Die gegenwärtige Wirtschafts- und Lebensweise ist mit einem hohen Ressourcen-verbrauch verbunden. Bevölkerungswachstum und wachsende Bedürfnisse steigern den Bedarf an Produktion, Nutzung und Entsorgung von Gütern. Dieser Bedarf kann ökologisch verträglich nur dann gedeckt werden, wenn der Energie- und Ressour-cenverbrauch pro Kopf gegenüber den aktuellen Werten entwickelter Industriegesell-schaften deutlich gesenkt wird. Die Nutzenproduktivität von Ressourcen muß sich erhöhen [Sel-00].
Die Arbeit identifiziert Wege zur Steigerung der Nutzenproduktivität von Ressourcen.
Die Rückgewinnung von Ressourcen in Produkt- und Materialkreisläufen zeigt bisher ungenutzte Potentiale und wird daher in dieser Arbeit als Schwerpunkt behandelt.
Ziel ist es, die Auswahl geeigneter Rückgewinnungsmöglichkeiten für Produkte, Komponenten und Materialien zu erleichtern. Insbesondere die Eignung gebrauchter Produkte und Komponenten für eine erneute Nutzung soll bestimmt und verbessert werden. Zusätzliche Nutzungspotentiale sollen erschlossen werden. Dabei ist der Zeitraum zwischen Produktentstehung und Nutzungsende zu berücksichtigen.
In Kapitel 2 werden die Rahmenbedingungen einer nachhaltigen Entwicklung dargestellt. Einerseits ist die Verknappung der Quellen und Senken zu verzeichnen, andererseits zeigt sich ein steigender weltweiter Bedarf. Ökologische Grenzen, globale und nationale umweltpolitische Entwicklungsziele, produkt- und prozeß-spezifische Gesetze und Verordnungen sowie eine steigende marktwirtschaftliche Dynamik erhöhen den Druck auf Unternehmen. Unternehmerische Herausforderung ist es, mehr Nutzen mit weniger Ressourcen bereitzustellen.
Die Verknüpfung der technischen und betriebswirtschaftlichen Betrachtung des Produktlebenszyklus zeigt, daß gerade in den Phasen der Nutzung und Entsorgung die Potentiale zur Senkung des Ressourcenverbrauchs und zur Gewinnerzielung unzureichend genutzt werden. Insbesondere die Möglichkeiten zur erneuten Ver-wendung von Produkten und Komponenten werden derzeit nicht voll ausgeschöpft.
Die Eignung von Produkten und Komponenten, Bedürfnisse zu befriedigen und damit Nutzen zu stiften, ist zu bewerten. Als Werkzeug wird hierfür die Technikbe-wertung [VDI3780-91] herangezogen. Funktionsfähigkeit, Sicherheit, Wirtschaftlich-keit, Umweltqualität, Gebrauchszusammenhang und Gesellschaftsqualität [VDI3780-91] sind unter Berücksichtigung von Innovationen, rechtlichen, gesellschaftlichen und
wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für einen erneuten Einsatz von Ressourcen zu gewährleisten [Sel-97b].
In Kapitel 3 werden die Handlungsoptionen der Rückgewinnung systematisiert. Zur Bewertung, welche Komponenten verwendet oder verwertet werden können oder beseitigt werden müssen, wird der Rückgewinnungsgraph [Kri-95] herangezogen.
Dabei zeigt sich insbesondere für die Verwertung eine Vielzahl von Alternativen. Die Auswahl geeigneter Aufbereitungsprozesse zur Verwertung von Materialien wird durch eine einheitliche Beschreibung der Prozesse und einen Zuordnungs-algorithmus unterstützt. Auf dieser Grundlage können Implementierungsarbeiten für eine Software durchgeführt werden, die eine automatische Bewertung der Aufberei-tungsprozesse ermöglicht.
Die Entscheidung über eine erneute Verwendung hängt vom Zustand der Produkte und Komponenten ab. Produkte und Komponenten nutzen sich im Laufe des Produktlebenszyklus ab. Um den Zustand der Produkte zu beschreiben, sind die Abnutzungen zu klassifizieren und Methoden zur Identifikation von Abnutzungen bereitzustellen.
Mit Hilfe von Rückgewinnungsszenarien können technischer Fortschritt, zukünftige Gesetze und Modeentwicklungen projeziert werden. Diese veränderten Anforderun-gen können eine erneute Verwendung von Produkten und Komponenten einschrän-ken. Die Szenarien helfen daher einen günstigen Zeitpunkt für die Rückgewinnung sowie neue Nutzungsmöglichkeiten für Produkte und Komponenten zu bestimmen.
