Produktbezogener Umweltschutz Vortrag am 11. 6. 2002 an der Universität Paderborn Dr. Ferdinand Quella, Siemens AG, Referat „Produktbezogener Umweltschutz“, D 81730 München

Das Ziel des produktbezogenen Umweltschutzes Reduzierung der Umweltwirkungen, die von Produkten ausgehen! Damit könnte verbunden sein: Ein definierter Beitrag zu globalen Umweltzielen. Dies ist zu erreichen durch umweltverträgliche Produktgestaltung unter Einbeziehung des gesamten Lebensweges umweltverträgliche Gestaltung des Systems, in dem das Produkt angewendet wird (evtl. unter Einbeziehung von Innovationen und Dienstleistungen) Bemerkung: Praktikable globale Ziele fehlen oft. Deshalb entweder selbst Ziele setzen oder sich an existenten Konzepten orientieren (Faktor 4/Faktor 10-Reduzierung in 10 Jahren).

Beitrag zur Produktqualität Energie sparend Transport/ Verpackung Langlebig Produktanalyse ganzer Lebens- zyklus: Angebot... Entsorgung Produkt- eigenschaften Gesetze, Internationale Entwicklung Modularer Aufbau Recyclingfähig

Planung über alle Produktlebensphasen Qualitätsanforderungen, Preis, Umweltverträglichkeit, Gesetzliche Vorgaben Design zur Wiederverwendung, Prüfverfahren Produktion Nutzen Wieder- verwendung Verwertung Beseitigung Demontage-, Materialplanung Verpackung, Transport Service Gefahrstoffe Umweltverträglichkeit Vermeidung Gesetze Hilfsstoffe optimierter Verbrauch Rückgabe zur Entsorgung Entwicklung Beschaffung Marketing Vertrieb Gefahrstoffe, Rücknahme Kommunikation Qualitäts- und Umweltmanagement über alle Lebensphasen des Produktes

Trends im produktbezogenen Umweltschutz Die nächsten 10 Jahre wird der produktbezogene Umweltschutz geprägt durch

Recyclingszenarien 100 % Ausgangs- menge 50 % Rücknahmequote 10 J. Lebensdauer O 90 % Recyclinggrad 90 % Rücknahmequote Bsp.: ICP WV 30 % Rücknahme 5 J Lebensdauer ca. 90 Recyclinggrad 0 10 20 30 40 Jahre

Analyse der Lebensphasen: Größte Umweltbelastung Wirkungskategorien Energieverbrauch Rücknahme Wiederverwendung Verwertung Marketing Entwicklung Beschaffung Wartung Nutzung Fertigung Vertrieb Transport Ressourcen Beseitigung Nutzung Herstellung Verwertung Ressourcen

SN 36350 : Inhaltsübersicht Prinzipien und Leitlinien Integration in die Planung und Entwicklung Teil 1 : Leitlinien zur Produktgestaltung Teil 2 : Gefährliche Stoffe, Verbotsliste, Vermeidungsliste Verbotsliste gefährlicher Stoffe Deklarations- und Vermeidungsliste Teil 3 : Kunststoffe - Bewertung von Re- cyclingeignung und Mischbarkeit thermoplastischer Kunststoffe Bewertungsstufen der Recyclingeignung Matrix zur Mischverträglichkeit gebräuchlicher Thermoplaste Recyclingeignung von Metallen und metallischen Stoffverbunden Matrix zur Mischverträglichkeit von gebräuchlichen Metallen und Legierungen Teil 4 : Metallische Werkstoffe - Bewertung der Recyclingeignung und Misch- verträglichkeit Gestaltungsgrundsätze Vorzugs- und Vermeidungsliste Verbote Teil 5 : Ökologische Anforderungen an Verpackungen Anforderungen an die Stofferfassung Vorgehensweise und Stoffliste Teil 6 : Erfassung von Stoffen in Produkten http://standardization.ct.siemens.de/areas/btechnik/ippumwelt/uw-sn/index.html

Kostensenkung durch umweltverträgliche Produktgestaltung Einsparung Höhere Wettbe- werbsfähigkeit Verminderung des Materialeinsatzes Verminderung der Material- und Bauteilevielfalt Vermeidung von Schadstoffen Ressourcenschonender Produktgebrauch Leichte Demontage (entspricht leichter Montage) Verwertbarkeit und Wiederverwendbarkeit

Lösungen und Beispiele Leitfaden „Umweltverträgliche Produktgestaltung - Lösungen und Beispiele zur Siemens-Norm SN 36350“ SN 36350-1 (normativ) Leitfaden (informativ) Prinzipien und Leitlinien Lösungen und Beispiele Was soll getan werden ? Wie kann es getan werden ? Beispiel: : 5. Materialeinsatz minimieren Im Intranet unter http://greendesign.ct.siemens.de

