Life Cycle Assessment

Produkt- und unternehmensbezogene Nachhaltigkeitsbewertung

Unternehmen setzen zunehmend auf Nachhaltigkeit und Klimaschutz als strategische Ziele, während der Druck durch internationale Vereinbarungen, nationale Gesetze und Regularien wie der CSRD-Berichterstattung wächst. Langfristiger Erfolg erfordert eine aktive Rolle in Umwelt- und Gesellschaftsfragen sowie eine transparente Dokumentation und Kommunikation. Doch welche Maßnahmen sind effektiv? Wie kann eine umweltfreundlichere Produktion ökonomisch sinnvoll erreicht werden? Diese Fragen beantwortet die Methode des Life Cycle Assessments (LCA). Durch eine systematische Analyse in vier iterativen Schritten gemäß ISO 14040/44 werden die Umweltwirkungen eines Produktsystems über dessen gesamten Lebensweg ermittelt. Hierdurch können Unternehmen das Optimierungspotential dieses Systems erkennen und wichtige Einflussfaktoren identifizieren. Für produzierende Unternehmen kann ein Produktsystem z.B. ein Material, Bauteil, Produkt, Fertigungsprozess, Fertigungslinie oder eine gesamte Fabrik umfassen.

Life Cycle Assessments können jedoch nicht nur zur Bewertung der Umweltwirkungen von bestehenden, sondern auch von sich in der Entwicklung befindenden Produkten und Prozessen ermittelt werden. Weiterhin sorgen Unternehmen durch eine kontinuierliche Berechnung der ökologischen Kennzahlen und einer regelmäßigen Gegenüberstellung mit relevanten Benchmarks, nicht nur für eine legitime Transparenzschaffung, sondern gewinnen auch einen bedeutenden Wettbewerbsvorteil inmitten der zunehmend umkämpften Märkte.

Forschungsthemen @Fraunhofer IGCV

Das Fraunhofer IGCV verfügt über umfangreiche Expertise im Bereich Life Cycle Assessment (LCA), erworben durch langjährige Teilnahme an öffentlichen und Industrieforschungsprojekten. Wir konnten hierdurch eine umfangreiche Datenbank für kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) entwickeln und gemeinsam mit unserem Partner dem Fraunhofer IBP als „Extension database XXII: Carbon composites" über Sphera Solutions GmbH lizenzieren.

Wir erweitern fortlaufend unsere LCA-Datenbasis an, insbesondere in den Bereichen Composite-Recycling und Additive Fertigung. Durch die Integration von Modellen zur Abschätzung des Energiebedarfs und der Fertigungszeiten von Bauteilen in unsere Datensätze können wir diese flexibel auf verschiedene Anwendungsfälle anpassen. Zudem beschäftigen wir uns verstärkt mit der ökologischen Bewertung von innovativen (biobasierten) Materialien und Produkten entlang verschiedenster Entwicklungsstufen.

Ein zentraler Forschungsbereich ist die Integration von LCA in die Bauteilentwicklung, um IngenieurInnen und DesignerInnen zu ermöglichen, Umweltbelastungen frühzeitig zu minimieren und nachhaltigere Produkte zu entwickeln. Die frühzeitige Einbindung von LCA in die Bauteilentwicklung unterstützt zudem die Integration von Umweltaspekten in die Kosten-Nutzen-Analyse und identifiziert langfristig wirtschaftlich vorteilhafte Lösungen.

Darüber hinaus erforschen wir die Nutzung von Produktionsdaten im LCA-Kontext und deren Verknüpfung mit relevanten Systemen, sowie die Kopplung der Energiesystemoptimierung, z.B. mittels Simulationssoftware, mit LCA-Berechnungstools.

Leistungsportfolio @Fraunhofer IGCV

Als produktionstechnisches Institut liegt die Kernkompetenz des Fraunhofer IGCV im Bereich Life Cycle Assessment, speziell in der Analyse industrieller Fertigungsprozessketten und der ganzheitlichen Bewertung von Bauteilen, Bauteilgruppen sowie industriellen Produkten. Unser Fokus liegt auf den Branchen Luftfahrt, Automobilindustrie und Maschinenbau und Fertigungsprozessen für CFK sowie der additiven Fertigung metallischer Bauteile. Darüber hinaus beschäftigen wir uns intensiv mit der ökologischen Bewertung auf Fabrikebene und der Analyse von Energieversorgungskonzepten in der Produktion.

