Nachhaltige Produktentwicklung: 7 Tipps zur Reduktion von Material und CO₂e

Eigentlich sollte sich Johanna auf die Fertigstellung ihrer Skizzen für das neue einbaufertige Bauteil konzentrieren. Die Abgabefrist rückt wieder einmal schneller näher, als ihr lieb ist. Doch ihre Gedanken schweifen immer wieder ab. Knapp 80 Prozent aller produktbezogenen Umweltauswirkungen würden bereits in der Entwurfsphase eines Produkts festgelegt, hatte der Vortragende im Webinar letzte Woche erklärt. Sollte die junge Produktentwicklerin also tatsächlich einen größeren Beitrag zur Bekämpfung von Klimawandel, Energiekrise und Ressourcenknappheit leisten können, als ihr bislang bewusst war? Das wäre ja fantastisch. 

Motiviert und voller Ehrgeiz beginnt Johanna nach Wegen zu suchen, wie sie künftig natürliche Ressourcen und Fertigungsmaterialien möglichst effizient einplant und eine nachhaltige Produktentwicklung unterstützt. Sehen wir uns also an, ob sie damit erfolgreich ist. 

Was ist nachhaltige Produktentwicklung?

Nachhaltige Produktentwicklung umfasst neben der eigentlichen Funktion eines Produktes auch dessen ökologische und soziale Auswirkungen. Betrachtet wird dabei der gesamte Lebenszyklus, von der Herstellung bis zur Entsorgung.  In diesem Sinne soll das Produktdesign gewährleisten, dass notwendige Ressourcen effizient genutzt und möglichst nachhaltige Materialien verwendet werden. 

Eine nachhaltige Produktentwicklung beginnt und endet nicht bei den verwendeten Fertigungs- und Hilfsgütern. Zu einem treffsicheren Nachhaltigkeitsprinzip gehören die gesamte Lieferkette dieser Materialien und des fertigen Endprodukts, eine verantwortungsvolle Produktion, die Minimierung von Abfällen und Emissionen, sowie die Förderung von Recycling-Maßnahmen.

Aus dieser Gesamtbetrachtung heraus bieten sich für Johanna gleich mehrere erfolgversprechende Ansätze und Möglichkeiten zur Produktion ihres Bauteils. Mit dem bisherigen Fertigungspartner ist das allerdings nicht möglich und sie muss ihren Vorgesetzten von einem Herstellerwechsel überzeugen. Bevor sie ihr Anliegen vorbringt, sollten ihr aber noch ein paar gute Argumente einfallen. Schließlich muss die neue Lösung nicht nur nachhaltig, sondern auch betriebswirtschaftlich sinnvoll sein, damit ihr Chef bei ihrem Vorhaben mitspielt. 

Vorteile einer nachhaltigen Produktentwicklung

Trotz der Gefahr, schnell abgedroschen zu wirken, birgt das Streben nach mehr Nachhaltigkeit für Unternehmen wesentlich mehr Potential als auf den ersten Blick ersichtlich. Nachfolgend daher die wichtigsten Vorteile einer nachhaltigen Produktentwicklung:

• Umwelt- und Ressourcenschutz durch eine möglichst effiziente Verwendung von Rohstoffen und Ressourcen sowie  Herstellungsverfahren, die auf dem Einsatz von erneuerbaren Energien beruhen.   
  

• Langfristige Kosteneinsparungen durch recycelbare Materialien oder eine energiesparenden Produktionsweise.
  

• Neue Geschäftschancen, z.B. auf Märkten mit wachsender Nachfrage nach nachhaltigen Produkten.
  

• Stärkung des Kundenvertrauens, indem das Unternehmen seine Verantwortung gegenüber der Gesellschaft und kommender Generationen wahrnimmt.
  

• Verringerung von Abfällen durch den Einsatz recyclingfähiger Materialien oder dem Entwurf von Produkten mit höherer Lebensdauer.
  

• Erhöhung der Effizienz dank neuer Produktionsverfahren und Optimierungen in der Lieferkette.
  

• Neue gesetzliche Vorschriften werden durch vorausschauendes Handeln und aktives Bemühen um Nachhaltigkeit bereits vor Inkrafttreten erfüllt.
  

• Steigerung des Unternehmenswertes dank einer höheren Attraktivität der Marke für zukunftsorientierte Investoren.
  

• Stärkung der Innovationskraft durch Anreize für die Entwicklung von umweltfreundlichen und ressourceneffizienten Technologien. 

