Eine zukünftige Erhöhung der Recyclingquote bedeutet jedoch nicht notwendigerweise eine Steigerung der Ressourceneffizienz. Mit der Festlegung des Produktdesigns, der Prozesse zur Herstellung und Weiterverarbeitung der Erzeugnisse sowie deren Verwertung werden die Energie- und Stoffbedarfe einer Produktion unter Berücksichtigung aller erforderlichen Transportwege vorbestimmt. Zur Abschätzung der Umweltwirkungen muss die Vielzahl der Energie- und Stoffströme der einzelnen Prozessschritte eines Produktsystems zu einer Gesamtbilanz zusammengefasst werden. Dies erfolgt in einer sog. Ökobilanz (Life Cycle Assessment, LCA). In diese Analysen fließen u. a. die Emissionen von Treibhausgasen sowie weitere Umweltwirkungen wie die Eutrophierung oder die Humantoxizität ein. Beispielsweise werden die Treibhausgasemissionen durch CO₂-Äquivalente als Indikator des Einflusses auf die globale Erwärmung beschrieben. Obwohl die DIN EN ISO 14040/44 ein Rahmenwerk inklusive geeigneter Methoden umfassen, ist eine universelle Anwendbarkeit nur bedingt gegeben, da häufig Anpassungen an die jeweils vorliegenden Rahmenbedingungen vorgenommen werden müssen. Es fehlen Standards, bspw. bezüglich der Wahl der funktionellen Einheit, der Allokationsmethode und der Sachbilanz sowie der Methode der Wirkungsabschätzung. Eindeutige Handlungsempfehlungen zur Steigerung der ökologischen Nachhaltigkeit von Produkten wie Kunststoffverpackungen können daher nicht abgeleitet werden. Dementsprechend fehlen transparente Berechnungsmodelle, welche für die Herstellung unterschiedlicher Produkte möglichst einheitlich aufgebaut sind. Ein solches Berechnungskonzept ist jedoch notwendig für die Bewertung von Kunststoffkreisläufen, bspw. für die Produktgestaltung.

Im Fokus zur Bewertung der ökologischen Nachhaltigkeit von Kunststofferzeugnissen steht daher die Entwicklung eines Modells, welches es ermöglicht, aus Primärdaten von Prozessbeteiligten entlang der gesamten Wertschöpfungskette die Ökobilanz von Kunststofferzeugnisse zu quantifizieren. Die Entwicklung des Modells folgt den Vorgaben zur Ökobilanzierung nach DIN EN ISO 14040/44. Das Ziel des Modells ist die ökologische Bewertung von Kunststoffverpackungen von der Wiege zur Wiege (Cradle-to-Cradle). Die Ergebnisse dieser Ökobilanzierung befähigen Process Owner dazu, Stellhebel zur Reduzierung der durch sie verursachten Umweltwirkungen zu identifizieren. Die Ergebnisse sollen darüber hinaus auch für Konsument*innen einen Mehrwert bieten. Wenn Konsument *innen über die Ökobilanz eines Kunststofferzeugnisses informiert sind, können sie diese bei ihrer Kaufentscheidung berücksichtigen. Ein weiteres Ziel der Bewertung der ökologischen Nachhaltigkeit ist daher die Konzeptionierung eines Labels der ökologischen Nachhaltigkeit von Kunststofferzeugnissen. Das Label soll es Konsument*innen ermöglichen, die Ökobilanz eines Kunststofferzeugnisses auf einen Blick in qualitativen Kategorien (gut, mittel, schlecht) zu bewerten. Die Funktionsweise ähnelt demnach dem Nutri-Score, der den Nährwert von Lebensmitteln kennzeichnet.

Das Verfahren zur ökologischen Bewertung mit einer LCA ist genormt nach ISO 14040/44. Zur ordnungsgemäßen Durchführung müssen vier Phasen durchlaufen werden.

1. Ziel und Untersuchungsrahmen
2. Sachbilanzierung
3. Wirkungsabschätzung
4. Auswertung

Das Ziel einer LCA beschreibt die vorgesehene Anwendung, die Gründe für die Durchführung der Bilanzierung, die Zielgruppe und ggf. einen Hinweis darauf, wie die Ergebnisse genutzt werden, um vergleichende Aussagen in Veröffentlichungen zu treffen. Der Untersuchungsrahmen beschreibt das zu untersuchende Produktsystem, Systemgrenzen, Annahmen und Einschränkungen. Der Untersuchungsrahmen legt darüber hinaus die funktionelle Einheit fest. Die funktionelle Einheit ist eine relative Basis, auf die alle stofflichen und energetischen In- und Outputs des Untersuchungsobjekts bezogen werden. LCAs verschiedener Produktsysteme werden vergleichbar, wenn sie sich auf dieselbe funktionelle Einheit beziehen.

Die Sachbilanz umfasst die Quantifizierung und Berechnung von In- und Outputs, des im Untersuchungsrahmen definierten Produktsystems. Daten zu In- und Outputs werden mithilfe von Messtechnik, Abschätzungen und Simulationen erhoben. Kann die Datenbasis nicht experimentell ermittelt werden, so werden erforderliche Daten aus bestehenden Datenbanken entnommen.

In der Wirkungsabschätzung werden aus den Ergebnissen der Sachbilanz Umweltwirkungen berechnet, die durch das Produktsystem verursacht werden. Ursache-Wirkungsketten beginnen mit einer auslösenden Umweltwirkung wie bspw. der Emission von Treibhausgasen (THG). Am Ende der Kette finden biologische Veränderungen statt, bspw. ein Einfluss auf die menschliche Gesundheit. Für die Wirkungsabschätzung existieren Midpoint- und Endpoint-Methoden. Midpoint-Umweltwirkungen beschreiben die direkte Wirkung einer Emission oder Ressourcenentnahme auf die Umwelt. Beispiele für Midpoint-Umweltwirkungen sind der Ozonabbau und die Erderwärmung. Endpoint-Umweltwirkungen stehen am Ende der Ursache-Wirkungskette. Hier werden die Schäden auf zu Schützende Güter betrachtet. Typische Schutzgüter im Sinne der Endpoints sind die menschliche Gesundheit, die Biodiversität (Artenvielfalt) und der Ressourcenverbrauch.

In der Auswertung werden die Ergebnisse der LCA in Übereinstimmung mit dem festgelegten Ziel und dem Untersuchungsrahmen vollständig, verständlich und in sich schlüssig dargestellt. Abschließend werden Schlussfolgerungen, Einschränkungen und Empfehlungen abgeleitet.

Bild 1: Vorgehen zur Entwicklung des Modells zur ökologischen Bewertung einer Kreislaufwirtschaft von Kunststoffverpackungen

Information:

Gonsalves Grünert, M.Sc.

g.gruenert@wzl.rwth-aachen.de