Nachhaltigkeit in Produktion und Logistik Flashcards

1
Q

Was versteht man unter einer Nachhaltigen Entwicklung?

ws 16/17
Übung

A
  1. Bedürfnisorientierung: Gestaltung nachhaltiger Entwicklungsprozesse muss auf der Auseinandersetzung mit den menschlichen Bedürfnissen beruhen
  2. Intergenerative Gerechtigkeit: Berücksichtigung der Bedürfnisse gegenwärtiger sowie zukünftiger Generationen
  3. Intragenerative Gerechtigkeit: Berücksichtigung des Ausgleichs zwischen Industrie- und Entwicklungsländern
  4. Integrativer Aspekt: Berücksichtigung von ökonomischen, ökologischen und sozialen Entwicklungen
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2
Q

Welche Grundstrategien kennen Sie für eine Nachhaltige Entwicklung? Diskutieren Sie
anhand dieser Strategien die Begriffe Effektivität und Effizienz

WS16/17
Übung

A

akzeptabel:Effizienzstrategie
katastrophal: (Suffizienzstrategie Effizienzstrategie)
—>Konsistenzstrategie (dauerhaft verträglich: innovativer grüner Technikkorridor (höhste wissenschaftlicher Ertrag))
Bespiel:Erbringung des gleichen Ertrags durch geringeren Ressourceneinsatz (+1 Punkt)
Wenn bestehende Gerbereiprozesse verbessert werden
, so dass weniger Chemikalien benötigt werden, entstehen weniger schädliche Abwässer. (+1 Punkt)

Grundstrategien für eine nachhaltige Entwicklung

Quantitative Veränderung der Stoff- und Energieströme

Effizienzstrategie
 Maximumprinzip: Mit gleichem Ressourceneinsatz werden mehr materielle
Güter und Dienstleistungen erzeugt
 Minimumprinzip: Mit geringerem Ressourcenaufwand wird der gleiche
materielle Wohlstand erzeugt
 Faktor-X-Prinzip (Schmidt-Bleek 1993, Weizsäcker et. al. 1995)
 Problem: Keine Berücksichtigung der Effektivität  Rebound-Effekt

Suffizienzstrategie
 Verringerung des Pro-Kopf-Konsums durch Übernahme individueller
Verantwortung
 Voraussetzung: gesellschaftlicher Wertewandel
Bespiel:Wenn weniger Felle gegerbt werden, entstehen weniger Schadstoffe, die in die Gewässer geleitet werden.

Qualitative Veränderung der Stoff- und Energieströme

Konsistenzstrategie
 Umgestaltung von Stoff- und Energieströmen, sodass eine Rückführung in
die natürlichen Stoffkreisläufe möglich ist
 Voraussetzung: Technische Innovationen

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3
Q

Auf Basis welcher Indikatoren wird Nachhaltigkeit gemessen?
Wann sollten Sie für die Messung von Nachhaltigkeit Midpoint- und wann Endpoint-
Indikatoren einsetzen?

Übung

A
Midpoint-Indikatoren
Definition:
Midpoint-Indikatoren geben eine Aussage
über die Umweltauswirkungen von
naturwissenschaftlich beschreibbaren
Effekte.
Diese naturwissenschaftlich beschreibbaren
Effekte stellen jedoch nur einen Indikator der
zu schützenden Bereiche dar.
 Beispiel:
Lärm, Klimaänderung, Versauerung, etc.
Endpoint-Indikatoren
Definition:
Endpoint-Indikatoren geben eine Aussage
über die Umweltauswirkungen in den zu
schützenden Bereichen.
 Endpoint-Indikator basieren meist auf
mehreren Midpoint-Indikatoren.
 Beispiel:
menschliche Gesundheit, natürliche Umwelt,
natürliche Ressourcen, etc.
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4
Q

Kyoto-Protokoll (VA)

A

Kyoto-Protokoll bezeichnet ein Zusatzprotokoll, welches auf der 3.UN-Klimakonferenz („United Nations Climate Change Conference“) 1997 beschlossen wurde
Erster völkerrechtlich verbindlicher Vertrag zur Eindämmung des
Klimawandels durch Emissionsbegrenzung klimaschädlicher Gase

Flexible Mechanismen des Kyoto-Protokoll
Emissionshandel: 
Joint Implementation (JI): 
Clean Development
Mechanismen (CDM):
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5
Q

Politische Instrumente
WS16/17
WS17/18
Übung

A
Ordnungsrechtliche Instrumente
Maßnahmen:
Direkte Verhaltenssteuerung
durch Gebote, Verbote
oder Auflagen

Beispiele:
Grenzwerte (Emissionsgrenzwerte),
Genehmigungspflichten (Anlagenbau),
Verordnungen (Arbeitsstättenverordnung)

Ökonomische Instrumente
Maßnahmen:
Indirekte Verhaltenssteuerung
durch finanzielle Anreize

Beispiele: 
Steuern/Abgaben (Ökosteuer), 
 (In)direkte Subventionen 
 (Ausbildungszuschuss), 
 Handelbare Rechte/ Zertifikate 
 (Emissionshandel) 

Freiwillige Instrumente
Maßnahmen:
Freiwillige Vereinbarungen
zwischen Industrie und Politik

Beispiele:
Zertifizierungen (ISO 26000),
Informationsbereitstellung
(Nachhaltigkeitsberichte),
Selbstverpflichtungen
(Altautoverwertung)
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6
Q

Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) SS16

SS17
WS17/18
SS18

A

Ziele des Kreislaufwirtschaftsgesetzes:
 Auf Stoffkreisläufe und Ressourcenschonung ausgerichtete Gesellschaft
 Verringerung des wirtschaftlichen Bedarfs an natürlichen Ressourcen
 Schutz von Mensch und Umwelt bei der Erzeugung und Bewirtschaftung von Abfällen

