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C1.1

2 Beispiel Rührschüsseln

Als erstes Beispiel werden drei Rührschüsseln ökologisch bewertet. Für den Vergleich wird angenommen, dass die Schüsseln dasselbe Fassungsvermögen und dieselben Funktionen aufweisen. Dazu gehört z. B. die Beschaffenheit der Unterseite, welche die Fixierung der Schüssel an einem Rührgerät ermöglicht. Es wird angenommen, dass die dazugehörige Rührmaschine (der fiktiven Marke KüchenHilfe), in der die Schüssel fixiert werden kann, eine Lebensdauer von 20 Jahren hat und ebenso lange im Haushalt verwendet wird.

Alle hier gemachten Angaben zu den Rührschüsseln sind erfunden, jedoch bestmöglich an die Realität angelehnt (siehe Kapitel 1 Einleitung). Die Abbildung 1 dient lediglich der Illustration der Rührschüsseln und bildet nicht die hier beschriebenen Produkte ab.

Abbildung 1: Rührschüsseln aus poliertem Edelstahl, Glas und Kunststoff.
Quelle: Produktabbildungen bei www.amazon.de.

Alle drei Schüsseln sollen ein Fassungsvermögen von 4,8 l haben und alle drei sind spülmaschinenfest.

Schüssel 1 besteht aus poliertem Edelstahl und wiegt 1,1 kg. Die Lebensdauer ist schwer zu fassen, da das Material sehr beständig ist. Es kann davon ausgegangen werden, dass die Schüssel verwendet wird, solange die äußerst haltbare und zeitlos elegante Küchenmaschine KüchenHilfe im Haushalt genutzt wird. Tatsächlich könnte die Rührschüssel materialbedingt durch Tausch, Weiterverkauf oder durch Einsatz einer neuen Küchenmaschine auch über deren Lebensdauer hinaus genutzt werden (was wünschenswert wäre). Der Einfachheit halber soll die Lebensdauer der Rührschüssel jedoch der Lebensdauer der KüchenHilfe von angenommenen 20 Jahren entsprechen.

Schüssel 2 wird aus Weißglas gefertigt und wiegt ebenfalls 1,1 kg. Der Rand der Rührschüssel ist recht dick, die Schüssel daher sehr beständig. Durch die Milchglasoptik verliert die Rührschüssel im Laufe der Zeit auch nicht an Reiz, was zum Auswechseln der Schüssel verführen könnte. Beim Fallen auf harte Küchenfliesen kann sie jedoch zerspringen. Für die Bilanzierung wird davon ausgegangen, dass eine Glasschüssel im Durchschnitt alle zehn Jahre durch einen Unfall zerstört wird.

Schüssel 3 besteht aus Kunststoff. Melamin-Formaldehyd (MF) könnte für den Anwendungszweck dieser Rührschüssel geeignet sein. Leider sind hierfür keine Datensätze im Ecolizer vorhanden. Für das Beispiel wird daher davon ausgegangen, dass die dickwandige (weil dadurch beständigere) Schüssel aus Polyethylen (PE) besteht. Als Gewicht werden 0,8 kg veranschlagt. Auch hier wird für die Lebensdauer auf Annahmen zurückgegriffen. Durch häufiges Spülen in der Spülmaschine und Verfärbungen durch Kratzer oder UV-Strahlung kann Kunststoff im Laufe der Zeit unansehnlich werden. Zu Verfärbungen tragen außerdem vor allem Karottensaft und Tomatensoße bei, was auch durch gemeinsames Spülen mit Tomatensoßentöpfen geschehen kann. Die Rührschüssel wird dadurch zwar nicht unbrauchbar, aber unansehnlich, und der Verbraucher ist (auch durch den im Vergleich geringeren Preis) schneller bereit, die Kunststoffschüssel zu ersetzen. Die alte Schüssel wird meist weggeworfen. Für das Beispiel wird daher davon ausgegangen, dass eine Kunststoffschüssel alle fünf Jahre ausgetauscht wird.

