekriterien für die Verfolgung von In- und Outputs (Die Norm schlägt die Kriterien Masse, Energie- und Umweltrelevanz [Ziffer 4.2.3.3.3] vor), müssen festgelegt und deren Auswirkungen auf das Ergebnis der Studie abgeschätzt werden.

Umgekehrt bedürfen die Prozesse, die das Ergebnis der Ökobilanz stark prägen, besonderer Aufmerksamkeit. Hier muss man sich besonders um repräsentative und aktuelle Daten bemühen. Festgelegt werden sollten auch geografischer, zeitlicher und technologischer Geltungsbereich. Wenn ein Input- oder Output-Fluss mehreren Produkten oder Produktsystemen zuzuordnen ist, muss die Zuordnung (Allokation) der Inputs/Outputs zum untersuchten Produktsystem nachvollziehbar dargestellt werden.

Ein Beispiel für die funktionelle Einheit und den Referenzfluss

In einer Ökobilanz, in der ein Vergleich von verschiedenen Getränkeverpackungen – PET-Einwegflaschen und Glas-Mehrwegflaschen – sowohl für Wasser als auch für Erfrischungsgetränke stattfinden soll, wurde als funktionelle Einheit die Menge an Verpackungsmaterial, die für die Bereitstellung von 1.000 Liter Getränk benötigt wird, festgelegt. Zum Referenzfluss gehörte neben der eigentlichen Getränkeverpackung auch die Transportverpackungen (Kästen für Mehrwegflaschen, Wellpappe-Trays und Schrumpffolie für Einwegflaschen, Paletten), die zum Befüllen und Ausliefern von 1.000 Liter Füllgut erforderlich waren. Die einzelne Mehrwegflasche wird dann aber nur – je nach Anzahl der Umläufe – anteilig einbezogen. Dazu kamen aber die mit der Reinigung und dem Rücktransport der Flasche verbundenen In- und Outputs.

Was sind Wirkungskategorien?

Eine Wirkungskategorie ist eine „Klasse, die wichtige Umweltthemen repräsentiert und der Sachbilanzergebnisse zugeordnet werden können“ (3.39 ISO 14044). Diese können mit „Wirkungsindikatoren“ quantifizierbar dargestellt werden. Wirkungskategorien sollen die Umweltauswirkungen wiedergeben. „Klimawandel“ wäre also eine Wirkungskategorie, ein möglicher Wirkungsindikator für diese Kategorie wäre der Strahlungsantrieb in W/m².

Bei der Festlegung der Wirkungskategorien muss also darauf geachtet werden, dass alle relevanten Umweltauswirkungen des Produkts als Wirkungskategorie berücksichtigt werden. Die Auswahl ist also ein zentraler – und wertender – Schritt der Erstellung einer Ökobilanz!

Welche Anforderungen werden an die Daten gestellt?

Aussagekraft und Belastbarkeit einer Ökobilanz stehen und fallen mit der Qualität und Repräsentativität der verwendeten Daten. Außerdem müssen die Daten konsistent sein, d.h. für alle untersuchten Phasen den gleichen Bilanzierungsregeln folgen. Je genauer die Daten zu Stoff- und Energieströmen sein sollen, desto aufwändiger wird die Datensammlung. Spezifische Angaben zu Schadstoffemissionen einzelner Prozessmodule sind womöglich nicht zugänglich. So muss im ersten Schritt oftmals mit Schätzwerten auf Basis z.B. von Literaturwerten gearbeitet werden, um zumindest die Relevanz abschätzen zu können. Erweist sich der Stoff- oder Energiefluss als relevant, müssen ggf. weitere Daten beschafft werden. Ggf. lassen sich hierfür auch Ökobilanz-Datenbanken nutzen, von denen mittlerweile einige existieren. Verbleibende Unsicherheiten müssen dargestellt werden.