Kernpunkte des KrWGs:
 Ressourceneffizienz in der Abfallwirtschaft durch Abfallvermeidung und Recycling von Abfällen

 Zuständigkeitsregelung nach dem Verursacherprinzip kombiniert mit kommunaler
Unterstützung

Zentraler Grundsatz des Gesetzes ist die 5-stufige Abfallhierarchie:

  1. Vermeidung von Abfällen
  2. Vorbereitung zur Wiederverwendung von Abfällen
  3. Recycling von Abfällen
  4. Sonstige Verwertung von Abfällen
    (z. B. energetische Verwertung)
  5. Beseitigung von Abfällen

Auswahl von Maßnahmen:
Maßnahmen, deren Abfallbewältigung, den Schutz von Mensch und Umwelt am besten
gewährleistet, sind vorzuziehen. Dabei muss der gesamte Lebenszyklus des Abfalls
zugrunde gelegt werden, unter Einbezug von:
o zu erwartenden Emissionen,
o Maß der Schonung der natürlichen Ressourcen,
o einzusetzende oder zu gewinnende Energie,
o Anreicherung von Schadstoffen in Erzeugnissen, in Abfällen zur Verwertung oder in
daraus gewonnenen Erzeugnissen.

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7
Q

Emissionszertifikatehandel

Übung

A

Ziel ist die effiziente Reduktion von CO2-Emissionen weltweit auf Basis von handelbaren und knappen Zertifikaten (Emissionsrechten)

Ausgestaltung nach dem „Cap and Trade – Prinzip“
-Betreibern von Industrieanlagen werden Zertifikatezugeteilt, die der maximal erlaubten Emissionsmenge entsprechen
-Zertifikate können auf einem Markt gehandelt werde
-Bei Überschreitung der maximal erlaubten
Emissionsmenge müssen Zertifikate erworben werden, ansonsten werden Strafzahlungen fällig

Jeder Betreiber entscheidet selbst, ob er zusätzliche Zertifikate kauft oder Emissionsreduktionsmaßnahmen durchführt.

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8
Q

Funktionsfähiger Emissionszertifikatehandel

Übung

A

Veränderung: Keine Teilmarktumsetzung (wie Beispielsweise EU) sondern Gesamtmarktrealisierung

Begründung: Vermeidung von regionalen Nachteilen durch den Emissionshandel sowie Möglichkeiten zum Umgehen des Instruments

Veränderung: Ausgabe von Zertifikaten nur für Projekte, welche nicht ohne Emissionshandel durchgeführt worden wären.

Begründung: Zertifikate sollen Anreiz für zusätzliche Reduktion darstellen

Veränderung: Entfernung überschüssiger Zertifikate durch ein Gremium gemäß aktueller wirtschaftlicher Gegebenheiten

Begründung: Überschüssige Zertifikate mindern den Zertifikatepreis und verhindern das Durchführen sinnvoller Projekte

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9
Q

Energie- und Stoffstrommodellierung

SS18

A
Statisch
z.B.
 Aktivitätsanalyse
 Einstufige Techniken
 Mehrstufige Techniken
 Zyklische Techniken
Betriebswirtschaftliche Input-
Output-Modelle
Leontief-Produktionsfunktion
Cobb-Douglas-Produktionsfkt.
Ertragsgesetzliche Funktion
Gutenberg-Produktionsfkt.
Heinen-Produktionsfkt.

Dynamisch
Diskret: z.B.
Petri-Netze
Stetig: z.B. System Dynamics

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10
Q

Begriffsdefinition Wieder-/Weiterverwertung/-verwendung

SS16

A

Wiederverwendung
▪ Erneuter Einsatz eines Produktes für
denselben Zweck ohne physikalische oder
chemische Veränderung oder Aufbereitung
▪ Beispiel: Mehrwegsystem

Wiederverwertung
Erneuter Einsatz von Altstoffen und
Produktionsabfällen in einem gleichartigen
Produktionsprozess durch Rückführung von
Produkten in den Stoff- oder Energiekreislauf
▪ Beispiel: Einschmelzen von Glas

Weiterverwendung
▪ Nutzung eines Produktes für einen vom
Erstzweck abweichenden Verwendung
▪ Beispiel: Senfglas wird als Trinkglas verwendet

Weiterverwertung
▪ Einsatz von Produkten in neuen, noch nicht
durchlaufenen Produktionsprozessen
▪ Entstehung von neuen Produkten mit
abweichenden Eigenschaften
▪ Beispiel: Kartonagenherstellung aus Altpapier

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11
Q

Demontage- und Recyclingplanung
SS17 WS17/18
SS18
Übung

A

Ausgangslage:
 Sehr hohe Anzahl an Optionen zur Gestaltung des mehrstufigen Demontageprozesses
 Alternative, kapazitätsbeschränkte Recyclingoptionen für einzelne Bauteile/ -gruppen
 Interdependenz zwischen Demontage- und Recyclingplanung
Zielsetzung:
Modell zur deckungsbeitragsmaximalen Demontage und Recycling komplexer Verbundprodukte unter Berücksichtigung der jeweils erzielbaren Erlöse bzw. aufzuwendenden Kosten sowie bestehender
technischer und kapazitativer Restriktionen

Vorgehen/Modellierung/Herausforderung:
1. Aktivitätsanalytische Modellierung der Demontage
(Demontageverfahren als mehrstufigen Kuppelproduktionsprozess)
2. Betriebswirtschaftliche Bewertung der Demontagevarianten mit entscheidungsrelevanten Kosten
und Erlösen
a) Grundmodell zur Demontageplanung
(komponentenspezifische Recyclingoptionen mit beschränkter Kapazität)
b) Integrierte Demontage- und Recyclingplanung
(interdependente, kapazitätsbeschränkte Recyclingoptionen)

