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Beiträge zur Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft am Beispiel elektronischer Massenprodukte Teilvorhaben 2: Ökologische und ökonomische Begleitforschung

Freiburg, 28. Mai 2003

Förderkennzeichen: 01 RP 9912/9 Laufzeit: 01.11.1999 bis 30.11.2002 Durchführende Stelle: Öko-Institut e.V. Binzengrün 34a 79114 Freiburg Projektleitung: Dipl.-Ing. Carl-Otto Gensch Berichterstatter: Dr. Dietlinde Quack, Dipl. Ing. Carl-Otto Gensch Dipl. Ing. Martin Möller

Öko-Institut e.V. Binzengrün 34a 79114 Freiburg

Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01 RP 9912/9 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den AutorInnen.

Öko-Institut e.V./Bereich Produkte&Stoffströme 28. Mai 2003 TV 2: Ökologische und ökonomische Begleitforschung Seite I

Inhaltsverzeichnis

Tabellenverzeichnis............................................................................................................ IV

Abbildungsverzeichnis ..................................................................................................... VII

Zusammenfassung.............................................................................................................. 1

1 Einführung und Überblick zum Bericht.................................................................. 3

1.1 Ausgangslage............................................................................................................ 3

1.2 Zielsetzung ................................................................................................................ 5

1.3 Vorgehensweise ........................................................................................................ 5

1.4 Überblick zum vorliegenden Bericht........................................................................... 6

2 Beschreibung der Untersuchungsobjekte ............................................................. 7

2.1 Fußschalter Diktiergerät............................................................................................. 7

2.2 Satellitenempfangsteil (LNB).................................................................................... 12

2.3 Bedieneinheit für ein Fernsehgerät .......................................................................... 15

2.3.1 Das Bedienteil .......................................................................................... 16

2.3.2 Der Netzschalterknopf .............................................................................. 21

3 Methodisches Vorgehen ....................................................................................... 24

3.1 Übergreifende Aspekte ............................................................................................ 24

3.1.1 Ziel der Studie und Gründe für die Durchführung ..................................... 24

3.1.2 Intendierte Anwendung und Zielgruppe der Untersuchung ....................... 24

3.1.3 Funktionen der untersuchten Produktbeispiele und funktionelle

Einheiten .................................................................................................. 25

3.1.3.1 Fußschalter Diktiergerät ........................................................................... 25

3.1.3.2 Low Noise Block Converter (LNB) ............................................................ 25

3.1.3.3 Bedieneinheit ........................................................................................... 26

3.1.4 Die untersuchten Systeme, ihre Vergleichbarkeit und Grenzen................ 26

Öko-Institut e.V./Bereich Produkte&Stoffströme 28. Mai 2003 TV 2: Ökologische und ökonomische Begleitforschung Seite II

3.1.4.1 Fußschalter Diktiergerät ........................................................................... 27

3.1.4.2 Low Noise Block Converter (LNB) ............................................................ 28

3.1.4.3 Bedieneinheit ........................................................................................... 29

3.1.5 Einschränkungen der Belastbarkeit der Ergebnisse ................................. 30

3.2 Ökobilanz................................................................................................................. 31

3.2.1 Zielfestlegungen und Untersuchungsrahmen ........................................... 32

3.2.1.1 Systemgrenzen ........................................................................................ 32

3.2.1.2 Anforderungen an Daten und Datenqualität.............................................. 33

3.2.1.3 Allokationsverfahren................................................................................. 34

3.2.1.4 Kritische Prüfung...................................................................................... 37

3.2.2 Sachbilanzen............................................................................................ 39

3.2.2.1 Allgemeines Vorgehen bei der Auswahl von Datengrundlagen ................ 39

3.2.2.2 Datengrundlagen zur Energiebereitstellung.............................................. 39

3.2.2.3 Datengrundlagen zur Herstellung von Metallen, anorganischen und

organischen Grundstoffen und Kunststoffen mit Verarbeitungsver-

fahren....................................................................................................... 40

3.2.2.4 Datengrundlagen zur Abfallbehandlung und Abfallverbrennung ............... 42

3.2.2.5 Technologiespezifische Datengrundlagen ................................................ 44

3.2.2.6 Berechnungsverfahren und Datenmanagement ....................................... 45

3.2.3 Wirkungsabschätzung .............................................................................. 48

3.2.3.1 Ressourcen.............................................................................................. 48

3.2.3.2 „Massenschadstoffe“: Treibhauspotenzial, Versauerung von Öko-

systemen und Photooxidantienbildung ..................................................... 52

3.2.3.3 Abfälle ...................................................................................................... 55

3.2.4 Auswertung .............................................................................................. 59

3.3 Zusammenführung der Teilbetrachtungen ............................................................... 59

4. Ergebnisse ............................................................................................................. 60

4.1 Fußschalter Diktiergerät........................................................................................... 60

4.1.1 Vergleich von Referenzvariante und Prototyp........................................... 60

Öko-Institut e.V./Bereich Produkte&Stoffströme 28. Mai 2003 TV 2: Ökologische und ökonomische Begleitforschung Seite III

4.2 LNB ......................................................................................................................... 65


4.3 Bedieneinheit ........................................................................................................... 69


5. Fazit ........................................................................................................................ 75

6. Literatur.................................................................................................................. 76

Öko-Institut e.V./Bereich Produkte&Stoffströme 28. Mai 2003 TV 2: Ökologische und ökonomische Begleitforschung Seite IV

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Überblick über die in der Bilanzierung berücksichtigten Komponen-

ten der Referenz- und der MID-Variante des Fußschalters....................... 12


ten der Referenz- und der MID-Variante des LNB .................................... 15

Tabelle 3: Überblick über die drei untersuchten Varianten der Bedieneinheit

mit Bezug zu den jeweiligen Bestandteilen Bedienteil und Netz-

schalterknopf............................................................................................ 16


ten der Referenz- und der beiden MID-Varianten des Bedienteils ............ 20


ten der Referenz- und der MID-Variante des Netzschalterknopfes ........... 23

Tabelle 6: Grundstruktur und Bestandteile von Ökobilanzen (eigene Zusam-

menstellung nach DIN EN ISO 14040) ..................................................... 31

Tabelle 7: Zugrunde gelegte Verteilungskoeffizienten im Rahmen des Gut-/

Lastschriftverfahrens für systemüberschreitende Sekundärrohstoffe........ 37

Tabelle 8: Datengrundlagen der Sachbilanzen: Energiebereitstellung und

Transportprozesse ................................................................................... 40

Tabelle 9: Datengrundlagen der Sachbilanzen: Herstellung von Metallen,

anorganischen und organischen Grundstoffen, Kunststoffen und

allgemeinen Verarbeitungsverfahren........................................................ 41

Tabelle 10: Primärenergieverbrauch (Quelle: Umweltbundesamt und Statisti-

sches Bundesamt; „Umweltdaten Deutschland 1998“. Berlin/Wies-

baden 1998) ............................................................................................. 49

Tabelle 11: Ableitung der Gewichtungsfaktoren für metallische Ressourcen

[MM1] ........................................................................................................ 51

Tabelle 12: Ableitung der Gewichtungsfaktoren für treibhausrelevante Emis-

sionen[MM1] ............................................................................................. 54

Tabelle 12: Ableitung der Gewichtungsfaktoren für Säurebildner................................ 54

Tabelle 13: Ableitung der Gewichtungsfaktoren für Photooxidantienbildner ................ 55

Tabelle 14: Effektive Kosten und Äquivalenzfaktoren (Bezug Sonderabfall) der

Deponierung verschiedener Abfallkategorien ........................................... 57

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Tabelle 15: Übergreifende Handlungsziele zur Weiterentwicklung der Kreis-

laufwirtschaft aus dem Entwurf eines umweltpolitischen Schwer-

punktprogramms mit Realisierungszeitraum............................................. 57

Tabelle 16: Ableitung der Zielmengen mit Hilfe der Mengen aus den verfüg-

baren Basisjahren .................................................................................... 58

Tabelle 17: Ableitung der Abfallziel-Belastungspunkte................................................ 58

Tabelle 18: Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenz- und die

MID-Variante (Prototyp) des Fußschalters abzüglich der jewei-

ligen Gutschriften. Die Varianten werden jeweils mit und ohne

Verwertung betrachtet. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück .................. 61

Tabelle 19: Relative Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenz-

und die MID-Variante (Prototyp) des Fußschalters abzüglich der

jeweiligen Gutschriften. Die Referenzvariante „Alt I Recycling“

entspricht 100 %. Die Varianten werden jeweils mit und ohne


Tabelle 20: Umweltentlastungspotenzial der Fußschaltervarianten im Ver-

gleich zur Referenzvariante „Alt I Recycling“ bei einer Jahres-

produktion von 50.000 Stück. Negative Werte stehen für Mehr-

belastungen.............................................................................................. 64

Tabelle 21: Vergleich der Herstellungskosten des Fußschalters für die Re-

ferenz- und MID-Variante (Quelle: Grundig 2002) .................................... 64

Tabelle 22: Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenz- und die

MID-Variante (Prototyp) des LNB abzüglich der jeweiligen Gut-

schriften. Die Varianten werden jeweils mit und ohne Verwertung

betrachtet. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück ..................................... 66


und die MID-Variante (Prototyp) des LNB abzüglich der jeweiligen

Gutschriften. Die Referenzvariante „Alt I Recycling“ entspricht

100 %. Die Varianten werden jeweils mit und ohne Verwertung

betrachtet. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück ..................................... 67

Tabelle 24: Umweltentlastungspotenzial der LNB-Varianten im Vergleich zur

Referenzvariante „Alt I Reccling“ bei einer Jahresproduktion von

200.000 Stück. Negative Werte stehen für Mehrbelastungen ................... 69

Tabelle 25: Vergleich der Herstellungskosten des LNB für die Referenz und

MID-Variante (Quelle: Grundig 2002) ....................................................... 69

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Tabelle 26: Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenz- und die MID-

Variante (Prototyp) der Bedieneinheit (Referenz und Prototyp I)

abzüglich der jeweiligen Gutschriften. Die Varianten werden je-

weils mit und ohne Verwertung betrachtet. Funktionelle Einheit

sind 1.000 Stück....................................................................................... 70

Tabelle 27: Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenz- und die MID-

Variante (Prototyp) der Bedieneinheit (Referenz und Prototyp II)

abzüglich der jeweiligen Gutschriften. Die Varianten werden je-

weils mit und ohne Verwertung betrachtet. Funktionelle Einheit

sind 1.000 Stück....................................................................................... 71


varianten und Prototypen der Bedieneinheit abzüglich der jewei-

ligen Gutschriften. Die Referenzvariante „Alt I Recycling“ ent-

spricht 100 %. Die Varianten werden jeweils mit und ohne


Tabelle 29: Umweltentlastungspotenzial der Varianten der Bedieneinheit

im Vergleich zur Referenzvariante „Alt I Recycling“ bei einer

Jahresproduktion von 100.000 Stück. Negative Werte stehen

für Mehrbelastungen ................................................................................ 74

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Ansicht des Fußschalters ........................................................................... 7

Abbildung 2: Ansicht der Bestandteile des Fußschalters................................................. 8

Abbildung 3: Überblick über die in der FAPS-Studie verglichenen MID-Verfahren

für den Fußschalter (Quelle: http://www.lkt.uni-erlangen.de/spezial/

infoblatt/2k-mid-infoblatt.pdf) ...................................................................... 9

Abbildung 4: Aufsicht Bodenplatte (Quelle: FAPS-Studie)............................................. 10

Abbildung 5: Überblick über den Verfahrensablauf beim Heißprägeverfahren

(Quelle: http://www.lkt.uni-erlangen.de/spezial/infoblatt/2k-mid-

heisspraegen-infoblatt.pdf) ....................................................................... 11

Abbildung 6: Ansicht des LNB mit Leiterplatte............................................................... 13

Abbildung 7: Einbaudesign des Bedienteils. In die Aussparung auf der linken

Seite wird der Netzschalterknopf eingebaut (vgl. Abbildung )

(Quelle: Firma Grundig)............................................................................ 17

Abbildung 8: Ansicht der eingebauten MID-Leiterplatte (Quelle: Firma Grundig)........... 18

Abbildung 9: Ansicht der MID-Variante des Bedienteils (Quelle: Firma Grundig) .......... 20

Abbildung 10: Einbausituation des Netzschalterknopfes (Quelle: Firma Grundig) ........... 22

Abbildung 11: Ansicht der MID-Variante des Netzschalterknopfes (Quelle: Firma

Grundig) ................................................................................................... 22

Abbildung 12: Systemgrenzen der Referenz- und der MID-Variante des Fuß-

schalters................................................................................................... 27

Abbildung 13: Systemgrenzen der Referenz- und der MID-Variante des LNB................. 28

Abbildung 14: Systemgrenzen der Referenz- und der MID-Variante der Bedien-

einheit ...................................................................................................... 29

Abbildung 16: Bilanznetz Bedienteil-Prototyp 1 - Subnetz Metallisierung ........................ 47

Abbildung 18: Bewertung der Varianten des Fußschalters nach einzelnen

Wirkungskategorien. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück...................... 61

Abbildung 19: Bewertung der Varianten des Fußschalters nach relativen Anteilen

der einzelnen Wirkungskategorien. Die Summe der Umweltziel-

Belastungspunkte ist für jede Variante 100 %. Funktionelle Einheit

sind 1.000 Stück....................................................................................... 63

Öko-Institut e.V./Bereich Produkte&Stoffströme 28. Mai 2003 TV 2: Ökologische und ökonomische Begleitforschung Seite VIII

Abbildung 20: Bewertung der Varianten des LNB nach einzelnen Wirkungs-

kategorien. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück .................................... 66

Abbildung 21: Bewertung der Varianten des LNB nach relativen Anteilen der ein-

zelnen Wirkungskategorien. Die Summe der Umweltziel-Belastungs-

punkte ist für jede Variante 100 %. Funktionelle Einheit sind

1.000 Stück .............................................................................................. 68

Abbildung 22: Bewertung der Varianten der Bedieneinheit nach einzelnen Wir-

kungskategorien. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück ........................... 71

Abbildung 23: Bewertung der Varianten der Bedieneinheit nach relativen Antei-

len der einzelnen Wirkungskategorien. Die Summe der Umwelt-

ziel-Belastungspunkte ist für jede Variante 100 %. Funktionelle

Einheit sind 1.000 Stück........................................................................... 73

Öko-Institut e.V./Bereich Produkte&Stoffströme 28. Mai 2003 TV 2: Ökologische und ökonomische Begleitforschung Seite 1

Zusammenfassung

Die Grundidee des Verbundforschungsvorhabens „Grüner Fernseher“ war es, unter dem

Vorzeichen „produkt- und produktionsintegrierter Umweltschutz“ neue Konzepte für eine

umweltverträgliche Elektronik zu entwickeln und diese exemplarisch an einem Fernsehgerät

zu realisieren. Das TV-Gerät wurde als Beispiel ausgewählt, da hier nahezu alle in der Elek-

tronik vorkommenden Aufgabenstellungen vereint sind.

Im hier durchgeführten Anschlussvorhaben zum Verbundprojekt „Grüner Fernseher“ wurden

gemeinsam mit dem Partner Grundig folgende übergeordnete Ziele verfolgt:

− Prüfung der Funktionstauglichkeit von MID-Modulen: Zuverlässigkeits- und Dauer-

gebrauchstests, Sicherheitstests (Qualifizierungsphase);

− Nachweis der Machbarkeit mit verfügbarer Produktionstechnik unter gegebenen wirt-

schaftlichen Rahmenbedingungen der Konsumelektronik: Zweifachspritzguss, Primer-

verfahren, Hinterspritzen, Semiadditivstrukturierung etc. im Hinblick auf ihre Potenziale

und Grenzen (z.B. Spritzbarkeit von Feinststrukturen);

− Verfolgung der Entwicklung in der Leitklebetechnik im Hinblick auf niedertemperaturhär-

tende, für Thermoplaste geeignete Klebersysteme, Evaluierung entsprechender Entwick-

lungen;

− eine vertiefende ökologische und ökonomische Analyse der technologischen Entwicklun-

gen und eine abschließende Bewertung unter Einbezug von technischen ökologischen

und ökonomischen Kriterien.

Bedingt durch technische Zusammenhänge, sowie Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit

mussten die konkreten Entwicklungsarbeiten zum Teil geändert und angepasst werden.

Aufgrund dieser Entwicklungen musste auch die in diesem, vom Öko-Institut e.V. bearbei-

teten, Teilvorhaben verfolgte ökologisch-ökonomische Begleitforschung vor allem im Hinblick

auf die zu untersuchenden Bilanzobjekte angepasst werden. Trotz der vorgenommenen

Änderungen blieb die übergeordnete Zielsetzung dieses Teilvorhabens unverändert, d.h. es

wurde der Frage nachgegangen, durch welche Maßnahmen welche Minderungspotenziale

bei den entwickelten Technologien noch ausgeschöpft werden könnten (und sollten).

Nachstehend werden die zentralen Ergebnisse zusammengefasst:

− Eine überaus erfolgversprechende Anwendung der MID-Technologie stellt das Satelliten-

Empfangsteil (LNB) dar. Die Untersuchung dieser möglichen Anwendung war im Rahmen

dieser Vorhabens zwar auf einer abstrakten und theoretischen Ebene, dennoch lassen die

vorgenommenen ökonomischen und ökologischen Betrachtungen signifikante Vorteile der

MID-Variante gegenüber der bisherigen Metall-Kunststoff-Verbundvariante erkennen.


− LNB nehmen schon heute eine hohe mengenmäßige Bedeutung im Kommunikationsbe-

reich ein. Bedingt durch satellitengestützte Übertragungstechnologien im Informationsbe-

reich (vgl. das angebotene ADSL via Satellit) wird die Mengenrelevanz von LNB noch zu-

nehmen. Vor diesem Hintergrund ist es aus unserer Sicht empfehlenswert, die MID-

Technologie für diesen Anwendungsbereich weiter zu entwickeln und in die industrielle

Großserienpraxis zu überführen.

− Etwas differenzierter fällt die Gesamtbewertung bei der zweiten untersuchten MID-An-

wendung, einem Fußschalter für Diktiergeräte, aus: die ökologischen Vorteile einer Neu-

entwicklung sind hier gegenüber der herkömmlichen Technologie eher gering bis nicht

signifikant. Lediglich Kostenvorteile von rund 25 % sprechen hier für die MID-Neuent-

wicklung. Es konnten im Rahmen dieses Vorhabens auch keine Ansatzpunkte gefunden

werden, die bei der ökologischen Betrachtungsebene auf wesentliche, nicht ausge-

schöpfte Optimierungspotenziale hinweisen.

− Die Bedieneinheit für Fernsehgeräte war der eigentliche Ausgangspunkt für das durchge-

führte Anschlussvorhaben zum Verbundprojekt „Grüner Fernseher“ und bildete den Ent-

wicklungsschwerpunkt beim Projektpartner Grundig. Trotz der Entwicklungsanstrengun-

gen konnten für die Prototypvariante 1 (basierend auf Polyamid 6 und 12) keine Kosten-

vorteile gegenüber der Referenztechnologie ermittelt werden. Für die Prototypvariante 2

(basierend auf Polybutylenterephthalat) lagen keine Kostendaten vor. Aus ökologischer

Sicht führen beide Prototypvarianten zu signifikant höheren Umweltbelastungen im Ver-

gleich zur herkömmlichen Technologie. Eine noch verbleibende, nicht ausgeschöpfte

ökologische Optimierungsstrategie könnte hier in der Substitution der Oberflächenver-

edelung mit Gold bestehen. Sofern sich dies technisch als machbar herausstellen sollte,

empfiehlt sich aus Sicht des Öko-Instituts eine ökologische und ökonomische Neube-

wertung dieser MID-Anwendung.

Insgesamt hat das Teilvorhaben „Ökologische und ökonomische Begleitforschung“ deutlich

gezeigt, dass die MID-Technologie weder aus ökologischer noch aus ökonomischer Sicht

pauschal als vorteilhaft (oder nicht) bewertet werden kann. Die technologiespezifischen Vor-

und Nachteile werden erst auf der Basis konkreter Anwendungen ersichtlich. Dabei konnte

der Aufwand und der Zeitbedarf für die ökologische Bewertung durch Ausbau entsprechen-

der Ökobilanzdatenbasen im Teilvorhaben wesentlich verringert werden. Diese könnten in

weiteren Entwicklungsvorhaben genutzt werden.


1 Einführung und Überblick zum Bericht

1.1 Ausgangslage

Die Grundidee des Verbundforschungsvorhabens „Grüner Fernseher“ war es, unter dem

Vorzeichen „produkt- und produktionsintegrierter Umweltschutz“ neue Konzepte für eine

umweltverträgliche Elektronik zu entwickeln und diese exemplarisch an einem Fernsehgerät

zu realisieren. Das TV-Gerät wurde als Beispiel ausgewählt, da hier nahezu alle in der Elek-

tronik vorkommenden Aufgabenstellungen vereint sind. Hierzu hatten sich 1996 innovative

Hersteller von TV-Geräten und Komponenten zu einem vom BMBF geförderten Verbund-

projekt zusammengeschlossen.

In diesem Verbundprojekt konzentrierte sich die technologische Forschung der Partner auf

folgende Bereiche:

− Ersatz der herkömmlichen Leiterplatte durch wiederverwertbare und schadstoffentfrach-

tete Schaltungsträger,

− Optimierung und Verkleinerung der elektronischen Bauelemente,

− Entwicklung eines Lautsprecherkonzeptes mit höherem Wirkungsgrad,

− Initiierung und Optimierung des Einsatzes von Altgläsern bei der Bildröhrenherstellung,

− Entwicklung von energiesparenden Schaltungskonzepten.

Darüber hinaus waren Modularisierung, Verlängerung der Lebensdauer und Minimierung des

Schadstoffgehaltes Ziel der Untersuchungen.

Damit die Entwicklungen auch ökologisch sinnvoll sind, wurden die Auswirkungen entlang

des gesamten Lebensweges der Produkte überprüft. Im Rahmen der wissenschaftlichen

Begleitforschung wurde eigens ein Bewertungsinstrument entwickelt, das eine wissenschaft-

lich fundierte Bewertung der Neuentwicklungen erlaubt. Damit konnte das Erreichen der

formulierten Ziele durch rasch erfassbare Kennzahlen, sogenannte Indizes, bewertet wer-

den.

In einer einjährigen Vorphase (1995 bis 1996) wurden die grundlegenden Konzepte ent-

wickelt. In der anschließenden Durchführungsphase von 1996 bis 1999 konnten diese Kon-

zepte soweit konkretisiert werden, dass funktionsfähige Muster der elektrischen Kompo-

nenten und Bauteile vorliegen. Designentwürfe für die Gerätegestaltung wurden ausgear-

beitet und die Wiederverwertung von Bildröhrenaltgläsern wurde erstmals industriell umge-

setzt. Zum Abschluss der Durchführungsphase wurden im August 1999 zwei funktionsfähige

Prototypen auf der Internationalen Funkausstellung in Berlin präsentiert.


Eine der beiden im Bereich von Schaltungsträgern verfolgten Technologieentwicklungen

unter der Federführung der Firmen Grundig und Thomson zielte darauf ab, Schaltungsträger

und mechanische bzw. elektrische Komponenten unter der weitest gehenden Verwendung

von thermoplastischen Kunststoffen herzustellen. Dabei wird die MID-Technologie eingesetzt

(MID: Molded Interconnect Devices). Durch den Einsatz dieser Technologie wurden

grundsätzlich folgende Vorteile erwartet:

− kostengünstige Herstellung durch den Wegfall vieler Montageschritte;

− hohe Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche elektronische und mechanische Anforde-

rungen;

− besondere Eignung für hohe Stückzahlen;

− hohe Gestaltungs- und Designfreiheit;

− keine potenziell umweltschädlichen Zusätze wie z.B. Flammschutzmittel erforderlich;

− stoffliche Wiederverwertbarkeit auf hohem ökologischen, wirtschaftlichen und techni-

schem Niveau.

Wesentliche Entwicklungsarbeiten waren dabei:

− Der Aufbau von Kunststoffkörpern mit dreidimensionaler Leiterführung und verschiedenen

starren und beweglichen mechanischen Komponenten in Zweifachspritzgusstechnik.

− Die Entwicklung von Verfahren zur Metallisierung und Strukturierung von Kunststoffen.

− Die Anwendung von Leitklebern auf Substraten mit geringer Wärmebeständigkeit.

Die Konzeption der Herstelltechnologie der einzelnen MID-Module erfolgte dabei dergestalt,

dass für die aussichtsreichen Varianten einzelne Prozessschritte - Herstellung des Kunst-

stoffgrundkörpers, Metallisierung, Strukturierung, Kontaktierung - ausgewählt und in Versu-

chen bewertet wurden. Aufgrund dieser Versuche wurde die Konzeption auf die letztlich ver-

wendete Variantenkombination verdichtet. Mit Rücksicht auf die zur Verfügung stehende Zeit

und Mittel beschränkten sich die genannten Versuche allerdings auf grundlegende Aspekte.

Das gesamte Potenzial einzelner Varianten konnte auf diese Art nicht erschöpfend ermittelt

werden. Hinzu kommt, dass viele Versuche bei Industriepartnern durchgeführt wurden, die

ihrerseits wiederum nur ein beschränktes Spektrum an Möglichkeiten vorhalten und nur be-

grenzt in der Lage sind, Versuche im Labormaßstab durchzuführen.

