Ermittlung des Carbon Footprints unterschiedlicher Antriebsarten von Produktionsanlagen

  Prozesskette Herstellung Betrieb End-of-Life

Es ist aktuell für KMU nicht möglich den Product Carbon Footprint Ihrer Produkte zu berechnen, da Ihnen die notwendigen Ressourcen fehlen.
Im Bereich der fluidtechnischen und elektromechanischen Linearantriebe, wie sie Gegenstand des vorgeschlagenen Projekts sind, existieren bisher keine für KMU nutzbaren Applikationen zur Abschätzung der Umwelt- und Klimawirkungen.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines konkreten Ermittlungsverfahrens mit integriertem Berechnungsweg, das auf den Ansätzen der Norm DIN EN ISO 14067 basiert und diese möglichst nutzerfreundlich einem Hersteller oder Anwender von Linearantrieben aufbereitet.

 
Nutzen Vorgehen
Abschätzung der Klimawirkungen der geplanten Produktionsanlagen Systematisierung der Antriebe und Zusammenstellung der Einsatzfunktionen
Übertragbarkeit auf weniger standardisierte Antriebe Erstellung einer Datenbank der ökologischen Auswirkungen
Der PCF stellt die Basis für eine systematische CO2-Reduktion dar Konzeption eines Berechnungsverfahrens

 

Product Carbon Footprint für Linearantriebe

Im Fokus des Forschungsvorhabens steht die systematische Bestimmung des Product Carbon Footprints (PCF) fluidtechnischer und elektromechanischer Linearantriebe in Produktionsanlagen, welche einen sehr großen Teil der Antriebstechnologie von Produktionsanlagen ausmachen. Das Verfahren wird in einem praxisgerechten Berechnungstool umgesetzt, welches KMU mit geringem Aufwand die Abschätzung der Klimawirkungen einer geplanten Produktionsanlage ermöglicht.

  Lebenszyklusanalyse Lebenszyklusanalyse

Insbesondere in Automatisierungsanwendungen stehen die verschiedenen linearen Antriebstechnologien in direkter Konkurrenz, weshalb der PCF ein wichtiges Kriterium für eine nachhaltige Investitionsentscheidung darstellt. Der verbreitete Einsatz der Linearantriebe wird exemplarisch durch den Umsatz der deutschen Pneumatikindustrie dargelegt, welcher im Jahr 2014 ca. 2,3 Mrd. Euro betrug. Ausgehend von den standardisierten Linearantrieben kann das Berechnungstool im Anschluss an das Forschungsvorhaben auf weitere, weniger standardisierte Antriebe übertragen und sukzessive ausgebaut werden. Herausfordernd bislang ist die normgerechte Ermittlung des PCF. Grundlage dazu bildet die technische Norm DIN EN ISO 14067, welche die Anforderungen an sowie Grundsätze und Leitlinien für die Quantifizierung des PCF auf Grundlage internationaler Normen zur Ökobilanz (ISO 14040 und ISO 14044) definiert. Hier werden abstrakte Rahmenbedingungen (z.B. die obligatorische Nutzung der vier Phasen einer Ökobilanz, die Gliederung der Prozessmodule in Lebensweg-abschnitte, die Zuordnung der Emissionen zu entsprechenden Lebensabschnitten, etc.) definiert.

 

Grafische Analyse der CO2 - Analyse

Kuchendiagramm des CO2-Äquivalents CO2-Äquivalent über dem Produktlebenszyklus

Die aus der Berechnung resultierenden Ergebnisse lassen sich grafisch sehr einfach darstellen und somit das CO2-Äquivalent den jeweiligen Lebenszyklusabschnitten zuordnen. Hieraus lassen sich Optimierungspotentiale ableiten, sodass in Parameterstudien untersucht werden kann, ob sich bspw. alternativen Werkstoffe, Verfahren oder Transportwege für die Reduktion der Umweltauswirkungen lohnen.

 
 

Danksagung

Das Forschungsvorhaben Carbon Footprint in der Fluidtechnik wird durch die AiF-Forschungsgemeinschaft gefördert. Das ifas bedankt sich herzlich bei allen Teilnehmern, welche im Rahmen der Experteninterviews und während der projektbegleitenden Ausschüsse zum Erfolg der Studie beigetragen haben.

 

Veröffentlichungen

Rückert, Marcel, et al.: "Online Life Cycle Assessment for Fluid Power Manufacturing Systems–Challenges and Opportunities." IFIP International Conference on Advances in Production Management Systems. Springer, Cham, 2018.