Rückgewinnungsszenarien

Für die Abschätzung des zukünftigen technischen Fortschritt, Gesetzesänderungen, Modeentwicklungen, Wertewandel und gewandelte Nutzung wird die Szenariotech-nik [Gau-95, Gau-98] genutzt. Ein Szenario beschreibt eine mögliche Situation in der Zukunft, die auf einem komplexen Netz von Einflußfaktoren beruht sowie die Ent-wicklung, die aus der Gegenwart zu dieser Situation führen könnte. Ein Szena-rio-Projekt durchläuft die fünf Phasen Szenario-Vorbereitung, Szenariofeld-Analyse, Szenario-Prognostik, Szenario-Bildung und Szenario-Transfer. In der Szena-rio-Vorbereitung werden das Gestaltungsfeld und der Zeithorizont für die Szenarien festgelegt werden. Die eigentliche Erstellung beginnt mit der

Szenario-feld-Analyse. Wichtige Einflußfaktoren, sogenannte Schlüsselfaktoren werden identifiziert. In der Szenario-Prognostik werden für die Schlüsselfaktoren mehrere, alternative Entwicklungsmöglichkeiten erarbeitet und in Form von Zukunfts-projektionen beschrieben. Anschließend werden in der Szenario-Bildung die wider-spruchsfreien Kombinationen von Zukunftsprojektionen herausgearbeitet. Im Szenario-Transfer werden auf der Grundlage der erstellten Szenarien zukunfts-robuste Strategien und Maßnahmen entwickelt [Gau95]. In der vorliegenden Anwen-dung der Szenariotechnik bildet die Rückgewinnung von Ressourcen das Gestaltungsfeld. Die Szenarien werden daher Rückgewinnungsszenarien genannt (Bild 3-10).

R ü ckge w inn u n g ss pez ifisch e In ha lte

Szenario-Erstellung

Szenario-Vorbereitung

Szenariofeld-Analyse

Szenario-Prognostik

Szenario-Bildung

Szenario-Transfer

Gestaltungsfeld:

Rückgewinnungsmöglichkeiten für Produkte:

einer Region, Branche, Klasse, eines Herstellers,...

Zeithorizont:

Lebensdauer einer Produktserie

In Abhängigkeit der im Gestaltungsfeld gewählten Produkte:

Prüfen der Einflußfaktoren und Identifizieren der Schlüsselfaktoren

Auswirkungen auf die Rückgewinnung und Maßnahmen für die Produkt- und

Prozeßgestaltung ableiten Aussagen zu veränderten Anforderungen der im Gestaltungsfeld gewählten Produkte

Weg der Entwicklung entsprechend der Nutzungsphasen

begründen

Bild 3-10: Rückgewinnungsszenarien in Anlehnung an [Gau-95]

Aus der Projektion zukünftiger technischer Entwicklungen, Gesetze, Modeentwick-lungen, Wertewandel und gewandelte Nutzung sollen Aussagen zu den beeinflußten Werten und damit zu den Abnutzungen des Produktes getroffen werden. Diese veränderten Anforderungen können zu Einschränkung der Rückgewinnungsmöglich-keiten führen. Die Szenarien können dabei helfen einen günstigen Zeitpunkt für die Rückgewinnung sowie neue Nutzungsmöglichkeiten für Produkte und Komponenten zu bestimmen.

Die Szenarien liefern darüber hinaus neue Grenz- oder Vergleichswerte bezüglich physischer Veränderungen. Die durch die LCU bereitgestellten Meßwerte werden mit den neuen Werten verglichen. Damit lassen sich auch die Rückgewinnungsmöglich-keiten auf Grund der vorliegenden physischen Veränderungen überprüfen. Aber auch neue Vergleichsgrößen, die bisher noch nicht erfaßt wurden, können sich ergeben, wenn beispielsweise durch Wissenschaft und Forschung neue Gefahren-stoffe oder Wirkungskategorien nachgewiesen werden können. Für eine zukünftige Life Cycle Unit leiten sich hieraus neu zu erfassende Meßwerte ab. Darüber hinaus lassen sich aus den Rückgewinnungsszenarien zukünftige Anforderungen an Funktionen und Gestalt von Produkten ableiten. Tabelle 3-7 erläutert diese Aussa-gen an Beispielen für die Werte Funktionsfähigkeit und Sicherheit.