Diese zwangsläufigen Einschränkungen ließen erwarten, dass mit den vorgestellten Prototy-

pen das optimale Ergebnis hinsichtlich Prozessfähigkeit, Kosteneffizienz, sowie Qualität und

Langzeitstabilität nach heutigem Standard noch nicht erreicht ist.

Sicherheits- und Qualitätsaspekte, wie etwa der Erhalt der Funktionsfähigkeit über einen

langen Zeitraum unter normalen und anzunehmenden abnormalen Umgebungseinflüssen,


konnten im Verbundprojekt noch nicht bewertet werden. Da es sich bei den Modulen um

völlig neuartige Aufbauten und Materialkombinationen handelt, kann nicht auf vorhandene

Erfahrungen zurückgegriffen werden.

Zudem waren die Entwicklungen im Verbundprojekt „Grüner Fernseher“ auf den Anwen-

dungsfall „TV-Gerät“ fixiert. Applikationen in anderen Bereichen der Elektro- und Elektronik-

industrie konnten nicht berücksichtigt werden. So zeichnen sich insbesondere bei kleineren

Geräten und Baugruppen Anwendungsbeispiele ab, bei denen die MID-Technologie min-

destens mit den gleichen Vorteilen wie beim TV-Gerät eingesetzt werden könnte.

1.2 Zielsetzung

Vor diesem Hintergrund bestanden die Ziele des Anschlussvorhabens in folgenden Punkten:

− Prüfung der Funktionstauglichkeit der MID-Module: Zuverlässigkeits- und Dauerge-

brauchstests, Sicherheitstests (Qualifizierungsphase);







lungen;




1.3 Vorgehensweise

Die in diesem Vorhaben vom Projektpartner Grundig verfolgten Entwicklungsarbeiten

mussten im Vorhabensverlauf bedingt durch technische Zusammenhänge, sowie Überle-

gungen zur Wirtschaftlichkeit zum Teil geändert und angepasst werden. Die wesentliche

Änderungen können wie folgt festgehalten werden:

− Die Forschungsaktivitäten zur enzymatischen Vorbehandlung von Schaltungsträgern wur-

den eingestellt. In einem Teilvorhaben der Bolta Werke GmbH wurde der Frage nachge-

gangen, ob durch den Einsatz einer enzymatischen Vorbehandlung von BAK-modifizier-


ten1 Thermoplasten sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile im Vergleich zu

den bisher betrachteten Verfahren erzielt werden können. Dabei ergab sich, dass zwar

eine Metallisierung von BAK-modifizierten Thermoplasten nach einer enzymatischen Be-

handlung möglich ist, die erzielten Haftfestigkeiten der Metallschicht jedoch die gestellten

Anforderungen für den Einsatz in Elektronikprodukten nicht erreichen (Schreyer 2001).

Das Teilvorhaben wurde daher abgebrochen und die Ergebnisse der ökologischen Be-

gleitforschung seitens des Öko-Instituts e.V. in einem gesonderten Bericht zusammen-

gefasst (Strubel et al. 2001).

− Ferner wurden die ursprünglich angedachten weiteren MID-Anwendungsbeispiele Tuner-

gehäuse, Handmikrofon und Diktiergerät wegen mangelnder Realisierbarkeit nicht weiter

verfolgt (vgl. Grundig 2002).

Aufgrund dieser Entwicklungen musste auch die in diesem Teilvorhaben verfolgte ökolo-

gisch-ökonomische Begleitforschung vor allem im Hinblick auf die zu untersuchenden Bi-

lanzobjekte angepasst werden. Die Änderungen in der Vorhabensbeschreibung und die An-

passungen bei den einzelnen Arbeitsschritten wurden zeitnah mit dem zuständigen Projekt-

träger besprochen und abgestimmt2. Trotz der vorgenommenen Änderungen blieb die über-

geordnete Zielsetzung dieses Teilvorhabens unverändert, d.h. es sollte im Rahmen der

ökologischen und ökonomischen Begleitforschung der Frage nachgegangen werden, durch

welche Maßnahmen welche Minderungspotenziale bei den entwickelten Technologien noch

ausgeschöpft werden könnten (und sollten).

1.4 Überblick zum vorliegenden Bericht

In Kapitel 2 werden zunächst die im Rahmen der Begleitforschung konkret untersuchten

Bilanzobjekte Bedieneinheit für Fernsehgeräte, Fußschalter für Diktiergeräte, sowie Satelli-

tenempfangsteil näher charakterisiert und beschrieben. Das mehrteilige methodische Vor-

gehen, sowie die verwendeten Datengrundlagen werden in Kapitel 3 näher dargestellt, wobei

hier aufgrund der angestrebten weitgehenden Methodenkongruenz zur Durchführungsphase

des Verbundprojektes „Grüner Fernseher“ entsprechende Verweise zum Abschlussbericht

dieser Projektphase (vgl. Strubel et al. 1999) erfolgen. Die Ergebnisse der Begleitforschung

für die drei fokussierten Bilanzobjekte werden in Kapitel 4 zusammengestellt, wobei jeweils

eine Teilbetrachtung, sowie eine Hochrechnung der gesamten Potenziale in Abhängigkeit

von Annahmen zur Marktentwicklung vorgenommen wird. In Kapitel 5 werden die Schluss-

1 BAK: Biologisch Abbaubare Kunststoffe.

2 Vgl. „Geänderte Vorhabensbeschreibung vom 18.12.2001 für das Anschlussvorhaben: Beiträge zur Entwick-lung einer Kreislaufwirtschaft am Beispiel von elektronischen Massenprodukten – TV 2: Ökologische und ökonomische Begleitforschung“, Öko-Institut e.V. (Förderkennzeichen 01 RP 9912/9).


folgerungen und Empfehlungen dokumentiert. Die Ergebnisse aus den durchgeführten

Sachbilanzen und Wirkungsabschätzungen werden diesem Bericht in Form eines Datenträ-

gers beigelegt.

2 Beschreibung der Untersuchungsobjekte

2.1 Fußschalter Diktiergerät

Bei dem Untersuchungsobjekt „Fußschalter Diktiergerät“ handelt es sich um einen Schalter,

der mit den Füßen bedient werden kann und ein Abspielgerät für ein Diktiergerät steuert

(siehe Abbildung ). Die hergestellten Stückzahlen belaufen sich aktuell auf ca. 50.000 Stück

pro Jahr (mündliche Mitteilung von Herrn Winghofer). Nach der Einschätzung des FAPS3

wird die produzierte Stückzahl in den nächsten Jahren stabil bleiben. Produktionsort für Re-

ferenz- und MID-Variante ist Deutschland.

Abbildung 1: Ansicht des Fußschalters

Der aktuell von der Firma Grundig hergestellte Fußschalter Diktiergerät, im Folgenden als

Referenzvariante bezeichnet, besteht aus (siehe Abbildung )

− einem Deckel (76 g Polypropyen),

− einer Bodenplatte (78,8 g ABS),

3 FAPS: Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik an der Friedrich-Alexander-Uni-versität Erlangen-Nürnberg.


− einer Metallplatte mit Gummifüßen (345 g lackierter Bandstahl),

− einer bestückten Leiterplatte (Leiterplattenmaterial: CEM 1, einseitig bestückt mit 23 SMD-

Bauteilen),

− und einem Schaltelement aus ABS.

Abbildung 2: Ansicht der Bestandteile des Fußschalters

Es gibt mehrere Gründe dafür, warum sich gerade für den Fußschalter die MID-Technik gut

als alternative Herstellungstechnik eignet:

− Die im Gerät eingesetzte Leiterplatte ist nur einseitig bestückt und wird nicht durchkontak-

tiert.

− Es handelt sich nur um eine relativ geringe Anzahl an Bauelementen.

− Die planare Bestückungsebene eignet sich für Standardprozesse der Bestückung von

Bauelementen.

− Die elektronischen Anforderungen an das Produkt sind nicht sehr hoch, so dass die Pro-

duktzuverlässigkeit beispielsweise auch beim Heißprägen weiterhin gegeben ist.

Es müssen allerdings auch bestimmte Einschränkungen in der Prozess- und Materialwahl für

eine MID-Variante berücksichtigt werden:

− Der eingesetzte Kunststoff ABS ist für Standardlötprozesse nicht geeignet. Als alternative

Verbindungstechniken können allerdings niedrigschmelzende Lote und ein entsprechen-

des Lötverfahren eingesetzt werden. Die Wahl eines temperaturbeständigeren Kunst-

stoffes würde zu höheren Kosten gegenüber der bisherigen Variante führen.

− Die Sichtflächen am Gehäuse müssen gewährleistet sein.


− Es werden relativ große Leiterplattenabmaße mit großflächigen Metallisierungen benötigt.

− Die Integration eines Schalterelements ist erforderlich.

Im Rahmen einer Studie des FAPS wurden aufgrund der insgesamt als sehr positiv einge-

schätzten Einsatzmöglichkeiten von MID für den Fußschalter mehrere technisch mögliche

MID-Varianten hinsichtlich ihrer Realisierbarkeit verglichen (vgl. Abbildung ). Dabei wurde

davon ausgegangen, dass der Deckel und die Metallplatte im Vergleich zur Referenzvariante

nicht geändert werden. Nur die Bodenplatte wird mit dem Schaltungslayout neu gestaltet

(siehe Abbildung ). Die Außenmaße der Bodenplatte, sowie die Schnappverbindungen und

Bohrlöcher für die Verbindung mit dem Deckel und der Metallplatte bleiben unverändert.

Abbildung 3: Überblick über die in der FAPS-Studie verglichenen MID-Verfahren für den Fußschalter (Quelle: http://www.lkt.uni-erlangen.de/spezial/infoblatt/2k-mid-infoblatt.pdf)

Ziel ist, das Schaltungslayout direkt auf der Bodenplatte zu gestalten, so dass die Leiterplatte

entfallen kann. Gleichzeitig entfallen auch die damit verbundenen Arbeitsschritte für das

Einlegen und Fixieren. Die durch die Gestaltung auf der Bodenplatte entstehenden Hö-

henunterschiede der Schalter müssen durch eine neu gewählte Konstruktion der Platte aus-

geglichen werden. Als am geeignetsten wird eine 2½-dimensionale Ausdehnung vom

Typ 1C, d.h. mit mehreren planaren Prozessebenen, eingeschätzt.


Abbildung 4: Aufsicht Bodenplatte (Quelle: FAPS-Studie)

Insgesamt konnte gezeigt werden, dass das Heißprägeverfahren gegenüber den anderen

Verfahren wie 2K-Verfahren, Folienhinterspritzung, Maskenbelichtung und Laserdirektstruk-

turierung deutliche Vorteile aufweist: Die Dreidimensionalität der Anwendung ist nicht sehr

komplex, so dass sie mit dem Heißprägeverfahren erfüllt werden kann. Durch die relativ ge-

ringen Investitionen und die kurze Prozesskette bietet das Heißprägen von der Prozessseite

her noch weitere Vorteile. Nicht zuletzt stellt der Wegfall nasschemischer Prozesse einen

erheblichen Umweltvorteil des Heißprägeverfahrens dar.

Das Heißprägeverfahren ist ein Verfahren zur Metallisierung und Strukturierung eines Lei-

terbahnbildes auf thermoplastischen Kunststoffen (zum Verfahrensablauf siehe Abbildung ).

Beim Heißprägen wird eine haftvermittelnde Schicht bei entsprechenden Druck- und Tempe-

raturverhältnissen auf das Trägermaterial aufgepresst. Auf dem dazu verwendeten Präge-

stempel ist das Leiterbahnenbild erhaben dargestellt. Durch die thermische Wirkung wird das

Trägermaterial an der Oberfläche angeschmolzen. Dabei werden die Leiterbahnen aus der

Kupferfolie ausgeschert und mit dem Trägermaterial verbunden.


Abbildung 5: Überblick über den Verfahrensablauf beim Heißprägeverfahren (Quelle: http://www.lkt.uni-erlangen.de/spezial/infoblatt/2k-mid-heisspraegen-info-blatt.pdf)

In der nachfolgenden Tabelle sind die im Rahmen dieser Untersuchung verglichene Refe-

renzvariante und MID-Variante des Fußschalters dargestellt. Aufgeführt sind sowohl die

Materialzusammensetzung der jeweiligen Komponenten als auch die erforderlichen Pro-

zessschritte der Herstellung. Der Unterschied der beiden Varianten liegt in der Leiterplatte.

Bei der Referenzvariante handelt es sich um eine konventionelle Leiterplatte vom Typ

CEM 1. Im Falle der MID-Variante handelt es sich im Gegensatz dazu um im Heißprägever-

fahren aufgeprägte Leiterbahnfolie. Das Gehäuse muss dafür innen anders geformt sein,

was sich aber weder auf den Materialverbrauch noch auf das Formgebungsverfahren aus-

wirkt.

Die funktionelle Einheit sind im ersten Schritt 1.000 Stück. Im zweiten Schritt beträgt die

funktionelle Einheit 50.000 Stück, was der erwarteten Jahresproduktion des Fußschalters

entspricht. Die Lebensdauer des Fußschalters wird mit 7-10 Jahren angenommen.


Tabelle 1: Überblick über die in der Bilanzierung berücksichtigten Komponenten der Referenz- und der MID-Variante des Fußschalters

Komponenten Referenzvariante Fußschalter MID-Variante Fußschalter

Deckel 76 g Polypropylen

1K-Spritzguss

76 g Polypropylen

1K-Spritzguss

Metallplatte* 345 g Stahl

Walzen (Bandstahl)

345 g Stahl

Walzen (Bandstahl)

Bodenplatte 78,8 g ABS

1K-Spritzguss

78,8 g ABS

1K-Spritzguss

Schaltungsträger 83 cm² CEM 1 Leiterplatte, einseitig Cu 35 µm

Print-and-Etch: Oberflächenaktivierung, chemisch Kupfer, Photoresist auftragen, Resist belichten, Resist entwickeln, galv. Kupfer, Ätzresist, Strippen, Photo- resist, Ätzen, Oberflächenfinish

80 cm² Heißprägefolie (ca. 180 x 55 mm) Layout ca. 60 %, Rest Recycling

Heißprägeverfahren: Folie schneiden, einlegen, prägen, Folie abziehen

Elektronische Bauteile 23 SMD-Bauteile (siehe Liste im Anhang)

23 SMD-Bauteile (siehe Liste im Anhang)

Lötmaterial Sn60Pb40

Reflowlöten

Sn60Pb40**

Selektives Lötverfahren (Laser-, Heißluft- oder Bügellöten)

* Die Gummifüße wurden aufgrund ihrer geringen Masse und mangels Materialspezifikation in der Bilanz nicht berücksichtigt. Der Lackierprozess musste mangels geeigneter Daten ebenfalls aus der Bilanz ausgeklammert werden.

** Zur Spezifikation des Lots konnten von der Firma Grundig keine konkreteren Angaben gemacht werden, da dieser Prozessschritt von einem externen Unternehmen mit eigener Lötlinie durchgeführt werden würde.

2.2 Satellitenempfangsteil (LNB)

Der Low Noise Block Converter (LNB) bezeichnet eine Komponente der Außeneinheit einer

satellitentechnischen Empfangsstation zur Umsetzung und Verstärkung des Empfangssig-

nals. Der LNB ist im Brennpunkt des Parabolspiegels montiert und setzt die von der Antenne

in diesen Brennpunkt gebündelten hochfrequenten Satellitensignale (GHz-Bereich) in den

niedrigeren Zwischenfrequenzbereich (950 bis 2.150 MHz) um, verstärkt sie und leitet sie

über ein koaxiales Kabel an die Inneneinheit, den Satellitenempfänger weiter4. Der Zwi-

schenfrequenzbereich entspricht dem Eingangsfrequenzbereich handelsüblicher Receiver.

Die Firma Grundig hat bis einschließlich 2001 jährlich ca. 200.000 Stück produziert, ihre

Produktion allerdings dann in spezialisierte Unternehmen nach Ostasien ausgelagert. Die

4 Vgl. Lexikon Telekommunikation von A-Z unter: http://www.interest.de/.


insgesamt produzierte Stückzahl beträgt ca. 2,5 Millionen pro Jahr. Da bei den spezialisier-

ten Unternehmen nicht davon ausgegangen werden kann, dass sie das neu entwickelte MIV-

Verfahren übernehmen, wird in der Bilanzierung von einer Stückzahl von 200.000 LNB

jährlich und dem Produktionsort Deutschland ausgegangen.

Angesichts von neueren Statistiken und Marktumfragen kann davon ausgegangen werden,

dass die jährlich produzierten Stückzahlen auch in Zukunft eher steigen werden. Etwa 20 %

der Haushalte in Europa waren im Jahr 2000 mit einer Satellitenemfangsanlage ausgestattet

(EITO 2001). In Deutschland liegt der Anteil der Haushalte, die über eine Satellitenemp-

fangsanlage verfügen inzwischen bei 54 % (Statistisches Bundesamt 2001); 1997 waren es

demgegenüber nur 32 %.

Abbildung 6: Ansicht des LNB mit Leiterplatte

Die aktuell hergestellte Variante des LNB, im folgenden als Referenzvariante LNB bezeich-

net, besteht aus

− einem Gehäuse aus Zink-Druckguss mit integriertem Antennenausgang (Buchse);

− einem aus Tiefziehblech hergestellten Deckel;

− einem gegossenen Metallteil für die Abschirmung einzelner Bereiche der Leiterplatte

(Shielding-Matrix) mit zwei Schrauben für den Abgleich von elektronischen Bauteilen;

− einer einseitig bestückten Leiterplatte. Die Unterseite der Leiterplatte ist vollflächig metal-

lisiert; auf ihr befindet sich außerdem ein Stift für den Empfang der Frequenzen. Die Lei-

terplatte wird nach dem Einbau mit der Buchse manuell verlötet.

Die Überlegungen hinsichtlich einer alternativen Ausführung des LNB als MID-Variante fo-

kussierten zunächst auf zwei Ansätzen (vgl. Konzeptstudie von FAPS): Zum einen auf die

Substitution der Leiterplatte und zum anderen auf die Substitution des Metallgehäuses durch


MID. Da es sich um eine hochintegrierte, komplexe Leiterplatte handelt, kann sie nicht in

MID ausgeführt werden. Eine Integration elektronischer und mechanischer Funktionen ist bei

dem vorliegenden Schaltungslayout nicht möglich. Aufgrunddessen wird nur der zweite An-

satz, die Ausführung von Gehäuseteilen als MID, d.h. in Form metallisierter Kunststoffteile,

betrachtet.

Die aktuell hergestellte Variante ist aufgrund ihres hohen Metallanteils relativ materialinten-

siv, was sich auch in entsprechenden Vorkettenanteilen niederschlägt. Durch eine Umstel-

lung des Verfahrens auf MID könnten die Metallkomponenten komplett durch Kunststoff (z.B.

ABS) ersetzt werden. Aufgrund der geringeren Dichte müsste damit weniger Material mit

einem entsprechend geringeren Vorkettenanteil eingesetzt werden. Deshalb kann bei einer

Umstellung von der Referenz- auf eine MID-Variante mit einem hohen Umweltentlas-

tungspotenzial gerechnet werden. Der LNB stellt insofern eine sinnvolle Anwendung von MID

dar, insbesondere auch im Hinblick auf die hohen jährlich hergestellten Stückzahlen. Bei der

MID-Variante für den LNB handelt es sich aufgrund der Produktionssituation allerdings um

eine hypothetische Variante. Die Wahrscheinlichkeit, dass sie tatsächlich produziert wird,

wird als relativ gering eingeschätzt. Auf Grund des hohen Umweltentlastungspotenzials

wurde diese Variante trotz der geringeren Realisierungswahrscheinlichkeit dennoch in der

Untersuchung berücksichtigt.

Die MID-Variante des LNB besteht aus einer spritzgegossenen Kunststoffkomponente von

ca. 80-90 g ABS, die die gleiche Form besitzt wie die Referenzvariante, und zur Abschir-

mung innen metallisiert ist. Nach der Aufrauhung der Kunststoffoberfläche im Chrom-

schwefelsäureverfahren wird zunächst chemisch Nickel und dann galvanisch Kupfer und

zum Abschluss nochmals Nickel auftgetragen. Insgesamt weist die Metallisierungsschicht

eine Dicke von 12 µm auf. Kein Unterschied besteht zwischen beiden Varianten hinsichtlich

der Hornabdeckung, sowie der eingesetzten Leiterplatte aus glasfaserverstärktem Polytetra-

fluorethylen (PTFE), ihrer Größe, sowie der Art und Anzahl der verwendeten elektronischen

Bauteile. Für Letztere konnten allerdings von der Firma Grundig keine Angaben hinsichtlich

Spezifikation und Menge gemacht werden. Aus diesem Grund wurden sie in der Bilanz nicht

berücksichtigt. Die Herstellung des Lötmaterials wurde in der Bilanz ebenfalls nicht berück-

sichtigt. Die Lebensdauer des LNB wird mit 7-10 Jahren angenommen (Firma Grundig).


Tabelle 2: Überblick über die in der Bilanzierung berücksichtigten Komponenten der Referenz- und der MID-Variante des LNB

Komponenten Referenzvariante LNB MID-Variante LNB

Gehäuse und Shielding Matrix 396 g Zn entspr. BS 1004A

Druckguss

Oberflächenbehandlung: Chromatiert und passiviert entspr. Def. 130

80-90 g ABS

Einkomponentenspritzguss

Metallisierung Innenseite: klassisches Chromschwefel- säureverfahren

2 µm chemisch Nickel, 10 µm galvanisch Kupfer, Oberflächen- veredelung: 1 µm Nickel/Chrom**

Deckel 28,4 g Eisen

Tiefziehen

Oberflächenbehandlung: feuerverzinkt

-

Außenmantel 30 g ABS

1K-Spritzguss

Aussenfläche: Finish (to 36 VDI), übrige: poliert

-

Hornabdeckung 3 g ABS

1K-Spritzguss

3 g ABS

1K-Spritzguss

Schaltungsträger 30 cm² Taconic TLY 5A* (PTFE/ Glasfaser), zweiseitig kaschiert 18 µm Cu einseitig bestückt, Unterseite vollflächig metallsiert


durchkontaktiert 25 µm Cu + 10 µm SnPb

30 cm² Taconic TLY 5A* (PTFE/ Glasfaser), zweiseitig kaschiert 18 µm Cu


durchkontaktiert 25 µm Cu + 10 µm SnPb

* Taconic TLY 5A: glass fibres: 7 %, polytetrafluorethylene: 93 %. Plated through holes: plus 25 µm Cu. No plated through holes: no more copper is added.

** Die Zusammensetzung der galvanischen Oberflächenveredelung wurde von der Firma Grundig noch nicht festgelegt. Von den Anforderungen her muss es sich um eine harte, verschleißfeste und lötfähige Oberfläche handeln. Für die Bilanzierung wird eine Nickel/Chromschicht zugrunde gelegt, ähnlich wie sie bei der Ver-chromung von Autoteilen verwendet wird (Schwarzchromatieren).

2.3 Bedieneinheit für ein Fernsehgerät

Die Bedieneinheit besteht aus zwei Komponenten, dem eigentlichen Bedienteil, sowie dem

Netztasterknopf zum Ein- bzw. Ausschalten des Fernsehgerätes. Unterschiede zu dem in-

nerhalb des Projektes Green TV analysierten Bedienteils, das in dieser Untersuchung als

Referenzvariante verwendet wird, bestehen dahingehend, dass der Netzschalter bereits in

das Bedienteil integriert ist und kein eigener Netzschalterknopf vorhanden ist. Diese Unter-


schiede wurden in der Untersuchung insofern berücksichtigt als der Netzschalterknopf in der

Referenzvariante Bedieneinheit in einer hypothetischen konventionellen Variante hinzugefügt

wurde. Insgesamt ist ein Vergleich der konventionellen mit den MID-Varianten aufgrund der

gleichen Funktionalität nur auf Ebene der gesamten Bedieneinheit sinnvoll (vgl. Tabelle ).

Tabelle 3: Überblick über die drei untersuchten Varianten der Bedieneinheit mit Bezug zu den jeweiligen Bestandteilen Bedienteil und Netzschalterknopf

Komponenten Referenzvariante Bedieneinheit

MID-Variante 1 Bedieneinheit

MID-Variante 2 Bedieneinheit

Bedienteil Referenzbedienteil Green TV MID-Variante 1 Bedienteil MID-Variante 2 Bedienteil

Netzschalterknopf Referenzvariante Netzschalterknopf

(d.h. im Referenzbedienteil Green TV nicht enthaltener Netzschalterknopf (Gehäuse, Einsatz Lichtleiter, Leiterplatte)

MID-Variante Netzschalterknopf

(inkl. Leiterplatte Netzschalter)

MID-Variante Netzschalterknopf

(inkl. Leiterplatte Netzschalter)

Das Bedienteil und der Netztasterknopf wurden in den hier beschriebenen MID-Varianten für

höherwertige Geräte konzipiert, nach Möglichkeit für Geräteserien. Nach Aussagen der

Firma Grundig ist nur bei Stückzahlen ab 100.000 Stück pro Jahr und einer Modifikation des

aktuell vorliegenden Konzeptes mit einer Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu rechnen. Aus

diesem Grund wird für die Berechnung der Umweltentlastungspotenziale etc. eine Stückzahl

von 100.000 Stück pro Jahr zugrunde gelegt. Produktionsort für die Referenz- und die MID-

Variante ist Deutschland.