Um Abnutzungen und die damit verbundene Wertminderung zu vermeiden, vermin-dern oder zu beseitigen, müssen Produkte und Komponenten angepaßt werden. Je nach Abnutzung werden unterschiedliche Anpassungsarten, wie Wartung, Instand-setzung, Modernisierung erforderlich. Die Anpassungsarten werden definiert und in ihrer Eignung untersucht. Durch Anpassungen werden neue Nutzungsphasen ermöglicht. Damit kann mehr Nutzen pro eingesetzte Ressourceneinheit erzeugt werden. Ausgehend vom Extremum des Nutzungsendes durch Abnutzung einer Komponente bis zum anderen Extremum, dem Nutzungsende bei vollständiger Abnutzung aller Komponenten eines Produktes ergeben sich eine Vielzahl von Anpassungsprozessen, in Form von Demontage-, Bearbeitungs- und Remonta-geprozessen.
Der Anpassungsaufwand ist häufig höher als eine Entsorgung und Neuproduktion.
Die unterschiedlichen Gestaltungsfelder zur Verbesserung der Anpassungseignung von Produkten werden erläutert. Mit Hilfe einer Anpassungsmatrix wird der Zu-sammenhang zwischen der Verknüpfung von Konstruktionsparametern und Anpas-sungseignung dargestellt.
Neben dem Anpassen als wichtigem Beitrag zur Steigerung der Nutzenproduktivität von Ressourcen bietet der Nutzenverkauf Chancen für einen erneuten Einsatz von Produkten und Komponenten. Beim Nutzenverkauf bleibt das Produkt im Eigentum des Verkäufers, der damit im Besitz von Verfügungsrechten und –pflichten, wie Eigentumsrecht, Gewinnaneignungsrecht, Nutzungsrecht, Veränderungsrecht oder Rücknahmepflicht ist [Bie-96]. Im Interesse des Verkäufers liegt es nun, pro einge-setzter Ressource den Gewinn zu maximieren.
Kapitel 4 widmet sich der Gestaltung von Nutzenangeboten als Alternative zum Produktangebot. Der Nutzenverkauf ist trotz großer Chancen auch mit einer Reihe von Hemmnissen verbunden. Aus den Chancen und Risiken werden Anforderungen an Nutzenangebote spezifiziert und Gestaltungskriterien abgeleitet. Eine Morpholo-gie stellt mögliche Ausprägungen von Nutzenangeboten zusammen. Zur Entschei-dungsunterstützung wird die Produktlebenszyklusrechnung genutzt. Sie hilft, Amortisationsrisiken für den Anbieter besser abzuschätzen und ermittelt die Rentabi-lität eines Nutzenverkaufs.
Einzelne Elemente der Arbeit werden im Anwendungsbeispiel in Kapitel 5 illustriert.
Ergebnis ist ein Nutzenangebot für Haushaltsgeräte. Die Entwicklung erfolgt auf Grundlage von Rückgewinnungsszenarien. Einflußfaktoren für die Szenarien werden mit Hilfe der Klassifikation von Waschmaschinen ermittelt. Der Anhang detailliert die Rückgewinnungsszenarien und bietet ausführliche Informationen zur Anwendung.
Bild 1-1 zeigt Aufbau und Inhalt der Arbeit.
Aufbau der Arbeit
• Ökologische, ökonomische und politische Bedingungen
• Ressourcenverbauch sowie Kosten und Erlöse entlang des Produktlebenszyklus
• Handlungsoptionen der Rückgewinnung
• Rückgewinnungsgraph
• Abnutzungen und Anpassungen
• Akzeptanz und Zielgruppen
• Chancen und Risiken des Nutzenverkaufs
• Vergleich von Produkt- und Nutzenverkauf
• Klassifikation der Waschmaschine
• Nutzungsende und Abnutzungen
Ergebnis
• Senkung des Ressourcenverbrauchs durch Rückgewinnung von Ressourcen
• Geschäftsfelder in Nutzung und Entsorgung
• Zuordnung von Aufbereitungsprozessen
• Klassifikation und Identifikation von Abnutzungen
• Produktklassifikation und Verwendungseignung
• Rückgewinnungsszenarien
• Anpassungsmatrix
• Gestaltungskriterien und Morphologie
• Ermittelung von Rahmenbedingungen für die Rentabilität und Bestimmen des Amortisationsrisikos mit Hilfe der Produktlebenszyklusrechnung
• Rückgewinnungsszenarien
„Kooperation und Selbstorganisation“
„Konzentration und Steuerung“
• Nutzenangebot „Weiße Engel“
Bild 1-1: Aufbau und Inhalt der Arbeit
2 Unternehmerische Herausforderung - Mehr Nutzen mit weniger