Werte (VDI 3780) Aussage zu Rückge-winnungsmöglichkeiten

Beispiel Einfluß

Brauch-barkeit

Funktion erforderlich / nicht mehr erforderlich, zusätzliche Funktionen gefordert

Heizung für Warmwasser-bereitung in der Waschmaschine nicht mehr erforder-lich

technologische Entwicklung von im

Gebrauchs-zusammenhang stehenden Produkten (Kaltwaschmittel und Textilfasern verbessert)

Wirk-samkeit

neue Vergleichswerte neue Vergleichsgrößen

Schleuder-drehzahlen von über 1000 U/min.

gewünscht

gewandelte Nutzung vom Wäsche trocknen im Freien oder Keller hin zum

Trocknen im Trockner

Genauig-keit

neue Vergleichswerte neue Vergleichsgrößen

57% Wirkungsgrad für Kraftwerke mit Wärmekraft-kopplung

Gesetzgebung, Konkurrenz alternativer Technologien, politische Entscheidungen

neue Vergleichswerte neue Vergleichsgrößen

57% Wirkungsgrad für Kraftwerke mit Wärmekraft-kopplung

Gesetzgebung, Konkurrenz alternativer Technologien, politische Entscheidungen körperliche

Unver-sehrheit

neue Grenzwerte neue Vergleichsgrößen

Mobilfunkgeräte dürfen nicht im Flugzeug benutzt werden

Gesetzgebung, interne Sicherheitsbestimmung Funktionen erweitern oder reduzieren, Gestalt verändern

serienmäßige Ausstattung mit Seitenairbags

steigende Verkehrsdichte und Unfallrisiken führen zu Wertewandel (Sicherheits-bedürfnis), Marktsättigung zwingt Unternehmen zu neuen Diversifizierungen Tabelle 3-7: Rückgewinnungsmöglichkeiten bei veränderten Anforderungen

(Werte Funktionsfähigkeit und Sicherheit)

Wie sich eine Wertminderungen bei Gesundheit und Umweltqualität auf eine Rück-gewinnung auswirkt, wird an Beispielen in Tabelle 3-8 dargestellt.

Werte (VDI 3780) Aussage zur Rückgewinnung

Beispiel Einfluß neue

Vergleichs-werte

Strahlungs-grenzwerte für Monitore

gewandelte Nutzung (steigender Anteil an Bildschirmarbeiten), EU-Bildschirmarbeitsplatz-verordnung

unmittelbare Moni-tor und Nutzer von 80cm

gewandelte Nutzung (steigender Anteil an Bildschirmarbeiten), EU-Bildschirmarbeitsplatz-verordnung,

Gebrauchs-zusammenhang liefert neue Vergleichsgröße für Schreibtischbreite

Funktionen erweitern oder reduzieren

verstellbare Arbeitsplatz-höhen

gewandelte Nutzung (steigender Anteil an sitzender Tätigkeit) Sitzan-ordnung in Transportmitteln

gewandelte Nutzung (längere Nutzung von Transportmitteln), Zunahme der durch-schnittlichen Körpergröße eines Menschen

Kunststoffen in Neuprodukten

Abnahme von Senken für Abfälle, technologischer Fortschritt bei Recycling-technologien, Gesetzge-bung

Umwelt-qualität

Emissionen neue Vergleichs-werte und

-größen

Reduzierung des CO₂-Ausstoßes um 25%

Zunahme von Umweltbe-lastungen, gesellschaftli-cher Druck, politische Anstrengung zwingen zum Handeln

Tabelle 3-8: Rückgewinnungsmöglichkeiten bei veränderten Anforderungen (Werte Gesundheit und Umweltqualität)

Tabelle 3-9 zeigt den Einfluß auf die Rückgewinnung für die Werte Wirtschaftlichkeit, Wohlstand sowie Persönlichkeitsentfaltung und Gesellschaftsqualität.