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Phase 2: Erstellung einer Sachbilanz

Die Sachbilanz ist die Bilanz, welche die umfassende Datenerhebung und Datenberechnung der relevanten Stoffströme darstellt und analysiert. Dazu müssen die mit den einzelnen Prozessmodulen verbundenen Stoff- und Energieflüsse ermittelt und klassifiziert und die benötigten Daten gesammelt werden. Dabei stellen sich verschiedene Fragen, etwa die nach der Zuordnung von Stoff- und Energieflüssen in Prozessmodulen mit mehr als einem Produkt oder beim Recycling von Materialien. Ebenso muss mit Unsicherheiten umgegangen werden, die z.B. die Annahmen für zukünftige Entwicklungen (etwa im Laufe der Nutzungsphase von langlebigen Produkten) betreffen. Die Unsicherheit könnte z.B. lauten: Mit welchen Emissionsfaktoren soll man z.B. rechnen, wenn der zukünftige Stromverbrauch in der Nutzungsphase von Produkten betrachtet wird?

Die Sachbilanz ist (Begriffe 3.3 ISO 14040 und 14044) der „Bestandteil der Ökobilanz, der die Zusammenstellung und Quantifizierung von Inputs und Outputs eines Produktes im Verlauf seines Lebensweges umfasst“. Mit anderen Worten geht es bei der Erstellung darum, die Stoff- und Energieflüsse der in der vorherigen Phase ermittelten einzelnen Prozessmodule des Produktsystems zu quantifizieren. Es wird also ein Dateninventar zu den In- und Outputs der Prozessmodule erstellt, das auf die funktionelle Einheit bezogen wird. Daten können durch Messung, Berechnung oder Schätzung gesammelt werden. Bei Daten aus veröffentlichten Quellen muss die Quelle genannt werden. Ebenso muss offengelegt werden, wenn Daten die geforderte Datenqualität nicht erfüllen.

In der ISO 14044 wird im Kapitel 4.3 eine detaillierte Anweisung zum Thema dargestellt. Die Gliederung für die Datenerhebung kann somit in weitere 4 Hauptgruppen unterteilt werden. (Kapitel 4.3.2.3):

• Energieinput, Rohstoff-Input, Betriebsstoff-Input und andere physikalische Inputgrößen,
• Produkte, Koppelprodukte und Abfall,
• Emissionen in die Luft, Einleitungen in Wasser und Verunreinigungen des Bodens,
• Weitere Umweltaspekte (ausgerichtet am spezifischen Ziel der Studie).

Wie erfolgt die Datenerhebung?

Zunächst wird ein Systemfließbild erstellt, das die Prozessmodule und ihre Wechselwirkungen darstellt. Weiter fordert die Norm für jedes Prozessmodul eine genaue Beschreibung der Faktoren, die Inputs und Outputs beeinflussen, eine Auflistung der mit jedem Prozessmodul verbundenen Input- und Output-Flüsse, der verwendeten Einheiten und der verwendeten Datenerhebungs- und Berechnungsmethoden. Es sollte eine Kategorisierung der Daten erfolgen, etwa in:

• Energieinputs
• Rohstoffinputs
• Betriebsstoffinputs
• andere physikalische Inputs
• Produkte, Koppelprodukte und Abfall
• Emissionen in Luft, Wasser und Boden
• weitere Umweltaspekte (z.B. Lärm)

Innerhalb dieser Gruppen gibt es weitere Datenkategorien. Bei den Emissionen in die Luft sind das z.B. CO, CO2, SO2. Beispiele für Datenerhebungsblätter finden sich in Anhang A ISO 14044. Die Überprüfung der Datenqualität (Datenvalidierung) kann z.B. durch die Erstellung von Energie- und Massenbilanzen erfolgen. Alle Daten werden auf die funktionelle Einheit und den Referenzfluss bezogen. Entscheidungen hinsichtlich der aufzunehmenden Daten müssen auf einer Sensibilitätsanalyse beruhen, um deren Bedeutung zu bestimmen und die Festlegungen aus früheren Phasen zu überprüfen. Auf dieser Basis kann man ggf. Lebenswegabschnitte oder Inputs und Outputs, die für das Ergebnis ohne Bedeutung sind, vernachlässigen. Auch neue Prozessmodule, Inputs oder Outputs, die sich als wesentlich erweisen, können neu in die Betrachtung aufgenommen werden.