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12
Q

Ansätze zur Komplexitätsreduktion:

A

Ansätze zur Komplexitätsreduktion:
1. Auswahl von Demontageaktivitäten
 Auswahl nach Recyclingmöglichkeiten (gut verwertbare Baugruppen nicht weiter zerlegen)
 Kostenintensive Demontageaktivitäten nach Möglichkeit vermeiden
 …
2. Aggregation von Demontagemaßnahmen zu Demontageaktivitäten
 Maßnahmen, die sich hinsichtlich der einzusetzenden Demontagetechniken ähneln
 Maßnahmen, die immer in Kombination durchgeführt werden (sollen)
 …
3. Zusätzliche Reihenfolgebeziehungen (zur Beschränkung der Kombinationsmöglichkeiten)
 Produktkomponenten, die Problemstoffe enthalten, möglichst frühzeitig demontieren
 Direkt wieder-/weiterverwendbare Komponenten bevorzugt demontieren

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13
Q

Zentrale Herausforderungen nachhaltiger Entwicklung von Unternehmen

A

(1) Steigerung der Öko-Effektivität: Grad der absoluten Umweltverträglichkeit
(2) Steigerung der Sozio-Effektivität: Grad der absoluten Sozialverträglichkeit
(3) Verbesserung der:
 Öko-Effizienz („ökonomisch-ökologische Effizienz“): Verhältnis zwischen monetären
(ökonomischen) und physikalischen (ökologischen) Größen
 Sozio-Effizienz („ökonomisch-soziale Effizienz“): Verhältnis zwischen monetären
(ökonomischen) und sozialen Größen
(4) Integrationsherausforderung: Zusammenführung der Herausforderungen (1)–(3)

Nachhaltigkeit ist ein schwer zu operationalisierendes Ziel
 Erfolgreiche Implementierung von Nachhaltigkeitsstrategien zur Steigerung der Öko-/
Sozio-Effektivität und Verbesserung der Öko-/Sozio-Effizienz erfordert messbare
Kenngrößen zur Beschreibung der Ist- und Sollzustände
 Unternehmen benötigen Entscheidungsunterstützung bei:
 Verbesserung ökonomischer, ökologischer und sozialer Leistungen
 Vergleich und Optimierung verschiedener Produktvarianten unter Gesichtspunkten der
Nachhaltigkeit
 Erfüllung gesetzlicher Auflagen
…
 Gestaltung nachhaltiger Produktion und Logistik erfordert die Erfassung und Bewertung
ökonomischer, ökologischer und sozialer Auswirkungen verschiedener Handlungsoptionen

Notwendigkeit einer Nachhaltigkeitsbewertung in Form des Life Cycle Sustainability Assessments

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14
Q

Exemplarische Herausforderungen Nachhaltigkeitsbewertung
ws2016/17
Preprocessing: Auswahl von Demontageaktivitäten

A

Berücksichtigung vielfältiger Wirkungen mit unterschiedlichem Horizont
-Dimensionen der Nachhaltigen Entwicklung:
-Geographische Betrachtungsebene:
- Zeitliche Reichweite:
Ökonomisch, Ökologisch, Sozial
Lokal, Regional, Global
Kurzfristig, Mittelfristig, Langfristig

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15
Q

Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA)

A

 Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbilanzierung
 Analysemethode zur Bewertung ökologischer, sozialer und wirtschaftlicher Aspekte von
Produkten (und Prozessen) und deren Wirkungen entlang ihres Lebenszyklus
LCC
Life Cycle Costing
(Lebenszyklus- kostenrechnung)

(E-)LCA:(Environmental) Life Cycle Assessment Demontag
(Ökobilanz)

S-LCA
Social Life Cycle Assessment
(Sozialbilanz)

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16
Q

Struktur des Life Cycle Sustainability Assessments (LCSA)

Übung

A

Definition von Ziel und Rahmen (Goal and scope definition)
Bestandsaufnahme (Inventory analysis)
Folgenabschätzung (Impact assessment)
Bewertung (Evaluation)

interpretation( oben vier)

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17
Q

Life Cycle Costing (LCC)

A

Betrachtung der Zahlungsströme eines Produkts über den gesamten Produktlebenszyklus.
Möglichkeit Produkte ökonomisch gegeneinander abzuwägen.

Beispiel: Kauf von Waschmaschine (Typ 1: ohne Wasserrückführung; Typ 2: mit Wasserrückführung)

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18
Q

Environmental Life Cycle Assessment
4 Phasen

Übung

A

 (Environmental) Life Cycle Assessment ((E-)LCA  Ökobilanz)
 Analysemethode zur Bewertung ökologischer Aspekte von Produkten (und Prozessen) und
deren Wirkungen entlang ihres Lebenszyklus
 (E-)LCA besteht gemäß ISO 14040 aus vier Phasen:

Festlegung des Ziels und des Untersuchungsraumes
Sachbilanz
Wirkungsabschätzung
Auswertung /Interpretation

Direkte Anwendungen:

  • Entwicklung und Verbesserung von Produkten
  • Strategische Planung
  • Politische Entscheidungsprozesse
  • Marketing
  • Sonstige
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19
Q

Attributional vs. Consequential LCA

Übung

A

Attributional LCA:
Zielt darauf ab, die relevanten Energie- und Stoffströme eines Produktsystems entlang des gesamten Lebenszyklus zu beschreiben.

-statischer Ansatz
Welche Energie- und Stoffströme (Schadstoffe, Ressourcen und Austausch zwischen
Prozessen) resultieren über den gesamten Lebenszyklus?

 Stoffströme werden dem Produktsystem
exakt zugeordnet und der Prozess ist
statisch.
 Entwicklungen und spezifische
Entscheidungen entlang des Lebenszyklus
werden nicht erfasst.
 Beispiel: Bestimmung der relevanten
Energie- und Stoffströme bei der Fertigung
einer NCM-Batterie über den Lebenszyklus.