Werte (VDI 3780) Aussage zur Rückgewinnung

Beispiel Einfluß Rentabilität neue

Vergleichs-werte und -größen

Reduzierung des

Wasser-verbrauchs auf unter 40 Liter pro Waschgang

Kennzeichnungspflichten z.B. Effizienzklassen bei Haushaltsgroßgeräten, erweitern oder reduzieren,

weitere Differenzierung der Kundengruppen, Kundenbindung von Gebrauchtwagenkäufern, Kostendruck der Versiche-rungsunternehmen, Konkurrenz aus dem Do-It-Yourself-Bereich erweitern oder reduzieren, Gestalt verän-dern

Auslagerung des Betriebs von Produktions-anlagen

schneller Wechsel des Produktionsprogrammes erfordert kurze Amortisati-onszeiten von Investitio-nen,

Sättigung im traditionellen Marktsegment des

Anlagenbaus erweitern oder reduzieren, Gestalt verän-dern

Internetfähige Mobiltelefone

Mobilitäts- und Informati-onsbedürfnis wächst, geringes Einstiegsalter mit wachsendem Bedürfnis nach

Gruppen-zugehörigkeit

Tabelle 3-9: Rückgewinnungsmöglichkeiten bei veränderten Anforderungen (Werte Wirtschaftlichkeit, Wohlstand sowie

Persönlichkeitsentfaltung und Gesellschaftsqualität)

Der Zeithorizont für die Rückgewinnungsszenarien ergibt sich aus der Lebensdauer einer Produktserie (vgl. Kap. 2.2.3). Welche Rückgewinnung anzustreben ist, zu welchem Zeitpunkt und an welchem Ort diese durchgeführt werden kann und wie die

Produkte und Prozesse dafür zu gestalten sind, hängt von den Einflußbereichen, Politik, natürliche Umwelt, Markt und Wirtschaft, Gesellschaft und Individuum, Güter und Technik (Bild 3-11) ab.

Je länger die Lebensdauer einer Produktserie, desto breiter spannt sich der Raum für zukünftige Entwicklungen in den Einflußbereichen. Das Produkt muß sich möglichst robust gegenüber den dynamischen Veränderungen der Einflußbereiche erweisen bzw. eine leichte Anpassbarkeit ermöglichen.

Anforderungs-profil

Markt und Wirtschaft

Ende einer Nutzungsphase Ende einer Nutzungsphase

mögliche Rück-gewinnungsszenarien

Gesellschaft + Individuum Politik

Natürliche Umwelt

Güter Technik

Produktentwicklung Zeit Wirtschaft + Markt

Zukunftsraum

Lebensdauer einer Produktserie

Bild 3-11: Rückgewinnungsszenarien und ihre Einflußbereiche

Die Einflußbereiche werden durch Einflußfaktoren detailliert und ihre Auswirkungen auf die Rückgewinnung angegeben (Tabelle 3-10). Die Zusammenstellung der Einflußbereiche und Faktoren erfolgte in einem interdisziplinären Team mit volks- und betriebswirtschaftlichen, logistischen sowie produktions- und umwelttechnischen Fachkenntnissen. Dabei wurde für die Bereiche Politik und natürliche Umwelt auf die Grundlagen des Kapitels 2 zurückgegriffen.

Einflußbereich Einflußfaktor Beeinflußt P1 Produkthaftungsgesetze,

Gewährleistungs-pflichten

AP, M, Z P2 Immissionsschutzgesetze und

Verbrin-gungsverordnungen

A, O P3 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz mit

Rücknahmeverordnungen

P4 Ökoauditierung und Umweltkennzeichen A P5 Energieverbrauchssteuer/

CO₂-Abgabe-Steuer

A, K Steuern und

Subventionen

P6 Förderung von Recyclingtechnologien A, K P7

P8 Europäische Standardisierung A, E, K, M, O

Ressourcen-quellen

U1 Rohstoffverfügbarkeit und -reichweiten A, E Natürliche

Umwelt

Senken für Abfälle und Emissionen

U2 Verfügbarkeit und Aufnahmefähigkeit von Senken

A, E, K

M1 Angebots- und Nachfragestruktur A, M, Z M2 Konzentration und Kooperation der

Unter-nehmen

E, K, O Marktstruktur

M3 Räumliche Verteilung der Produkte, Produk-tions-, Recyclingstätten

E, K, O M4 Wettbewerbsstrategien und Kundenpolitik A, M, E, K,

Z

Unter-nehmerische Initiative

M5 Innovationszyklen und –richtungen AP, E, K, Z M6 Preisentwicklung für die

Materialbereitstel-lung

M7 Preisentwicklung über den Produktlebens-zyklus

AP, E, Z A = Art der Rückgewinnung (AP=Verwendung, AW=Verwertung)