Daten für externe Prozessmodule

Zur Erfassung von Input- und Output-Flüssen von relevanten Prozessmodulen, die in der Lieferkette oder von Dienstleistern ausgeführt werden, verwendet man oft Ökobilanz-Datenbanken. Angesichts des Aufwandes, den eine Beantwortung von Fragen zu Inputs und Outputs den Lieferanten oder Dienstleistern machen würde, ist dies eine naheliegende Möglichkeit. In vielen Fällen liegen Daten nämlich nicht in einer Form vor, die dem Kunden nutzen würden. Auch die Lieferkette der Lieferanten ist oft nicht berücksichtigt. Dabei ist aber zu beachten, dass insbesondere in sich schnell entwickelnden Branchen die Angabe aus Datenbanken schnell veralten.

So geht es etwa in den umstrittenen Ökobilanzen, die sich mit der „Klimafreundlichkeit“ von Elektroautos beschäftigen, oft um die Frage der CO2-Emissionen bei der Herstellung der Akkus. Die einen verwenden ältere Daten aus Ökobilanz-Datenbanken, während andere neuere Studien nutzen. Diese zeigen auf, dass der CO2-Ausstoß aufgrund technischer Fortschritte bei der Herstellung der Akkus als auch durch den zunehmenden Anteil erneuerbarer Energien im Strommix längst deutlich niedriger liegen. Ähnlich sieht es etwa bei den Annahmen zu den CO2-Emissionen während der Nutzungsphase aus. Bei Verwendung von Emissionsfaktoren des aktuellen Strommixes (oder gar eines Strommixes aus der Vergangenheit aus Datenbanken) liegt der Ausstoß während der Nutzungsphase natürlich höher, als wenn man während dieser mit sinkenden Emissionsfaktoren aufgrund weiter zunehmender Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien rechnet.

Die Auswahl der Datenquellen bzw. der Annahmen, die einer Berechnung zugrunde liegen, kann das Ergebnis einer Ökobilanz also entscheidend beeinflussen. Gerade in diesem Fall ist eine saubere Begründung und Dokumentation für die Glaubwürdigkeit der Ergebnisse zentral.

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Wechselwirkungen von Prozessmodulen

Bei den Wechselwirkungen kann zwischen Wechselwirkungen mit anderen Prozessmodulen und Wechselwirkungen mit der natürlichen Umwelt (Austausch von Stoff- und Energieflüssen) unterschieden werden. Andere Prozessmodule können auch durch andere Firmen wie z.B. Lieferanten, Dienstleister, etc. ausgeführt werden. Aufgrund der geforderten Betrachtung des gesamten Lebensweges eines Produkts müssen auch die mit diesen verbundenen Stoff- und Energieflüssen in die Sachbilanz aufgenommen werden.

Dabei wird der Richtung der Geldströme gefolgt: was bezahlt wird, ist ein Input, wofür ein Unternehmen Geld erhält, ist ein Output. Dementsprechend ist z.B. die Entsorgung von Abfällen, wenn diese über einen Entsorger erfolgt, ein Input des Prozessmoduls, in dem die zu entsorgenden Abfälle entstanden sind. Der Vorteil ist, dass damit bei der Darstellung der Beziehungen zu Prozessmodulen, die von anderen Unternehmen ausgeführt werden, die im betrieblichen Rechenwesen übliche Struktur von Ausgaben und Einnahmen verwendet werden kann.

In der Sachbilanz zu berücksichtigende Ausgaben sind die für Rohstoffe, Zwischenprodukte, Fremddienstleistungen und Anlagenabschreibungen. Zu berücksichtigende Einnahmen sind die aus dem Verkauf von Gütern und Dienstleistungen. Dazu kommen nicht mit Geldflüssen verbundene Wechselwirkungen mit der natürlichen Umwelt wie Inputs in Form von weiteren Ressourcen oder Outputs in Form von Emissionen.