Unser Leistungsportfolio an Sie setzt sich wie folgt zusammen:

  • Primärdatenerhebung von Energie- und Stoffströmen bei Ihnen vor Ort zur Ermittlung der Sachbilanz
  • Erstellung eines softwaregestützten LCA-Modells (z.B. mittels der Software LCA for Experts (GaBi))
  • Durchführung von Produktökobilanzen gemäß ISO 14040/44
    • zur Transparenzschaffung durch die Erhebung der Umweltwirkungen von Industrieprodukten, Prozessen oder Fertigungsprozessketten
    • als Basis für ökologischen Optimierungen
    • als strategische Zielgröße/Kennzahl zur Bewertung von innovativen Entwicklungsprojekten und geplanten Optimierungsmaßnahmen
    • zur Abschätzung des ökologischen Potentials in der Entwicklung neuer Materialien, Bauteile, Produkte und Fertigungsprozesse
  • Berechnung von unternehmensbezogenen CO2-Fußabdrücken nach dem GHG-Protokoll oder gemäß ISO 14064
  • Erarbeitung und ökologische Bewertung von Energieversorgungskonzepten in der Produktion
  • Ermittlung von ökologischen Stellhebeln und Potentialen durch Parameter- und Szenarioanalysen inkl. Benchmarking gegenüber relevanten Referenzsystemen
  • Einführung von Unternehmen in das Thema Life Cycle Assessment:
    • durch maßgeschneiderte Workshops und Trainingsprogramme (online oder vor Ort)
    • durch von uns begleitete und in Kooperation mit Ihnen durchgeführte LCA-Projekte
  • Unterstützung beim Aufbau von unternehmensinternen Mechanismen zur selbstständigen Durchführung von Life Cycle Assessments

Wir zeigen Ihnen gerne in einem unverbindlichen Beratungsgespräch, wie wir Ihre individuellen Herausforderungen im Kontext des »Life Cycle Assessment (LCA)« adressieren können.
Kontaktieren Sie uns noch heute, um den ersten Schritt in Richtung einer zukunftsfähigen und nachhaltigen Produktion zu machen.


Kontakt am Fraunhofer IGCV: Aljoscha Hieronymus | Kerstin Angerer

Transparenzschaffung mittels LCA am Fraunhofer IGCV

LCA und Energiemonitoring als Grundlage für eine nachhaltige Produktion

Eine gute Datenbasis zu Energie- und Medienverbräuchen in der Produktion ermöglicht die Identifikation von Verschwendungsherden und die Ableitung von Optimierungsmaßnahmen, um Energiekosten und gleichzeitig den CO2-Fußabdruck zu senken. 

Im Video zeigen wir Ihnen, wie Sie möglichst effizient eine Transparenz Ihrer Produktion schaffen und diese als Grundlage für eine nachhaltige Produktion optimal nutzen können.

Beispielhafte Projekte zum Thema Life Cycle Assessment

 

MAI ÖkoCaP

Wirtschaftliche, technische und ökobilanzielle Bewertung von recycelten Carbonfasern in industriellen Prozessen

Entscheidungsgrundlage zum Einsatz recycelter Carbonfasern: Zentrales Ziel des Projektes MAI ÖkoCaP ist der Aufbau einer belastbaren und transparenten Entscheidungsgrundlage, die es erlaubt, den Nutzen bei der Verwendung von rCF in unterschiedlichen industriellen Anwendungsgebieten und Produkten abzuschätzen.

 

BTFly

Biologische Transformation entlang des Produktlebenszyklus von elektrisch angetriebenen Fluggeräten

In der frühen Entwicklungsphase des Produktdesigns besteht hoher Gestaltungsspielraum. Im Projekt BTfly entsteht daher eine Systemarchitektur, die eine schnelle Erstellung zahlreicher Produktvarianten mit ökologischen Modifikationen entlang des Lebenszyklus ermöglicht. So lassen sich Entwürfe hinsichtlich Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit vergleichen.

 

WindMelt

Schmelzen mit Wind

Klimafreundliche Gießereiindustrie in Deutschland durch Windkraft: Energieüberschüsse können genutzt werden, um Metall zu schmelzen und so den CO2-Fußabdruck der Gießereiindustrie zu reduzieren.