E = Erlös aus der Rückgewinnung K = Aufwand der Rückgewinnung

M = Mengen, die einer Rückgewinnung zugeführt werden O = Ort der Rückgewinnung

Z = Zeitpunkt der Rückgewinnung

Tabelle 3-10: Einflußfaktoren für die Bereiche Politik und Recht, natürliche Umwelt sowie Wirtschaft und Markt

Einflußbereich Einflußfaktor Beeinflußt G1 Materieller Lebensstandard AP, E, M

G2 Lebensqualität AP, M, Z

G3 Umweltbewußtsein und umwelt-orientiertes Verhalten

A, M

G4 Sozialkompetenz AP, M

Wohlstand und Werte-entwicklung

G5 Technikakzeptanz A

G6 Verbraucher- und Umweltverbände A, M

G7 Medien A, M Interessen-gruppen und

Meinungs-bildner G8 Wissenschaft und Kultur A, M

GÜ1 Standardisierung AP, E, K

GÜ2 Verwendete Materialien AW, E, K GÜ3 Baustrukturen und Bauweisen AP, E, K Gestaltung/

Ausprägung

GÜ4 Nominelle Lebensdauer AP, E

GÜ5 Nutzungsintensität AP, E, K, Z

GÜ6 Nutzungsfrequenz AP, E, K, Z

GÜ10 Gebrauchszusammenhang AP, E, K T1 Produktdatenerfassung und

-speicherung

T4 Logistische Netzwerke (Beschaffungs- und Absatzstrukturen)

A, E, K, M, O T5 Verfügbare Materialrecyclingprozesse

und –kapazitäten

AW, E, K, M Technik

Recycling

T6 Verfügbare Produktrecyclingprozesse und –kapazitäten

AP, E, K A = Art der Rückgewinnung (AP=Verwendung, AW=Verwertung)

E = Erlös aus der Rückgewinnung K = Aufwand der Rückgewinnung

M = Mengen, die einer Rückgewinnung zugeführt werden O = Ort der Rückgewinnung

Z = Zeitpunkt der Rückgewinnung

Tabelle 3-11: Einflußfaktoren für die Bereiche Gesellschaft und Individuum, Güter, Technik

Aus diesen Einflußfaktoren sind Schlüsselfaktoren zu identifizieren. Bei der Ermitt-lung der Schlüsselfaktoren ist die Art des Produktes zu berücksichtigen, für das die Rückgewinnung gestaltet werden soll. Zur Klassifikation der Produkte wurden Merkmale und Ausprägungen in Tabelle 3-12 zusammengestellt. Die Einflußfaktoren aus dem Bereich der Güter werden auch für die Klassifikation der Produkte herange-zogen und ergänzt.

Die Produkte lassen sich zum Zeitpunkt der Konstruktion einer bestimmten Ausprä-gung dieser Faktoren zuordnen. Die Entwicklung dieser Faktoren in den Szenarien zum Ende einer Nutzungsphase stellt den Vergleichswert dar. Zeigen sich Abwei-chungen von der ursprünglichen Klassifizierung, sinken die Chancen für eine erneute Verwendung. Beispielsweise wurde ursprünglich das Fernsehgerät zur Bereitstellung von Bild und Ton konzipiert. Während in den 70er und 80er Jahren kaum Verände-rungen zu verzeichnen waren, sind gegenwärtig zunehmend Funktionen zur Integra-tion von Internet, Personal Computer oder Laptop gefragt. Die Erweiterung um einen Video-Graphik-Adapter (VGA-Schnittstelle) kann diese zusätzliche Funktionalität erfüllen. Die ursprüngliche Einordnung von Funktionalität und Bedürfnisbefriedigung aber auch die Nutzungsintensität verändert sich. Eine erneute Verwendung von Fernsehern ohne diese Erweiterungsmöglichkeit ist stark eingeschränkt.

Die Einflußfaktoren des Szenariofeldes sind in bezug zur jeweiligen Ausprägung der Produktmerkmale zu setzen. Ist eine Veränderung dieser Faktoren möglich und wirken sich diese auf die Einordnung des Produktes zum Ende einer Nutzungsphase aus. Diese Faktoren werden in die Ermittlung der Schlüsselfaktoren einbezogen. Der Einflußfaktor "Gesetze" wird beispielsweise bei Produktserien mit kurzer Lebens-dauer nicht einbezogen, da auf Grund langer Gesetzgebungsprozesse keine gravierenden Veränderungen innerhalb des Zeithorizontes zu erwarten sein. Ebenso wird sich in diesem Zeitraum kein Wandel in der Verteilung der Produktionsstätten vollziehen, da auch hier wesentlich längere Planungszeiträume vorherrschen.