Die Allokation bei der Ökobilanz

Wenn in Prozessmodulen mehr als nur ein Produkt entsteht, müssen die Input- und Output-Flüsse den einzelnen Produkten zugeordnet werden. Die Regeln hierfür werden mit Hilfe der „Allokation“ festgelegt. Dabei gilt: an der Summe der Inputs und der Outputs darf sich durch die Zuordnung nichts verändern. Zur Allokation gibt die Norm folgendes Verfahren vor:

• Schritt 1 (der formal kein Allokationsverfahren ist): Die Allokation möglichst vermeiden. Das ist z.B. möglich indem das Prozessmodul in zwei oder mehr Teilprozesse aufgeteilt (Erhöhung des Detaillierungsgrades) oder das Produktsystem um zusätzliche Funktionen erweitert wird, die sich auf Koppelprodukte beziehen (Systemerweiterung).
• Schritt 2: Ist das nicht möglich, sollte die Allokation physikalische Beziehungen widerspiegeln – also den Änderungen von Inputs und Outputs bei Änderungen der gelieferten Produkte entsprechen. Wird der Ausstoß eines Produktes verändert und der der anderen Produkte bleibt gleich, können Änderungen bei den In- und Outputs den zusätzlich produzierten Einheiten zugerechnet werden.
• Schritt 3: Ist dieses nicht möglich oder sachlich falsch, können auch andere Größen verwendet werden. So könnte etwa die Allokation bei Transportprozessen aufgrund der Massenanteile erfolgen (bei leichten, voluminösen Gütern aber ggf. auch nach Volumenanteilen) oder auch nach ökonomischem Wert.

Hinweise zu den verschiedenen Allokationsverfahren, ihren Stärken sowie Schwächen und Problemen gibt Anhang D der Norm. Es empfiehlt sich, nicht nur die Herkunft der verwendeten Daten, sondern – insbesondere beim Vorliegen unterschiedlicher Informationen – auch eine Begründung für deren Verwendung aufzuzeichnen.

Wiederverwendung/Recycling und Allokation

Ähnlich wie beim Mehrproduktsystemen stellt sich die Frage der Allokation auch bei der Wiederverwendung oder dem Recycling von Abfällen. Die Nutzung einer Ressource ist in diesem Fall in mehr als einem Produktlebenszyklus möglich. Der nur einmal erforderliche Aufwand zur Gewinnung der Ressource und zur ggf. erforderlichen Entsorgung am Ende der Wiederverwendungs-/Recycling-Zyklen muss auf die nacheinander zu nutzenden Produkte aufgeteilt werden, sollte dieses ergebnisrelevant sein.

Eine Allokation kann vermieden werden, indem man annimmt, dass recycelter Abfall anderweitig zu gewinnendem Rohstoff ersetzt, und damit zu einer Reduktion von Emissionen führt, die dem untersuchten Produktsystem „gutgeschrieben“ werden. Recyceltes Material als Input, das zuvor bereits eine Gutschrift zur Folge hatte, bringt diese dann als Umweltauswirkung in das neue Produktsystem ein. So wird das Recycling nicht doppelt gerechnet. Vorteil der Gutschrift ist die Schaffung von Anreizen für eine recyclinggerechte Gestaltung von Produkten. Nachteil ist die Unsicherheit, ob das Produkt in Zukunft tatsächlich recycelt wird und das Recyclat überhaupt (noch) gefragt ist. Gerade bei langlebigen Gütern muss man mit Unsicherheiten im Hinblick auf künftige (Recycling-)Technologien und Praktiken rechnen. Auch in der Berücksichtigung der Zweitnutzung als Stromspeicher im Stromnetz und bei Annahmen zum Akku-Recycling unterscheiden sich z.B. die Elektroauto- Ökobilanzen erheblich.

Alternative wäre eine Anrechnung der mit Wiederverwendung/Recycling verbundenen Aufwände und Emissionen beim Materialeinsatz. Auch ein Kompromiss wäre möglich: 2017 hat die EU-Kommission für Produkt-Footprints vorgeschlagen, Aufwendungen und Einsparungen zwischen Bereitsteller und Verwender von Recyclaten – je nach Angebot und Nachfrage – aufzuteilen.