Consequential LCA:
Zielt darauf ab, die Veränderung der relevanten Energie- und Stoffströme durch spezifische
Entscheidungen entlang des gesamten Lebenszyklus zu erfassen und zu beschreiben.

-dynamischer Ansatz
Wie verändern sich Energie- und Stoffströme als Reaktion auf Entscheidungen
entlang des Lebenszyklus?

 Stoffströme werden dem Produktsystem
  exakt zugeordnet, aber der Prozess ist
 dynamisch.
 Entwicklungen und spezifische
 Entscheidungen entlang des Lebenszyklus
verändern das Produktsystem.
 Beispiel: Vergleich der Energie- und
 Stoffströme bei der Fertigung einer NCM-
 Batterie mit unterschiedlichen
Fertigungsverfahren.
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20
Q

Bilanzierungsziel

A

Festlegung des Ziels und des Untersuchungsraumes

Erkenntnisinteresse
 Produktvergleich
 Anlagenvergleich
 Schwachstellenanalyse,…

Bilanzraum, Bilanzgrenzen
 Werkstor
 Vorketten
 Mit/ohne Infrastruktur

Systemdefinition
 Festlegung der zu
vergleichenden Produkte,
Verfahrensvarianten,
Funktionen
 Systembeschreibung
 Funktionelle Einheit
Annahmen
 Festlegung notwendiger
Vereinfachungen
 Datengrundlage
 Relevante In-/Outputs,...
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21
Q

Funktionelle Einheit und Referenzfluss
SS18
Übung

A

Funktionelle Einheit:
 Quantifiziert die Funktion und damit den Nutzen eines Produktes und bildet die Bezugsgröße der Ökobilanz: alle Input- und Outputdaten werden darauf normiert
 Stoff- und Energieströme verschiedener Produkte und Prozesse werden vergleichbar
gemacht
Referenzfluss:
Die Menge des Produktes, die zur Erbringung des Nutzens nötig ist

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22
Q

Treibhauseffekt

A

Global Warming Potential

Bedeutung:
 Verhinderung der Abgabe der Sonneneinstrahlung
von der Erde ins All
 Speicherung der warmen Strahlung in der Erdatmosphäre
führt zur Erhitzung der Erdoberfläche

Wirkungsindikator: Emittierte, treibhausrelevante Gase
GWP =Summe(m_i ⋅ GWP_i )

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23
Q

Stratosphärischer Ozonabbau (Ozonloch)

A

ODP – Ozone Depletion Potential

Bedeutung:
 Abbau der Ozonschicht durch halogene Gase (wie bspw. FCKW)
bis hin zum Entstehen von Ozonlöchern an Süd- und Nordpol
 Zunahme der für Haut und Augen schädlichen UV-Strahlung
(Hautkrebs, Grauer Star)
Wirkungsindikator: Ozonabbauende Substanzen
ODP – Ozone Depletion Potential
Berechnung des Wirkungspotenzials:
ODP = summe(m i ⋅ ODP i )

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24
Q

Photochemische Oxidantienbildung

Sommersmog

A

edeutung:
 Verbindung von Stickstoffoxiden, Kohlenwasserstoffen und
UV-Strahlung der Sonne bildet bodennahes Ozon
 Beeinträchtigung und Schädigung von Atmungsorganen,
Pflanzen und Tieren
Wirkungsindikator: Ozonbildende Substanzen
POCP – Photochemical Ozone Creation Potential
Berechnung des Wirkungspotenzials:

Summe= ෍(m i ⋅ POCP i )