Überträgt man das Konzept auf den gesamten Fernsehmarkt, dann muss man pro herge-

stelltem resp. verkauftem Fernsehgerät eine Bedieneinheit zugrunde legen. Die jährlich in

Deutschland hergestellten Stückzahlen belaufen sich auf ca. zwei Millionen Fernsehgeräte5,

d.h. entsprechend zwei Millionen Bedieneinheiten. Aufgrund der aktuell zu beobachtenden

und auch zukünftig zu erwartenden Stagnation des Fernsehmarktes ist hier keine große

Veränderung zu erwarten. Die Lebensdauer einer Bedieneinheit liegt in der gleichen

Größenordnung wie die Lebensdauer des gesamten Fersehgerätes, d.h. sie beträgt 10-

15 Jahre.

2.3.1 Das Bedienteil

Im Bedienteil sind die gesamten Bedienelemente des TV-Gerätes integriert, wie zum Beispiel

Programm- und Lautsprechertasten, Chinchbuchsen (etwa für den Camcorderanschluss)

5 Statistisches Jahrbuch 2002. Statistisches Bundesamt (Hrsg.). Verlag Metzler Poeschel. Stuttgart 2003.


und der Halter für den IR-Empfänger der Fernbedienung. Der Anschluss zum dahinter

liegenden Signalteil wird über Kabel gewährleistet. Das aktuell hergestellte Bedienteil, im

Folgenden als Referenzvariante Bedienteil bezeichnet, wird als Teil der Hauptplatine ge-

fertigt und als bestücktes Bauteil herausgebrochen. Die Platine besteht aus FR2-Basismate-

rial, das im konventionellen Subtraktivverfahren strukturiert, durch diskrete Bauteile bestückt

und durch Blei-Zinnlot gelötet wird.

Das Einbaudesign für die MID-Leiterplatte des Bedienteils war durch die Firma Grundig vor-

gegeben (vgl. Abbildung und Abbildung ).

Abbildung 7: Einbaudesign des Bedienteils. In die Aussparung auf der linken Seite wird der Netzschalterknopf eingebaut (vgl. Abbildung ) (Quelle: Firma Grundig)


Abbildung 8: Ansicht der eingebauten MID-Leiterplatte (Quelle: Firma Grundig)

Auf der Basis dieses Einbaudesigns wurde von der Firma Inotech eine Studie über mögliche

Realisierungskonzepte von MID-Varianten des Bedienteils erstellt. Zielsetzung war hierbei,

− die Herstellung der Leiterplatte in einem einfachen Herstellverfahren (Kostenersparnis);

− das Ersetzen von Funktionen, die momentan durch zusätzliche Bauteile gebildet werden

(Integration);

− zu ermöglichen, dass alle Bauteile in einer Wellenlötanlage gelötet werden können;

− ein einfacher Einbau und eine einfache Fixierung des Bedienteils im TV-Gehäuse.

Die Zielsetzung kann am besten mit Hilfe eines Zweikomponentenspritzgusses erfüllt wer-

den. Hierbei wird ein Bauteil aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen hergestellt, wobei einer

der beiden Kunststoffe metallisierbar ist, der andere nicht. Auf der freiliegenden Oberfläche

des metallisierbaren Kunststoffes lagert sich bei der Galvanisierung die Metallschicht an und

bildet das Leiterbahnbild. Der Vor- und der Fertigspritzling werden je nach Werkzeug voll-

oder halbautomatisch in einem Arbeitsgang gefertigt. Die Bestückseite ist so gestaltet, dass

die SMD-Bauteile nur auf einer Seite montiert werden. Die voll bestückte Leiterplatte kann im

Wellenlötverfahren weiter verarbeitet werden. Die Leiterplatine ist in zwei Ebenen angelegt,

um den Bereich für die Lötwelle gering zu halten und die anderen Bauteile nicht zu beschä-

digen.

Es wurden folgende Funktionen in die MID-Variante integriert (vgl. Abbildung ):


Die Dreifach-Chinchbuchse kann dadurch ersetzt werden, dass Leiterbahnmaterial die

Kontakte und den Massering bilden. Die Geometrie ist so ausgebildet, dass beim Stecken

des Chinchsteckers Kontakt entsteht. Der in der Dreifach-Chinchbuchse integrierte Kurz-

schlussschalter wird durch ein zusätzliches steckbares Bauteil (Kontaktbrücke) realisiert. Die

Kontaktbrücke hat die Aufgabe, im ungesteckten Zustand zwei Kontaktstellen zu über-

brücken. Wird ein Stecker in die Chinchbuchse gesteckt, wird der Kontakt geöffnet und der

Kurzschluss unterbrochen.

Die Tasten für die Programmwahl und die Lautstärke wurden in die MID-Leiterplatte in-

tegriert, indem die Tasterfunktion durch zusätzliche Kontaktbrücken und Abdeckkappen die

Tasterfunktion nachgebildet wird. Die geringe Bedienkraft (2 Newton) wird über eine Feder

am Vorspritzling gebildet, die nicht galvanisiert wird. Die notwendige zusätzliche Kontakt-

brücke wird durch die Abdeckkappe auf die Feder gesteckt.

Montierte Kontaktbrücken mit Abdeckkappen und alternative Kontaktbrücken mit Abdeck-

kappen können ebenfalls in die MID-Variate integriert werden. Je nach Anzahl der Kontakt-

stellen und konkreten Anforderungen wird die Kontaktbrücke über eine einfache oder geteilte

Feder bzw. einen Wippmechanismus ausgeführt. Die Abdeckkappe bildet in Verbindung mit

der Kontaktbrücke und der Feder den Taster.

3-, 5-, und 7-fach Steckbuchsen können direkt auf der MID-Platine realisiert werden. Die

Gehäuse der Steckverbinder werden direkt auf den Vorspritzling aufgespritzt. Der Fer-

tigspritzling ist dann so gestaltet, dass die volle Funktion der Buchse durch einen Bestif-

tungsvorgang nach der Galvanisierung erzielt werden kann. Bei der anschließenden Verlö-

tung werden die Stifte mit Lot umflossen und nochmals kontaktiert und befestigt.

Die Kopfhörerbuchse wird aufgrund der geringen Abstände und der scharfkantigen Ein-

führgeometrie des Steckers aus herkömmlichen Bauteilen gebildet und nicht als MID aus-

geführt.


Abbildung 9: Ansicht der MID-Variante des Bedienteils (Quelle: Firma Grundig)

Für die Herstellung der MID-Variante Bedienteil sind folgende Verfahrensschritte erforderlich:

− Erstellung der Platine in 2K-Spritzgusstechnik.

− Erstellung der Zusatzteile – Kontaktbrücken und Abdeckkappen in 1K-Spritzgusstechnik.

− Metallisierung der Leiterplatte und der Kontaktbrücken (chem. und galv. Verfahren).

− Abtrennen der Angusskanäle nach der Galvanisierung.

− Trennen der durchgängigen Leiterbahnen unter den SMD-Bauteilen.

− Bestiftung der MID-Platine mit Kontaktstiften zur Erzielung der vollen Funktionsfähigkeit

der Steckbuchsen.

− Einsetzen der Kontaktbrücke der Chinchbuchse und Montage der Kontaktbrücken mit den

Abdeckkappen für die Taster.

Die Unterschiede der beiden MID-Varianten liegen zum einen in der Auswahl der Kunststoffe

für den Zweikomponentenspritzguss - Polyamid 6 und 12 bzw. Polybutylenterephthalat - und

in Zusammenhang damit in den jeweils verwendeten Metallisierungsverfahren - chromsäu-

refreie Galvanisierung bzw. Enthone-Verfahren. Tabelle gibt einen Überblick über die in der

Untersuchung berücksichtigten Referenz- und MID-Varianten des Bedienteils.

Tabelle 4: Überblick über die in der Bilanzierung berücksichtigten Komponenten der Referenz- und der beiden MID-Varianten des Bedienteils

Komponenten Referenzvariante Bedienteil

MID-Variante 1 Bedienteil MID-Variante 2 Bedienteil


Schaltungsträger 8,14 g PA 6 mit 15 % Glasfaseranteil (metallisierbare Komponente)

28,1 g PA 12 mit 30 % Glasfaseranteil (nicht metallisierbare Komponente)

Zweikomponentenspritzguss

Metallisierung: (chromsäurefrei) Galvanisierung mit chem. 2 µm Nickel, galv. 10 µm Kupfer; Oberflächenveredelung galv. 5 µm Nickel und 0,1 µm Gold

Löten Lot: Sn60Pb40 Lötverfahren: Reflowlöten*

11,91 g PBT mit 20 % Glasfaseranteil (metallisierbare Komponente)

38 g PBT mit 20 % Glasfaseranteil (nicht metallisierbare Kompnoente)


Metallisierung: Enthone-Verfahren, Oberflächenveredelung galv. 5 µm Nickel und 0,1 µm Gold


Abdeckkappe und Kontaktbrücken

0,92 g ABS


0,92 g ABS


Elektronische Bauteile

Siehe Anhang Siehe Anhang Siehe Anhang

Elektromechanische Bauteile

Siehe Anhang Siehe Anhang Siehe Anhang

* Laut Angaben von Inotech wird ein Mikrowellenverfahren angestrebt. Aufgrund des Mangels an geeigneten Daten zum Mikrowellenlöten wird dieser Prozessschritt in der Bilanzierung mit Reflowlöten referenziert.

2.3.2 Der Netzschalterknopf

Der Netzschalterknopf besteht aus einem Gehäuse, in das ein Einsatz mit montierter Leiter-

platte gedrückt wird. Im Einsatz befindet sich eine Leuchtdiode und ein Infrarotsensor. Der

Netzschalter wird im Fernsehgehäuse über eine Metallfeder in die Ausgangsstellung zurück

gestellt.

Auf der Basis eines von der Firma Grundig vorgegebenen Einbaudesigns für den Netz-

schalterknopf wurde von der Firma Inotech eine MID-Ausführung für den Netzschalterknopf

entwickelt (vgl. Abbildung und Abbildung ). Zielsetzung ist dabei eine Reduktion der Teilean-

zahl, d.h. einer Integration von Bauteilen in die MID-Leiterplatte und die davon erhoffte Ko-

stenersparnis. Als geeignete Ausführung wird ein Zweikomponentenspritzguss angesehen.


Abbildung 10: Einbausituation des Netzschalterknopfes (Quelle: Firma Grundig)

Abbildung 11: Ansicht der MID-Variante des Netzschalterknopfes (Quelle: Firma Grundig)

Die MID-Variante Netzschalterknopf setzt sich zusammen aus

− dem Netzschaltergehäuse aus ABS mit Feder: Am Netzschaltergehäuse befinden sich

zwei angespritzte Federelemente. Diese Federn ersetzen die bislang eingesetzte einzelne

Feder. Wenn der Netzschalterknopf gedrückt wird, bringen die Federn das Gehäuse wie-

der in seine Ausgangsposition zurück.


− dem Einsatz mit Lichtleiter. Der Einsatz besteht aus einem eingefärbten, infrarotdurch-

lässigen Polycarbonat; der umspritzte Lichtleiter aus transparentem Polycarbonat. Im

Lichtleiter befinden sich zwei Vertiefungen, in denen die Leuchtdioden, die sich auf der

MID-Leiterplatte befinden, eintauchen und einen von außen sichtbaren leuchtenden roten

Ring zeigen. Zur Montage wird der Einsatz mit Lichtleiter soweit in das Netzschalterge-

häuse eingedrückt bis er einrastet.

− der MID-Leiterplatte. Die MID-Leiterplatte wird mit Zweikomponentenspritzguss aus einer

metallisierbaren Komponente (Polyamid 6; Durethan BKV 115) und einer nicht metalli-

sierbaren Komponente (Polyamid 12; Grilamid LV 3 H) hergestellt. Nach der Metallisie-

rung (vgl. Tabelle 5) können ein Infrarotsensor, zwei Leuchtdioden, ein fünfpoliges Kabel

und die SMD-Bauteile eingelötet werden. Zur Montage wird die MID-Leiterplatte soweit in

das Netzschaltergehäuse eingedrückt bis sie einrastet.

Tabelle 5: Überblick über die in der Bilanzierung berücksichtigten Komponenten der Referenz- und der MID-Variante des Netzschalterknopfes

Komponente Referenzvariante Netzschalterknopf MID-Variante Netzschalterknopf

Netzschaltergehäuse 7,23 g ABS


7,23 g ABS


Einsatz mit Lichtleiter 1,52 g PC transparent eingefärbt

1,42 g PC milchig trüb


1,52 g PC transparent eingefärbt

1,42 g PC milchig trüb


Schaltungsträger 10 cm² FR2-Leiterplatte (durchkontaktiert 25 µm Cu + 10 µm SnPb)

Print-and-Etch: Oberflächenaktivierung, chemisch Kupfer, Photoresist auftragen, Resist belichten, Resist entwickeln, galv. Kupfer, Ätzresist, Strippen, Photoresist, Ätzen, Oberflächenfinish


0,283 g PA 6 mit 15 % Glasfaseranteil (metallisierbare Komponente)

1,027 g: PA 12 mit 30 % Glasfaseranteil (nicht metallis. Komponente)


Metallisierung: Galvanisierung mit chem. 2 µm Nickel, galv. 10 µm Kupfer; Oberflächenverede- lung galv. 5 µm Nickel und 0,1 µm Gold


Bauelementeträger 2 g ABS -

Netzschalter (in Bedienteil schon enthalten) 15 cm² FR 2-Leiterplatte

* Laut Angaben von Inotech wird ein Mikrowellenverfahren angestrebt. Aufgrund des Mangels an geeigneten Daten zum Mikrowellenlöten wird dieser Prozessschritt in der Bilanzierung mit Reflowlöten referenziert.


3 Methodisches Vorgehen

3.1 Übergreifende Aspekte

3.1.1 Ziel der Studie und Gründe für die Durchführung

Die übergeordnete Zielsetzung des Teilvorhabens 2 „Ökologische und ökonomische Be-

gleitforschung“ besteht darin, zu untersuchen, welche Optimierungspotenziale sich aus dem

ökologischen und ökonomischen Vergleich verschiedener Varianten - i.d.R. Referenz- im

Vergleich zu MID-Technologie - aufzeigen lassen.

Die Ziele sind im einzelnen:

− Identifikation derjenigen Prozessvariante der Bedieneinheit, die unter industriellen Bedin-

gungen das optimale Ergebnis hinsichtlich der ökologischen Entlastungspotenziale, Ko-

steneffizienz, Prozesssicherheit und Qualität liefert. Dazu wird eine vergleichende Be-

wertung der verschiedenen Herstellungstechnologien durchgeführt werden.

− Durchführung einer vertiefenden ökologischen und ökonomischen Analyse der technolo-

gischen Entwicklungen und eine abschließende Bewertung unter Einbezug von techni-

schen, ökologischen und ökonomischen Kriterien anhand der drei ausgewählten Produkte

Bedeineinheit, Fußschalter Diktiergerät und LBN.

− Verbreiterung und Validierung der ökologischen und ökonomischen Datenbasis der Bi-

lanzmodule für etablierte Serienprozesse in der Elektronikindustrie (z.B. Herstellung kon-

ventioneller Leiterplatten, Bauelemente). Fehlende Bilanzmodule, bei denen bisher mit

generischen Datensätzen gearbeitet wurde, sollen nach Möglichkeit durch spezifische

Datensätze ergänzt werden.

3.1.2 Intendierte Anwendung und Zielgruppe der Untersuchung

Die Ergebnisse der Untersuchung sollen dazu dienen, Anwendungsbeispiele für MID-Tech-

nologien aufzuzeigen und deren Vor- und Nachteile ökologischer und ökonomischer Natur

bei einer großtechnischen Realisierung darzustellen.

Da ganz spezifische Anwendungen untersucht wurden, ist es nicht möglich und beabsichtigt,

die Ergebnisse der Produktvergleiche als generalisierbare Datensätze auf andere MID-

Applikationen als die beschriebenen zu übertragen. Im Gegensatz zu den Ergebnissen der

spezifischen Produktbeispielen sind die Datenmodule zu den einzelnen Prozessschritten

hingegen bei Beachtung der zugrunde gelegten Rahmenbedingungen übertragbar auf an-

dere Anwendungen.


Zielgruppe der Untersuchung ist einerseits die Firma Grundig, der mit den Ergebnissen eine

Informationsgrundlage zur internen Planung und Entscheidungsfindung gegeben werden

soll. Zum anderen sollen die Ergebnisse der interessierten Fachöffentlichkeit kommuniziert

werden, um hiermit die Möglichkeiten und Einschränkungen von MID-Applikationen zu dis-

kutieren.

3.1.3 Funktionen der untersuchten Produktbeispiele und funktionelle Einheiten

Zur ausführlichen Beschreibung der untersuchten Produktbeispiele siehe Kapitel 2 Be-

schreibung der Untersuchungsobjekte.

3.1.3.1 Fußschalter Diktiergerät

Der Fußschalter dient dazu, ein angeschlossenes Diktiergerät mit dem Fuß an- und auszu-

schalten. Die Funktionen der Referenz- und der MID-Variante sind äquivalent. Es tritt weder

bei der Referenz- noch bei der MID-Variante ein zusätzliche Funktion auf, die durch Ergän-

zung oder Weglassen einer bestimmten Komponente kompensiert werden müsste.

Die funktionelle Einheit wurde definiert als Herstellung und Entsorgung von 1.000 Stück

Fußschaltern Dikitiergerät.

Im zweiten Schritt wurden die Ergebnisse übertragen auf auf die zu erwartende Jahrespro-

duktion von 50.000 Stück Fußschaltern Diktiergerät. Eine Übertragung auf die insgesamt in

Deutschland hergestellten Stückzahlen ist mangels entsprechender statistischer Daten nicht

möglich.

3.1.3.2 Low Noise Block Converter (LNB)

Der LNB hat die Aufgabe, die ankommende Frequenz der Wellen in eine Zwischenfrequenz

umzuwandeln und so den Input für weitere Geräte, wie z.B. Receiver, zu liefern. Die Refe-

renz- und die MID-Variante erfüllen die gleiche Funktion nicht zuletzt deshalb, da die kom-

plexe Leiterplatte in beiden Varianten gleich ist und nicht durch eine MID-Ausführung ersetzt

wird.

Die funktionelle Einheit wurde definiert als Herstellung und Entsorgung von 1.000 Stück LNB.

Im zweiten Schritt wurden die Ergebnisse übertragen auf eine hypothetische Jahresproduk-

tion von 200.000 Stück LNB. Eine Übertragung auf die insgesamt in Deutschland herge-

stellten Stückzahlen erfolgt ebenfalls.


3.1.3.3 Bedieneinheit

Die Bedieneinheit enthält die gesamten Bedienelemente des TV-Gerätes. Dazu gehören

Programm- und Lautsprechertasten, Chinchbuchsen, Kopfhöreranschluss, der Halter für den

IR-Empfänger der Fernbedienung und der Netzschalter. Die Referenzvariante der Bedien-

einheit und die zwei untersuchten MID-Varianten der Bedieneinheit erfüllen die gleiche

Funktion. Erreicht wurde dies in der Untersuchung dadurch, dass das Bedienteil aus

Green TV, das der Referenzvariante zugrunde liegt, etwas modifiziert wurde. Dazu wurde

der ursprünglich nicht vorhandene Netzschalterknopf inklusive Lichtleiter ergänzt.

Die funktionelle Einheit wurde definiert als Herstellung und Entsorgung von 1.000 Stück Be-

dieneinheiten.

Auf dieser Basis wurden weitere Berechnungen durchgeführt, die sich auf die zu erwartende

Jahresproduktion, d.h. 100.000 Stück Bedieneinheiten, der MID-Varianten beziehen.

3.1.4 Die untersuchten Systeme, ihre Vergleichbarkeit und Grenzen

Die untersuchten Systeme wurden so gewählt, dass sie die Herstellungsschritte der Pro-

dukte und die Entsorgungs- bzw. alternativ Recyclingschritte enthalten, jeweils einschließlich

der entsprechenden Vorketten (Material- und Energiebereitstellung). Für die Nach-

gebrauchsphase wurden zwei Alternativen betrachtet: Alt I Recycling6 und Alt II Entsorgung7.

Die Gebrauchsphase wurde nicht berücksichtigt, da für keines der untersuchten Produkte

Unterschiede im Gebrauch zwischen der Referenz- und der MID-Variante bestehen bzw. zu

erwarten sind. Zudem handelt es sich bei der vorliegenden Untersuchung um einen

Technologievergleich. Transportprozesse wurden ebenfalls nicht in die Bilanz einbezogen.

Es handelt sich insgesamt also um eine Cradle-to-Gate-Untersuchung, ergänzt duch die

Phase der Nachnutzung, d.h. der Entsorgung bzw. alternativ des werkstofflichen Recyclings.

Die Systeme wurden so gestaltet, dass sie die Vergleichbarkeit von Referenz- und MID-Va-

riante eines Produktes weitestgehend gewährleisten. Auf diesbezügliche Einschränkungen

wird in den nachfolgenden Kapiteln 3.1.4.1 bis 3.1.4.3 verwiesen. Zwischen drei untersuch-

ten Produktsystemen bestehen folgende Unterschiede:

6 Dabei wird nicht weiter berücksichtigt, dass neben der Effizienzsteigerung auch die Substitution fossiler Ener-gieträger durch regenerative Energieträger natürlich zur Reduzierung der Abfälle aus der Energieerzeugung beiträgt. Die Reduzierung der Abfälle um 50 % ist somit als Mindestziel anzusehen.

7 Nachgebrauchsalternative Alt II Entsorgung bedeutet, dass die Anwendungen komplett in der Müllverbren-nungsanlage verbrannt werden.


− Montageschritte sind nur im System für die Bedieneinheit enthalten. Für den Fußschalter

und den LNB lagen dazu keine Daten vor. Der Einfluss auf die Gesamtbilanz wird aber als

eher gering eingeschätzt.

− Das System für den LNB umfasst keine elektronischen Bauteile, da Referenz- und MID-

Technologie darin keine Unterschiede aufweist.

− Prozessschritte der Formgebung (z.B. Zinkdruckguss) und der Oberflächenbehandlung

(z.B. Lackieren) wurden z.T. mangels ensprechender Daten vernachlässigt.

3.1.4.1 Fußschalter Diktiergerät

Das System für den Fußschalter (siehe Abbildung 12) umfasst die oben genannten Phasen

mit Ausnahme der Montage der Einzelteile des Gerätes. Zwischen der Referenz- und der

MID-Varinate bestehen keine Einschränkungen hinsichtlich der Vergleichbarkeit. Produk-

tionsort und damit geographischer Bezug des Systems ist Deutschland.

Produktion inkl. VorkettenMaterial- und

Energie-bereitstellung

Gebrauch

Entsorgung / Recycling inkl.

VorkettenMaterial- und


Gebrauchsphase ist in der Bilanzierung nicht berücksichtigt

Konventionelle Leiterplatte

CEM 1-LeiterplatteMetallisierung und Strukturierung

Leiterplatte (Print-and-Etch)Bestückung mit elektr. Bauteilen

Löten

MID-Leiterplatte

Heißprägefolie auf BodenplatteHeißprägen

Bestückung mit elektr. BauteilenLöten

DeckelPP, 1K-Spritzguß

MetallplatteStahl, gewalzt

BodenplatteABS, 1K-Spritzguß

Alternative I:Recycling

(manuelle Trennung der Bestandteile,werkstoffliche Verwertung)

Alternative II:Entsorgung (MVA)

(Verbrennung des kompletten Fußschalters in der MVA)

Referenzvariante Fußschalter MID-Variante Fußschalter



Gebrauch








Löten

MID-Leiterplatte










Referenzvariante Fußschalter MID-Variante Fußschalter



Gebrauch








Löten

MID-Leiterplatte










Referenzvariante FußschalterReferenzvariante Fußschalter MID-Variante FußschalterMID-Variante Fußschalter

Abbildung 12: Systemgrenzen der Referenz- und der MID-Variante des Fußschalters


3.1.4.2 Low Noise Block Converter (LNB)

Das System des LNB (siehe Abbildung 13) ist aufgrund der fehlenden ausführlichen Kon-

zeptstudien und mangelnder Daten zu den elektronischen Bauteilen im Vergleich mit den

anderen beiden Untersuchungssystemen das mit den meisten Einschränkungen.

Als Produktionsort des LNB wird Deutschland angenommen, bezugnehmend auf die bis

letztes Jahr in Deutschland erfolgte Produktion.