Phase 3: Durchführung einer Wirkungsabschätzung

Die Sachbilanz zu Grunde gelegt, erfolgt die Wirkungsabschätzung im Umweltmanagement. Das ist die Abschätzung und Beurteilung der potenziellen Umweltauswirkungen, die von dem entsprechenden System ausgehen. Die Wirkungsabschätzung ist (Begriffe 3.4 ISO 14040 / 14044) definiert als „Bestandteil der Ökobilanz, der dem Erkennen und der Beurteilung der Größe und Bedeutung von potentiellen Umweltwirkungen eines Produktsystems im Verlauf des Lebensweges des Produkts dient“. Das heißt in der Praxis, dass eine Beurteilung der in der Sachbilanz zusammengestellten Informationen stattfindet.

Es erfolgt die Verknüpfung der Ergebnisse der Bilanz mit Wirkungskategorien, die die relevanten Umweltauswirkungen des Produktsystems widerspiegeln. Diese Kategorien stehen bereits bei der Festlegung des Untersuchungsrahmens fest. Dies geschieht vorläufig, denn wenn sich herausstellt, dass der Untersuchungsrahmen nicht ausreicht, um das Ziel der Ökobilanzstudie zu erreichen, kann und muss eine Modifizierung des Untersuchungsrahmens erfolgen. Das Umweltbundesamt wählt für die Erstellung von Ökobilanzen immer bestimmte Kategorien, wie z.B. Treibhauseffekt, Abbau des stratosphärischen Ozons (Ozonloch), fotochemische Oxidantienbildung (Sommersmog), Eutrophierung, Versauerung, Beanspruchung fossiler Ressourcen (z.B. von Rohstoffen und fossilen Energieträgern), Naturraumbeanspruchung, direkte Gesundheitsschädigung oder Schädigung von Ökosystemen.

Für die Wirkungskategorien werden Wirkungsindikatoren festgelegt, um sie quantifizierbar zu machen. Das so entstandene „Wirkungsabschätzungsprofil“ kann man um weitere optionale Schritte, z.B. ein Vergleich mit Referenzwerten, der das Verständnis von Größenordnungen des Ergebnisses fördert, ergänzen. Die Wirkungsabschätzung besteht aus drei verpflichtenden und einem optionalen Bestandteil, wie die Grafik zeigt.

Wie findet die Auswahl von Wirkungskategorien statt und was sind Wirkungsindikatoren und Charakterisierungsmodelle?

Die Auswahl der Wirkungskategorien ist ein entscheidender Punkt bei der Erstellung einer Ökobilanz. Die verwendeten Wirkungskategorien sollten die relevanten Umwelt(aus)wirkungen des untersuchten Produkts erfassen. Insofern kann es keinen verbindlichen Katalog geben. Viel mehr ist jedes Produkt ist für sich zu betrachten. Die Auswahl der Wirkungskategorien muss gut begründet sein, wenn eine Ökobilanz nachvollziehbare Ergebnisse hervorbringen soll. Wirkungskategorien können sich sowohl auf die Inputs als auch auf die Outputs aus der Sachbilanz beziehen. Beispiele sind:

• Ressourcenbezogene Wirkungskategorien
• Mineralische Ressourcen
• Biotische Ressourcen
• Nichterneuerbare Energieträger
• Erneuerbare Energieträger
• Wasser
• Fläche
• Emissionsbezogene Wirkungskategorien
• Abbau der Ozonschicht
• Partikelbildung
• Humantoxizität
• Photochemische Ozonbildung
• Versauerung von Böden und Gewässern
• Überdüngung von Meeren
• Überdüngung von Süßwasserseen
• Ökotoxizität

Was ist der Wirkungsindikator und wie ist die Verbindung zum Charakterisierungsmodell?

Der Wirkungsindikator ist die quantifizierbare Darstellung der Wirkungskategorie. Um Sachbilanzergebnisse und Wirkungskategorien bzw. -indikatoren in Beziehung zu setzen, werden nach Umweltmanagementnorm der Umweltwirkungsmechanismus und ein Charakterisierungsmodell verwendet. Der Umweltwirkungsmechanismus sind physikalische, chemische und biologische Prozesse, die Sachbilanzergebnisse (z.B. Emissionen) mit „Wirkungsendpunkten“ verbindet. (Definition „Wirkungsendpunkt“ laut 3.36 ISO 14040/14044: Eigenschaft oder Aspekt der natürlichen Umwelt, der menschlichen Gesundheit oder der Ressourcen, die oder der ein Umweltthema identifiziert, das Grund zur Besorgnis darstellt).