2.1 Berechnung mit dem Ecolizer

Für die Berechnung mit dem Ecolizer werden aus didaktischen Gründen die Annahmen zu Materialien und Herstellungsverfahren so getroffen, dass möglichst Datensätze im Ecolizer dafür vorhanden sind (siehe die Auswahl von PE statt MF als Material für die Kunststoffschüssel). In der Praxis wird für einen nicht vorhandenen Datensatz die bestmögliche Alternative ausgewählt oder – noch besser – Primärdaten erhoben, wenn dies möglich ist. Der Schwerpunkt der Beispiele liegt auf der Nachvollziehbarkeit des Vorgehens und der Bewertung der Ergebnisse.3

Im Ecolizer werden die Umweltauswirkungen in Eco-Indikator-Punkten gemessen – je höher der Wert, desto größer die Umweltauswirkung. Bei der Zusammenfassung der Umweltauswirkungen in einem einzelnen Wert werden die verschiedenen Umweltauswirkungen (Auswirkungen auf die unterschiedlichen Umweltkompartimente) gewichtet aggregiert. Ein Eco-Indikator-Punkt entspricht einem Tausendstel der gesamten jährlichen Umweltlasten, die durch einen durchschnittlichen Europäer verursacht wird. Die Umweltlasten der Materialien und deren Prozesse werden im Ecolizer in millipoints (mPt) angegeben, entsprechen also einem Millionstel dieser durchschnittlichen Umweltlast pro Europäer.

Bei der Anwendung des Ecolizers bei Produkten abseits dieser Beispiele, für die keine Datensätze vorhanden sind, werden möglichst ähnliche Datensätze ausgewählt oder angelehnt an bekannte Datensätze die mPts für ein Material oder Prozess bestmöglich abgeschätzt.

2.1.1 Materialauswahl und Herstellung

Für jedes der Rührschüssel-Beispiele müssen im Ecolizer die entsprechenden potenziellen Umweltlasen abgelesen werden. Diese stoffspezifischen Werte in mPt (vgl. grüner Kasten) werden als Datensätze bezeichnet. Um die Daten zu sammeln und daraus die Umweltwirkung abzuleiten, müssen einige Hintergrundinformationen bekannt sein (Gewicht, Produktionsprozesse, Entsorgung usw.). Dem Produktdesigner sind durch den Auftraggeber vermutlich viele Informationen zu Material und Herstellungsprozessen direkt zugänglich; häufig können Informationen auf Nachfrage auch beim Auftraggeber bzw. Hersteller ermittelt werden. Andernfalls müssen mithilfe von Recherchen allgemeine, jedoch möglichst genaue Annahmen getroffen werden. Solche Rechercheergebnisse werden hier im Beispiel der Einfachheit halber durch einfache Annahmen ersetzt.

2.1.1.1 Die Rührschüssel aus Edelstahl

Rührschüssel 1 besteht aus poliertem Edelstahl. Wir nehmen an, dass es sich dabei um Elektrostahl handelt. Mit der Bezeichnung Elektrostahl wird das Herstellungsverfahren des Stahls im Elektrolichtbogenofen beschrieben. Dies ist die typische Produktionsroute von hochwertigen rostfreien Stählen aus Sekundärrohstoff (Schrott). Alternativ dazu gibt es die Herstellung im Hochofen (Hochofenroute) – dabei handelt es sich um die primäre Stahlerzeugung aus Erz.

Wir nehmen weiter an, dass die Form der Schüssel im Tiefziehverfahren mit 3500 kN (Kilo-Newton) erzeugt wird. Außerdem muss das Polieren des Edelstahls hinzugerechnet werden.

Die Rührschüssel wird für den Versand mit LDPE-Folie umwickelt (40 g pro Schüssel) und in einem bedruckten Karton aus Recyclingfasern versendet (420 g).