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25
Eutrophierung
Bedeutung:  Anreicherung von Nährstoffen und resultierende Überdüngung von Böden (terrestrische Eutrophierung) oder Gewässern (aquatische Eutrophierung)  Störung des biologischen Gleichgewichts des Ökosystems Wirkungsindikator: Nährstoffzuführende Substanzen Berechnung des Wirkungspotenzials: NP = Summe(m i ⋅ NP i )
26
Versauerung
Bedeutung:  Ökosysteme (aquatische und terrestrische) verlieren die Fähigkeit, Säuren zu neutralisieren  Abfall des pH-Werts, Wachstum und Fortpflanzung von Pflanzen und Tieren wird beeinträchtigt bzw. gestoppt Wirkungsindikator: Emittierte, säurebildende Substanzen Berechnung des Wirkungspotenzials: AP = Summe(m i ⋅ AP i )
27
Ressourcenbeanspruchung
Bedeutung: Inanspruchnahme nicht nachwachsender, knapper Rohstoffe, die nach einmaliger Entnahme nicht wieder zur Verfügung stehen. Wirkungsindikator: Energie- oder Materialressourcen Berechnung des Wirkungspotenzials: R = ෍(m_i ⋅ 1/R_stat,i)
28
Naturraumbeanspruchung
Bedeutung:  Flächenbezogene Umweltbelastungen wie z. B. Verringerung der Biodiversität, Landerosion, Beeinträchtigung der Landschaft  Maßeinheit ist die Naturnähe und Größe der in Anspruch genommenen Flächen  Unterscheidung von 7 Natürlichkeitsklassen
29
Social Life Cycle Assessment | ZIEL
Analysemethode zur Bewertung sozialer und sozioökonomischer Aspekte von Produkten (und Prozessen) und deren Wirkungen entlang ihres Lebenszyklus  Ziel: Verbesserung sozialer Bedingungen von Stakeholdern entlang des Lebenszyklus von Produkten
30
S-LCA: Diskussion
Potenziale:  Baustein eines umfassenden Life Cycle Sustainability Assessments zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung von Produkten (und Prozessen)  Verbesserung sozialer Wirkungen von Produkten (und Prozessen)  ... Grenzen:  Soziale Wirkungen von Produkten hängen vom Verhalten beteiligter Unternehmen ab, quantitative Messung und Bewertung der Indikatoren nicht immer möglich  Handeln von Unternehmen in Industrieländern mit hochentwickelten Sozialsystemen ist anders zu bewerten als in Entwicklungsländern, z.B. Kinderarbeit (Deutschland vs. Indien)  Geographische Variabilität kann auch zwischen verschiedenen Regionen eines Landes auftreten  Fehlen einheitlicher Indikatoren-Systeme und kohärenter Datensätze  ...
31
Klassifizierung von Ansätzen zur Nachhaltigkeitsbewertung
Es existiert eine Vielzahl von Ansätzen zur Nachhaltigkeitsbewertung  Ansätze zur Nachhaltigkeitsbewertung können in verschiedene Gruppen eingeteilt werden: ``` Wirkungsbereich (1) Öko-Effektivität (2) Sozio-Effektivität (3) Öko-/Sozio-Effizienz (4) Integration Bewertungsobjekt Produkt -Unternehmen - Unternehmen inklusive Vor-/Nachkette ```
32
MIPS – Material-Intensität pro Serviceeinheit | WS16/17
Ziel: Abschätzung der Umweltbelastung durch ein Produk Ansatz:  Messung der Umweltbelastungsintensität durch Erfassung der Menge an Ressourcen, die während des Lebenszyklus eines Produkts oder einer Dienstleistung verbraucht werden  Ergebnis: „Ökologischer Rucksack“ (sinnbildliche Darstellung der Menge an Ressourcenverbräuchen)  Berechnung der Ressourcenverbräuche an der Grenze der Entnahme aus der Natur  Differenzierung des Material-Inputs in 5 Kategorien:  Abiotische Rohstoffe  Biotische Rohstoffe  Bodenbewegung in der Land- und Forstwirtschaft  Wasser  Luft
33
MIPS – Material-Input pro Serviceeinheit Potenziale: Grenzen: WS16/17
Potenziale:  Indikator für das Umweltbelastungspotenzial eines Produktes oder einer Dienstleistung  Material- und Energieaufwand werden mit den gleichen Einheiten verrechnet  Innovationspotenziale ressourcenschonenden Wirtschaftens werden aufgezeigt  Einfache Erhebung und allgemein verständliche Darstellung  Lebenszyklusweite Betrachtung  Eignung um ökologisch richtige Recyclingschleifen und andere Kreisläufe von ökologisch unsinnigen zu unterscheiden Grenzen:  MIPS-Ansatz berücksichtigt nicht die spezifische Toxizität von Stoffströmen (z.B. Verbesserung durch Ersatz eines toxischen Inputstoffs durch einen hoch toxischen Inputstoff mit geringerem MIPS-Wert)  Fokussierung auf den Input und Vernachlässigung der Output-Wirkungen (Emissionen) des Produkts oder der Dienstleistung  Vernachlässigung weiterer Umweltwirkungskategorien
34
Carbon Footprint | ss16
Ziel:  Identifizierung der Treibhausgasemissionen entlang der Wertschöpfungskette  Identifizierung besonders emissionsreicher Phasen und besonders hoher oder leicht zu realisierender Reduktionspotenziale  Vergleich mit Produkten der gleichen Produktgruppe Ansatz:  Ermittlung der Summe der Treibhausgasemissionen und des Treibhausgasentzugs, angegeben als CO2-Äquivalent und beruhend auf einer Ökobilanz, unter Nutzung der Wirkungskategorie Klimawandel (Erderwärmung) Wissenswertes:  Weitere Arten existieren: Carbon Footprint eines Produkts, Carbon Footprint einer Organisation, Carbon Footprint einer Wertschöpfungskette, etc.
35
Carbon Footprint Potenziale: Grenzen: ss16
Potenziale:  Identifizierung der Treibhausgasemissionen entlang der Wertschöpfungskette  Aufzeigen von Optimierungspotenzialen  Vergleich von Produkten oder Organisationen  Lebenszyklusweite Betrachtung Grenzen:  Keine standardisierte, systematische Anwendung der Methodik, da einige Verfahren alle Treibhausgase berücksichtigen, andere jedoch nur die CO2-Emissionen  Fehlende Berücksichtigung anderer Umweltwirkungskategorien, z.B. Eutrophierung
36