So ist z.B. die Emission von Kohlendioxid (CO2) der Wirkungskategorie „Verstärkung des Treibhauseffektes“ zuzuordnen. „Treibhausgase“ wie CO2 absorbieren von der Erdoberfläche abgestrahlte Infrarot-(Wärme-)Strahlung, wodurch sie sich erwärmen und in der Folge Infrarotstrahlung zur Erde zurückstrahlen. Dieser Umweltwirkungsmechanismus ist bereits bekannt. Bekannte Mechanismen benötigen keine Erläuterung in der Untersuchung. Es reicht, auf eine Quelle zu verweisen.

Das Charakterisierungsmodell ermöglicht es, die verschiedenen Sachbilanzergebnisse in eine dem Wirkungsfaktor gemeinsame Einheit umzuwandeln. So kann z.B. die Bestimmung des Treibhauspotenzials anderer Treibhausgase im Vergleich zu dem von CO2 erfolgen. So hat bspw. 1 kg fossiles Methan die 30-fache Treibhauswirkung wie 1 kg CO2. Man spricht auch von einem Global Warming Potential (GWP) von 30. Mit Hilfe dieses Faktors kann man alle Treibhausgasemissionen in Kohlendioxid-Äquivalente (CO2-e) umrechnen – ein Vorgehen, das nicht nur in Ökobilanzen verbreitet ist. Das Charakterisierungsmodell, aus dem der Wert stammt, ist in diesem Fall das „Baseline“-Szenario des Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC (5th Assessment Report, Working Group 1: Physical Science Basis. 2013).

Zuordnung der Sachbilanzergebnisse

Zu berücksichtigen ist, dass Sachbilanzergebnisse sowohl einer einzigen Wirkungskategorie (wie z.B. CO2), aber auch mehreren Wirkungskategorien (so ist Schwefeldioxid [SO2] sowohl der Wirkungskategorie „Humantoxizität“ als auch „Versauerung von Böden und Gewässern“ zuzuordnen) zugeordnet sein können.

Berechnung der Wirkungsindikatorenwerte

Hierbei werden mit Hilfe der aus den Charakterisierungsmodellen abgeleiteten Faktoren (wie z.B. dem GWP) die Verbräuche und Emissionen aus der Sachbilanz in eine gemeinsame Einheit (wie oben CO2-e) umgewandelt.

• Normierung: Die Berechnung des Betrages von Wirkungsindikatorenwerten im Verhältnis zu einem oder mehreren Referenzwerten. Hiermit soll das Verständnis der Größenordnung eines Wertes gefördert werden. Referenzwerte könnten z.B. Inputs und Outputs pro Kopf der Bevölkerung oder ein vergleichbares Maß sein, aber z.B. auch der Vergleich zu einem alternativen Vorgehen oder Produktsystem.
• Ordnung: Die Wirkungskategorien können in Klassen eingeteilt werden (globale, nationale, lokale Bedeutung oder hohe, mittlere, niedrige Priorität). Die Ordnung kann – muss aber nicht – eine Rangbildung einschließen. Das Ergebnis der Ordnung ist kein objektives, sondern mit Werthaltungen verbunden. Andere Gruppen können auf Grundlage der gleichen Daten Prioritäten anders sehen als der- oder diejenige/n, die eine Ökobilanz durchgeführt haben.
• Gewichtung: Die Indikatorwerte oder die normierten Ergebnisse können mit Gewichtungsfaktoren umgewandelt oder über die Wirkungskategorien hinweg zusammengefasst werden. Die Gewichtung hat zum Ziel, Indikatorwerte/normierte Ergebnisse vergleichbar zu machen. Sie ist Voraussetzung für eine Zusammenfassung über Wirkungskategorien hinweg. Ohne Zusammenfassung kann die Gewichtung helfen, Umweltbelastungen aus den einzelnen Wirkungskategorien vergleichbar zu machen. Die Zusammenfassung erlaubt z.B. einen Vergleich verschiedener Produktalternativen. Auch hier gilt: hinter den Gewichtungsfaktoren stehen immer Werturteile, andere Bewertungen führen zu anderen Gewichtungsfaktoren und zu anderen Ergebnissen. Es gibt also keine wissenschaftliche Grundlage, Ergebnisse von Ökobilanzen zu einem Einzelwert zusammenzufassen. Damit kann auch keine Rangfolge von Produkten auf Grundlage dieser Einzelwerte aufgestellt werden.
• Zusätzliche Analyse der Datenqualität: Damit kann untersucht werden, welche Daten den größten Beitrag zum Indikatorwert liefern. Das erfolgt z.B. mit einer Pareto-Analyse. Sie zeigt, wie sich Unsicherheiten und Annahmen in Berechnungen fortpflanzen (Fehlerabschätzung) und wie sich Veränderungen in den Daten und der methodischen Vorgehensweise auf die Ergebnisse der Wirkungsabschätzung auswirken (Sensitivitätsanalyse). Das Ergebnis kann ggf. zur Überarbeitung der Sachbilanz-Phase führen.