Weitere Referenzprojekte im Bereich nachhaltige Produktionssysteme

  • MAI ÖkoCaP

    Wirtschaftliche, technische und ökobilanzielle Bewertung von recycelten Carbonfasern in industriellen Prozessen

    Projekt zum Thema Nachhaltigkeit, Copyright: vegefox.com - stock.adobe.com
    © vegefox.com - stock.adobe.com

    Entscheidungsgrundlage zum Einsatz recycelter Carbonfasern: Zentrales Ziel des Projektes MAI ÖkoCaP ist der Aufbau einer belastbaren und transparenten Entscheidungsgrundlage, die es erlaubt, den Nutzen bei der Verwendung von rCF in unterschiedlichen industriellen Anwendungsgebieten und Produkten abzuschätzen.

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  • Projekt zum Thema Energiespeicher / Batterie, Copyright: Fraunhofer IGCV | Bernd Müller
    © Fraunhofer IGCV | Bernd Müller

    Der Strombedarf in Deutschland soll bis 2050 komplett aus erneuerbaren Energien bedient werden. Dabei gibt es allerdings ein Problem: Wind und Sonne sind keine beständigen Energielieferanten, das Stromangebot schwankt. Ein Beitrag zur Lösung liegt in der Anpassung des Stromverbrauchs von Fabriken an die fluktuierende Stromerzeugung. Die Ergebnisse sind ermutigend. Das Konzept der energieflexiblen Fabrik funktioniert auch in der Praxis – und senkt sogar den CO2-Aussstoß.

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  • Titelbild, Kachel, Icon zu Luft- und Raumfahrt
    © Frank Peters - stock.adobe.com

    Im Rahmen von NATUR werden Leichtbauweisen und Technologien für CFK-Rumpfstrukturen adressiert, die durch die konsequente Nutzung von Materialresten, recycelten Carbonfasern (rCF) und Out-of-Autoclave (OoA)-Prepregs, sowie zugehöriger energiereduzierter Produktionsverfahren und –systeme zur Senkung des Global Warming Potentials (GWPs) entlang der Gesamtprozesskette beitragen. Die Optimierung des Bauteil-Designs und der Produktionsplanung für einen nachhaltigen Materialkreislauf, sowie eine energie- und emissionsoptimierte Produktionssteuerung stehen daher im Fokus. Durch die Gewichtseinsparung wird weiterhin ein signifikanter Beitrag zur Senkung der Umweltwirkungen in der Flugzeug-Nutzungsphase geleistet.

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  • Projekt zum Thema Composites

    Ziel des Projektes CU GreenCeramic ist es, eine grundlegende Datenbasis für den Einsatz von regenerativen Rohstoffen zur Herstellung von carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) und carbonfaserbasierten keramischen Matrixwerkstoffen (CMC) zu schaffen. Dazu werden alternative Prozessrouten für die Herstellung von Carbonfasern und Matrices auf Basis regenerativer Materialien betrachtet. Ziel ist es, die Sichtbarkeit und Akzeptanz des Einsatzes von CFK bzw. CMC aus nachwachsenden Rohstoffen (regCFK bzw. regCMC) in Gesellschaft, Wirtschaft und Politik zu etablieren, zu festigen und auszubauen.

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  • Titelbild, Kachel, Icon zu Energie und Mobilität
    © Shutterstock | Metamorworks

    Klimafreundliche Gießereiindustrie in Deutschland durch Windkraft: Energieüberschüsse können genutzt werden, um Metall zu schmelzen und so den CO2-Footprint der Gießereiindustrie zu reduzieren.

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  • Titelbild, Kachel, Icon zu Zusammenarbeit
    © Shutterstock | Rawpixel.com

    Das Mittelstand-Digital Zentrum Augsburg unterstützt kleine und mittlere Unternehmen, die Veränderungen von Digitalisierung und Industrie 4.0 als Chance zu nutzen. Dazu bieten wir praktische Informationen und verständliche Lernangebote.

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  • Projekt zum Thema Nachhaltigkeit, Copyright: vegefox.com - stock.adobe.com
    © vegefox.com - stock.adobe.com

    Im Forschungsprojekt »DekPro« (Dekarbonisierung der Produktion) werden Lösungen zur Reduktion von produktionsbedingten Treibhausgasen (z. B. CO2-Emissionen) entwickelt. Ziel dieses Projekts ist es, entlang des Wertschöpfungsprozesses Treibhausgas-Emittenten auf Grundlage einer belastbaren Datenerhebung zu identifizieren und im Einklang mit unternehmerischen Zielgrößen wie Kosten, Qualität und Leistung die Emissionen signifikant zu reduzieren.

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