Die Siemens-Norm SN 36350 und ihr Umfeld SN 36350-1 (normativ) Prinzipien und Leitlinien Was soll getan werden ? Leitfaden (informativ) Lösungen und Beispiele Wie kann es getan werden ? Produktbewertung Checkliste Was wurde erreicht ? SN 36350-2..6 (normativ) Im Intranet unter http://greendesign.ct.siemens.de

SN 36350 - 1 : Beispiele für Leitlinien zur Produktgestaltung Marketing-, Planungs- und Entwicklungsaspekte 1. Umweltauswirkungen über den gesamten Produktlebensweg abschätzen und daraus Entwicklungsziele ableiten. Aspekte der Beschaffung und Herstellung 5. Materialeinsatz minimieren. 9. Anzahl und Vielfalt von Produktteilen (Komponenten) minimieren. Vertriebs- und Serviceaspekte 18. Kunden über die umweltverträgliche Entsorgung der Verpackung informieren. Aspekte des Produktgebrauchs 21. Produkt leicht reparierbar und nachrüstbar gestalten. 22. Energieverbrauch im Warte- und Arbeitszustand minimieren. Aspekte der Demontage und Entsorgung 33. Anzahl der notwendigen Demontageschritte minimieren. 37. Recyclinggeeignete Kunststoffe kennzeichnen.

Gesundheitsgefährdend SN 36350 - 2 : Aufnahmekriterien für die Deklarations- und Vermeidungsliste Gesundheitsgefährdend - Cancerogen, mutagen, reproduktionstoxisch (CMR-Stoffe, Kategorie 1 und 2) - Chronisch toxisch - Akut sehr giftig oder giftig - Bildet leicht CMR-Stoffe (Kategorie 1 und 2), chronisch oder akut toxische Stoffe - Radioaktiv Umweltgefährdend - Wassergefährdend - Persistent + bioakkumulativ - Klimaverändernd - Ozonabbauend

Vorgehensweise bei der umweltverträglichen Produktgestaltung Umweltbelastungen ermitteln, Gewichtung abschätzen (Analyse des Referenzprodukts) Umweltbezogene Kundenforderungen Entwicklungsziele ableiten, Schwerpunkte setzen Lastenheft Neu nach ISO TR 14062: Strategie Organisation Umsetzung im PEP Maßnahmen zum Erreichen der Entwicklungsziele ermitteln Pflichtenheft Bewertung der Maßnahmen hinsicht- lich Wirkung auf Kosten, Funktions- erfüllung und Marktchancen

Werkzeuge Produkt- Entwicklung Fertigung Vertrieb Nutzung Recycling definition Beschaffung Service Beseitigung Regeln zur umweltverträglichen Produktgestaltung: Siemens-Norm SN 36 350 Life Cycle Assessment (LCA), Life Cycle Costing (LCC) QFD TuT Target Costing Demontagetool SIS Dokumentation, Information FMEA Gesetzliche Vorgaben für alle Phasen (KrW-/AbfG, BattV, ......)

Notwendigkeit zur Innovation Energie-, Wasserverbrauch Hilfsstoffe Fertigungshilfsmittel Neue Steuerung 100 % Innovationssprung Neues Verfahren technische oder physikalische Grenze 10 Jahre Zeit

SIMATIC S7-300 : Innovation und Umwelt Umweltpreis der Siemens AG 1997 (Kategorie Produkte) Umweltvorteil Sortenreiner, halogenfrei flammwidriger Gehäusekunststoff Keine Batterie Weniger Produktionsabfälle Recycling des Produkts bringt Erlöse Arbeitsschutzvorteil Reduzierte Exposition der Mitarbeiter durch - entfallendes Schwall-Löten (Ersatz durch Einpreßen und IR-Löten) - entfallende Maschinenreinigung - entfallender Umgang mit Lösemitteln und Farben Technische Vorteile 40% weniger Energieverbrauch 15% leichter bei höherer Funktionalität Wartungsfrei, hochrüstbar Halbierte Montagezeit (SMD, höherer Automatisierungsgrad); Run-In reduziert von 12 Stunden auf 17 Minuten

Computerrecycling (ICP WV) 100 % Schrottmenge Konsequente Anwendung der Norm Umweltverträgliche Produktgestaltung Wiederverwendung Recycling Wiederverwendung: Komplettgerät Aufrüstung, Verkauf Wiedervermarktung: Komponenten Verkauf elektronischer Bauteile Wiederverwertung: Rohstoffe Kunststoffe, Metalle Rest- und Sonderabfall 0 % 1988 1998 600 t 6000 t Konstruktive Verbesserung

