Schlüsselwort: Maschinen & Anlagenbau

Im Kontext der ökologischen Nachhaltigkeit hat sich zur Messung und Bewertung der Umweltwirkungen von Produktsystemen über deren gesamten Lebenszyklus die Methodik des Life Cycle Assessment (LCA) etabliert. Der Fokus der praxisorientierten Anwendungen und der wissenschaftlichen Weiterentwicklung der Methodik liegt bisher weitgehend auf kurzlebigen Systemen aus dem Bereich der Konsumgüter. Langlebige Systeme des Maschinen- und Anlagenbaus bzw. allgemein Investitionsgüter wurden vergleichsweise selten thematisiert, obwohl auf die prinzipielle Relevanz solcher Systeme in der Literatur hingewiesen wird. Insbesondere besteht ein Defizit hinsichtlich der Analyse der grundsätzlichen Eignung des LCA für solche Systeme und der Identifikation spezifischer, methodischer Herausforderungen. Der Autor nimmt dazu eine Demonstration und Evaluation der LCA-Methodik anhand realer, langlebiger Systeme des Maschinen- und Anlagenbaus sowie die theoretische Weiterentwicklung relevanter Teilaspekte des LCA vor. Im ersten werden mittels des LCA zwei umfangreiche Fallstudien untersucht, die zusammen mit einem Industriepartner durchgeführt wurden. Bei den untersuchten Systemen handelt es sich um eine Papiermaschine zur Herstellung von Zeitungsdruckpapier sowie eine Anlage zur Entsorgung von Schlämmen aus der Altpapieraufbereitung. Beiden gemein sind die für Erzeugnisse des Maschinen- und Anlagenbaus typische technische Komplexität, die lange Lebensdauer und die Konzeption als individuelles Einzelerzeugnis. In einer fallübergreifenden Evaluation der LCA-Methodik werden dabei diejenigen problematischen Aspekte des LCA identifiziert, die allgemein und speziell hinsichtlich langlebiger Systeme methodisch relevant sind und bzgl. derer weiterer Forschungsbedarf besteht. Der zweite Teil der Studie widmet sich der theoretischen Weiterentwicklung, wobei in Zusammenarbeit mit Kooren Methoden und Theorien der Wirtschaftswissenschaften genutzt werden. Bei der Durchführung der Fallstudien haben sich insbesondere die Systemdefinition und die Abgrenzung gegenüber Konsumgütern als eine Herausforderung gezeigt. Weiterhin stellt die Allokation von Umweltwirkungen im Rahmen von Kuppelprozessen eine besondere Schwierigkeit mit signifikantem Einfluss auf die Resultate dar. Ein Großteil der Umweltwirkungen tritt während des Betriebs bzw. in der Nutzungsphase der Anlagen auf. Dies ist insbesondere auf die lange Lebensdauer der Systeme zurückzuführen, durch die sich die während des Betriebs anfallenden Umweltbelastungen in der traditionell statischen LCA-Modellierung kumulieren. Die mangelnde Dynamik im klassischen LCA stellt daher ein weiteres Defizit dar, das speziell im Kontext langlebiger Systeme relevant ist. Die theoretischen Weiterentwicklungen im zweiten Teil konzentrieren sich daher auf die drei Teilaspekte Systemdefinition, Allokation und Dynamik.