BASF – Ökoeffizienz-Analyse ss16
Ziel:  Vergleich von Produkten oder Verfahren mit dem selben Kundennutzen Ansatz:  Auswirkungen auf die Umwelt entlang des gesamten Lebenswegs werden zur Wirtschaftlichkeit des Produkts ins Verhältnis gesetzt unter Betrachtung des Kundennutzens (vgl. funktionelle Einheit der Ökobilanz)
37
BASF – Ökoeffizienz-Analyse Potenziale: Grenzen: ss16
Potenziale:  Berücksichtigung von ökologischen und ökonomischen Kenngrößen  Vergleich von Produkten und Prozessen möglich  Vielzahl an Kriterien ermöglicht eine gute Aussage bezüglich Ökoeffizienz  Analyse verschiedener Szenarien ermöglicht Aufzeigen von ökologischen und ökonomischen Verbesserungspotenzialen  Potenzial zur Unterstützung strategischer Unternehmensentscheidungen Grenzen:  Wegen der Komplexität der Sachbilanz für mittelständische Unternehmen schwer durchführbar  Eingeschränkte Aussagekraft für Produkte, die sich in der Entwicklung befinden  Aggregation der Umweltwirkungen kombiniert „Äpfel und Birnen“  Relative Skalierung (Spinnendiagramm) täuscht eine Gleichgewichtung der Kriterien vor  Keine Berücksichtigung sozialer Aspekte
38
Sustainable Value Added |  Sustainable Value AddedWS16/17
Ziel:  Monetäre Bewertung der Nachhaltigkeitsleistung von Unternehmen auf Basis von Opportunitätskosten Ansatz:  Berechnung der Kosten des Verbrauchs ökonomischer, ökologischer und sozialer Ressourcen auf Basis der entstehenden Opportunitätskosten  Relative Betrachtung der erzielten Wertschöpfung zu den ökonomischen, ökologischen und sozialen „Kosten“  Vergleich mit demIndustrie-Benchmark
39
Sustainable Value Added Potenziale: Grenzen:WS16/17
Potenziale:  Einfache Anwendung, da benötigte Informationen meist frei verfügbar sind  Effizienz und Effektivität in allen drei Bereichen der Nachhaltigkeit (Ökonomie, Ökologie, Soziales) werden berücksichtigt  Aufgrund der Monetarisierung gut als Managementinstrument geeignet  Guter Überblick über besonders wertschaffende und nicht-wertschaffende Prozesse Grenzen:  Nur quantifizierbare soziale und ökologische Belastungen können berücksichtigt werden  Keine Bewertung, ob ein Unternehmen nachhaltig ist, lediglich, wie stark ein Unternehmen zu nachhaltigem Handeln beiträgt  Aggregation von ökonomischen, ökologischen und sozialen Auswirkungen in einer Spitzenkennzahl geht mit hohem Informationsverlust einher
40
Merkmale von Multi-Criteria-Problemen
1. Mehrere Ziele: Minimierung von Kosten, Minimierung von Emissionen,... 2. Zielkonflikt Geringe Kosten vs. hohe Leistung 3. Unvergleichbare Einheiten Flächenverbrauch in m2, Wartungskosten in €/Jahr 4. Entscheidungsträger Energieproduzent 5. Erwartungsstrukturen Sicherheit 6. Lösungsfindung Auswahl bzw. Gestaltung einer Alternative
41
AHP (Analytic Hierarchy Process) (5) Alternativenbewertung SS16
Idee:  Verfahren um Problemsituationen in einfacher und verständlicher Weise zu analysieren und die Entscheidung vorzubereiten.  Dabei hat das Verfahren die 3 Hauptbestandteile: Analytisch, Hierarchie und Prozess.  Analytisch: Umfassende Betrachtung der Problemkonstellation mit all ihren Abhängigkeiten.  Hierarchie: Unterteilung des Oberziels in verschiedene kleinere Ziele, welche dadurch separat betrachtet werden können.  Prozess: Das Verfahren unterstützt den Anwender beim Entscheidungsprozess und möchte den Prozess möglichst verkürzen.  Vergleich zwischen Alternativen oder Kriterien wird mittels definierten Paarvergleich durchgeführt. Ergebnis: Gewicht jeder einzelnen Alternative gemäß Hierarchie und Gewichtung
42
AHP – Ablauf | SS16
(1) Hierarchie Bilde die Entscheidungssituation in einer Hierarchie ab. (2) Paarvergleiche Der Entscheidungsträger bewertet je zwei Elemente einer Hierarchieebene im Hinblick auf jeweils ein Element der nächsthöheren Ebene. ``` (3) Konsistenz Überprüfe die Konsistenz der Bewertungen mithilfe des Konsistenzwertes CR. Ist CR≤0,1? ``` (4) Gewichtungsvektoren Berechne zu jeder Paarvergleichsmatrix einen Gewichtungsvektor. (5) Alternativenbewertung Berechne die Gewichte der Alternativen bezüglich der Ziele für die gesamte Hierarchie
43
AHP Diskussion | SS16
Potenziale:  Sehr einfache Anwendung  Leicht verständliche mathematische Zusammenhänge  Subjektive und willkürliche Einflüsse werden durch geführte Paarvergleiche gegenüber anderer MCDM-Methoden reduziert (Übersetzung sprachlich formulierter Präferenzurteile in numerische mithilfe von Tabelle für Paarvergleiche) Grenzen:  Vollständige Kompensation schlecht ausfallender Kriterien  Keine Berücksichtigung von Unsicherheiten durch Indifferenzschwellen  Annahme linearer additiver Nutzenfunktion der einzelnen Kriterien  Hoher Informationsbedarf über die Attribute notwendig  Offenbare Genauigkeit ist nicht unbedingt gegeben  Ergebnis sehr stark von Annahmen abhängig
44
PROMETHEE – Ein Vertreter der Europäischen Schule ss16/ ws17/18
Annahme: Unwissen des Entscheidungsträgers über Präferenzen Ziele:  Strukturierung der Entscheidungssituation  Aufzeigen von Konsequenzen unterschiedlicher Kriteriengewichtungen  Entscheidungsvorbereitung steht im Fokus der Verfahren
45
Unterschiede zu MADM-Verfahren der amerikanischen Schule:
 Einführung von Schwellenwerten (q, s): nur bedeutsame Unterschiede der Zielerreichungsgrade beeinflussen die Entscheidung  Eingeschränkte Kompensation: schlechte Zielerreichungsgrade bei einem Kriterium können nicht vollständig durch gute Zielerreichungsgrade einer bei einem anderen Kriterium ausgeglichen werden Ergebnis: Menge nicht dominierter Lösungen, die nicht transitiv sein muss Vorteil: Anwendbarkeit der Verfahren bei widersprüchlichen oder unvollständigen Informationen Verfahren: Outranking-Verfahren, z.B. ELECTRE, PROMETHEE