Regional produzierte und vertriebene Produkte werden wiederum weniger stark von den Entwicklungen der internationalen Einbindung betroffen sein. Produkte für die Befriedigung von Grundbedürfnissen hängen weniger stark vom Wandel der Nut-zung ab. Damit verringert sich die Anzahl der Einflußfaktoren und der Aufwand für die Identifikation der Schlüsselfaktoren reduziert sich erheblich. Weitere Wechselwir-kungen zwischen Produktklassifikation und Einflußfaktoren sind im Anhang II dargestellt.

Merkmal Ausprägung mit abnehmender Verwendungseignung Produktkonzept [Eve-96]

Standard-produkt

Standard-produkt mit Varianten

Produkt nach Kundenspezifi-kation Technologiephase

[Eve-96]

Einführung Wachstum Reife Sättigung Degeneration Marktphase [Eve-96] Einführung Wachstum Reife Sättigung Degeneration Nachfrage kontinuierlich regelmäßig sporadisch einmalig

Kundengruppen homogen segmentiert chaotisch

Geographische Vertei-lung

global national regional lokal

Gebrauchsfunktion [VDI-91]

Multifunktionsprodukt Einzweckprodukt Bedürfnisbefriedigung

[Kan-84]

(siehe auch Bild 2-1)

Grundbedürfnis Leistungsbedürfnis Begeisterungsbedürfnis

Nutzungsintensität gering mittel hoch

Nutzungsfrequenz kontinuierlich regelmäßig sporadisch einmalig Nutzungsort mobil stationär veränderlich stationär

Gebrauchszu-sammenhang [Sel-97a]

unabhängig indirekt abhängig direkt abhängig Modularität [Göp-98] physisch und

funktional unabhängig

funktional unabhängig

physisch unabhängig

Mischform

Standardisierung Komponenten und Schnittstellen

Schnittstellen Komponenten geringfügige oder keine Standardisierung

Baustruktur [Pah-97] hierarchisch teilhierarchisch nicht hierarchisch Bauweise [Pah-97] differential integral Mischform Bedienbarkeit einfach intuitiv nach Einweisung

Verhältnis von Dauer des Lebenszyklus einer Produktserie zu Innovationszyklus

kleiner gleich größer

Ressourcenverbrauch während der Nutzung [Grü-98]

aktiv passiv

Verhältnis von Anschaf-fungskosten zu Folgekos-ten

kleiner gleich größer

Tabelle 3-12: Produktklassifikation

Die Szenarioerstellung aus den identifizierten Schlüsselfaktoren und der Szenario-transfer erfolgen wiederum produktspezifisch und werden im Anwendungsbeispiel (vgl. Kap. 5) gezeigt.

Im Szenariotransfer werden mit Hilfe einer Auswirkungsanalyse die Chancen und Risiken für eine Rückgewinnung von Produkten und Komponenten aufgezeigt.

Produktzustand und aktuelle Anforderungen bestimmen die Möglichkeiten einer Verwendung. Die Erfassung der Abnutzungen liefert Aussagen über die Sensitivität des Produktes und seiner Komponenten gegenüber nutzungs- und umgebungs-bedingten Einflüssen. Robuste Produkte weisen keine oder geringe Abnutzung auf.

Neben einer robusten Konstruktion können Anpassungsprozesse helfen, den Produktzustand in eine entsprechend den Kundenanforderungen gewünschte Qualität zu überführen [Sel-97a]. Diese können von der weiteren Nutzung eines Produktes durch Austausch einer Komponente im Zuge einer Reparatur, über die Umrüstung z.B. von Betriebsmitteln einer Fabrik infolge eines geänderten Produkt-spektrums, bis hin zur Modernisierung, z.B. durch Einbau eines Modems in einen Personalcomputer, reichen und sollen im nächsten Schritt definiert werden.

Im Dokument Wege zur Steigerung der Nutzenproduktivität von Ressourcen (Seite 73-84)