Hierzu müssen nun die Datensätze aus dem Ecolizer herausgesucht werden. Es bieten sich an:

Stainless Steel 01.02
1. Stainless electric Steel 18/8 (secondary) / kg
2. Deep drawing, 3500 kN press, single stroke operation / kg
3. Polishing

PE Polyethylene 03.05
4. Low Density Polyethylene, LDPE / kg
5. Extrusion, plastic film / kg

Cardboard 05.03
6. Recycling fibre, single wall / kg
7. Carton board boxes, offset printing / kg

2.1.1.2 Die Rührschüssel aus Glas

Rührschüssel 2 besteht aus Weißglas. Die Auswahl an Datensätzen für die Glasherstellung im Ecolizer ist erheblich eingeschränkt; es werden lediglich die mPt/kg für die Herstellung von Braun-, Grün- und Weißglas angegeben und dies auch nur für Verpackungsglas. Glasformverfahren sind im Ecolizer nicht enthalten. Spätestens an dieser Stelle beginnt eine intensive Recherche: Welches Glasformverfahren könnte angewendet worden sein? Was sind beim Herstellungsverfahren und/oder Formverfahren die entscheidenden Produktionsfaktoren (und entsprechend damit verbundene Umweltauswirkungen)? Worauf muss geachtet, was kann guten Gewissens weggelassen werden?

Für das Beispiel geben wir uns mit einer sehr rudimentären Recherche zufrieden – es geht hier um die grundsätzliche Methode. Es muss jedoch bei der Interpretation der Ergebnisse beachtet werden, dass diese Annahme Einfluss auf die Validität der Ergebnisse hat. Am schnellsten kommen wir vermutlich ans Ziel, indem wir einen Blick in ein Dokument „Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Manufacture of Glass“ werfen.

Diese Dokumente „Best Available Techniques (BAT) Reference Document for…“4 gibt es auf europäischer Ebene für industriell besonders relevante Herstellungsverfahren. In diesen Dokumenten, die oft auch als BREFs (Best Available Technique Reference Document) bezeichnet sind, werden Herstellungsverfahren, Input- und Outputströme, Emissionen sowie die jeweils „besten verfügbaren Techniken“ beschrieben.

Leider sind auch hier konkrete Hinweise für die hier benötigte Information rar gesät: Ausführlich wird über die Herstellung der vielen verschiedenen Glasarten berichtet – wer hier etwas tiefer eintaucht, bekommt ein Verständnis dafür, weshalb ein einzelner Datensatz zur Herstellung von „Weißglas“ einfach nicht ausreichend sein kann, um die Umweltwirkung des Beispielproduktes abzubilden. Dennoch bleiben wir bei dem Datensatz zur Herstellung von Weißglas, den der Ecolizer anbietet, und lassen uns von den vielen Informationen im „Glas-BREF nicht verwirren. Allerdings können wir aufgrund der Lektüre vermuten, dass es sich bei unserem gesuchten Glasformverfahren um eines der verschiedenen Glasblasverfahren handeln muss. Wir lernen außerdem, dass der Energieeinsatz beim Glasherstellungs- sowie beim Verarbeitungsverfahren (z. B. Glasformung) die entscheidende Rolle spielt. Das ist insofern eine gute Nachricht, als der Ecolizer Energie-Datensätze zur Verfügung stellt.

Die Erkenntnis über das Glasformverfahren selbst hilft leider nicht weiter, jedoch die Information aus dem Dokument, dass rund 75 % des Energieeinsatzes bei der Herstellung fertiger Glasprodukte auf die Herstellung des Glases (Glasschmelze) selbst entfallen. Das BREF gibt Auskunft über durchschnittliche Energie-Einsatzwerte zur Glasschmelze. Wir nehmen diesen Wert (mit dem umgangssprachlichen) „sehr dicken Daumen“ mit 75 % an und ermitteln so, dass das Glasformverfahren für 1 kg Glas um die 1100 kJ betragen könnte. Dieser Wert ist grob, soll hier jedoch genügen.

Was sich bereits bei der Edelstahlherstellung andeutet, ist hier überdeutlich ersichtlich: die geringe Detailtiefe der Ecolizer-Datensätze. Für eine erste überschlägige Rechnung allerdings können diese Datensätze durchaus hilfreich sein.

Die Rührschüssel wird für den Versand mit LDPE-Luftpolsterfolie umwickelt (150 g pro Schüssel) und in einem bedruckten Karton aus Recyclingfasern versendet (420 g).