46
PROMETHEE und AHP SS16
rwartung, dass sich die Ergebnisse von PROMETHEE I und AHP unterscheiden, da PROMETHEE keine Kompensation erlaubt (+2P). Es ist vorstellbar, dass beide Möglichkeiten als unvergleichbar eingestuft werden, da die Kriterienausprägung sehr unterschiedlich ist (+2P)
47
``` „ Effizienz “ und „ Effektivität “ Unterschied ```
Eine effiziente Maßnahme verbessert den Status-Quo durch eine verbesser- te Nutzung von Ressourcen, erreicht aber nicht zwingend den Soll-Zustand, wie eine effektive Maßnahme. z.B: Emissionszertifikate handel, welcher die Emissionen reduziert aber keine Reduktion auf Nullemissionen erreicht.
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Vorgehen bei MADM-Problemen WS17/18 WS18
(1) Kriterienauswahl, Kriterienhierarchie, Modellformulierung Kriterienauswahl:  Vollständige Abbildung der Entscheidungssituation (Durch das Fehlen eines Kriteriums kann keine ganzheitlich betrachtete Entscheidung getroffen werden )  Minimale Anzahl voneinander unabhängiger Kriterien (Durch die Berücksichtigung voneinander abhängiger Kriterien werden bestimmte Ausprägungen von Alternativen bevorzugt bzw. benachteiligt. ) Kriterienhierarchie:  System, das aus mehreren Ebenen besteht  Höhere Ebene wird von unterer Ebene beeinflusst  Elemente innerhalb einer Ebene beeinflussen sich nicht Modellformulierung: Zielerreichungsmatrix (2) Skalierung der Kriterien Erfolgt mittels Durchführung einer Skalentransformation (T):  Beispiele:  Zuweisung von 0 zu Geschlecht „Männlich“ und 1 zu „Weiblich“  Abbildung von 70° Fahrenheit auf den Wert 21° Celsius  Zuordnung von 100 dB zur Bezeichnung "laut" (3) Normierung der Zielerreichungsgrade (4) Bestimmung der paretooptimalen Alternativen (5) Gewichtung der Kriterien (6) Auswahl und Durchführung eines MADM-Verfahren
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Europäische Schule der MADM-Verfahren
Annahme: Unwissen des Entscheidungsträgers über Präferenzen Ziele:  Strukturierung der Entscheidungssituation  Aufzeigen von Konsequenzen unterschiedlicher Kriteriengewichtungen  Entscheidungsvorbereitung steht im Fokus der Verfahren
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PROMETHEE | :Präferenzfunktionen WS17/18
``` Gewöhnliches Kriterium Quasi-Kriterium Kriterium mit linearer Präferenz Stufen-Kriterium Kriterium mit linearer Präferenz und Indifferenzbereich Gaußsches Kriterium ```
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Ausgangsfluss | und Eingangsfluss
4. Ausgangsfluss als Stärkemaß Stärkemaß bedeutet, dass je höher der Ausgangsfluss, desto stärker wird die Alternative gegenüber den anderen präferiert 5. Eingangsfluss als Schwächemaß Schwächemaß bedeutet, dass je höher der Eingangsfluss ist, desto stärker werden alle anderen Alternativen im Vergleich zur betrachteten Alternative präferier
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PROMETHEE | vorteil
Durch die individuelle Überführung eines Kriteriums in eine Präferenzfunktion wird dem Entscheider ermöglicht die Distanzen zwischen Alternativen in den einzelnen Kriterien unterschiedlich stark in die Entscheidung einfließen zu lassen (bspw. Indifferenzschwellen).
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Einfluss auf die Recyclingquoten
Monetäre Größen, wie Erlöse oder Kosten für Baugruppen und Bauteile sowie Kosten für Demontageaktivitäten, beeinflussen die Recyclingquoten deutlich. (2 Punkte) Je höher die Erlöse für Sekundärrohstoffe sind, desto höher sind die Recyclingquotenund je niedriger die Demontagekosten sind, desto höher sind die Recyclingquoten . (je 1 Punkt) Recyclingquoten bzw. die ökologische Dimension werden nicht explizit betrachtet , da die Entscheidung ausschließlich auf monetären Größen beruht. (2 Punkte)
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Eine Herausforderung bei der Bewertung der Nachhaltigkeitsleistung von Unternehmen besteht in der Berücksichtigung der verschiedenen Dimensionen der Nachhaltigen Entwicklung. In diesem Kontext unterscheidet man zwischen den Konzepten der „Öko- bzw. Sozio-Effektivität“, der „Öko- bzw. Sozio-Effizienz“ sowie der integrierten Bewertung aller Nachhaltigkeits-Dimensionen. Grenzen Sie diese Kategorien voneinander ab. Übung
Öko-Effektivität und Sozio-Effektivität zielen jeweils darauf ab, einen einzelnen Aspekt der Nachhaltigen Entwicklung d.h. die Umwelt- oder Sozialverträglichkeit absolut zu verbessern.  Im Rahmen der Öko- und Sozioeffizienz wird die Verbesserung der Umwelt- und Sozialverträglichkeit ins Verhältnis zur Wertschöpfung gesetzt.  Integrierte Verfahren versuchen gleichzeitig alle drei Dimensionen der Nachhaltigen Entwicklung zu berücksichtigen und diese nicht losgelöst voneinander zu betrachten.
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Warum soll für die Nachhaltigkeitsbewertung von Produkten eine Betrachtung über den gesamten Lebenszyklus erfolgen. Stellen Sie dies anhand einer Grafik dar und nennen Sie die wesentlichen Einflussfaktoren. Übung