Equivalent-to-new: DIN 48480 Internationale Norm bei IEC TC 56 Deutsche Norm DIN 48 480 im April 2001 verabschiedet IEC TC 56 arbeitet an internationaler Norm (Prof. Belli) Inhalte Beschreibt Qualitätsprüfung von Teilen und Produkten wie neu Notwendigkeit der Kundeninformation Eigenschaften werden gegenüber der Produktspezifikation geprüft (praktisch keine Abweichung zulässig) Die Teile werden in den normalen Produktionsprozess integriert Siemens Medical Solutions spart durch Wiederverwendung sehr viel Geld Röntgenabschirmung Röntgenröhrengehäuse, Magnetspule für CT etc. Als Qualitätssiegel: Proven Excellence (wie neu)

Was ist festzulegen? (Rahmennorm, Produktgruppen) Zustand Neu Definierter gebrauchter Zustand, geringer wertig undefiniert neuwertig Ohne Garantie Reduzierte Garantie Volle Garantie Qualifizierungsverfahren Komponenten System Ausbau, Prüfung, Prüfablauf Prozeßfähigkeit Eigenschaften des Neuteils (ggf. Abstriche) Kosten-/Nutzenanalyse Ermittlung von Alter und Beanspruchung Verschleißteile Bauelemente (Elektronik) Baugruppen Teile ohne Verschleiß Gerät komplexe Baugruppen Kennzahlen: Mittlere Lebensdauer des Neuprodukts, Zuverlässigkeit Anteil an gebrauchten Teilen (<5 %, < 25 %, >50 %) Produktgruppen/Branchen: Elektrotechnik, Maschinenbau, Kunststoffe, Bau...

Umweltgerechte Konstruktion (1) Frontblenden der Moduln aus Chromedelstahl - Laserbeschriftet früher: Alu, chem. oxyd. + lackiert + gedruckte Beschriftung > HK Reduzierung 50% Allgemeine Raumreduzierung - Im selben Raum nun 8 statt 6 Funkeinheiten. Neues Lüftungskonzept - Bis 55 °C Umgebungstemperatur keine aktive Kühlung (Klimaanlage) mehr erforderlich bei der Outdoor-Basisstation

Einsparung von Energie 35% Reduzierung der Leistungsaufnahme verglichen zur bisherigen Generation BS60/61 führt zu 57.000 Tonnen CO2 Einsparung bereits im ersten Verkaufsjahr 6 Mill. € Kosteneinsparung für unsere Kunden 503 Güterwaggons mit Kohle wären nötig um die eingesparte Energie zu erzeugen (nur erstes Verkaufsjahr !) Einsparung von Energie

Umweltgerechte Konstruktion (2) Key Features - Anzahl der Einzelteile: 66 insgesamt: 6 Strangpressteile 2 Seitenplatten 16 LP-Führungen 10 Steckführungen 4 Gitter 4 Backplane – Positionierungen 24 Schrauben - Umwelt: 4 verschiedene Materialien - Kosten:100 % Umweltgerechte Konstruktion (2) - Altes Subrack -

Umweltgerechte Konstruktion (3) Key Features - Anzahl der Einzelteile: 17 insgesamt: 4 Bleche 1 Strebe 12 Schrauben - Design-Komplexität: 4 verschiedene Teile - Integrierte Teile: Leiterplattenführungen Lüftergitter Flansch zur Fixierung Backplane Positionierung - Umwelt 1 einheitliches Material - Kosten: 20 % Umweltgerechte Konstruktion (3) - Neues Subrack -

Advanced Cooling mit Membranfilter (Outdoor) (EU- Patent) Wegfall Heatexchanger 7 K bessere Wärmebilanz MTBF - Verbesserung 31% HK minus 33% Gewicht minus 50% Volumen minus 38% Energieverbrauch minus 180 W

Software hilft Umwelt (Remote Inventory) Fernabfragbare „Elektronische Seriennummer“ liefert alle Konfigurationsdaten Wegfall des Verwaltungs- und Wartungsaufwandes bei - Einbringung - Archivierung - Service - beim Inventarisieren durch den Kunden Kosteneinsparungen durch Remote Inventory

Vebesserte Empfängerempfindlichkeit 37% Reduzierung der Sendeleistung aller Handys im Netz Verringerte Strahlungsbelastung der Handy-Nutzer Erhöhte Standzeit und Lebensdauer der Akkus Vebesserte Empfängerempfindlichkeit

Das “Eco-efficiency Level Concept” (Delft University of Technology / Kathalys Centre for Sustainable Product Innovation) Nachhaltigkeit Verhaltensänderung System- Innovation Funktions- Innovation Eco-Effizienz Produkt- Redesign Produkt- Verbesserung 5 10 20 Jahre Zeit

Wo stehen wir heute? Öko PC seit Jahren Testsieger Reifegrad Systemebene Produktebene Öko PC seit Jahren Testsieger nach BUND-Computerliste End-of-Pipe Instabus* Umweltverträgliche Materialien, Konstruktion Umweltverträglicheres System (Steuerung der Energieverbraucher im Gebäude) Materialsparende Installation *Umweltpreis Stadt Regensburg 1995