Strategien und Ansätze zur Steigerung der Ressourceneffizienz

- Übergeordnete Strategien -

Ressourceneffizienz von Produkten und Prozessen kann durch eine Vielzahl an Strategien erreicht werden. Es bestehen folgende übergeordnete Strategien:

  • Steigerung des Nutzens oder Verminderung des Aufwands,
  • Substitution (Werkstoffe, Produkte, Technologien),
  • Recycling.

Strategien unterstützen ein systematisches Vorgehen bei der Steigerung der Ressourceneffizienz von Prozessen in der Wertschöpfungskette innerhalb des Fertigungsbetriebs und bei der Entwicklung ressourceneffizienter Produkte. Sie haben situativ unterschiedliche Relevanz.

Darstellung der Strategien

Produktentwicklung

Strategie

Erläuterungen und Bemerkungen

Miniaturisierung

Prinzipiell große Potenziale in Bezug auf Werkstoffverbrauch. Fertigungsaufwand und Rebound-Effekte können dagegen wirken.

Materialsubstitution und Werkstoffauswahl (produkt- und prozessbezogen)

Materialsubstitution umfasst den Einsatz von Sekundärrohstoffen, von Rohstoffen mit effizienterem Abbau/Bereitstellung oder von nachwachsenden Rohstoffen. Prozessbezogene Materialsubstitution bedeutet eine fertigungsgerechte Auswahl von Werkstoffen sowie Hilfs- und Betriebsstoffen.

Fertigungsgerechte
Produktgestaltung

Neben Effizienzpotenzialen durch eine angepasste Bauteilgestaltung können Ausschuss und Nacharbeit vermindert werden. 

Fertigungsprozessauswahl

Mit der Definition der Produktgestalt werden Fertigungsprozesse weitestgehend festgelegt.

Dokumentation der Produkt- und Fertigungsunterlagen

Eine eindeutige und vollständige Dokumentation von Produkt- und Fertigungsunterlagen vermeidet Ausschuss und Nacharbeit.

Nutzungsgerechte
Produktgestaltung

Wesentliche unterstützende Maßnahmen: Minimieren von Energie- und Betriebsstoffverbrauch, Funktionsoptimierung, zeitloses Design, modularer Aufbau, Erweiterbarkeit, Reparierbarkeit, etc.

Produkt-Service-Systeme

Recyclinggerechte
Produktgestaltung

Mehraufwendungen einer recyclinggerechten Produktgestaltung bringen bei mülltonnengängigen Produkten oder beim Export von Gebrauchtprodukten keinen Nutzen. Zur recyclingorientierten Produktgestaltung siehe auch VDI 2243 und VDI 2343.

Leichtbauweise

Minimierung des Bearbeitungsvolumens

Z.B. endabmessungsnahes Urformen/Umformen

Verpackung

Werkstoffherstellung/Herstellung

Strategie

Erläuterungen und Bemerkungen

Fertigungsprozess­optimierung

Unterscheidung in die Entwicklung neuer Prozesse und Anlagen und in die Parameteroptimierung an bestehenden Anlagen.

Materialsubstitution

In Bezug auf Hilfs- und Betriebsstoffe.

Vermeiden von Verlust durch Rüsten

Einflussfaktoren sind zum Beispiel Losgrößen, Auftragsplanung, Unterminierung oder Mitarbeiterqualifikation.

Vermeiden von Verlust durch Ausschuss

Optimieren der Auftragsreihenfolge (Vermindern Anfahrausschuss)

Vermeiden von Verlust durch Entsorgung eingekaufter Materialien

Insbesondere bei Materialien mit kurzfristigen Haltbarkeitsdaten; relevant bei der Umstellung von Technologien oder bei Nachfolgeprodukten.

Effiziente Energiebereitstellung in Bezug auf Primärenergiebedarfe

Beispielsweise erzeugen von Prozesswärme aus Gas anstelle aus elektrischer Energie.

Verlustarme Druckluftbereitstellung

Energieeffiziente Motorsteuerung

Z.B. durch frequenzumrichtergesteuerte Motore

Reinigung/Reinigungsmittel

Nutzung von Prozess- und Abwärme

Inner- und überbetrieblich möglich; für andere Prozesse oder für Gebäudeklimatisierung.

Wasserverbrauch und Abwasservermeidung

Z.B. durch Regenerierung, Kaskadennutzung, etc.

Transport

Arbeitsanleitungen und geregelte Schichtübergabe

Nutzung

Strategie

Erläuterungen und Bemerkungen

Verbrauch an Energie und Material in der Nutzung reduzieren

Die Nutzungsphase stellt bei aktiven (energieverbrauchenden) Produkten in der Regel die ressourcenverbrauchsintensivste Lebensphase dar [Oberender (2006)].

Bedienungsanleitung

Vermindern von Fehlbedienung oder Fehlnutzung

Verlängerung der Produktnutzungsdauer

Maßnahmen: Zeitloses Design, modularer Aufbau, Erweiterbarkeit, Funktionsoptimierung, etc.

Kaskadennutzung

Koppelnutzung

Recycling / Entsorgung

Strategie

Erläuterungen und Bemerkungen

Kreislaufführung

Kreislaufführung kann inner- und überbetrieblich erfolgen.