1. Ressourcengewinnung 2. Aufbereitung und Veredelung 3. Fertigung 4. Verkauf/Vertrieb  Unternehmen am Beginn der Wertschöpfungskette verursachen große ökologische Wirkung, generieren aber nur geringe Wertschöpfung – im Gegensatz zu Unternehmen am Ende der Kette  Verkauf und Vertrieb können nicht ohne Ressourcengewinnung existieren, ein losgelöster Vergleich wäre daher unfair.
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Als eine große Herausforderung der Nachhaltigkeitsbewertung wird die Wahl der geographischen Betrachtungsebene beschrieben. Zeigen Sie an einem Beispiel die Probleme auf, welche mit der Wahl der Betrachtungsebene (z.B. lokal oder global) zusammenhängen. Übung
 Elektromobilität: global  gut, da theoretisch weniger Emissionen entstehen lokal  schlecht, da Abbau von Silicium mit unsozialem Arbeitsbedingungen/Kinderarbeit verbunden ist  Elektromobilität: global  schlecht, da Emissionen durch Stromerzeugung (z.B. Kohle) lokal  keine Emissionen mehr
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``` Welche Wirkungskategorien (Midpoint-Indikatoren) kennen Sie für Öko- und Sozialbilanzen. Nennen Sie jeweils mindestens 3. ``` Übung
``` Ökobilanz Treibhauseffekt Stratosphärischer Ozonabbau Photochemische Oxidantienbildung Eutrophierung Versauerung Ressourcenbeanspruchung Naturraumbeanspruchung ``` ``` Sozialbilanz Arbeitsbedingungen Menschenrechte Gesundheit und Sicherheit Kulturelles Erbe ```
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Warum ist die ausschließliche Betrachtung der Umweltwirkungen in der Produktion als kritisch zu betrachten, um allgemeine Aussagen zur Umweltwirkung beider Produkte zu treffen? Übung
Die Produktion stellt nur eine Phase des Lebenszyklus dar. Um eine generelle Aussage über die Umweltwirkung der Produkte treffen zu können, muss der gesamte Lebenszyklus analysiert werden.
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Beschreiben Sie kurz, die wesentlichen Unterschiede in Phase 1 des S-LCA hinsichtlich der Identifikation sozial relevanter Themen.
Beantwortung der Fragen:  Welche sozialen Themen sollen berücksichtigt werden?  Welche sozialen Indikatoren sind zur Beschreibung dieser Themen geeignet?  Die sozial relevanten Themen, sogenannte Subkategorien, werden den Stakeholderkategorien und/oder Wirkungskategorien zugeordnet Arbiter--Arbeitsbedingungen--fairer Lohn kinderarbeiter -- mindestlohnkinderarbeiter
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Bisher gibt es keine allgemeinen Standards zur Erstellung einer Sozialbilanz. Welche Herausforderungen leiten sich entsprechend für die Erstellung einer Sozialbilanz ab? übung
Herausforderungen:  Zahlreiche soziale Auswirkungen sind nicht quantifizierbar und damit nur schlecht messbar z.B. soziale Gerechtigkeit, Gleichberechtigung, Arbeitsbedingungen. Hier muss auf Hilfsgrößen zurückgegriffen werden, die lediglich ein unzureichendes Bild der Wirklichkeit vermitteln können und damit keine befriedigende Grundlage für eine vergleichende Bewertung darstellen.  Die Bewertung verschiedener sozialer Kriterien ist von der geographischen Region abhängig. So kann beispielsweise Kinderarbeit in einem europäischen Land als ein sehr schlechtes Zeichen hinsichtlich der sozialen Nachhaltigkeit gewertet werden. In einem anderen Land, in dem die Beschäftigung von Kindern Usus ist, wäre es aber z.B. nicht sozial nachhaltig, diese nicht zu beschäftigen, da das Schicksal der gesamten Familie von diesem zusätzlichen Einkommen abhängig ist.
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Beschreiben Sie dazu kurz was MADM-Verfahren sind und geben Sie das allgemeine Vorgehen bei MADM-Problemen wieder. übung
Multi-Attribute-Decision-Making bedeutet Auswahl einer Alternative aus einer begrenzten Anzahl von Alternativen mittels ausgewählter Attribute. Vorgehen zur Formulierung multikriterieller Entscheidungsmodelle (1) Kriterienauswahl, Kriterienhierarchie, Modellformulierung (2) Skalierung der Kriterien (3) Normierung der Zielerreichungsgrade (4) Bestimmung der paretooptimalen Alternativen (5) Gewichtung der Kriterien (6) Auswahl und Durchführung eines MADM-Verfahren
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Welche der Methoden (AHP, PROMETHEE) erscheint für die Anwendung auf das vorliegende Problem geeigneter? Welche Vor- und Nachteile gehen mit den Methoden einher? übung
``` AHP Vorteile:  Einfache Anwendung  Transparente Durchführung Nachteile:  Vollständige Kompensation  Vollständige Ordnung, auch wenn Alternativen unvergleichbar sind  Linear additive Nutzenfunktion ist selten gegeben ``` ``` PROMETHEE Vorteile: Eingeschränkte Kompensation  Unvergleichbarkeit der Alternativen ist möglich  Berücksichtigung von Unsicherheiten durch Indifferenzschwellen Nachteile:  Aufwändige Anwendung ``` gesamtnacheil:  Sehr hoher Informationsbedarf über die Attribute  Offenbare Genauigkeit ist nicht unbedingt gegeben  Ergebnis sehr stark von Annahmen abhängig
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. Produkts für die Bewertung seiner Nachhaltigkeitsleistung nötig ist bzw. s
Schutz vor Problemverlagerung: Unternehmen können Ihre Nachhaltigkeit s- leistung nicht durch Outsourcen energie - oder ressourcenintensiver Prozesse verbessern. Dies ist insbesondere relevant, da in den frühen Stufen der Wertschöpfung häufig nur eine geringe Wertschöpfung, aber eine hohe Umweltbelastung vorliegt. (+2 Punkte) Möglichkeit zur effizienten Emissionsminderung: Umweltwirkungen werden dort vermindert, wo sie mehr heitlich anfallen, also z.B. bei der Ressource n- gewinnung. (+2 Punkte)