Konventionelle LeiterplattePolytetrafluorethylen, glasfaserverstärkt

Metallisierung und Strukturierung der Leiterplatte (Print-and-Etch)



Gebrauch





Referenzvariante LNB MID-Variante LNB




(Verbrennung des kompletten LNB in der MVA)

Gehäuse und Shielding-MatrixZink, Druckguß

HornabdeckungABS, 1K-Spritzguß

AußenmantelABS, 1K-Spritzguß

DeckelEisen, Tiefziehen Gehäuse und

Shielding-MatrixABS, 1K-Spritzguß

MetallisierungInnenseite Hornabdeckung

ABS, 1K-Spritzguß

Konventionelle LeiterplattePolytetrafluorethylen, glasfaserverstärkt

Metallisierung und Strukturierung der Leiterplatte (Print-and-Etch)



Gebrauch





Referenzvariante LNB MID-Variante LNBReferenzvariante LNB MID-Variante LNB




(Verbrennung des kompletten LNB in der MVA)

Gehäuse und Shielding-MatrixZink, Druckguß

HornabdeckungABS, 1K-Spritzguß

AußenmantelABS, 1K-Spritzguß

DeckelEisen, Tiefziehen Gehäuse und

Shielding-MatrixABS, 1K-Spritzguß

MetallisierungInnenseite Hornabdeckung

ABS, 1K-Spritzguß

Abbildung 13: Systemgrenzen der Referenz- und der MID-Variante des LNB


3.1.4.3 Bedieneinheit

Das System der Bedieneinheit ist in Abbildung dargestellt. Es ist aufgrund entsprechender

Vorarbeiten in Green TV und ausführlicher Konzepte das am besten mit spezifischen Daten

hinterlegte der drei untersuchten Produkte. Einschränkungen hinsichtlich der Vergleichbar-

keit zwischen der Referenz- und den MID-Varianten bestehen insofern, als der Montage-

schritt für den in der Referenzvarinate hypothetisch ergänzten Netzschalterknopf fehlt, wäh-

rend der entsprechende Montageschritt in den beiden MID-Varianten berücksichtigt ist. Der

Einfluss auf das Ergebnis wird allerdings als gering eingeschätzt. Produktionsort der MID-

Ausführung wäre Tschechien. Für die Referenzvariante wird eine Produktion in Deutschland

angenommen.



Gebrauch





MID-Variante 2Bedieneinheit




(Verbrennung der kompletten Bedieneinheit in der MVA)


Referenz-VarianteBedieneinheit

Bedienteil

PA, 2K-SpritzgussMetallisierung (chromsäure-

frei)(Schaltungstr.)

ABS, 1K-Spritzguss(Abdeckkappe)

Bestücken m.el. Bauteilen

LötenMonage

NetzschalterABS,

1K-Spritzguss(Gehäuse)

PC,2K-Spritzguss

(Einsatz m. LL)PA,

2K-SpritzgussMetallisierung

(Schaltungsttr.)FR2-Leiterplatte(Netzschalter)


LötenMontage

Bedienteil

PBT, 2K-SpritzgussMetallisierung

Enthone-Verfahren

(Schaltungstr.)



LötenMonage

NetzschalterABS,


PC,2K-Spritzguss

(Einsatz m. LL)PA,




LötenMontage

Bedienteil

FR2-Leiterplatte(Herstellung

Grund-materialien,

Metallisierung,Strukturierung

(Print-and-Etch))


LötenMonage

Netzschalter-Knopf

ABS, 1K-Spritzguss

(Gehäuse)

PC,2K-Spritzguss

(Einsatz m. LL)



Gebrauch









(Verbrennung der kompletten Bedieneinheit in der MVA)


Referenz-VarianteBedieneinheit

Bedienteil

PA, 2K-SpritzgussMetallisierung (chromsäure-

frei)(Schaltungstr.)



LötenMonage

NetzschalterABS,


PC,2K-Spritzguss

(Einsatz m. LL)PA,




LötenMontage

Bedienteil


Enthone-Verfahren

(Schaltungstr.)



LötenMonage

NetzschalterABS,


PC,2K-Spritzguss

(Einsatz m. LL)PA,




LötenMontage

Bedienteil


Enthone-Verfahren

(Schaltungstr.)



LötenMonage

NetzschalterABS,


PC,2K-Spritzguss

(Einsatz m. LL)PA,




LötenMontage

Bedienteil


Grund-materialien,


(Print-and-Etch))


LötenMonage

Netzschalter-Knopf

ABS, 1K-Spritzguss

(Gehäuse)

PC,2K-Spritzguss

(Einsatz m. LL)

Bedienteil


Grund-materialien,


(Print-and-Etch))


LötenMonage

Netzschalter-Knopf

ABS, 1K-Spritzguss

(Gehäuse)

PC,2K-Spritzguss

(Einsatz m. LL)

Abbildung 14: Systemgrenzen der Referenz- und der MID-Variante der Bedieneinheit


3.1.5 Einschränkungen der Belastbarkeit der Ergebnisse

Insgesamt gilt, dass die Berechnungen und Egebnisse auf der Basis aktuell vorliegender

Konzeptstudien, spezifischer Unternehmensdaten und Literaturdaten beruhen. Änderungen

der beschriebenen Bedingungen können auch zu einer Änderung des Ergebnisses führen.

Im Speziellen gilt:

Die Ergebnisse gelten nur für die beschriebenen Untersuchungsobjekte und Systeme, sowie

die beschriebenen Rahmenbedingungen.

Nicht für alle einbezogenen Prozesse konnten spezifische Datenmodule verwendet werden.

Aufgrund der daraufhin erfolgten Berücksichtigung von Referenzdaten ähnlicher Prozesse

kommt es zu einer gewissen Einschränkung der Aussagekraft der Ergebnisse. Dies wird

jeweils geprüft. In den nachfolgenden Kapiteln wird auf diesen Aspekt nochmals gesondert

eingegangen. Dort, wo nur Referenzdaten zur Verfügung stehen, wie bei Lötverfahren und

z.T. den Vorketten, bzw. nur generische Daten, ist die Aussagekraft eingeschränkt (vgl. Ka-

pitel 3.2).

Die Ergebnisse beruhen auf den aktuell zur Vefügung stehenden Konzeptstudien. Unklarheit

besteht z.T. hinsichtlich der jeweils realisierbaren Varianten (Konzeptstudien müssen vor

allem aus Kostengründen noch modifiziert werden).


3.2 Ökobilanz

Die in diesem Anschlussvorhaben durchgeführten Ökobilanzen wurden methodisch weitge-

hend analog zum Vorgehen in der Hauptphase „Grüner Fernseher“ durchgeführt. Da im Ab-

schlussbericht zu dieser Phase das Vorgehen eingehend beschrieben wurde (vgl. Ab-

schnitt 5.2, S. 83 ff.), erfolgt hier lediglich eine kurze Darstellung der wichtigsten Punkte.

Im Grundsatz wurden - wie in der Hauptphase - die methodischen und prozeduralen Anfor-

derungen der „Rahmennorm“ DIN EN ISO 14040 und der konkretisierenden Normen (bzw.

Normentwürfe) DIN EN ISO 14041 bis 14043 zugrunde gelegt. Die in DIN EN ISO 14040

gegebene Grundstruktur von Ökobilanzen mit den Bestandteilen Zielfestlegung und Unter-

suchungsrahmen, Sachbilanz, Wirkungsabschätzung und Auswertung ist in nachstehender

Tabelle zusammenfassend dargestellt.

Tabelle 6: Grundstruktur und Bestandteile von Ökobilanzen (eigene Zusammenstel-lung nach DIN EN ISO 14040)

Bestandteil Inhalt

Zielfestlegung und Untersuchungsrahmen

− Festlegung der beabsichtigten Anwendung und der Gründe für die Durchführung, Aufführung der angesprochenen Zielgruppen

− Beschreibung und Festlegung der untersuchten Produktsysteme und des Untersuchungsrahmens (Systemgrenzen, Allokationsver- fahren, Wirkungskategorien)

− Beschreibungen zu den Anforderungen an die bilanzierten Daten − Hinweise zur kritischen Prüfung

Sachbilanz − Datensammlung und Berechnungen zur Quantifizierung der stoff- lichen und energetischen Input- und Outputflüsse der untersuchten Produktsysteme

− Beschreibung der Datensammlung und der Berechnungen

Wirkungsabschätzung − Beurteilung der Bedeutung potenzieller Umweltwirkungen mit Hilfe der Ergebnisse der Sachbilanz

− Zuordnung (Klassifizierung und Charakterisierung) von Sachbi- lanzdaten zu spezifischen Umweltwirkungen

Auswertung − Zusammenfassung der Ergebnisse der Sachbilanz und der Wir- kungsabschätzung entsprechend der festgelegten Ziele und des Untersuchungsrahmens

− Durchführung von Signifikanz-, Dominanz- und Sensitivitätsana- lysen

− Ableitung von Schlussfolgerungen und Empfehlungen


3.2.1 Zielfestlegungen und Untersuchungsrahmen

3.2.1.1 Systemgrenzen

Mit der Festlegung der Systemgrenzen wird letztlich bestimmt, welche Module in der Öko-

bilanz enthalten sind. Module wiederum stellen diejenigen Teile der untersuchten Produkt-

systeme dar, für die zur Erstellung der Ökobilanz Daten gesammelt werden.

Grundsätzlich besteht bei der Durchführung von Ökobilanzen der Anspruch, dass der ge-

samte Lebensweg der untersuchten Systeme von der Rohstoffgewinnung bis zur Behand-

lung von Abfällen bilanziert wird. In der Praxis müssen jedoch zur Vereinfachung der Kom-

plexität, sowie aus Zeit- und Ressourcengründen Vereinfachungen getroffen und System-

grenzen bestimmt werden. Nachstehend werden die bei der Durchführung der Ökobilanzen

in diesem Vorhaben wichtigsten Abschneidekriterien zur Festlegung der Systemgrenzen

benannt und begründet. Spezifische Ergänzungen, die bei den einzelnen Technologien von

Bedeutung sind, finden sich in Kapitel 6 jeweils in den Unterabschnitten „Randbedingungen

der Bilanzen“:

− Die Nutzungsphase wurde grundsätzlich nicht berücksichtigt und bilanziert, da - bezogen

auf diese Phase bei den betrachteten Bilanzobjekten - keine Unterschiede bestehen.

− Transporte wurden ebenfalls nicht einbezogen, da bei den hier in Frage kommenden

technologischen Entwicklungen keine technologiespezifischen Unterschiede erwartet

werden konnten.

− Elektronische Bauelemente waren nicht eigentlicher Gegenstand der im Vorhaben ver-

folgten Entwicklungsarbeiten. In diesem Zusammenhang muss berücksichtigt werden,

dass die Entwicklungsarbeiten im Bereich der Schaltungsträger und bei der Schaltungs-

optimierung im Netzteilbereich zum Teil auch zu Änderungen in Art und Anzahl von elek-

tronischen Bauelementen geführt haben. Vor diesem Hintergrund wurden elektronische

Bauelemente generell auch in den Bilanzen für die entwickelten Schaltungsträger mit ein-

bezogen. Im Unterschied zur Hauptphase konnte durch in diesem Vorhaben die Daten-

lage in diesem Bereich wesentlich verbessert werden, so dass für die wichtigsten elektro-

nischen Bauelemente belastbare Daten vorlagen.

− Edukte, sowie Hilfs- und Betriebsstoffe entlang der betrachteten Prozessketten wurden im

Grundsatz nur dann berücksichtigt, sofern sie bezogen auf den Output des betreffenden

Bilanzmoduls einen gewichtsmäßigen Anteil von mehr als 2,5 % einnahmen. Diese (auch

bei anderen Ökobilanzen häufig vorgenommene) Regel musste insofern getroffen wer-

den, da andernfalls die ohnehin schon recht komplexen Sachbilanzen praktisch nicht

mehr berechenbar gewesen wären. Bei manchen Prozessen mit einem mengenmäßig

sehr verteilten Inputspektrum trat dabei allerdings das Problem auf, dass die Summe der


bei Anwendung der o.a. Regel nicht berücksichtigten Edukte unverhältnismäßig groß war

(zum Beispiel bei Prozessen der Halbleiterfertigung über 25 % bezogen auf das Gewicht

des erwünschten Produktes im Output). Um hier mögliche Asymmetrien der erstellten

Sachbilanzen zu vermeiden, wurde als zweite Abschneideregel festgelegt, dass die

Summe der nicht berücksichtigten Edukte - bezogen auf den jeweiligen erwünschten

Output des betreffenden Prozesses - nicht größer als 5 % sein darf. Damit wurden auch

Edukte mit einem jeweiligen Anteil von weniger als 2,5 % einbezogen, bis die Summen-

grenze von 5 % unterschritten war.

− Grundsätzlich wurden die Systemgrenzen bei den einzelnen Teilentwicklungen jeweils so

gelegt, dass zwischen Neuentwicklung und Referenztechnologie in Abhängigkeit der Da-

tenlage eine Vergleichbarkeit gegeben war.

− Die Endmontage der Bilanzobjekte wurde nicht berücksichtigt, da hierzu keine belastba-

ren Daten vorliegen und die erwarteten Unterschied im Vergleich zu anderen Aspekten

als vernachlässigbar angesehen werden.

− Schließlich wurde das sogenannte „Capital Equipment“ (z.B. die Anlagen zur Herstellung

der Fernsehgeräte, Sortieranlagen u.v.a.m.) nicht erfasst; dies entspricht der gängigen

Praxis bei vielen durchgeführten Ökobilanzen.

3.2.1.2 Anforderungen an Daten und Datenqualität

Mit den Anforderungen an Daten und Datenqualität werden in allgemeiner Form die

Merkmale der Daten festgelegt, die für die Durchführung der Ökobilanz benötigt werden.

Nachstehend werden die den durchgeführten Ökobilanzen zugrunde gelegten Anforderun-

gen zusammenfassend dargestellt:

Zeitbezogener Erfassungsbereich

In dieser Studie sollten die einbezogenen Daten weitestgehend den aktuellen Stand zum

Beispiel in Bezug die Effizienz von Herstellprozessen, energiewirtschaftliche Rahmenbedin-

gungen, Nutzungsmuster etc. abbilden. Da die im Projekt entwickelten neuen Technologien

nach Umsetzung in TV-Geräte nicht vor rund zehn Jahren als Altgeräte anfallen werden,

wurde in Bezug auf die abfallwirtschaftlichen Rahmenbedingungen versucht, hier auch zu-

künftige Entwicklungen abzuschätzen (vgl. Kaptel 4.3).

Geographischer Erfassungsbereich

Beim geographischen Erfassungsbereich muss zwischen den Phasen im Lebensweg der

einbezogenen Bilanzobjekte unterschieden werden: für die Endfertigung der Bilanzobjekte,

für die Herstellung und Metallisierung der Schaltungsträger, für Bestückungs- und Lötpro-


zesse, sowie für die Nutzungs- und Nachgebrauchsphase wurden deutsche bis mitteleuro-

päische Daten zugrunde gelegt. Bei allen weiteren Rohstoffen, Produktionsprozessen und

Vorprodukten (hier insbesondere elektronische Bauelemente) wurden aufgrund der interna-

tionalen Zuliefererstruktur im Elektronikbereich hingegen überwiegend Daten aus dem Aus-

land und dort vor allem aus dem ostasiatischen Raum einbezogen.

Technologischer Erfassungsbereich

Sowohl die im Projekt verfolgten Neuentwicklungen als auch das Referenzgerät basieren in

ihrer Herstellung auf (zum Teil identischen) Prozessen, die ihrerseits einen unterschiedlichen

technologischen Standard aufweisen. Beispiele hierfür sind Metallisierungs- und Strukturie-

rungsverfahren. Im Rahmen der Erhebung der Sachbilanzdaten konnte festgestellt werden,

dass bei einigen Standardprozessen, wie der gängige Print&Etch-Prozess, auch in den um-

weltrelevanten Eigenschaften - etwa Prozessenergiebedarf pro Leiterplattenfläche - große

Datenabweichungen bestehen. Grundsätzlich wurde hier so vorgegangen, dass bei Prozes-

sen, die gleichermaßen für die Herstellung des Referenzgerätes als auch für die Neuent-

wicklungen angewandt werden, jeweils der gleiche technologische Stand zugrunde gelegt

wurde. Damit sollte vermieden werden, dass aus Asymmetrien in der Datenbasis Ergebnisse

resultieren, die weniger die Unterschiede zwischen den hier interessierenden Neuentwick-

lungen gegenüber den Referenztechnologien abbilden, als Unterschiede zwischen einzelnen

Fertigungsprozessen darstellen.

Datenkategorien

Grundsätzlich wurden in dieser Studie ausschließlich stoffliche Flussgrößen, sowie energeti-

sche Inputgrößen quantitativ erfasst bilanziert, d.h. berücksichtigt wurden

− der Verbrauch an energetischen Ressourcen,

− der Verbrauch an nicht-energetischen Ressourcen,

− atmosphärische Emissionen,

− Abwasseremissionen und

− Abfälle und Reststoffe.

Diese Vorgehensweise entspricht dem derzeitigen Praxisstand bei der Durchführung von

Ökobilanzen.

3.2.1.3 Allokationsverfahren

Allgemein sind Allokationsverfahren bei der Durchführung von Ökobilanzen dann erforder-

lich, wenn bei einzelnen Prozessen im Lebensweg mehr als ein Zielprodukt entsteht (Bei-


spiel: Chlor-Alkali-Elektrolyse mit den Produkten Chlor, Natriumhydroxid und Wasserstoff)

oder wenn bei sogenannten Multi-Input-Prozessen (Beispiel: Abfallverbrennung) die entste-

henden Emissionen oder Aufwendungen den jeweiligen Inputströmen zuzuordnen sind.

Nach DIN EN ISO 14040 und 14041 ist in diesen Fällen ein schrittweises Vorgehen vorge-

sehen, wobei zunächst versucht werden soll, die Anwendung von Allokationsverfahren durch

Systemerweiterungen oder durch eine differenziertere Modellierung des betreffenden Bi-

lanzmoduls zu umgehen. Des Weiteren müssen nach den Anforderungen der Norm die

Auswirkungen der Allokationsverfahren auf die Ergebnisse explizit dargestellt und analysiert

werden.

Bei den hier durchgeführten Ökobilanzen wurden einige Bilanzmodule verwendet, bei deren

Erstellung bereits implizit Allokationsverfahren angewandt wurden. In der Regel wird bei

Datensätzen zu petrochemischen Grundstoffen, Monomeren und Polymeren eine Allokation

nach der „Heizwertmethode“ vorgenommen. Bei anorganischen Grundstoffen hingegen er-

folgt die Allokation in der Regel nach dem molaren Verhältnis oder dem Massenverhältnis

der Kuppelprodukte. Problematisch ist dabei, dass in den meisten Fällen die in Literaturver-

öffentlichungen oder Datenbanken verfügbaren Datensätze vorgenommenen Allokationen

nachträglich nicht mehr „zurückrechenbar“ sind. Die in den Normen geforderte Darstellung

der Ergebnissensitivität durch Allokationsverfahren ist dadurch praktisch nicht durchführbar.

Anzumerken ist, dass dieser Punkt nicht nur die durchgeführten Ökobilanzen in diesem For-

schungsvorhaben, sondern praktisch für alle derzeit durchgeführten Ökobilanzen zutrifft.

Neben den beschriebenen Allokationen auf der Ebene von einzelnen Prozessen wurde im

Vorhaben auch eine Allokation im Hinblick auf systemgrenzenüberschreitende Sekundärroh-

stoffe vorgenommen. Durch diese Allokation sollten folgende Zusammenhänge berücksich-

tigt werden:

− Insbesondere bei den im Projekt erarbeiteten Neuentwicklungen können Bestandteile aus

Altgeräten einer hochwertigen werkstofflichen Verwertung zugeführt werden. Die dabei

gewonnenen Sekundärrohstoffe können potenziell den Verbrauch an Primärrohstoffen

und damit zusammenhängende Umweltentlastungen verringern. Dabei ist es naheliegend,

den durch die Nutzung von Sekundärrohstoffen substituierten Anteil an primären

Rohstoffen auf der Grundlage der durch die Substitution vermiedenen Umweltbelastungen

„gutzuschreiben“.

− Umgekehrt ist zu berücksichtigen, dass durch die abfallwirtschaftlichen Anstrengungen

bei vielen industriellen Produkten bereits heute in erheblichem Umfang in der Produktion

Sekundärrohstoffe genutzt werden. Traditionelle Beispiele hierfür sind Metalle, ein neue-

res Beispiel ist Zeitungsdruckpapier, das heute praktisch vollständig aus Altpapier erzeugt

wird. In der neueren Fachdiskussion wird dabei zu Recht angeführt, dass Sekundärroh-

stoffe nicht unbegrenzt und „gratis“ zur Verfügung stehen und verbrauchte Sekundärroh-


stoffe letztlich durch Primärrohstoffe ersetzt werden müssen. Hinzu kommt, dass Gut-

schriften für Sekundärrohstoffe, die ein betrachtetes System verlassen und in anderen

Produktbereichen eingesetzt werden, letztlich nur dann erteilt werden können, wenn um-

gekehrt im System genutzte Sekundärrohstoffe, die aus dem Lebensweg anderer Syste-

eme stammen, mit einer entsprechenden Lastschrift belegt werden.

In Anlehnung an die methodische Vorgehensweise einer vom Umweltbundesamt in Auftrag

gegebenen Ökobilanz zu Getränkeverpackungen erfolgte auch in diesem Vorhaben in Bezug

auf Sekundärrohstoffe ein Gut-/Lastschriftverfahren. Konkret wurde wie folgt vorgegangen:

− Für nutzbare Sekundärrohstoffe, die den betrachteten Lebensweg der jeweiligen Bilanz-

objekte verlassen und in anderen Produktbereichen genutzt werden können, wird eine

Gutschrift erteilt. Die Höhe der Gutschrift richtet sich danach, zu welchem Anteil der

betreffende Sekundärrohstoff unter derzeitigen Marktbedingungen Primärrohstoffe sub-

stituieren kann. Zahlenmäßig werden dann die durch diesen Anteil ersetzten Umweltbe-

lastungen aus der vermiedenen Nutzung von Primärrohstoffen gutgeschrieben.

− Andererseits werden für Sekundärrohstoffe, die im betrachteten Lebensweg der jeweiligen

Bilanzobjekte aus anderen, außerhalb der Systemgrenzen liegenden Bereichen stammen,

mit einer Lastschrift belegt. Analog zur Vorgehensweise zur Erteilung der Gutschriften

richtet sich die Höhe der Lastschrift danach, aus welchen Märkten der Sekundärrohstoff

stammt und wie dort unter derzeitigen Marktbedingungen die Verteilung von Primär- und

Sekundärrohstoffen ist. Zahlenmäßig werden dann die Umweltbelastungen als Lastschrift

angerechnet, die anteilmäßig durch die genutzten Sekundärrohstoffe durch

Primärrohstoffe ersetzt werden müssen.

Der wesentliche Vorteil dieses Verfahren ist darin zu sehen, dass die Systemsymmetrie

durch die inputseitige Vergabe von Lastschriften und outputseitige Vergabe von Gutschriften

erhalten bleibt, da in beiden Fällen das gleiche Verrechnungsprinzip angewandt wird. In den

Fällen, wo inputseitig nach Art, Qualität und Menge in gleicher Höhe Sekundärrohstoffe ver-

braucht werden wie outputseitig aus der Abfallbehandlung erzielt werden können, sind die

erteilten Lastschriften und vergebenen Gutschriften zahlenmäßig identisch - damit wird letzt-

lich das sogenannte Closed-Loop-Verfahren beschrieben, bei dem ohnehin das Allokations-

problem mit Sekundärrohstoffen, die über die Grenzen des betrachteten Systems laufen,

nicht auftritt.

Trotz der grundsätzlichen methodischen Geeignetheit dieses Verfahrens müssen in der

praktischen Anwendung folgende Punkte berücksichtigt werden:

− Die für die Anwendung der Methode notwendige Kenntnis über die Verteilung von Primär-

zu Sekundärrohstoffen ist datenmäßig schwierig zu erfassen, da zum Beispiel bei Metal-

len die Einsatzquote an Sekundärrohstoffen stark von der Betrachtungsebene (Rohme-


talle, Halbzeuge, Enderzeugnisse), sowie geographischen und zum Teil saisonalen Ge-

gebenheiten abhängt. Vor diesem Hintergrund stellen die in Tabelle 31 zugrunde gelegten

Verteilungskoeffizienten orientierende Abschätzungen dar.

− Heute hergestellte konventionelle bzw. neuentwickelte TV-Geräte gelangen erst in rund

zehn Jahren in die Abfallbehandlung. Zu welchen Anteilen welche Bestandteile dieser Ge-

räte verwertet werden und als Sekundärrohstoffe genutzt werden können, hängt nicht al-

lein von den im Rahmen des Projektes fokussierten und erfassten technologischen Ei-

genschaften ab. Maßgebend hierfür sind - neben möglichen Verknappungen bei be-

stimmten Rohstoffen - auch komplexe wirtschaftliche und logistische Zusammenhänge,

die erfahrungsgemäß (Beispiel: Entwicklung der Altpapiermärkte) kaum vorhersehbar

sind.

Tabelle 7: Zugrunde gelegte Verteilungskoeffizienten im Rahmen des Gut-/Lastschriftverfahrens für systemüberschreitende Sekundärrohstoffe

Sekundärrohstoff Anteil Sekundär-/Primärrohstoff Quelle, Bemerkungen

Kupfer 50 % Krüger und Rombach 1998

Aluminium 50 % Weber et al. 1999

Stahl 45 % International Zinc Association (www.iza.com)

Zink 30 % International Zinc Association (www.iza.com)

Thermoplastische Kunststoffe 10 % Annahme

Zusammenfassend führt das (zur angemessenen Erfassung der technologischen Entwick-

lungen notwendige) Allokationsverfahren für Sekundärrohstoffe methoden- und datenbedingt

zu gewissen Unsicherheiten. Bei der Auswertung konnte festgestellt werden, dass sich diese

Unsicherheiten bei manchen Teilentwicklungen ergebnissensitiv auswirken. Um hier eine

Transparenz zu erhalten und die Belastbarkeit der Ergebnisse im Hinblick auf die Schluss-

folgerungen und Empfehlungen zu den einzelnen Technologien zu gewährleisten, wurden in

Kapitel 6 die Ergebnisse in den betreffenden Fällen jeweils ohne und mit Anwendung des

beschriebenen Allokationsverfahrens dargestellt.