Ein Beispiel zur Berechnung der Wirkungsindikatorenwerte

Beim Bau einer 1.000 m² großen Filterschicht für eine Abfalldeponie werden laut Sachbilanz 9.000 kg CO2 und 60 kg Methan freigesetzt. Die Klimawirksamkeit dieser Emissionen beträgt also 9.000 kg * 1 + 60 kg * 30 = 10.800 kg CO2-e (= 10,8 t CO2-e). Die optionalen Bestandteile können je nach Ziel der Ökobilanz noch auf die Pflichtbestandteile folgen. Auch wenn diese Bestandteile optional sind, müssen sie dennoch transparent sein. Alle angewandten Verfahren und Berechnungen sind zu dokumentieren.

Ihr Podcast zum Umweltrecht

Unser Podcast zu den Grundlagen des Umweltrechts informiert Sie über die zentralen Entwicklungen und Anforderungen im Umweltrecht. In den darauffolgenden Episoden erfahren Sie mehr über die einzelnen Umweltgesetze, wie bspw. dem Abfall- und Kreislaufwirtschaftsgesetz sowie dem Immissionsschutzrecht oder dem Klimaschutzrecht.

Außerdem bieten wir Ihnen in regelmäßigen Abständen noch viele weitere Podcasts in den Bereichen Umwelt, Arbeitsschutz und Energie an. Wir wünschen viel Spaß beim Anhören!

Phase 4: Auswertung und Beurteilung der Daten

Hier erfolgen die Auswertungen der gesammelten Daten und Beurteilungen sowie eine Zusammenfassung der Ergebnisse. Aus dieser Zusammenfassung soll erkennbar sein, ob noch Empfehlungen oder Verbesserungen aufgedeckt werden konnten. Die Auswertung gilt in den meisten Fällen als Grundlage für die nächsten und weiteren Entscheidungen. Somit soll und kann man die Ökobilanz nutzen, um Möglichkeiten zur Verbesserung der Umweltleistung aufzudecken (Risikominimierung). Sie dient zudem auch als Informationsquelle für Entscheidungsträger.

Auswertung

In der Auswertungsphase findet die Interpretation und Formulierung der Ergebnisse und ggf. – je nach Ziel der Ökobilanz – der Empfehlungen statt. Wurden bei der Durchführung zusätzliche Erkenntnisse gewonnen, sollten auch diese dargestellt werden. Je nach Ziel der Ökobilanz kann zur Auswertung das Formulieren von Empfehlungen gehören. Die Auswertung muss auch Informationen enthalten, die es erlauben, die Unsicherheit der Ergebnisse zu beurteilen.

An dieser Stelle der Ökobilanz können die Inputs und Outputs eines Produktsystems durch eine Zusammenstellung der Werte der einzelnen Wirkungsindikatoren für die verschiedenen relevanten Wirkungskategorien dargestellt werden. Diese Darstellung nennt die Norm „Wirkungsabschätzungsprofil“.