Für Rührschüssel 2 können folgende Datensätze verwendet werden:

Glass (packaging) 05.04
1. White (58 % recycled) / kg

Electricity (according to voltage) 06.01
2. Electricity, medium voltage Europe (UCTE)

PE Polyethylene 03.05
3. Low Density Polyethylene, LDPE / kg
4. Extrusion, plastic film / kg

Cardboard 05.03
5. Recycling fibre, single wall / kg
6. Carton board boxes, offset printing / kg

4 Zu finden auf der Webseite des Umweltbundesamtes (UBA): http://www.umweltbundesamt.de/themen/wirtschaft-konsum/beste-verfuegbare-techniken/sevilla-prozess/download-bvt-merkblaetter oder beim Joint Research Center der Europäischen Kommission: http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/

2.1.1.3 Die Rührschüssel aus Polyethylen

Für die dritte Rührschüssel scheint das Material High Density Polyethylene (HDPE) geeignet – jedenfalls sofern die Auswahl auf im Ecolizer vorhandene Datensätze beschränkt ist. Als Herstellungsmethode wird Spritzguss als wahrscheinlich angenommen.

Die Rührschüssel wird für den Versand mit LDPE-Folie umwickelt (40 g pro Schüssel) und in einem bedruckten Karton aus Recyclingfasern versendet (420 g).

Die Datensätze aus dem Ecolizer:

PE Polyethylene 03.05
1. High Density Polyethylene, HDPE / kg (products)
2. Injection Moulding / kg
3. Low Density Polyethylene, LDPE / kg
4. Extrusion, plastic film / kg

Cardboard 05.03
5. Recycling fibre, single wall / kg
6. Carton board boxes, offset printing / kg

2.1.2 Transportwege

Sowohl die Rohstoffe als auch die fertigen Produkte müssen zum Hersteller, in den Handel bzw. zum Verbraucher transportiert werden. In der Praxis sind diese Entfernungen möglichst korrekt zu recherchieren. Dabei ist zu berücksichtigen, dass für die Herstellung verschiedene Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe unterschiedlicher Herkunft transportiert und weitertransportiert werden, und dass auch das letztliche Produkt verschiedene Etappen bis zum Verbraucher zurücklegt. Außerdem ist ebenfalls die Strecke der Entsorgung zu berücksichtigen.

Zur Verdeutlichung der Methode wird in diesem Beispiel der Einfachheit halber folgendes Szenario für alle 3 Produkte gleichermaßen angenommen:

Rohstoffe werden 150 km mit dem Binnenschiff transportiert. Dabei wird das 1,5fache zu transportierende Produktgewicht für die Rohstoffe angenommen. Dieser grobe Faktor enthält auch die Beschaffung der Rohstoffe für die Verpackung sowie Produktionsabfälle, die während der Herstellung des Produktes anfallen.

Die Distribution wird mit 450 km mit dem Zug und 75 km mit dem LKW (16t) angenommen. Dafür wird das Produktgewicht plus das Verpackungsgewicht berücksichtigt.

Das Recycling bzw. die Entsorgung – Sammeln der Produkte und Verbringung zum Ort der Behandlung – wird mit durchschnittlichen 125 km mit dem Transporter (max. 3,5t) veranschlagt. Dabei wird auch die Entsorgung der Verpackung berücksichtigt.

Die verwendeten Datensätze sind:

Transport 07.01
1. Barge (inland) Umweltlast angegben pro tkm5
2. Train (freight) / tkm
3. Lorry > 16 t (EUR4) / tkm
4. Van < 3,5t / tkm

5 tkm = Tonne mal Kilometer, Umweltlast die von einer Tonne die einen Kilometer transportiert wird, verursacht wird. 

2.1.3 Nutzenphase

Üblicherweise wird die Nutzenphase von Produkten mitberücksichtigt, da unterschiedliche Produkte zu unterschiedlichen Umweltwirkungen in der Nutzung führen können. Im Falle der hier betrachteten Rührschüsseln wird jedoch davon ausgegangen, dass alle Rührschüsseln in der gleichen Art und Häufigkeit benutzt werden und auch die Reinigung gleich erfolgt. Daher kann diese Phase aus der Betrachtung ausgeklammert werden.

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