3.2.1.4 Kritische Prüfung

DIN EN ISO 14040 sieht für Ökobilanzen, bei denen Vergleiche von Systemen vorgenom-

men werden und Aussagen hieraus zur Veröffentlichung vorgesehen sind, verbindlich eine

sogenannte „Kritische Prüfung“ (in Fachkreisen wird hierfür überwiegend der englischspra-

chige Ausdruck „Critical Review“ verwandt) vor. Damit sollten insbesondere die vor einigen

Jahren zu verzeichnenden Trends unterbunden werden, auf der Grundlage von nicht abge-


sicherten Ökobilanzen werbewirksame Aussagen über Umweltvorteile von Produkten zu

veröffentlichen. Nach den Anforderungen der Norm müssen Ökobilanzen mit zu veröffentli-

chenden vergleichenden Aussagen verbindlich geprüft werden; dabei ist (von drei mögli-

chen) das weitestgehende und aufwendigste Prüfverfahren anzuwenden. Dieses ist dadurch

charakterisiert, dass vom Auftraggeber der Ökobilanz ein externer, unabhängiger Sachver-

ständiger ausgewählt wird, der als Vorsitzender eines Prüfungsausschusses wirkt. Der Vor-

sitzende wählt auf der Grundlage des Ziels, des Untersuchungsrahmens und des für die

kritische Begleitung zur Verfügung stehenden finanziellen Rahmens weitere, unabhängige

Sachverständige aus.

Grundsätzlich wurde bei den hier durchgeführten Ökobilanzen kein formales, externes kriti-

sches Prüfverfahren durchgeführt. In diesem Zusammenhang müssen folgende Punkte be-

rücksichtigt werden:

− Bei den im Vorhaben durchgeführten Ökobilanzen werden zwar Systeme verglichen (hier:

neu entwickelte Technologien gegenüber Referenztechnologie) und die Ergebnisse sind

explizit zur Veröffentlichung vorgesehen. Im Gegensatz zu Ökobilanzen von real existen-

ten Produkten besteht bei der grundsätzlichen Ausrichtung des durchgeführten For-

schungsvorhabens jedoch nicht die Gefahr, dass die Ergebnisse dazu verwendet werden,

umweltbezogene Vor- und Nachteile für Werbung und Marketing einzusetzen.

− Bei den erstellten Sachbilanzen wurden u.a. Daten einbezogen, die von den betreffenden

Firmen aus Wettbewerbsgründen nur unter der vertraglich zugesicherten Vertraulichkeit

bereitgestellt wurden. Der Einbezug von externen kritischen Prüfern, die für eine einge-

hende Prüfung auch Einsicht in zugrunde gelegte Daten erhalten müssen, hätte bei den

Vertragsverhandlungen mit den Datengebern zu nicht handhabbaren Schwierigkeiten

geführt.

− Schließlich ist die Durchführung eines externen kritischen Prüfverfahrens nach bisherigen

Erfahrungen eine zeit- und kostenmäßig relevante Aufgabe. Da die Anforderungen der

Norm in der jetzt vorliegenden verbindlichen Form erst nach Bewilligung und Beginn des

Vorhabens vorlagen, war eine externe kritische Prüfung letztlich nicht vertretbar.

Um sicherzustellen, dass insbesondere die verwendeten Daten in Bezug auf das Ziel der

durchgeführten Ökobilanzen hinreichend und zweckmäßig sind und bei vorgenommenen

Auswertungen die Zielsetzung und erkannten Einschränkungen angemessen berücksichtigt

werden, wurde eine eingehende interne kritische Prüfung vorgenommen. Zusätzlich wurden

in kritischen Teilbereichen, wie zum Beispiel bei Daten zu Metallisierungsverfahren, ausge-

wiesene Sachverständige mit Branchenkenntnis hinzugezogen, um eine Absicherung der

zugrunde gelegten Daten zu erreichen. Daneben wurden die Datengrundlagen, das metho-

dische Vorgehen, sowie die Ergebnisdarstellung mit den Verbundpartnern, sowie dem Pro-

jektträger eingehend diskutiert.


3.2.2 Sachbilanzen

3.2.2.1 Allgemeines Vorgehen bei der Auswahl von Datengrundlagen

Grundsätzlich kann bei Datengrundlagen einer Ökobilanz zwischen allgemeinen und spezi-

fisch ermittelten Daten unterschieden werden: Unter allgemeinen Daten werden Mittelwerte

zum Energie- und Rohstoffverbrauch und zu Emissionen verstanden, das heißt Zahlenwerte,

die den mittleren Stand der Technik eines bestimmten Produktionsprozesses repräsentieren.

Spezifisch ermittelte Daten beschreiben hingegen die Verhältnisse an einem bestimmten

Produktionsstandort. Je nach dem realisierten Stand der Technik (Effizienz von Schadstoff-

abscheidung oder ähnliches) können spezifisch ermittelte Daten erheblich (nach oben und

unten) von allgemeinen Daten abweichen. Bei den hier erstellten Sachbilanzen wurden so-

wohl allgemeine als auch spezifisch ermittelte Daten zugrunde gelegt. Konkret wurde wie

folgt vorgegangen:

− Für die Bereitstellung von Rohstoffen und die Herstellung von Grundstoffen, für die Bilan-

zierung der Energiebereitstellung und Transportleistungen, sowie für abfallwirtschaftliche

Grundoperationen werden allgemeine Daten aus Verbandsveröffentlichungen, Literatur-

angaben oder Datenbanken (GEMIS 4.0 und umberto 4.0) herangezogen. Hier wäre eine

Erhebung spezifischer Daten, abgesehen vom damit verbundenen Aufwand, kaum sinn-

voll, da diese Prozesse aufgrund der komplexen und verzweigten Produktionsstruktur

nicht einzelnen Unternehmen bzw. Technologien zugeordnet werden können und die Ab-

nehmer-/Lieferantenbeziehungen auf diesen Stufen je nach Marktlage häufig wechseln.

− Spezifisch ermittelte Daten wurden hingegen grundsätzlich bei denjenigen Teilbilanzen

einbezogen, die gerade für die Unterschiede zwischen den herkömmlichen Technologien

und den im Vorhaben entwickelten neuen Technologien typisch und charakteristisch sind.

Konkret waren dies zum Beispiel Prozessdaten zur Metallisierung von Schaltungsträgern

oder die Aufbereitungsverfahren für elektronische Baugruppen und Schaltungsträger.

3.2.2.2 Datengrundlagen zur Energiebereitstellung

Die Prozesse zur Energiebereitstellung wurden auf der Basis von verfügbaren Bilanzmodu-

len aus der Ökobilanzsoftware umberto 4.0 2001 berechnet, vgl. nachstehende Tabelle. Bei

der Erstellung dieser Bilanzmodule wurden Daten aus GEMIS (Fritsche et al.1997), sowie

den Ökoinventaren für Energiesysteme (Frischknecht et al. 1996) herangezogen.


Tabelle 8: Datengrundlagen der Sachbilanzen: Energiebereitstellung und Transport-prozesse

Bereich Modul/Teilbilanz Quellen Bemerkungen

Energiebereitstellung Vorkette Erdgas umberto 4.0 2001 Bereitstellung von Erdgas für industrielle Verbraucher

Industrielle Erdgasfeuerung

umberto 4.0 2001, Fritsche et al. 1997

Daten für durchschnittliche industrielle Erdgasfeuerung in Deutschland

Stromnetz BRD umberto 4.0 2001 Durchschnittsdaten zur Strombereitstellung in Deutschland

3.2.2.3 Datengrundlagen zur Herstellung von Metallen, anorganischen und organi-

schen Grundstoffen und Kunststoffen mit Verarbeitungsverfahren

Für diese Teilbereiche wurden analog zur Energiebereitstellung größtenteils allgemeine Da-

ten zugrunde gelegt, die aus Grundlagenstudien, Verbandsveröffentlichungen oder Daten-

banken entnommen werden konnten. In den meisten Fällen waren diese Daten bereits als

Bilanzmodule in der verwendeten Software umberto 4.0 vorhanden. In wenigen Fällen stan-

den keine Daten zur Verfügung; hier mussten unter Heranziehung von Grundlagenstudien

sogenannte generische Datensätze erstellt werden. Da diese grundsätzlich Abschätzungen

darstellen, wurde im Rahmen der Auswertung die Ergebnissensitivität von generischen Da-

tensätzen eingehend geprüft (vgl. Kapitel 5.2.3). Bei der Übernahme von Daten aus Grund-

lagenstudien war es aus Gründen der Datensymmetrie zum Teil erforderlich, die enthaltenen

Daten zur Energiebereitstellung auf die in diesem Vorhaben zugrunde gelegten Energiemo-

delle umzurechnen. In der nachstehenden Tabelle wird eine zusammenfassende Übersicht

zu den herangezogenen Datenquellen gegeben.


Tabelle 9: Datengrundlagen der Sachbilanzen: Herstellung von Metallen, anorgani-schen und organischen Grundstoffen, Kunststoffen und allgemeinen Ver-arbeitungsverfahren


Metalle Stahlblech, Weißblech, sowie elektrolytisch und feuerverzinktes Feinblech

umberto 4.0 2001, Habersatter und Fecker 1998

Durchschnittliche Produktions- verhältnisse in Mitteleuropa

Kupfer (Primär- und Sekundärkupfer, diverse Halbzeuge)

umberto 4.0 2001 Durchschnittliche Produktions- verhältnisse in Deutschland

Zink umberto 4.0 2001 Durchschnittliche Produktions- verhältnisse in Mitteleuropa

Chrom umberto 4.0 2001 Durchschnittliche Produktions- verhältnisse in Mitteleuropa

Palladium umberto 4.0 2001 Durchschnittliche Produktions- verhältnisse in Mitteleuropa

Anorganische Grundstoffe Natriumhydroxid umberto 4.0 2001, APME 1994

Europäische Produktions- verhältnisse

Natriumcarbonat GaBi 3 v2 Zugrunde gelegtes Ammoniaksoda-Verfahren repräsentativ für europäische Produktionsverhältnisse

Glasfaser GaBi 3 v2

Schwefelsäure umberto 4.0 2001

Salzsäure GaBi 3 v2 generischer Datensatz zur HCl-Gewinnung aus CKW- Rückstandsverbrennung

Wasserstoffperoxid umberto 4.0 2001 Anthrachinonverfahren

Organische Grundstoffe und Zwischenprodukte

Aceton umberto 4.0 2001, APME 1997a

Co-Produkt aus Phenolsynthese

Ethylenglykol GaBi 3 v2

Fettalkoholethoxysul- fate, petrochemisch

umberto 4.0 2001

Toluol umberto 4.0 2001

Methanol GEMIS 4.0 2001 Synthese über Erdgasspaltprodukte


Tabelle 9: Datengrundlagen der Sachbilanzen: Herstellung von Metallen, anorgani-schen und organischen Grundstoffen, Kunststoffen und allgemeinen Ver-arbeitungsverfahren (Fortsetzung)


Kunststoffe Polypropylen umberto 4.0 2001, APME 1993

ABS-Copolymere umberto 4.0 2001, APME 1997a

Polyamid 6 GaBi 3 v2

Polyamid 6.6 umberto 4.0 2001, APME 1997b

Polyamid 6.12 GaBi 3 v2

Polybutylentere- phthalat (PBT)

umberto 4.0 2001

Polystyrol (HIPS, GPPS)

umberto 4.0 2001, APME 1997c

Epoxidharze umberto 3.2 1999, APME 1997f

Polytetrafluorethen (PTFE)

GaBi 3 v2

Polyvinylchlorid umberto 4.0 2001

Polycarbonat umberto 4.0 2001, APME 1997g

Elektronische Bauteile IC (DIP/DIL) GaBi 3 v2

Keramikkondensator (SMD)

GaBi 3 v2

LED (SMD) GaBi 3 v2

Lotdraht GaBi 3 v2 Sn60,5Pb39,5

Widerstand (SMD) GaBi 3 v2

Diode Strubel et al. 1999 Typ SOD 27

Verarbeitungsverfahren für Elektronikprodukte

Montagelinie GaBi 3 v2

Verarbeitungsverfahren für Kunststoffe

Spritzguss, Folien- extrusion etc.

umberto 3.2 1999, APME 1997h, Habersatter und Fecker 1998

3.2.2.4 Datengrundlagen zur Abfallbehandlung und Abfallverbrennung

Für die Zerlegung und Aufbereitung von Elektronikgeräten wurden grundsätzlich die im

Hauptbericht (Strubel et al. 1999) beschriebenen Technologien (Shredder, Prallmühle) und in

diesem Rahmen erhobene spezifische Daten einbezogen.


Zur Bilanzierung der Abfallbehandlung in Müllverbrennungsanlagen wurde wiederum auf ein

funktionsdefiniertes Datenmodul der Ökobilanz-Software umberto 4.0 zurückgegriffen, dieses

wurde aber im Hinblick auf zwei Anlagentypen wesentlich erweitert und den Anforderungen

dieses Vorhabens angepasst. Aufgrund der Vielfalt der Stoffe, die in einer Müllverbren-

nungsanlage behandelt werden, ist es überaus schwierig, einzelnen Stoffen entsprechende

Schadstoffemissionen zuzuordnen.

Grundsätzlich wurde von einer Anlage mit einer Rostfeuerung als Feuerungskessel ausge-

gangen. Die Nachbehandlung des Rauchgases ist auf mehrere Komponenten verteilt. Über

einen Elektrofilter werden Staub und Asche abgeschieden. In der Rauchgaswäsche werden

unter Waschen mit Calciumhydroxid die sauren Gase wie Schwefeldioxid und Chlorwasser-

stoff abgeschieden. Die erlaubten Emissionen der einzelnen Schadstoffe sind in der

17. BImSchV festgelegt, die ab 1996 endgültig für alle Neuanlagen gilt.

Um den Inputmaterialien gewisse Schadstoffe zuweisen zu können, wurde ein komplexes

Funktionsmodell mit folgenden Grundannahmen zugrunde gelegt:

− Aus der Elementarzusammensetzung wird das Abgasvolumen berechnet, das durch die

Verbrennung entsteht. Anschließend wird unterschieden zwischen abgasabhängigen und

abfallabhängigen Parametern.

− Organische Schadstoffe wie Dioxine, Chlorphenole oder sonstige Aromaten, aber auch

Stickoxide, Kohlenmonoxid und Staub werden als (nahezu) unabhängig vom Materialin-

put, dafür abhängig vom Abgasvolumen und den Reaktionsbedingungen in der Anlage,

betrachtet.

− Demgegenüber werden die Emissionen an Schwefeldioxid, Chlorwasserstoff, Fluorwas-

serstoff und Metallen abhängig von der Menge der jeweiligen Elemente, die über das

Material eingetragen werden, berechnet. Über stöchiometrische Berechnung kann damit

aus der Stoffzusammensetzung auf die Emissionen geschlossen werden.

− Die aus der Müllverbrennung erzeugte thermische und elektrische Energie wird - unter

Berücksichtigung der Wirkungsgrade - in Abhängigkeit des Heizwertes der Inputmateria-

lien berechnet.

− Da die erzielbare thermische Energie in der Regel allenfalls während der Heizperiode

genutzt wird, erfolgte in dieser Studie lediglich eine Gutschrift der über Kraft-Wärme-

Kopplung erzeugten elektrischen Energie. Es wird angenommen, dass diese in das öf-

fentliche Stromnetz eingespeist wird; hierfür erfolgte eine Gutschrift auf der Grundlage der

substituierten Stromenergie.


3.2.2.5 Technologiespezifische Datengrundlagen

Neben den bislang beschriebenen, technologieübergreifenden Datengrundlagen erfolgten im

Projekt überaus umfangreiche Erhebungen zu Prozessen, die spezifisch im Hinblick auf den

Vergleich von Neuentwicklungen versus Referenztechnologie von Bedeutung waren. In den

nachfolgenden Abschnitten werden diese Grundlagen erläutert und die Belastbarkeit der

Daten näher diskutiert.

Schaltungsträger

Maßgebend für die Ökobilanzierung der konventionellen und der neu entwickelten Schal-

tungsträger waren Datengrundlagen aus folgenden Bereichen:

− Herstellung der Ausgangskomponenten für die Basismaterialien (Phenol- und Melamin-

harz, Trägerpapier, Tonerde, Silikonkomponenten, ABS, PA 6, PA 6.12, PBT, PTFE).

− Metallisierungsverfahren (z.B. galvanische Herstellung von Kupferfolien).

− Fertigungsverfahren (z.B. Spritzguss oder Kaschieren der Schaltungsträger).

Im Hinblick auf die Ausgangskomponenten der Basismaterialien kann die erreichte Daten-

qualität insgesamt als ausreichend für die getroffenen Schlussfolgerungen und Empfehlun-

gen angesehen werden. Es bestanden zwar an einigen Stellen punktuelle Datenlücken, die

durch Annahmen und Abschätzungen geschlossen werden mussten, Sensitivitätsbetrach-

tungen haben jedoch gezeigt, dass diese für den Vergleich der Technologien nicht ergebnis-

relevant sind. Sobald die von Herstellern bzw. von Verbänden angekündigten Inventardaten

zu Phenolharz, sowie zu Silikonkomponenten vorliegen, sollten die im Vorhaben durchge-

führten Bilanzen aktualisiert werden.

Für die bei der Referenztechnologie und zum Teil bei den Neuentwicklungen (Silikonfolien-

leiterplatte, Schaltnetztrafo in Planartechnik) angewandten Verfahren (galvanische Kupfer-

herstellung, sowie Print&Etch) konnte – unterstützt durch Primärdaten von Seiten europäi-

scher Produzenten und durch extern eingeholten Branchensachverstand - eine durchweg

belastbare Datenbasis erarbeitet werden.

Bei den neu entwickelten spritzgegossenen Schaltungsträgern (Bedien-, Signal- und Lei-

stungsteil) standen erwartungsgemäß keine abgesicherten Daten für Fertigungsprozesse im

großtechnischen Maßstab zur Verfügung. Es wurde deshalb versucht, aus vergleichbaren,

bereits heute etablierten industriellen Herstellungsprozessen eine mögliche Fertigungskette

für die neuen Technologien ersatzweise zu generieren. So wurden beispielsweise die Daten

für das Ätzen mit Chrom-Schwefel-Säure aus der Herstellung zweiseitig-durchkontaktierter

Leiterplatten übernommen. Diese Datenlage ist für die im Vorhaben geforderte grundsätzli-

che ökologische Positionierung der Neuentwicklungen ausreichend.


Elektromechanische und mechanische Bauteile

Aufgrund der Vielzahl der in diesem Bereich eingesetzten Bauelemente (Stecker, Buchsen,

Kabelverbindungen, Kabel, Kühl- und Trägerbleche, Litzen u.v.a.m.) mussten allein aus

Gründen der Komplexitätsreduzierung Vereinfachungen und Annahmen getroffen werden.

Im Wesentlichen wurden

− die Herstellung der Kunststoffanteile wie spritzgegossenes ABS, PS bzw. PA bilanziert

und

− Kontakte wie (verzinntes) Weißblech behandelt.

Die eigentliche Endfertigung der elektromechanischen und mechanischen Bauteile konnte

hingegen nicht bilanziell abgebildet werden. Beim Vergleich der Neuentwicklungen mit der

Referenztechnologie führt dieses Vorgehen dazu, dass die herkömmliche Technologie ten-

denziell besser gestellt wird. Im Sinne einer konservativen Bewertung wird damit das ökolo-

gische Entlastungspotenzial durch die Neuentwicklungen eher unterschätzt.

Elektronische Bauelemente, Bestücken, Löten und Leitkleben

Bei dieser Gruppe konnte auf Datenbankmodule der Ökobilanzsoftware GaBi zurückgegrif-

fen werden (siehe Tabelle 9).

3.2.2.6 Berechnungsverfahren und Datenmanagement

Zur Berechnung der Sachbilanzen wurden die Module entsprechend den jeweiligen Produkt-

linien zu Bilanznetzen verknüpft und anschließend unter Berücksichtigung der festgelegten

funktionellen Einheit berechnet. In diesen Bilanznetzen sind die Module bzw. Teilbilanzen als

quadratische Zeichenelemente und die Verknüpfungen zwischen diesen Modulen als gelb

umrandete Kreise dargestellt. Entnahmen (etwa von Rohstoffen) aus der Umwelt werden in

den Netzen als grün gekennzeichnete Kreise, Abgaben an die Umwelt (in der Regel Emis-

sionen) als rot gekennzeichnete Kreise abgebildet. Aufgrund der hohen Komplexität wurde

auch intensiv die Möglichkeit der Bildung von hierarchischen Netzen genutzt; dabei sind die

wesentlichen Lebenswegabschnitte auf der obersten Netzebene enthalten, während weiter-

gehende Teilbilanzen und einzelne Bilanzmodule in sogenannten Subnetzen geführt werden.

Am Beispiel des neu entwickelten Bedienteils ist dieses Vorgehen in den Abbildungen 15

bis 17 dargestellt.

Dieses Bilanzierungsmodell ermöglicht Ergebnisdarstellungen der Sachbilanzen, die über

globale Input-/Output-Tabellen hinausgehen: so können die Ergebnisse auch nach Modulen

bzw. Teilbilanzen, aber auch nach „Sammelstellen“ (etwa alle energetischen Ressourcen für

Transportprozesse) aufgesplittet werden. Im Rahmen des Vorhabens wurden diese Aus-


wertungsmöglichkeiten intensiv genutzt: durch Beitrags- und Dominanzanalysen konnte je-

weils geklärt werden, ob bzw. in welchem Umfang unsichere Daten ergebnisrelevant sind.

Abbildung 15: Bilanznetz Bedienteil-Prototyp 1 - oberste Netzebene

T1:Gehäuse-Herstellung

T3:Metall is ierung

T4:Bauteil-Herstellung

T5:Bestückung und Montage

P1:Rohstoffe

P2:Emissionen

P1:Rohstoffe

P1:Rohstoffe

P1:Rohstoffe

P2:Emissionen

P2:Emissionen

P2:Emissionen

P3:Fertigspritzling BP

P5:Ci nch-Buc hse

P6:MID, metalli sier t

P7:Vorspritzling BP

P8:Abdeckkappe BP

P9:Bedientei l

P10:Kopfhörer-Buchse

P11:Tasten-Satz

P12:Knickschutz 3-pol



P15:Kondensatoren

P16:WiderständeMID

Leiterplatte

Metallisierung

Montage

BauteileBedienteil: Prototyp 1 (PA6 / PA12)

P17:Federleiste 3-pol



P20:FBL 3- adri g

P21:FBL 6- adri g

P22:FBL 7- adri g

T6:Abfallbehandlung

P28:Sekundärrohstoffe (Basis für Gutschriften)

P1:Rohstoffe P2:Emissionen

EOL

P29:Kontaktbrücke, Tasten und Cinchbuchse BP

P30: FertigspritzlingTK

P31:Gehäuse TK

P32:Lichtleiter TK

P33: Vorspritzling TK

P34:FBL 5-adrig

P35:LED

P36:FR2-Leiterplatte TK

T7:Leiterplatte

P1:Rohstoffe P2:Emissionen

P37:KP

P38:Mikrotaster

P39:SVHS-Buchse

P40:IR -Empfänger

P41:Linsenschraube


P1:Rohstoffe

P2:Emissionen

P6:MID, metallisiert

P7:MIDT 1:Materi almi xer für Metall is ier ung

T2:UmrechnungStück in m²

P3:Fertigspritzling BPT3:Ätzen

P10:MID

T4:Akti vi eren

P11:MID, geätztP29:Kontaktbrücken, Tasten und Cinchbuchsen BP

P30: Fertigspritzling TK

T5:Beschleunigen

P31:MID, aktivi ert

T6:Chemi sch Ni ckel

T7:Gal vanisch Kupfer

T8:Endfi nish

T9:Tr ocknen

P32:MID, beschl eunigt

T10:UmrechnungStück in m²

P33:MID, vernickelt

P34:MID, verkupfert

P35:MID, fi nished

P36:MID, getrocknet

P1:Rohstoffe

P1:Rohstoffe

P1:Rohstoffe

P1:Rohstoffe

P1:Rohstoffe

P2:Emissionen

P2:Emissionen

P2:Emissionen

P2:Emissionen

P2:Emissionen

P1:RohstoffeP2:Emissionen

P37:KP

T11:Oberfl ächenveredelung

P38

P1:RohstoffeP2:Emissionen

P37:KP

Abbildung 16: Bilanznetz Bedienteil-Prototyp 1 - Subnetz Metallisierung

P11:MID, vernickelt

P10:MID

T1:Chemisch Nickel

T2:Spülen

T3:Nickelsulfat-Herstellung

T4:Natri umhypophosphit-H erstellung

T5:Strom Deutschland

P1:Rohstoffe

P2:Emissionen

P1:Rohstoffe

P1:Rohstoffe

P12:MID mit Verschleppung

P13:NiSO4

P14:NaH2PO2

P15:Energie, elektrisch

P2:Emissionen

P2:Emissionen

P2:EmissionenP1:Rohstoffe

Abbildung 17: Bilanznetz Bedienteil-Prototyp 1 - Subnetz Chemisch Nickel


3.2.3 Wirkungsabschätzung

Allgemein wird in dieser Phase einer Ökobilanz mit Hilfe der Ergebnisse der Sachbilanz die

Bedeutung der potenziellen Umweltauswirkungen dargestellt. Konkret werden dabei die

Sachbilanzdaten zu Wirkungskategorien zugeordnet und charakterisiert (zum Beispiel Koh-

lendioxid und Methan zur Wirkungskategorie Treibhauseffekt) und wirkungsbezogen zu-

sammengefasst. Dies führt zu einem Set an Wirkungsindikatoren, das auch als Wirkungs-

profil bezeichnet wird. Im Rahmen dieses Vorhabens erfolgte im Rahmen der Wirkungsab-

schätzung auch eine weitergehende Transformation der Wirkungsprofile zu Umweltziel-Be-

lastungspunkten. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass dieses weitergehende

Vorgehen nach DIN EN ISO 14043 ein optionaler Bestandteil ist und dass die hier vorge-

nommene Gewichtung formal nicht normkonform ist, da in den Ökobilanzen Systeme ver-

gleichend gegenübergestellt werden. Im Hinblick auf die Vermittelbarkeit der Ergebnisse war

das gewählte Vorgehen letztlich nicht zu umgehen und ist durch den weitgehenden Bezug

auf staatliche Umweltziele transparent und nachvollziehbar.