Berichterstattung

Der Bericht stellt Ziele, Ergebnisse und Schlussfolgerungen der Ökobilanz dar und dokumentiert benutzte Daten, Verfahren und Annahmen. Zusätzlich sind bei der Erstellung von Berichten für Dritte folgende Elemente zu berücksichtigen:

• Untersuchungsrahmen
• Modifikationen des anfänglichen Untersuchungsrahmens (mit Begründung)
• Systemgrenze mit Inputs und Outputs des Systems als Elementarflüsse
• Sachbilanz mit Beschreibung der Prozessmodule
• Bewertung der Datenqualität und Behandlung fehlender Daten
• Berechnungsverfahren sowie Grundsätze und Verfahren der Allokation
• Wirkungsabschätzung mit untersuchten Wirkungskategorien und verwendeten Wirkungsindikatoren (einschl. Begründung für die Auswahl und Verweis auf Quellen)
• Verfahren der Wirkungsabschätzung und ihre Ergebnisse

Vertrauliche Informationen müssen in Berichten an Dritte nicht aufgenommen werden.

Es empfiehlt sich, die Dokumentation bereits fortlaufend während der Durchführung zu erstellen, um den Zeitaufwand in Grenzen zu halten. Bei Ökobilanzen, die für eine Veröffentlichung vorgesehen sind, müssen weitere Angaben in den Bericht aufgenommen werden. Neben anderem ist das Verfahren der kritischen Prüfung zu beschreiben. Erforderlich ist diese immer, wenn vergleichende Ökobilanzen veröffentlicht werden oder Ökobilanzen als Grundlage für zur Veröffentlichung bestimmte vergleichende Aussagen vorgesehen sind. Mit der kritischen Prüfung soll sichergestellt werden, dass die Methode der Ökobilanz mit den Anforderungen der ISO 14044 übereinstimmen, dass die Methoden wissenschaftlich und technisch gültig sind, dass die verwendeten Daten für den Zweck der Ökobilanz hinreichend und zweckmäßig sind und dass der Bericht transparent und in sich stimmig ist. Die kritische Prüfung kann durch einen internen oder externen Sachverständigen oder einen Ausschuss der interessierten Kreise vorgenommen werden. Das Gutachten muss in den Bericht zur Ökobilanz aufgenommen werden.

Welche Normen zur Ökobilanz gibt es?

Die erste Norm, die einen einheitlichen Rahmen für Ökobilanzen vorgab, war die ISO 14040 „Umweltmanagement – Ökobilanz. Prinzipien und allgemeine Anforderungen“ aus dem Jahr 1997. Sie wurde im Jahr 2006 mit der ISO 14044 „Umweltmanagement – Ökobilanz – Anforderungen und Anleitungen“ ergänzt. Die beiden Normen erhielten seither eine Änderung, die aktuellen deutschsprachigen Fassungen sind DIN EN ISO 14040 und 14044. Sie stellen zudem den Standard für eine ISO-konforme Ökobilanzierung dar.

Die ISO 14044 legt dabei die die Grundsätze, Anforderungen und Leitlinien für die Durchführung von ökologischen Bewertungen von Produkten und Dienstleistungen fest. Sie beschreibt den gesamten Lebenszyklus eines Produkts oder einer Dienstleistung, einschließlich der Rohstoffgewinnung, Produktion, Nutzung, Entsorgung und Recycling. Sie legt die Methoden und Verfahren fest, die bei der Durchführung von ökologischen Bewertungen Verwendung finden sollen, einschließlich der Definition des Untersuchungsbereichs, der Datenerfassung, der Analyse und Interpretation der Ergebnisse sowie der Berichterstattung. Das Ziel der Norm ist es, Unternehmen dabei zu helfen, ihre Umweltauswirkungen zu verstehen und zu reduzieren sowie die Transparenz und Vergleichbarkeit von ökologischen Bewertungen zu verbessern.

Diese Normen verfolgen das Ziel einer systematischen Überprüfung der betrieblichen Geschehnisse, um eventuell mögliche umweltrelevante Risiken und Schwachstellen aufzudecken und somit vorbeugend Maßnahmen zum Umweltschutz einzurichten. Jedoch auch, um die eventuellen Risiken, die durch das Produkt entstehen, frühzeitig bzw. durch Änderungen bereits in der Entwicklung zu minimieren. Gleichermaßen werden auch die IN- und OUTPUT-Stoffe mit Ihrer Wirkung auf die Umwelt betrachtet.

 

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