Insgesamt wurden in der Wirkungsabschätzung die Wirkungsprofile auf der Grundlage von

Umweltzielen zu drei Kennzahlen gewichtet und zusammengefasst:

1. Ressourcenziel-Belastungspunkte;

2. Umweltziel-Belastungspunkte als Zusammenfassung der Umweltproblemfelder Treib-

hauspotenzial, Versauerung von Ökosystemen und Photooxidantienbildung;

3. Abfallziel-Belastungspunkte.

In den nachstehenden Abschnitten wird das Vorgehen für die einzelnen Wirkungskategorien

näher dargestellt und erläutert.

3.2.3.1 Ressourcen

Im Rahmen der Wirkungsabschätzung für Ressourcen sollten prinzipiell folgende Rohstoffe

erfasst werden:

− energetische Rohstoffe:

− fossile Energieträger,

− Atomenergie,

− regenerierbare Energie (zum Beispiel Sonnenenergie, Windenergie);

− mineralische Rohstoffe:

− metallische Rohstoffe,

− nicht-metallische Rohstoffe;

− nachwachsende Rohstoffe;


− Fläche;

− Wasser/Grundwasser;

− Tiere, Pflanzen und Genressourcen.

In dieser Studie spielen einige der genannten Ressourcen keine oder eine geringe Rolle

(zum Beispiel Genressourcen), die Datenlage ist unzureichend (zum Beispiel Flächen-

verbrauch) oder die allgemeine Bewertungsdiskussion ist zu wenig entwickelt wie bei Gen-

ressourcen. Dementsprechend wurden in der Studie nur die direkt relevanten Rohstoffe,

nämlich die energetischen Rohstoffe und die metallischen Rohstoffe behandelt. Der Einbe-

zug mineralischer Rohstoffe ist im Bewertungsmodell grundsätzlich vorgesehen. Allerdings

konnten für diesen Bereich keine belastbaren Daten etwa zur Reichweite erhoben werden.

Energetische Ressourcen

Die energetischen Rohstoffe wurden mit ihrem Primärenergieinhalt bewertet. Dadurch kön-

nen auch so verschiedene Rohstoffe und Energiequellen wie fossile Energieträger, Atom-

energie bzw. Uran, nachwachsende Rohstoffe wie etwa Holz und regenerative Energien wie

etwa Sonnenenergie oder Windenergie zusammengefasst werden.

Der in der Sachbilanz erhobene Primärenergieverbrauch wird auf den bundesdeutschen

Primärenergieverbrauch bzw. das entsprechende Ressourcenschutzziel des BMU (Effi-

zienzfaktor 2,0 bzw. 50 % Reduktion des Primärenergieverbrauchs bis zum Jahr 2000) be-

zogen. Der bundesdeutsche Primärenergieverbrauch der Jahre 1990 bis 1997 ist in der

nachfolgenden Tabelle wiedergegeben.

Tabelle 10: Primärenergieverbrauch (Quelle: Umweltbundesamt und Statistisches Bun-desamt; „Umweltdaten Deutschland 1998“. Berlin/Wiesbaden 1998)

in PJ 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996*) 1997*)

Mineralöle 5.238 5.547 5.628 5.746 5.680 5.689 5.800 5.727

Steinkohlen 2.306 2.330 2.196 2.139 2.139 2.060 2.078 2.043

Braunkohlen 3.201 2.507 2.176 1.983 1.861 1.732 1.685 1.591

Naturgase 2.316 2.433 2.408 2.546 2.591 2.837 3.159 2.984

Kernenergie 1.665 1.609 1.732 1.673 1.650 1.682 1.764 1.858

Erneuerbare Energiequellen und sonstige Energieträger1)

188

184

176

219

231

296

281

287

Primärenergieverbrauch2) 14.914 14.610 14.316 14.306 14.152 14.296 14.767 14.490

*) Vorläufige Angaben (Stand: Januar 1998).

1) Brenn- und Abfallholz, Brenntorf, Müll, Klärschlamm, sonstige Gase und Abhitze, einschließlich Außenhan-delssaldo Strom.

2) Primärenergieverbrauch berechnet auf der Basis des Wirkungsgradansatzes.


Gemäß dem allgemeinen Aufbau des Bewertungsmodells wurde der Ressourcenzielwert mit

Ressourcenziel-Belastungspunkten (RZ-BP) gleichgesetzt. Der Ressourcenzielwert besteht

in einer 50 %igen Reduktion des Primärenergieverbrauchs des Jahres 1995 (bis zum

Jahre 2020). Der Verbrauchswert lag 1995 bei 14.296*1012 MJ. Hieraus ergibt sich der Ziel-

wert von 7.148*1012 MJ. Dieser Wert wurde mit 333.333 Ressourcenziel-Belastungspunkten

gleichgesetzt, da die Gruppen der Primärenergieträger ‘metallische Rohstoffe’ und ‘nicht-

metallische Rohstoffe’ bei einer Gesamtbewertung jeweils 1:1:1 gewichtet wurden.

Zusammenfassend wird damit der Verbrauch von 1 MJ Primärenergie mit 46,63 • 10-

9 Ressourcenziel-Belastungspunkten (RZ-BP) bewertet.

Metallische Ressourcen

Die Knappheit der einzelnen Metalle wird theoretisch über das Konzept der statischen Le-

bensdauer der Vorräte bzw. Gesamtreserven definiert. Allerdings hat sich in den letzten zwei

Jahrzehnten gezeigt, dass die Knappheit vieler Ressourcen nur eine scheinbare Knappheit

ist und die praktisch zur Verfügung stehenden Rohstoffmengen letztlich eine Frage des

Rohstoffpreises sind. Vereinfacht ausgedrückt kann man sagen, dass mit steigenden Roh-

stoffpreisen auch die Mengen der nachgewiesenen und wirtschaftlich ausbeutbaren Vorräte

bzw. Reserven steigen (Wellmer 1998; BGR 1995).

Insofern kann das Konzept der „statischen Lebensdauer“ nicht die Dynamik der Märkte wi-

derspiegeln. Für überschaubare Zeiträume von fünf bis zehn Jahren kann das Konzept der

statischen Lebensdauer aber als - wenn auch grober - Parameter zur Bewertung herange-

zogen werden. Bei der Wirkungsabschätzung wurde konkret die „statische Lebensdauer“ der

Gesamtreserven („reserve base“) zugrunde gelegt, da diese nicht nur die sicheren und

wahrscheinlichen Vorräte, sondern auch nachgewiesene ökonomisch marginale und sub-

ökonomische Reserven umfassen (und sich somit bei steigenden Rohstoffpreisen weniger

schnell ändern).

In der Tabelle 36 am Ende dieses Abschnitts sind u.a. für 30 Metalle bzw. Metallgruppen die

zugrunde gelegten Reichweiten angegeben.

Bei der Normierung wurde das eher knappe Kupfer als Referenzmetall festgelegt (Äquiva-

lenzfaktor 1,0). Die Äquivalenz eines anderen Metalles wird über den Quotient der statischen

Lebensdauer von Kupfer durch die statische Lebensdauer des anderen Metalles bestimmt.

Beim Ressourcenverbrauch wurde aus zwei Gründen grundsätzlich der Weltjahresverbrauch

zugrunde gelegt: Zum einen ist die Knappheit von metallischen Rohstoffen eher ein nur

weltweit sinnvoll erfassbares Problem, zum anderen werden die realen nationalen Ressour-

cenverbräuche bei den meisten metallischen Rohstoffen statistisch nicht adäquat erfasst.

Erstens werden metallhaltige Halbzeuge und Produkte, sowie Lagerveränderungen meist

nicht erfasst. Zudem werden häufig nicht die Verbräuche an reinem Metall ausgewiesen,


sondern die Verbräuche verschiedener Metallverbindungen (bei Mangan etwa von Erzen und

Konzentrat, Metall, Ferromangan, Ferrosiliciomangan, Abfälle und Schrot, sowie Oxide; vgl.

BGR 1997). Da sich das Bewertungsmodell ansonsten auf nationale Vorgaben bezieht,

wurde der Weltjahresverbrauch mit dem Faktor 1/20 multipliziert, um die Größenordnung des

bundesdeutschen Verbrauchs im Vergleich zum weltweiten Verbrauch zu berücksichtigen.

Als Ressourcenziel wird die vom BMU vorgeschlagene Reduktion um 60 % bis 2020 (bzw.

ein Effizienzfaktor von 2,5) zugrunde gelegt. Gemäß dem allgemeinen Aufbau des Bewer-

tungsmodells und der Gewichtung zwischen energetischen Rohstoffen, Metallen und Nicht-

Metallen wurde dieser Ressourcenzielwert mit 333.333 Ressourcenziel-Belastungspunkten

(RZ-BP) gleichgesetzt.

Tabelle 11: Ableitung der Gewichtungsfaktoren für metallische Ressourcen [MM1]

Rohstoffe Welt- Gesamt- reserven

93/94 (in 1.000 t)

Statische Lebens-

dauer (in Jahren

Weltjahres- verbrauch

93/94 (in 1.000 t)

Kupfer- Äquivalenz-

Faktor

Nationaler Ressour-

cenzielwert (in t)*

für das Jahr 2020

Ressour- cenziel-

Milli- Belastungs- punkte pro kg Metall

Aluminium 27.750.000 243 114197,53 0,26 2.283.951 0,00124124

Antimon 4.690 107 43,83 0,58 877 7,34

Blei 127.000 46 2.760,87 1,35 55.217 0,27

Chromit 6.746.000 743 9.079,41 0,08 181.588 0,01

Eisen 99.400.000 190 523.157,89 0,33 10.463.158 0,00

Kobalt 8.797 586 15,01 0,11 300 3,92

Kupfer 587.000 62 9.467,74 1,00 189.355 0,06

Lithium 8.352 1.019 8,20 0,06 164 4,12

Mangan 4.803.000 540 8.894,44 0,11 177.889 0,01

Magnesium 1.000.000 2.940 340,14 0,02 6.803 0,03

Nickel 114.310 129 886,12 0,48 17.722 0,30

Niob 4.228 352 12,01 0,18 240 8,15

Quecksilber 240 104 2,31 0,60 46 143,52

Seltene Erden (SE-Oxide) 112.860 1.913 59,00 0,03 1.180 0,31

Titan, Ilmenit2 (TiO2-Inhalt) 428.800 122 3.514,75 0,51 70.295 0,08

Titan, Rutil3 (TiO2-Inhalt) 78.690 161 488,76 0,39 9.775 0,44

Uran 6.300 110 57,27 0,56 1.145 5,47

Vanadium 27.474 1.018 26,99 0,06 540 1,25

Wismut 246 62 3,97 1,00 79 140,02

Wolfram 3.324 139 23,91 0,45 478 10,36

Zink 330.000 48 6.875,00 1,29 137.500 0,10

Zinn 10.210 59 173,05 1,05 3.461 3,37

Zirkon (ZrO2-Inhalt) 58.200 114 510,53 0,54 10.211 0,59

Gold 57 26 2,19 2,38 44 604,29

Pt-Metalle 66 238 0,28 0,26 6 521,89

Silber 419 31 13,52 2,00 270 82,21

Molybdän 11.810 136 86,84 0,45 1.737 2,88


3.2.3.2 „Massenschadstoffe“: Treibhauspotenzial, Versauerung von Ökosystemen

und Photooxidantienbildung

Bei diesen Umweltproblemfeldern erfolgte zunächst die Erstellung der Wirkungsprofile; im

Einzelnen wurde wie folgt verfahren:

− Treibhauseffekt: Schadstoffe, die zur zusätzlichen Erwärmung der Erdatmosphäre bei-

tragen können, werden unter Berücksichtigung ihres Treibhauspotenzials (Global War-

ming Potential, GWP) bilanziert, das die Schadwirkung des Einzelstoffes relativ zu Koh-

lendioxid (CO2) kennzeichnet8. Als Indikator für die Emission an treibhausrelevanten Ga-

sen wird das Gesamt-Treibhauspotenzial in CO2-Äquivalenten angegeben. Die mengen-

mäßig bedeutendsten treibhausrelevanten Schadstoffe sind hierbei Kohlendioxid (CO2,

GWP = 1), Methan (CH4, GWP = 11) und Distickstoffmonoxid (N20, GWP = 270). Je nach

Datenlage werden weitere treibhausrelevante Schadstoffe in die Bilanzierung aufgenom-

men werden.

− Versauerung von Ökosystemen: Schadstoffe, die als Säuren oder aufgrund ihrer Fähig-

keit zur Säurefreisetzung zur Versauerung von Ökosystemen beitragen können, werden

unter Berücksichtigung ihres Versauerungspotenzials (Azidifizierungspotenzial, AP) bi-

lanziert und aggregiert. Das Versauerungspotenzial kennzeichnet die Schadwirkung eines

Stoffes als Säurebildner relativ zu Schwefeldioxid (SO2). Als Indikator für die Gesamtbe-

lastung wird das Gesamt-Versauerungspotenzial in SO2-Äquivalenten angegeben. Die

mengenmäßig bedeutendsten Säuren bzw. Säurebildner sind Stickoxide (NOx, AP = 0,7 )

Schwefeldioxid (SO2, AP = 1), Chlorwasserstoff (HCl, AP = 0,88) und Fluorwasserstoff

(HF, AP = 1,66).

− Bildung von Photooxidantien: Zu den Photooxidantien gehören Luftschadstoffe, die

zum einen zu gesundheitlichen Schädigungen beim Menschen, zum anderen zu Schädi-

gungen von Pflanzen und Ökosystemen führen können. Leichtflüchtigen organischen

Verbindungen kommt eine zentrale Rolle in diesem Umweltproblemfeld zu, da sie Vor-

läufersubstanzen sind, aus denen Photooxidantien entstehen können. Zur Gruppe der

leichtflüchtigen organischen Verbindungen (VOC, „Volatile organic compounds“) gehören

sehr viele Einzelsubstanzen. Sie können hinsichtlich ihres Photooxidantienbildungspoten-

zials im Vergleich zu Ethylen als Bezugssubstanz charakterisiert werden. Der Einsatz die-

ser Gewichtung im Rahmen des Bewertungssystems setzt aber voraus, das Messdaten

zu diesen Einzelstoffen vorliegen. Das ist in vielen Fällen nicht bzw. nicht systematisch

der Fall. Zur Abbildung dieses Umweltproblemfeldes wurden daher lediglich die Gesamt-

8 Die angegebenen Werte für das Treibhauspotenzial der Einzelstoffe beziehen sich auf einen Betrachtungs-zeitraum von 100 Jahren. Indirekte Effekte werden nicht mit berücksichtigt (CML 1992b).


emission an leichtflüchtigen organischen Verbindungen und die Gesamtemission ohne

Methan angegeben (NMVOC, „Non-methane-volatile organic compounds“).

Das Ergebnis dieser Klassifizierung und Charakterisierung sind zunächst drei umweltprob-

lemfeldbezogene Wirkungsindikatoren: das Gesamt-Treibhauspotenzial, das Gesamt-Ver-

sauerungspotenzial und das Gesamt-Photooxidantienbildungspotenzial bzw. die Gesamt-

emission an flüchtigen organischen Verbindungen. In einem weitergehenden Schritt erfolgte

dann eine Gewichtung. Hierzu wurde auch der Entwurf eines umweltpolitischen

Leitprogrammes des Bundesumweltministeriums von 1998 herangezogen. Darin sind Ziel-

setzungen für Massenschadstoffe enthalten, die die nationale und internationale Diskussion

aufgreifen (BMU 1998). Die hier enthaltenen Zielwerte wurden für die ökobilanzielle Bewer-

tung der Massenschadstoffe mit verwendet. Das genaue Vorgehen wird in den folgenden

Abschnitten dargestellt.

Treibhauseffekt

Hier enthält der o.a. Entwurf folgende einzelstoffbezogene Zielvorgaben:

− CO2: 25 % Reduktion bis 2010 (Bezugsjahr 1990, 1.014 Millionen t). Zielwert:

760,5 Millionen t, (BMU 1998, S. 33).

− CH4: Kein explizites Ziel im Umweltplan BMU, aber Verweis und Nennung Ziel Kyoto: 8 %

Reduktion bis zur Zielperiode 2008/2012 (BMU 1998, S. 39, Umwelt 1998). Berech-

nungsgrundlagen: Bezugsjahr 1990, Emissionshöhe 5.682.000 t (UBA 1997, S. 138).

Zielwert: 5.227.000 t.

− N2O: kein explizites Ziel im Umweltplan BMU, aber Verweis und Nennung Ziel Kyoto: 8 %

Reduktion bis zur Zielperiode 2008/2012 (BMU 1998, S. 39, Umwelt 1998). Berech-

nungsgrundlagen: Bezugsjahr 1990, Emissionshöhe 226.000 t (UBA 1997, S. 138). Ziel-

wert: 208.000 t.

− Weitere Treibhausgase: Keine Mengenangaben vorhanden, darum Berücksichtigung im

Umweltziel durch Aufnahme mit 10 % der gewichteten Gesamtmenge von CO2, CH4 und

N2O.

In der nachstehenden Tabelle werden diese Zielvorgaben zusammengefasst; bei einer

Gleichsetzung der Zielemission von 1.000.000.000 t CO2-Äquivalenten mit

1.000.000 Umweltziel-Belastungspunkten entspricht die Emission von 1 t CO2-Äquivalenten

0,001 Umweltziel-Belastungspunkten.


Tabelle 12: Ableitung der Gewichtungsfaktoren für treibhausrelevante Emissionen[MM1]

Schadstoff Zielemission 2010 Treibhauspotenzial9 Zielemission in Kohlendioxid-Äquivalenten

CO2 760.500.000 t 1 760.500.000 t CO2-Äquivalente

CH4 5.227.000 t 21 109.767.000 t CO2-Äquivalente

N2O 208.000 t 310 64.480.000 t CO2-Äquivalente

Summe CO2, CH4, N2O 765.935.000 t 934.747.000 t CO2-Äquivalente

andere Gase siehe Text 93.474.700 t CO2-Äquivalente

Summe Treibhausgase 1.028.221.700 t CO2-Äquivalente

Säurebildner

Bei dieser Stoffgruppe enthält der Entwurf des umweltpolitischen Leitprogrammes fol-

gende Zielvorgaben:

− SO2: Ziel Umweltplan BMU: 92 % Reduktion bis 2010 (Bezugsjahr 1990, 5.263.000 t).

Zielwert: 414.000 t (BMU 1998, S. 67).

− NOx: Ziel Umweltplan BMU: 59 % Reduktion bis 2010 (Bezugsjahr 1990, 2.654.000 t).

Zielwert: 1.079.000 t (BMU 1998, S. 67).

− NH3: Ziel Umweltplan BMU: 58 % Reduktion bis 2010 (Bezugsjahr 1990, 759.000 t). Ziel-

wert: 318.000 t (BMU 1998, S. 67).

Die sich hieraus ergebenden Gewichtungsfaktoren sind in nachfolgender Tabelle zusam-

mengefasst. Bei einer Gleichsetzung der Zielemission von 1.943.700 t SO2-Äquivalenten mit

1.000.000 Umweltziel-Belastungspunkten entspricht die Emission von 1 t SO2-Äquivalenten

0,514 Umweltziel-Belastungspunkten.

Tabelle 12: Ableitung der Gewichtungsfaktoren für Säurebildner

Schadstoff Zielemission 2010 Versauerungs- potenzial

Zielemission in Schwefeldioxid-Äquivalenten

SO2 414.000 t 1 414.000 t SO2-Äquivalente

NOx 1.079.000 t 0,7 755.000 t SO2-Äquivalente

NH3 318.000 t 1,88 598.000 t SO2-Äquivalente

Summe SO2, NOx, NH3 1.811.000 t 0,7-1,88 1.767.000 t SO2-Äquivalente

andere Gase 176.700 t SO2-Äquivalente

Summe Säurebildner 1.943.700 t SO2-Äquivalente

9 Die angegebenen Werte für das Treibhauspotenzial der Einzelstoffe beziehen sich auf einen Betrachtungs-zeitraum von 100 Jahren. Indirekte Effekte werden nicht mit berücksichtigt (CML 1992a; CML 1992b).


Photooxidantien

Der Entwurf des umweltpolitischen Leitplans sieht hier folgende Zielvorgaben vor:

VOC: Ziel Umweltplan BMU: 70 % Reduktion bis 2010 (Bezugsjahr 1990, 3.300 kt). Zielwert:

2.310 kt (BMU 1998, S. 33).

Zur Aufteilung der VOC nach Methan und NMVOC wurde wie folgt verfahren (Zahlenwerte

nach Umweltbundesamt 1997, S. 146):

NMVOC:

Emission 1990: 3.155.000 t

Zielwert 2010 (-70 %): 947.000 t

POPC10 (Durchschnitt) 0,432

Methan:

Emission 1990: 5.682.000 t

Zielwert 2010 (-70 %): 1.704.600 t

POPC (Durchschnitt) 0,007

Damit ergeben sich die in nachstehender Tabelle aufgeführten Gewichtungsfaktoren. Bei

einer Gleichsetzung der Zielemission von 420.930 t Ethylen-Äquivalenten mit

1.000.000 Umweltziel-Belastungspunkten entspricht die Emission von 1 t Ethylen-Äquiva-

lenten 2,38 Umweltziel-Belastungspunkten.

Tabelle 13: Ableitung der Gewichtungsfaktoren für Photooxidantienbildner

Schadstoff Zielemission 2010 Photooxidantien- bildungspozential

Zielemission in Ethylen-Äquivalenten

NMVOC 947.000 t 0,432 409.000 t Ethylen-Äquivalente

Methan 1.704.600 t 0,007 11.932 t Ethylen-Äquivalente

Photooxidantienbildner 2.651.600 t 420.932 t Ethylen-Äquivalente

3.2.3.3 Abfälle

Ziel der Bewertung von Abfällen im Rahmen dieses Projektes war es, die Abfälle nach einem

Kriterium zu bewerten, das über die mit der Behandlung und Ablagerung verbundenen Um-

welteinflüsse hinausgeht, da diese bereits - dem Prinzip von Ökobilanzen entsprechend -

über andere Indikatoren abgebildet werden. Die Suche nach adäquaten Indikatoren zur Be-

wertung der Abfälle über Umweltindikatoren hinaus führt zur Menge bzw. Masse der Abfälle.

Sie stellen ein Maß dafür dar, dass Deponieraum als Senke für Abfälle als knappes Gut an-

10 POCP: Photooxidantienbildungspotenzial.


zusehen ist. Neuer zusätzlicher Deponieraum wird aufgrund schwindender gesellschaftlicher

Akzeptanz in Zukunft immer schwerer zu schaffen sein. Damit tragen neu abzulagernde

Mengen an Abfällen zu einer Verschärfung des Problems bei.

Bei der Frage der Schaffung neuen Deponieraums spielt, neben der Menge und den damit

verbundenen Umweltauswirkungen, sicherlich auch ein über die Deponierung hinaus gehen-

des Risiko eine Rolle. Dies ist für verschiedene Abfallarten sicherlich unterschiedlich zu ge-

wichten. Daher erscheint es nicht sinnvoll, über alle Abfallarten hinweg gleich gewichtet zu

aggregieren. Entsprechend der damit verbundenen diffusen Risiken wurde folgende Katego-

risierung der Abfälle vorgeschlagen:

− Sonderabfall (§ 2.2),

− hausmüllähnlicher Gewerbeabfall,

− Aschen und Schlacken,

− mineralische Abfälle und Bauschutt,

− Bodenaushub (Abraum).

Diese Kategorisierung spiegelt zum überwiegenden Teil die in der Realität vorgenommene

getrennte Deponierung wider. Letztlich steht hinter dieser Form der Differenzierung, dass mit

der Deponierung von Sonderabfällen andere Risiken verbunden sind als mit der Deponie-

rung von Bodenaushub oder Abraum. Diese verschiedenen Risiken wirken sich auf die Ak-

zeptanz des neu zu schaffenden Deponieraums aus (verfügbare Flächen, Widerstand der

Anlieger etc.) und spiegeln sich auch in den mit der Deponierung verbundenen Kosten zur

Sicherung der Ablagerung wider.

Als Maß für die unterschiedlichen Risiken der Deponierung der fünf Abfallkategorien können

in erster Näherung die mit der Deponierung verbundenen Kosten der Deponierung angese-

hen werden. Diese stehen für die unterschiedlichen Aufwendungen zur Sicherung der Abfälle

und Abwendung von Gefahren und Risiken für die Umwelt. Mit den Kosten sind nicht die

Marktpreise für die Deponierung der verschiedenen Abfallkategorien gemeint, sondern die

effektiven Kosten, die für die Installation der nach derzeit geltenden gesetzlichen Vor-

schriften vorgeschriebenen Deponiebestandteile notwendig sind. Da die Kosten, die mit der

Deponierung der verschiedenen Abfallkategorien verbunden sind, schwer zu bestimmen

sind, sind in der folgenden Tabelle Spannbreiten dazu angegeben. Zur weiteren Bewertung

der fünf genannten Kategorien werden teilweise gewichtete Mittelwerte verwendet.


Tabelle 14: Effektive Kosten und Äquivalenzfaktoren (Bezug Sonderabfall) der Depo-nierung verschiedener Abfallkategorien

Abfallart Kostenspanne (in DM)

gewichtetes Mittel (in DM)

Äquivalenzfaktor (Bezug: Sonderabfall)

Sonderabfall (§ 2.2) 250-650 450 1

Hausmüllähnliche Gewerbeabfälle 70-350 150 0,333

Schlacken 70-80 75 0,167

Bauschutt 20-50 35 0,078

Bodenaushub - - -

Aus den gewichteten Mittelwerten der Deponierungskosten wurden Äquivalenzfaktoren ab-

geleitet, die bei der Aggregierung der verschiedenen Abfallkategorien herangezogen werden.

Als Bezug für die Aggregierung werden Sonderabfall-Äquivalente gewählt.

Für die weitere Transformation dieses Indikators wurden wiederum Umweltziele herangezo-

gen. Die Bewertung basiert auf Handlungszielen, die im Entwurf zum umweltpolitischen

Schwerpunktprogramm genannt sind (BMU 1998), der im Rahmen des 1996 initiierten Dis-

kussionsprozesses „Schritte zu einer nachhaltigen, umweltgerechten Entwicklung“ entstan-

den ist. Sie sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Tabelle 15: Übergreifende Handlungsziele zur Weiterentwicklung der Kreislaufwirt-schaft aus dem Entwurf eines umweltpolitischen Schwerpunktprogramms mit Realisierungszeitraum

Abfallart Reduktionsziel (%)

Basisjahr (a)

Realisierung (a)

Hausmüll 90 1993 2005

Bauschutt 50 1996 2000

Sonderabfall (§ 2.2) 20 1995 2005

Aschen und Schlacken 50 1995 2010

Die in der obigen Tabelle dargestellten Handlungsziele sind uneinheitlich abgeleitet. Für die

Kategorien Sonderabfall, Hausmüll und Bauschutt bestehen unterschiedliche Basisjahre und

Zielhorizonte. Für die Kategorie Aschen und Schlacken besteht kein explizites Handlungsziel

zur Reduktion. Allerdings lässt sich hier indirekt ein Handlungsziel aus dem Ziel der Effizienz

energetischer Ressourcen ableiten, da die Aschen und Schlacken zum größten Teil Abfälle

aus der Energieerzeugung darstellen. Als Ziel für die Steigerung der Effizienz des Einsatzes

energetischer Ressourcen wird der Faktor 2 für das Jahr 2010 formuliert. Basisjahr für die-

ses Ziel ist das Jahr 1995. Daraus lässt sich für die Abfälle aus der Energieerzeugung ein

daran angelehntes Handlungsziel formulieren: Die Aschen und Schlacken aus der Energie-


erzeugung sind bis zum Jahr 2010 (auf der Basis der Mengen von 1995) um mindestens

50 % zu reduzieren11.

Um die Umweltziel-Belastungspunkte für das Problemfeld Abfall - im folgenden „Abfallziel-

Belastungspunkte“ genannt - bestimmen zu können, sind die Zielmengen zu ermitteln.

Problematisch dabei ist, dass die Mengen in den Basisjahren nicht in allen Fällen verfügbar

sind (Sonderabfall, Bauschutt, Aschen und Schlacken). In diesen Fällen werden behelfs-

mäßig die Mengen aus den Jahren herangezogen, die am ehesten denen des Basisjahres

entsprechen. Die damit abgeleiteten Zielmengen als Grundlage für die Berechnung der Ab-

fallziel-Belastungspunkte werden in der folgenden Tabelle dargestellt:

Tabelle 16: Ableitung der Zielmengen mit Hilfe der Mengen aus den verfügbaren Ba-sisjahren

Abfallart Basisjahr genannt

Basisjahr verfügbar

Basismenge (t)

Zielmenge (t)

Sonderabfall 1996 1995 835.000 668.000

Hausmüll 1993 1993 51.500.000 5.150.000

Bauschutt 1995 1993 37.600.000 18.800.000

Aschen und Schlacken 1995 1993 3.400.000 1.700.000

Mit den berechneten Zielmengen lassen sich die Abfallziel-Belastungspunkte berechnen. Sie

sind in der folgenden Tabelle dargestellt.

Tabelle 17: Ableitung der Abfallziel-Belastungspunkte

Abfallart Zielmenge 2005 (t)

Äquivalenzfaktor (Kosten Dep.)

Zielmenge in Sonderabfall- Äquivalenten (t)

Sonderabfall 668.000 1 459.250

Siedlungsabfälle 5.150.000 0,333 1.714.950

Bauschutt 18.800.000 0,167 3.139.600

Aschen und Schlacken 1.700.000 0,078 132.600

Summe 0,078-1 5.446.400

Gleichsetzung: 5.446.000 t Sonderabfall-Äquivalente = 1 Million Abfallziel-Belastungspunkte

1 t Sonderabfall-Äquivalente = 1,84 E-07 Abfallziel-Belastungspunkte

11 Dabei wird nicht weiter berücksichtigt, dass neben der Effizienzsteigerung auch die Substitution fossiler Ener-gieträger durch regenerative Energieträger natürlich zur Reduzierung der Abfälle aus der Energieerzeugung beiträgt. Die Reduzierung der Abfälle um 50 % ist somit als Mindestziel anzusehen.


3.2.4 Auswertung

Innerhalb dieser Phase werden allgemein die Ergebnisse der Sachbilanz und der Wirkungs-

abschätzung unter Berücksichtigung des Ziels und Untersuchungsrahmens zusammenge-

fasst. In dieser Studie werden die Ergebnisse dieser Auswertung in Form von Schlussfolge-

rungen und Empfehlungen in Kapitel 4 und 5 vorgelegt, wobei hier auch fallbezogen auf die

Tragfähigkeit der Aussagen in Abhängigkeit der methodischen Herangehensweise und der

Datengrundlagen eingegangen wird.

Unabhängig von den Schlussfolgerungen und Ergebnissen auf der Ebene der einzelnen

Entwicklungen kann hier festgehalten werden, dass die für die durchgeführten Ökobilanzen

zugrunde gelegte Datenbasis im Hinblick auf die geführten Vergleiche zwischen Referenz-

und Neuentwicklungen insgesamt zweckmäßig und ausreichend ist. Der mögliche Einfluss

von verbliebenen Datenlücken wurde durch umfangreiche Beitrags- und Sensitivitätsanaly-

sen überprüft, und verbliebene Unsicherheiten wurden bei den Schlussfolgerungen und

Empfehlungen berücksichtigt.

3.3 Zusammenführung der Teilbetrachtungen

Im ersten Schritt des Vergleichs der jeweiligen Varianten der drei untersuchten Produkte wird

eine funktionelle Einheit von 1.000 Stück festgelegt. Diese Vergleichsebene dient dazu,

Aussagen über die relativen Vor- resp. Nachteile der jeweiligen Varianten zu treffen und

Schwachstellen im Lebensweg aufzudecken.

Die Analyse der Umweltauswirkungen und etwaiger Umweltentlastungspotenziale der unter-

suchten Varianten erfolgt im zweiten Schritt auch auf der Ebene der erwarteten jährlich pro-

duzierten Stückzahlen. Im einzelnen sind dies:

− Fußschalter Diktiergerät: 50.000 Stück/Jahr;

− LNB: 200.000 Stück/Jahr;

− Bedieneinheit: 100.000 Stück/Jahr.

Diese Vorgehensweise ermöglicht eine Abschätzung der zu erwartenden absoluten Umwelt-

entlastungspotenziale und erlaubt insbesondere eine Einschätzung der Relevanz etwaiger

Optimierungsmaßnahmen. Beispielsweise auch, wenn es um die Frage geht, bei welcher der

untersuchten Produkte eine Umstellung der Produktionslinie in Erwägung gezogen werden

sollte. Unterstützt wird diese Einschätzung durch den Einbezug der Kostenseite (vgl.

Ergebnisdarstellung).


4. Ergebnisse

Im Rahmen des Teilvorhabens 2 „Ökologische und ökonomische Begleitforschung“ wurden

für drei verschiedene Anwendungen die Umweltauswirkungen von Referenzvarianten (kon-

ventionelle Technologie) mit neu entwickelten MID-Varianten (Prototypen) verglichen. Dies

geschah im ersten Schritt für eine funktionelle Einheit von jeweils 1.000 Stück. Im zweiten

Schritt erfolgte auch eine Ermittlung der absolut erzielbaren Umweltentlastungspotenziale bei

Zugrundelegung einer Ausschöpfung des derzeitigen Marktvolumens. Zur besseren Ein-

schätzung der Gesamtrelevanz wurden in Ergänzung dazu ökonomische Daten in Form von

kalkulierten Produktionskosten in die Untersuchung einbezogen. Zu den beiden Untersu-

chungsschritten siehe auch Kapitel 3.3.

Bei den hier dargestellten Ergebnissen wurden die Gutschriften, die für die Substitution von

Primärmaterial (Alt I Recycling12) und/oder die ausgekoppelte elektrische Energie aus der

Müllverbrennungsanlage (Alt II Entsorgung13) erteilt werden konnten, bereits abgezogen. Die

Sachbilanz-, sowie die Wirkungsabschätzungsdaten aller Varianten mit und ohne Gutschrift

sind im Anhang aufgeführt. Aufgrund der besseren Übersichtlichkeit wurde auf eine Darstel-

lung an dieser Stelle verzichtet.

4.1 Fußschalter Diktiergerät

4.1.1 Vergleich von Referenzvariante und Prototyp

Der Vergleich der aggregierten Umweltbelastungen durch Herstellungs- und Nach-

gebrauchsphase der Referenz- und der MID-Variante des Fußschalters zeigt folgendes Er-

gebnis (siehe nachfolgende Abbildung und Tabelle): Die Referenzvariante schneidet dann

erheblich schlechter als der Prototyp ab, wenn das Gerät am Ende seiner Nutzungsdauer

nicht verwertet, sondern entsorgt, d.h. in der Müllverbrennungsanlage verbrannt wird (Refe-

renz Alt I Entsorgung). Ansonsten bestehen zwischen Referenzvariante und Prototyp kaum

Unterschiede.

12 Nachgebrauchsalternative Alt I Recycling bedeutet, dass die Anwendungen aufbereitet und stofflich verwert-bare Anteile der Verwertung zugeführt werden (NE- und E-Metalle, thermoplastische Kunststoffe). Die Elek-tronikfraktion (duroplastische Leiterplatte) wird in der Müllverbrennungsanlage verbrannt.

13 Nachgebrauchsalternative Alt II Entsorgung bedeutet, dass die Anwendungen komplett in der Müllverbren-nungsanlage verbrannt werden.


0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Ref

eren

z R

efer

enz

Pro

toty

p P

roto

typ

[mikro UZ BP]



Treibhauspotenzial

Versauerung

Eutrophierung, terrestrisch

Eutrophierung, aquatisch

Sommersmog

Sonderabfalläquivalente

Abbildung 18: Bewertung der Varianten des Fußschalters nach einzelnen Wirkungskate-gorien. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück

Tabelle 18: Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenz- und die MID-Vari-ante (Prototyp) des Fußschalters abzüglich der jeweiligen Gutschriften. Die Varianten werden jeweils mit und ohne Verwertung betrachtet. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück

Wirkungskategorie Einheit Referenz

Alt I Recycling

Referenz

Alt II Entsorgung

Prototyp

Alt I Recycling

Prototyp

Alt II Entsorgung

Ressourcenbeanspruchung

Energetische Ressourcen mikro RZ-BP 1.790 1.940 1.620 1.620

Metallische Ressourcen mikro RZ-BP 9.420 9.410 9.630 9.630

Massenschadstoffe

Treibhauspotenzial mikro BP CO2 2.190 2.950 2.180 2.400

Versauerung mikro BP SO2 6.340 7.400 5.860 5.950

Eutrophierung, terrestrisch mikro BP PO4 188 205 174 174

Eutrophierung, aquatisch mikro BP PO4 2.690 3.390 2.510 2.590

Sommersmog mikro BP Eth 1.550 1.710 1.470 1.490

Abfälle

Sonderabfall-Äquivalente mikro AZ-BP 3.900 8.220 2.910 2.920

Gesamtumweltbelastung mikro UZ-BP 28.100 35.200 26.400 26.800


Die in nachfolgender Tabelle dargestellte relative Bewertung der untersuchten Varianten

zeigt, dass die Unterschiede zu der auf 100 % gesetzten Referenzvariante Alt I Recycling

trotz leichter Vorteile für den Prototypen insgesamt nicht sehr groß sind. Unter Berücksichti-

gung der gegebenen Datenunsicherheiten und in Kongruenz mit der üblichen Vorgehens-

weise bei Ökobilanzen kann nur für einzelne Wirkungskategorien von signifikanten Unter-

schieden gesprochen werden.

Signifikant bessere Ergebnisse als die Referenzvariante zeigt der Prototyp für die Kategorie

Sonderabfall-Äquivalente. Unabhängig davon, wie die Nachgebrauchsphase aussieht, ent-

stehen nur 75 % der Sonderabfall-Äquivalente wie für die Referenzvariante mit Recycling.

Als besonders nachteilig für die Referenzvariante erweist sich die Entsorgung in der Müll-

verbrennungsanlage. Im Vergleich zur Referenzvariante mit Recycling ist sowohl die Menge

an entstehenden Sonderabfall-Äquivalenten erheblich größer (Faktor 2,1) als auch die Emis-

sionen in den Wirkungskategorien Treibhauspotenzial (+35 %), Versauerung (+17 %) und

Eutrophierung aquatisch (+26 %). Alle Wirkungskategorien zusammengenommen ergeben

die Berechnungen in der Bewertung insgesamt eine Höherbelastung von 25 %.

Tabelle 19: Relative Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenz- und die MID-Variante (Prototyp) des Fußschalters abzüglich der jeweiligen Gut-schriften. Die Referenzvariante „Alt I Recycling“ entspricht 100 %. Die Va-rianten werden jeweils mit und ohne Verwertung betrachtet. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück

Wirkungskategorie Referenz

Alt I Recycling

Referenz

Alt II Entsorgung

Prototyp

Alt I Recycling

Prototyp

Alt II Entsorgung


Energetische Ressourcen 100 % 108,1 % 90,4 % 90,3 %

Metallische Ressourcen 100 % 99,9 % 102,2 % 102,2 %

Massenschadstoffe

Treibhauspotenzial 100 % 134,8 % 99,6 % 109,6 %

Versauerung 100 % 116,8 % 92,5 % 93,9 %

Eutrophierung, terrestrisch 100 % 109,2 % 92,6 % 92,7 %

Eutrophierung, aquatisch 100 % 126,1 % 93,5 % 96,3 %

Sommersmog 100 % 110,1 % 95,1 % 96,2 %

Abfälle

Sonderabfall-Äquivalente 100 % 210,8 % 74,6 % 74,8 %

Gesamtsumme 100 % 125,4 % 93,8 % 95,3 %

Die in Form von Umweltziel-Belastungspunkten aggregierte Gesamtumweltbelastung setzt

sich aus sieben Wirkungskategorien (Eutrophierung terrestrisch und aquatisch wird zu einer

Kategorie zusammengefasst) zusammen.


70 % der Umweltbelastungen resultieren bei den Ergebnissen für den Fußschalter auf nur

drei Wirkungskategorien: Den größten Anteil haben bei allen Varianten die metallischen

Ressourcen mit etwa einem Drittel der gesamten Umweltziel-Belastungspunktzahl. Diese

Bewertung resultiert aus dem Ressourcenverbrauch der Metallisierung der Leiterplatte (Re-

ferenz) bzw. der Herstellung der Heißprägefolie (Prototyp), sowie den elektronischen Bau-

teilen und des Lötmaterials. Die Versauerung macht ebenfalls mit 21 bis 23 % einen großen

Anteil aus, ebenso wie das Treibhauspotenzial mit 11 bis 23 %. Die übrigen 30 % verteilen

sich auf die vier übrigen Wirkungskategorien.

6% 5% 6% 6%

34%

27%

37% 36%

8%

8%

8% 9%

23%

21%

22% 22%

1%

1%

1% 1%10%

10%

10% 10%

6%

5%

6% 6%

14%

23%

11% 11%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Alt I Recycling Alt II Entsorgung Alt I Recycling Alt II Entsorgung

Referenz Referenz Prototyp Prototyp


Sommersmog



Versauerung

Treibhauspotenzial



Abbildung 19: Bewertung der Varianten des Fußschalters nach relativen Anteilen der ein-zelnen Wirkungskategorien. Die Summe der Umweltziel-Belastungspunkte ist für jede Variante 100 %. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück

Aufgrund der bestehenden Rahmenbedingungen und Annahmen kann von einer Jahrespro-

duktion von 50.000 Fußschaltern ausgegangen werden. Legt man diese Produktionszahlen

und die ermittelten Umweltbelastungen der einzelnen Varianten zugrunde, dann ergibt sich

im Vergleich zur Referenzvariante mit Recycling jeweils eine jährliche Mehr- resp. Minder-

belastung (siehe nachfolgende Tabelle). Die Unterschiede sind nicht sehr groß - wie schon

die Ergebnisse des Vergleichs auf Ebene einer funktionellen Einheit von 1.000 Stück erwar-

ten ließen. Gleichzeitig muss an dieser Stelle nochmals auf die weitgehend fehlende Signifi-

kanz der Unterschiede zwischen Referenzvariante (Recycling) und Prototyp verwiesen wer-

den.


Durch die Umstellung der Produktionslinie auf die MID-Variante und ein Recycling in der

Nachgebrauchsphase entstehen jährlich 270 kg Sonderabfall-Äquivalente weniger. Die Ent-

sorgung der Referenzvariante über die Müllverbrennungsanlage führt bei Beibehaltung der

Produktionslinie demgegenüber zu einer jährlichen Mehrbelastung mit 1,18 t Sonderabfall-

Äquivalenten, 38 t CO2-Äquivalenten, 0,1 t SO2-Äquivalenten und 8 kg PO4-Äquivalenten.

Tabelle 20: Umweltentlastungspotenzial der Fußschaltervarianten im Vergleich zur Referenzvariante „Alt I Recycling“ bei einer Jahresproduktion von 50.000 Stück. Negative Werte stehen für Mehrbelastungen

Einheit Referenz Referenz Prototyp Prototyp

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung


Energetische Ressourcen TJ 0 0,16 0,19 0,19

Metallische Ressourcen t CuÄq 0 0,00 -0,18 -0,18

Massenschadstoffe

Treibhauspotenzial t CO2Äq 0 -37,94 0,58 -10,38

Versauerung t SO2Äq 0 -0,10 0,05 0,04

Eutrophierung kg PO4Äq 0 -8,17 2,46 1,53

Sommersmog kg Ethen Äq 0 -3,38 1,49 1,15

Abfälle

Sonderabfall-Äquivalente t Säq 0 -1,18 0,27 0,27

Unter Einbezug der Produktionskosten ergibt sich eine erweiterte Entscheidungsgrundlage

für resp. gegen eine Umstellung der Produktionslinie auf MID-Technologie. Im Falle des

Fußschalters konnten - unter Vorbehalt bestehender Unsicherheiten - neben leichten Um-

weltvorteilen erhebliche Kostenvorteile für eine Umstellung aufgezeigt werden (vgl. Grun-

dig 2002). Konkret liegen die Produktionskosten für die MID-Variante bei nur 75 % der Ko-

sten für die Referenzvariante. Bei einer angenommenen Jahresproduktion von 50.000 Stück

ergeben sich daraus jährliche Einsparungen von 9.000 € (siehe nachstehende Tabelle).

Tabelle 21: Vergleich der Herstellungskosten des Fußschalters für die Referenz- und MID-Variante (Quelle: Grundig 2002)

Fußschalter Kosten pro Stück [€] Kosten pro 50.000 Stück [€]

Referenz 0,709 35.450

MID-Variante 0,529 26.450

Einsparung 0,18 9.000


4.2 LNB


Im Gegensatz zu den Varianten des Fußschalters sind beim LNB schon auf den ersten Blick

erhebliche Unterschiede zwischen der Referenz- und der MID-Variante erkennbar (vgl. Ta-

belle 23 und Abbildung 20). In der aggregierten Gesamtbewertung ebenso wie in allen ein-

zelnen Wirkungskategorien fällt die Bewertung zugunsten des Prototypen aus. Ingesamt wird

der Prototyp mit nur 11.000 Umweltziel-Belastungspunkten bewertet (Alt II Entsorgung:

11.500 UZ-BP) gegenüber 24.200 UZ-BP für die Referenzvariante (Alt II Entsorgung:

29.600 UZ-BP).

In der Nachgebrauchsphase erweist sich die Verwertung als die vorteilhaftere Alternative.

Wobei sich für die Referenzvariante erhebliche, hingegen für den Prototypen nur leichte

Vorteile aufzeigen lassen. Die größten Vorteile betreffen dabei die Wirkungskategorien

Treibhauspotenzial, Versauerung und Eutrophierung.

Im Gegensatz zum Fußschalter stellt die Kategorie metallische Ressourcen die Kategorie mit

dem geringsten Beitrag zum aggregierten Gesamtergebnis der Umweltziel-Belastungspunkte

dar (vgl. auch Abbildung 21). Dies erstaunt auf den ersten Blick, handelt es sich doch bei der

Referenzvariante des LNB um ein Gehäuse aus Zink mit nicht unerheblichem Gewicht.

Allerdings bleiben bei der Bilanzierung sowohl elektronische Bauteile als auch Lötmaterialien

unberücksichtigt, die im Falle des Fußschalters den mit Abstand größten Beitrag zur

Wirkungskategorie metallische Ressourcen leisten.


Tabelle 22: Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenz- und die MID-Vari-ante (Prototyp) des LNB abzüglich der jeweiligen Gutschriften. Die Varian-ten werden jeweils mit und ohne Verwertung betrachtet. Funktionelle Ein-heit sind 1.000 Stück


Alt I Recycling

Referenz

Alt II Entsorgung

Prototyp

Alt I Recycling

Prototyp

Alt II Entsorgung


Energetische Ressourcen mikro RZ-BP 2.280 2.740 984 982

Metallische Ressourcen mikro RZ-BP 216 215 120 117

Massenschadstoffe



Eutrophierung, terrestrisch mikro BP PO4 3.530 4.440 1.190 1.270

Eutrophierung, aquatisch mikro BP PO4 97 98 126 131


Abfälle


Gesamtumweltbelastung mikro UZ-BP 24.200 29.600 11.000 11.500

0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Ref

eren

z R

efer

enz

Pro

toty

p P

roto

typ

[mikro UZ BP]



Treibhauspotenzial

Versauerung



Sommersmog


Abbildung 20: Bewertung der Varianten des LNB nach einzelnen Wirkungskategorien. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück


Setzt man die untersuchten Varianten in Relation zur Referenzvariante (Alt I Recycling), so

zeigt das aggregierte Gesamtergebnis, dass der Prototyp mit 45 bis 48 % weniger als die

Hälfte der Umweltbelastungen verursacht als die Referenzvariante (vgl. Tabelle 24). Dabei

liegen die Werte des Prototypen für die Kategorien Treibhauspotenzial, Versauerung und

Eutrophierung mit 31 bis 39 % sogar nur bei etwa einem Drittel des Wertes der Referenzva-

riante. Die Werte der anderen Wirkungskategorien liegen mit zwischen 43 % (energetische

Ressourcen) und 67 % (Sonderabfall-Äquivalente) ebenfalls signifikant niedriger als die der

Referenzvariante. Einzige Ausnahme ist die Kategorie Sommersmog, die aufgrund einer

Reduktion auf 89 bis 92 % zwar geringer, aber nicht signifikant niedriger ist.

Tabelle 23: Relative Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenz- und die MID-Variante (Prototyp) des LNB abzüglich der jeweiligen Gutschriften. Die Referenzvariante „Alt I Recycling“ entspricht 100 %. Die Varianten werden jeweils mit und ohne Verwertung betrachtet. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück


Alt I Recycling

Referenz

Alt II Entsorgung

Prototyp

Alt I Recycling

Prototyp

Alt II Entsorgung


Energetische Ressourcen 100 % 120 % 43 % 43 %

Metallische Ressourcen 100 % 100 % 56 % 54 %

Massenschadstoffe

Treibhauspotenzial 100 % 128 % 31 % 38 %

Versauerung 100 % 125 % 38 % 39 %

Eutrophierung, terrestrisch 100 % 126 % 34 % 36 %

Eutrophierung, aquatisch 100 % 101 % 130 % 135 %

Sommersmog 100 % 107 % 89 % 92 %

Abfälle

Sonderabfall-Äquivalente 100 % 117 % 67 % 68 %

Gesamtsumme 100 % 122 % 45 % 48 %

Die Anteile der Wirkungskategorien an den jeweiligen Gesamtergebnissen sind in nachfol-

gender Abbildung dargestellt. Im Gesamtergebnis fallen die Wirkungskategorien metallische

Ressourcen (1 %), Sommersmog (5-11 %) und energetische Ressourcen (9 %) nur wenig

ins Gewicht. Demgegenüber ist die Kategorie Versauerung für ca. ein Drittel der Umweltziel-

Belastungspunkte verantwortlich. Zusammen mit der Kategorie Sonderabfall-Äquivalente

(18-27 %), Eutrophierung (12-15 %) und Treibhauspotenzial (9-15 %) macht die Versaue-

rung 79 bis 86 % der Umweltziel-Belastungspunkte aus.

Es fällt auf, dass sich die Verteilung der Umweltziel-Belastungspunkte zwischen Referenzva-

riante und Prototyp relativ deutlich unterscheidet, zwischen den Alternativen des Nach-

gebrauchsmanagements dagegen kaum.


9% 9% 9% 9%

1% 1% 1% 1%

14% 15%9% 11%

37% 38%

31% 30%

15% 15%

12% 12%

5% 5%

11% 11%

18% 18%

27% 26%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Alt I Recycling Alt II Entsorgung Alt I Recycling Alt II Entsorgung

Referenz Referenz Prototyp Prototyp


Sommersmog

Eutrophierung

Versauerung

Treibhauspotenzial



Abbildung 21: Bewertung der Varianten des LNB nach relativen Anteilen der einzelnen Wirkungskategorien. Die Summe der Umweltziel-Belastungspunkte ist für jede Variante 100 %. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück

Bei einer Jahresproduktion von 200.000 Stück des Prototypen könnten - eine Verwertung am

Ende des Lebensweges vorausgesetzt - im Vergleich zur Referenzvariante jährlich 2.200 kg

Schwefeldioxid-Äquivalente vermieden werden. Dies entspricht der Emission eines

durchschnittlichen LKW auf deutschen Straßen für mehr als zwei Millionen Tonnenkilometer.

Hinzu kommt eine Vermeidung von 464 t Kohlendioxid-Äquivalenten, sowie 1.600 kg Son-

derabfall-Äquivalente. Insgesamt würden 5,7 Terajoule weniger an Primärenergie ver-

braucht.


Tabelle 24: Umweltentlastungspotenzial der LNB-Varianten im Vergleich zur Referenz-variante „Alt I Reccling“ bei einer Jahresproduktion von 200.000 Stück. Ne-gative Werte stehen für Mehrbelastungen

Einheit Referenz Referenz Prototyp Prototyp

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung


Energetische Ressourcen TJ 0,0 -2,0 5,7 5,7

Metallische Ressourcen t CuÄq 0,0 0,0 4,0 4,0

Massenschadstoffe

Treibhauspotenzial t CO2Äq 0,0 -188,0 464,0 414,0

Versauerung t SO2Äq 0,0 -0,8 2,2 2,2

Eutrophierung kg PO4Äq 0,0 -43,7 113,7 107,2

Sommersmog kg Ethen Äq 0,0 -7,8 8,4 8,4

Abfälle

Sonderabfall-Äquivalente t SÄq 0,0 -0,8 1,6 1,6

In Grundig (2002) wurde eine Abschätzung der Produktionskosten für eine Jahresproduktion

von 200.000 Stück LNB vorgenommen (vgl. nachstehende Tabelle). Sie kam zu dem Ergeb-

nis, dass die MID-Variante mit nur 60 % der Kosten der Referenzvariante gefertigt werden

könnte. Damit ergibt sich eine klare Win-Win-Situation: sowohl aus ökologischer Sicht - es

entstehen weniger als die Hälfte der Umweltbelastungen - als auch aus ökonomischer Sicht -

es entstehen nur 60 % der Kosten - ist die MID-Variante klar zu favorisieren.

Tabelle 25: Vergleich der Herstellungskosten des LNB für die Referenz und MID-Vari-ante (Quelle: Grundig 2002)

Fußschalter Kosten pro Stück [€] Kosten pro 200.000 Stück [€]

Referenz 6,50 1.300.000

MID-Variante 3,87 774.000

Einsparung 2,63 526.000

4.3 Bedieneinheit


Im Vergleich zu den beiden anderen Anwendungen sind die Ergebnisse der Untersuchung

für die Bedieneinheit komplexer und schwieriger einzuschätzen (vgl. Tabellen 27-28 und

Abbildung 22). Im Gesamtergebnis zeichnen sich beide Prototypen mit knapp


60.000 Umweltziel-Belastungspunkten durch eine höhere Belastung aus als die Referenzva-

riante mit weniger als 41.000 Umweltziel-Belastungspunkten.

Dabei ist allerdings zu beachten, dass mit 19.000 UZ-BP (Referenzvariante) bzw.

36.600/36.700 UZ-BP (Prototyp I und II) der größte Anteil an der aggregierten Belastung den

metallischen Ressourcen zugeschrieben werden muss. Demgegenüber sind die Unter-

schiede in den anderen Wirkungskategorien nur gering bzw. zeigen für die Kategorie ener-

getische Ressourcen beispielsweise sogar Vorteile für Prototyp I. Aufgrund dessen gilt, dass

die Kategorie metallische Ressourcen ausschlaggebend für die Einschätzung der relativen

Umweltrelevanz der untersuchten Varianten des LNB wird.

Die Unterschiede der Alternativen für die Nachgebrauchsphase bei Referenzvariante und

den beiden Prototypen sind jeweils nur gering.

Tabelle 26: Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenz- und die MID-Vari-ante (Prototyp) der Bedieneinheit (Referenz und Prototyp I) abzüglich der jeweiligen Gutschriften. Die Varianten werden jeweils mit und ohne Ver-wertung betrachtet. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück


Alt I Recycling

Referenz

Alt II Entsorgung

Prototyp 1

Alt I Recycling

Prototyp 1

Alt II Entsorgung




Massenschadstoffe






Abfälle


Gesamtsumme mikro UZ-BP 40.200 40.700 59.300 59.800


Tabelle 27: Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenz- und die MID-Vari-ante (Prototyp) der Bedieneinheit (Referenz und Prototyp II) abzüglich der jeweiligen Gutschriften. Die Varianten werden jeweils mit und ohne Ver-wertung betrachtet. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück


Alt I Recycling

Referenz

Alt II Entsorgung

Prototyp 2

Alt I Recycling

Prototyp 2

Alt II Entsorgung




Massenschadstoffe






Abfälle


Gesamtsumme mikro UZ-BP 40.200 40.700 59.500 60.000

0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Ref

eren

z R

efer

enz

Pro

toty

p 1

Pro

toty

p 1

Pro

toty

p 2

Pro

toty

p 2

[mikro UZ BP]



Treibhauspotenzial

Versauerung



Sommersmog


Abbildung 22: Bewertung der Varianten der Bedieneinheit nach einzelnen Wirkungskate-gorien. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück


Die relative Bewertung aller untersuchten Varianten im Verhältnis zur Referenzvariante

(Alt I Recycling) zeigt die Problemlage nochmals deutlicher (vgl. nachfolgende Tabelle).

Mit einem 14 % geringeren Bedarf an energetischen Ressourcen bestehen für Prototyp I

leichte, wenngleich signifikante Vorteile gegenüber der Referenzvariante. Deutliche

Nachteile für beide Prototypen sind hingegen für die Kategorie metallische Ressourcen er-

kennbar: Hier liegen die Werte der Prototypen bei knapp dem doppelten Wert der Referenz-

variante. Leichte Nachteile lassen sich noch für die Kategorie Treibhauspotenzial nachwei-

sen. Ansonsten bestehen keine signifikanten Unterschiede zwischen der Referenzvariante

und dem Prototypen.

Tabelle 28: Relative Bewertung der Umweltauswirkungen für die Referenzvarianten und Prototypen der Bedieneinheit abzüglich der jeweiligen Gutschriften. Die Referenzvariante „Alt I Recycling“ entspricht 100 %. Die Varianten werden jeweils mit und ohne Verwertung betrachtet. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück


Alt I Recycling

Referenz

Alt II Entsorgung

Prototyp 1

Alt I Recycling

Prototyp 1

Alt II Entsorgung

Prototyp 2

Alt I Recycling

Prototyp 2

Alt II Entsorgung


Energetische Ressourcen 100 % 99 % 86 % 86 % 106 % 106 %

Metallische Ressourcen 100 % 100 % 192 % 192 % 193 % 193 %

Massenschadstoffe

Treibhauspotenzial 100 % 116 % 109 % 116 % 112 % 120 %

Versauerung 100 % 101 % 108 % 108 % 109 % 110 %

Eutrophierung, terrestrisch 100 % 105 % 99 % 104 % 97 % 98 %

Eutrophierung, aquatisch 100 % 104 % 108 % 110 % 97 % 98 %

Sommersmog 100 % 103 % 108 % 113 % 111 % 114 %

Abfälle

Sonderabfall-Äquivalente 100 % 100 % 109 % 112 % 108 % 111 %

Gesamtsumme 100 % 101 % 147 % 149 % 148 % 149 %

Die metallischen Ressourcen haben - bezogen auf die Gesamtumweltbelastung - einen An-

teil von 47 % (Referenzvariante) bzw. 61/62 % (Prototyp). Ursache für diesen hohen Anteil

sind vor allem drei Prozessschritte: Die Bereitstellung des Lötmaterials, die Herstellung der

elektronischen Bauteile und die Metallisierung der Leiterplatte bzw. des MID. Bei den ersten

beiden Prozessschritten gibt es zwischen Referenzvariante und Prototyp praktisch keine

Unterschiede, weder das Lötmaterial noch - die weniger stark ins Gewicht fallenden - elek-

tronischen Bauteile unterscheiden sich hinsichtlich des Bedarfs an metallischen Ressourcen

signifikant. Die Unterschiede beruhen auf der Metallisierung. Bei der Referenzvariante wird

die Leiterplatte mit Nickel und Kupfer beschichtet. Die MID-Variante erhält demgegenüber


zusätzlich noch eine Oberflächenveredelung mit Gold. Für die hier betrachtete funktionelle

Einheit von 1.000 Stück LNB werden 33,74 g Gold benötigt. Aufgrund der im Bewertungs-

verfahren gesetzten Gewichtung der Ressource Gold (vgl. Kapitel 3.2) werden in der Folge

dem Metallisierungsprozess der Prototypen 20.400 Ressourcenziel-Belastungspunkten zu-

geordnet.

Von den übrigen Wirkungskategorien fallen allein noch die Sonderabfall-Äquivalente (15 bis

21 % der aggregierten Gesamtumweltbelastung) und die Versauerung (11 bis 15 % der ag-

gregierten Gesamtumweltbelastung) ins Gewicht.

3% 3% 2% 2% 2% 2%

47% 47%

62% 61% 62% 61%

4% 4%

3% 3% 3% 3%15% 15%

11% 11% 11% 11%4% 5%

3% 3% 3% 3%

0% 0%

0% 0% 0% 0%

4% 4%

3% 3% 3% 3%

21% 21%16% 16% 15% 16%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Alt I Recycling Alt II Entsorgung Alt I Recycling Alt II Entsorgung Alt I Recycling Alt II Entsorgung

Referenz Referenz Prototyp 1 Prototyp 1 Prototyp 2 Prototyp 2


Sommersmog



Versauerung

Treibhauspotenzial



Abbildung 23: Bewertung der Varianten der Bedieneinheit nach relativen Anteilen der einzelnen Wirkungskategorien. Die Summe der Umweltziel-Belastungs-punkte ist für jede Variante 100 %. Funktionelle Einheit sind 1.000 Stück

Im zweiten Schritt des Vergleichs wurden die mit einer Jahresproduktion von 100.000 Stück

Bedieneinheiten verbundenen Unterschiede der untersuchten Varianten in der Umweltbe-

lastung ermittelt. Auch wenn die in Tabelle 30 dargestellten Mehr- bzw. Minderbelastungen

der Varianten im Vergleich zur Referenzvariante (Alt I Recycling) z.T. relativ groß sind - z.B.

Prototyp I führt zu einer jährlichen Mehremission von 100 t Schwefeldioxid-Äquivalenten - so

muss gleichzeitig die Signifikanz der Unterschiede beachtet werden (vgl. Tabelle 29). Wie

schon weiter oben in diesem Kapitel beschrieben, können - neben des Mehrverbrauchs an

metallischen Ressourcen - nur der Minderverbrauch energetischer Ressourcen für Prototyp I

(jährliche Einsparung: 410 TJ energetische Ressourcen) und die Mehrbelastung mit Treib-

hausgasen als signifikant bezeichnet werden.


Für die metallischen Ressourcen kommt es zu der kurios erscheinenden Situation, dass für

die beiden Prototypen zwar weniger Kupfer-Äquivalente aufgewendet werden müssen. In der

Bewertung den Prototypen letztlich aber doppelt soviel Ressourcenziel-Belastungspunkte

zugeordnet werden. Ursache ist die Logik des verwendeten Bewertungssystems (vgl.

Kapitel 3.2): Jede im Bewertungssystem berücksichtigte metallische Ressource wird für

gleich wichtig erachtet, weshalb die Gesamtzahl der den metallischen Ressourcen zugeord-

neten Ressourcenziel-Belastungspunkten auf alle Ressourcen gleich verteilt wird. Dies führt

dazu, dass seltene Ressourcen - wie beispielsweise Gold - bei einem gleich hohen

Verbrauch an Kupfer-Äquivalenten insgesamt mehr Ressourcenziel-Belastungspunkte zu-

geordnet erhalten als vergleichsweise häufigere Ressourcen, wie z.B. Kupfer.

Tabelle 29: Umweltentlastungspotenzial der Varianten der Bedieneinheit im Vergleich zur Referenzvariante „Alt I Recycling“ bei einer Jahresproduktion von 100.000 Stück. Negative Werte stehen für Mehrbelastungen

Einheit Referenz Referenz Prototyp 1 Prototyp 1 Prototyp 2 Prototyp 2

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Alt I Recycling

Alt II Entsorgung

Ressourcen- beanspruchung


TJ 0 40 410 390 -200 -210


t CuÄq 0 0 618 596 533 532

Massen- schadstoffe

Treibhaus- potenzial

t CO2Äq 0 -24.000 -14.000 -25.000 -19.000 -32.000

Versauerung t SO2Äq 0 -10 -90 -100 -110 -120

Eutrophierung kg PO4Äq 0 -2.010 -3.540 -4.530 1.280 710

Sommersmog kg Ethen Äq 0 -1.800 -5.800 -9.600 -7.900 -10.100

Abfälle

Sonderabfall- Äquivalente

t SÄq 0 -10 -430 -560 -370 -510

Der Einbezug der ökonomischen Daten aus Grundig (2002) verändert das Gesamtbild des

Vergleichs nicht wesentlich. Die Produktionskosten für Prototyp I liegen um 61 % höher als

diejenigen der Referenzvariante. Bei einer Jahresproduktion von 100.000 Stück würden sich

die Mehrkosten damit auf knapp 150.000 € pro Jahr belaufen. Für Prototyp II liegen mo-

mentan keine Kostendaten vor. Weder aus ökologischer noch aus ökonomischer Sicht ist

damit Prototyp I der Bedieneinheit in der jetzt vorliegenden Form für eine Umsetzung zu

empfehlen.


5. Fazit

Im hier durchgeführten Anschlussvorhaben zum Verbundprojekt „Grüner Fernseher“ wurden

gemeinsam mit dem Partner Grundig folgende übergeordnete Ziele verfolgt:

− Prüfung der Funktionstauglichkeit von MID-Modulen: Zuverlässigkeits- und Dauer-

gebrauchstests, Sicherheitstests (Qualifizierungsphase);







lungen;




Bedingt durch technische Zusammenhänge, sowie Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit

mussten die konkreten Entwicklungsarbeiten zum Teil geändert und angepasst werden.

Aufgrund dieser Entwicklungen musste auch die in diesem, vom Öko-Institut e.V. bearbei-

teten, Teilvorhaben verfolgte ökologisch-ökonomische Begleitforschung vor allem im Hinblick

auf die zu untersuchenden Bilanzobjekte angepasst werden. Trotz der vorgenommenen

Änderungen blieb die übergeordnete Zielsetzung dieses Teilvorhabens unverändert, d.h. es

wurde der Frage nachgegangen, durch welche Maßnahmen welche Minderungspotenziale

bei den entwickelten Technologien noch ausgeschöpft werden könnten (und sollten).

Nachstehend werden die zentralen Ergebnisse zusammengefasst:

− Eine überaus erfolgversprechende Anwendung der MID-Technologie stellt das Satelliten-

Empfangsteil (LNB) dar. Die Untersuchung dieser möglichen Anwendung war im Rahmen

dieses Vorhabens zwar auf einer abstrakten und theoretischen Ebene, dennoch lassen

die vorgenommenen ökonomischen und ökologischen Betrachtungen signifikante Vorteile

der MID-Variante gegenüber der bisherigen Metall-Kunststoff-Verbundvariante erkennen.

− LNB nehmen schon heute eine hohe mengenmäßige Bedeutung im Kommunikationsbe-

reich ein. Bedingt durch satellitengestützte Übertragungstechnologien im Informationsbe-

reich (vgl. das angebotene ADSL via Satellit) wird die Mengenrelevanz von LNB noch zu-

nehmen. Vor diesem Hintergrund ist es aus unserer Sicht empfehlenswert, die MID-

Technologie für diesen Anwendungsbereich weiter zu entwickeln und in die industrielle

Großserienpraxis zu überführen.


− Etwas differenzierter fällt die Gesamtbewertung bei der zweiten untersuchten MID-An-

wendung, einem Fußschalter für Diktiergeräte, aus: die ökologischen Vorteile einer Neu-

entwicklung sind hier gegenüber der herkömmlichen Technologie eher gering bis nicht

signifikant. Lediglich Kostenvorteile von rund 25 % sprechen hier für die MID-Neuent-

wicklung. Es konnten im Rahmen dieses Vorhabens auch keine Ansatzpunkte gefunden

werden, die bei der ökologischen Betrachtungsebene auf wesentliche, nicht ausge-

schöpfte Optimierungspotenziale hinweisen.

− Die Bedieneinheit für Fernsehgeräte war der eigentliche Ausgangspunkt für das durchge-

führte Anschlussvorhaben zum Verbundprojekt „Grüner Fernseher“ und bildete den Ent-

wicklungsschwerpunkt beim Projektpartner Grundig. Trotz der

Entwicklungsanstrengungen konnten für die Prototypvariante 1 (basierend auf Polyamid 6

und 12) keine Kostenvorteile gegenüber der Referenztechnologie ermittelt werden. Für

die Prototypvariante 2 (basierend auf Polybutylenterephthalat) lagen keine Kostendaten

vor. Aus ökologischer Sicht führen beide Prototypvarianten zu signifikant höheren

Umweltbelastungen im Vergleich zur herkömmlichen Technologie. Eine noch

verbleibende, nicht ausgeschöpfte ökologische Optimierungsstrategie könnte hier in der

Substitution der Oberflächenveredelung mit Gold bestehen. Sofern sich dies technisch als

machbar herausstellen sollte, empfiehlt sich aus Sicht des Öko-Instituts eine ökologische

und ökonomische Neubewertung dieser MID-Anwendung.

Insgesamt hat das Teilvorhaben „Ökologische und ökonomische Begleitforschung“ deutlich

gezeigt, dass die MID-Technologie weder aus ökologischer noch aus ökonomischer Sicht

pauschal als vorteilhaft (oder nicht) bewertet werden kann. Die technologiespezifischen Vor-

und Nachteile werden erst auf der Basis konkreter Anwendungen ersichtlich. Dabei konnte

der Aufwand und der Zeitbedarf für die ökologische Bewertung durch Ausbau entsprechen-

der Ökobilanzdatenbasen im Teilvorhaben wesentlich verringert werden. Diese könnten in

weiteren Entwicklungsvorhaben genutzt werden.

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EITO 2001 European Information Technology Observatory (EITO): European Information Technology Observatory 2001. Eggebrecht-Presse KG, Mainz 2001

Frischknecht et al. 1996: Frischknecht, R.; Hofstetter, P.; Knoepfel, I.; Dones, R.; Zollinger, E.; Ökoinventare für Energiesysteme. Grundlagen für den ökologischen Vergleich von Energiesystemen in Ökobilanzen für die Schweiz. 3. Auflage. Bern 1996

Fritsche et al. 1997 Fritsche, U.; Rausch, L.; Buchert, M.; Hochfeld, C.; Jenseit, W.; Matthes, F.; Stahl, H.; Witt, J.; Gesamt-Emissionsmodell Integrierter Systeme (GEMIS), Version 3.0. Im Auftrag des Hessischen Ministeri-ums für Umwelt, Energie und Bundesangelegenheiten. Wiesba-den 1997

GaBi 3 V2 2001 GaBi. Ökobilanzsoftware, entwickelt am Institut für Kunststoffkunde und Kunststoffprüfung (IKP) und der PE Europe GmbH, Version 3V2. http://www.gabi-software.de/. 2001

GEMIS 4.0 2001 Software Gesamt-Emissionsmodell Integrierter Systeme (GEMIS), Version 4.0, Stand 2001

Grundig 2002 Winghofer, R.; Verbundforschungsprojekt: Beiträge zur Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft am Beispiel von elektronischen Massenpo-dukten. Teilvorhaben 1: Weiterentwicklung der MID-Technologie. Grundig AG. Im Auftrag des BMBF. Nürnberg 2002

Habersatter und Fecker 1998 Habersatter, K.; Fecker, I.; Dall’Acqua, S.; Fawer, M.; Fallscheer, F.; Förster, R.; Maillefer, C.; Ménard, M.; Reusser, L.; Som, C.; Stahel, U.; Zimmermann, P.; Ökoinventare für Verpackungen. Band I und II. Bun-desamt für Umwelt, Wald und Landschaft. 2. korrigierte und aktuali-sierte Auflage. Bern 1996

Krüger und Rombach 1998 Krüger, J.; Rombach, G.; Sachbilanz zur Kupfererzeugung unter Be-rücksichtigung der Endenergien. Sonderdruck Deutsches Kupfer-In-stitut 12/98

Schreyer 2001 Mündliche Mitteilung von Dr. Peter Schreyer. 2001


Statistisches Bundesamt 2001 Statistisches Jahrbuch 2001. Statistisches Bundesamt (Hrsg.). Metz-ler-Poeschel-Verlag. Stuttgart/Wiesbaden 2001

Strubel et al. 1999 Strubel, V.; Gensch, C.-O.; Buchert, M.; Bunke, D.; Ebinger, F.; He-ber, E.; Hochfeld, C.; Grießhammer, R.; Quack, D.; Reichart, I.; Vier-eck, H.-G.; Verbundvorhaben: Beiträge zur Entwicklung einer Kreis-laufwirtschaft am Beispiel des komplexen Massenkonsumproduktes TV-Gerät - Teilvorhaben 1: Ökologische und ökonomische Begleitfor-schung. Freiburg/Darmstadt 1999

Strubel et al. 2001 Strubel, V.; Quack, D.; Bunke, D.; Tappeser, B.; Beiträge zur Entwick-lung einer Kreislaufwirtschaft am Beispiel von elektronischen Massen-konsumprodukten - Teilvorhaben 2: Ökologische und ökonomische Begleitforschung, Qualifizierungsphase Grundig/Bolta. Freiburg 2001

UBA 1997 Umweltbundesamt (Hrsg.). Daten zur Umwelt 1997. Erich Schmidt-Verlag. Berlin 1997

umberto 4.0 2001 Modulbibliothek zur Ökobilanzsoftware umberto, Version 4.0, Stand 2001

Umwelt 1998 Umweltbundesamt und Statistisches Bundesamt. Umweltdaten Deutschland 1998. Berlin/Wiesbaden 1998

Weber et al. 1999 Weber, F.-A.; Jenseit, W.; Fritsche, U.; Bestimmung des Kumulierten Energieaufwands (KEA) durch Input-Output- und Prozeßketten-Ana-lyse am Beispiel des Sektors NE-Metalle. Arbeitspapier im Rahmen des UBA-F&E-Vorhabens Nr. 104 01 123. Darmstadt 1999

Wellmer 1998 Wellmer, F.-W.; Lebensdauer und Verfügbarkeit mineralischer Roh-stoffe. In: Österreichische Akademie der Wissenschaften. Energievor-räte und mineralische Rohstoffe: Wie lange noch?. Verlag der Öster-reichischen Akademie der Wissenschaften. Wien 1998

Beiträge zur Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft am ... · ferenz- und MID-Variante (Quelle:...

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