Das wäre also geschafft. Der Chef ist überzeugt und Johanna hat freie Hand. Jetzt möchte sie natürlich auch alles richtig machen und so viel wie möglich aus ihrem Bauteil herausholen. Die Devise lautet: minimaler Materialeinsatz und maximale CO₂e-Reduktion. Schauen wir uns also an, wie das gelingt. 

7 Tipps zur Reduktion von Material und CO₂e-Emissionen

Wie die Herstellung eines Produkts und damit verbundene Prozesse möglichst nachhaltig  gestaltet werden können, zeigen diese 7 Tipps zur Reduktion von Material und CO₂e-Emissionen:

1. Das richtige Material wählen
   Alleine durch die Wahl des Fertigungsmaterials können Entwickler den Nachhaltigkeitsfaktor ihres Produkts maßgeblich beeinflussen. So ist beispielsweise Stahl zu 100 Prozent recyclebar und die Auswahl von höherfesten Stählen bzw. Stählen mit besonderen Eigenschaften ermöglicht einen äußerst effizienten und damit sparsamen Materialeinsatz. Dank neuer Entwicklungen in der Stahlerzeugung ist mittlerweile auch eine

   CO₂e_{-reduzierte Herstellung möglich, Stichwort: Grüner Stahl.}
   

2. Herstellungsverfahren vergleichen
   Das gewählte Herstellungsverfahren macht einen großen Unterschied. Beim Rollformen wird beispielsweise weniger Energie für ein gleichwertiges Ergebnis benötigt als bei anderen Methoden. Zusätzlich ermöglicht dieses Herstellungsverfahren eine präzise Kontrolle über die Dicke und Toleranzen des Endprodukts und reduziert damit maßgeblich den notwendigen Materialeinsatz.
   
   
3. Auf eine hohe Produktqualität achten
   Eine hohe Produktqualität senkt die Ausschussrate in der Produktion und verlängert die Nutzungsdauer eines Produkts. Dies wiederum hat geringere Abfallmengen und eine reduzierte Umweltbelastung zur Folge. Ein hochwertiges Produkt kann außerdem besser repariert und wiederverwendet werden als Erzeugnisse mit geringerer Qualität. Die Wahl des Fertigungsmaterials spielt dabei auch hier eine Rolle, da z.B. Stahl äußerst verschleißfest ist und dünnere Materialstärken erlaubt.
   
   
4. Mit digitalen Prototypen arbeiten
   Die vielfältigen Möglichkeiten der Digitalisierung machen die Produktion physischer Prototypen weitgehend obsolet. Digitale Prototypen, virtuelle Zwillinge und Simulationssoftware erlauben das Austesten verschiedener Konstruktionsvarianten direkt am Computer und sind dabei nicht nur kostengünstiger als ihre physischen Pendants. Sie verursachen keinen Materialaufwand und lediglich einen Energieeinsatz in Form von Strom.
   
   
5. Eine funktionierende Kreislaufwirtschaft fördern
   Nach Definition des Europäischen Parlaments ist Kreislaufwirtschaft ein Modell, das durch die Wiederverwendung und Wiederverwertung von Materialien zu einer Minimierung von Abfällen führt. Eine Kreislaufwirtschaft kann daher durch Teilen, Leasen, Reparieren oder Recyclen den Druck auf die Umwelt reduzieren und positiv zu einer besseren Versorgungssicherheit mit Rohstoffen beitragen.
   
   
   
   
6. Verpackungsmaterial reduzieren
   Verpackungsmaterial steigert den Ressourcenverbrauch und erhöht Abfallmengen, während seine Herstellung eine signifikante Menge an CO₂e-Emissionen verursacht. Entwickler, Hersteller und Logistiker sollten also möglichst nach einer Optimierung des Verpackungsdesigns streben, um eine effizientere Verwendung der Materialien zu ermöglichen, bzw. auf wiederverwendbare Verpackungen und Transportbehältnisse setzen.
   
   
7. Erneuerbare Energiequellen bevorzugen
   Unsaubere Energiequellen wie Kohle, Öl oder Gas haben großen Anteil an der Verschlechterung der Luftqualität, einer Überhitzung des Klimas sowie an der Verschmutzung von Böden und Gewässern. Betriebliche Entscheider sollten daher stets solche Partner wählen, die beim Bezug ihrer Fertigungsstoffe sowie bei der Herstellung und dem Transport ihrer Produkte auf erneuerbare Energiequellen setzen. Dazu gehören insbesondere Wind, Wasser und Sonnenlicht.
   

Johanna hat einen tollen Job gemacht. Mit ihrem Entwurf und der Wahl des Herstellers für ihr neues Bauteil setzt sie nicht nur deutliche Akzente für mehr Klima- und Umweltschutz, sondern spart ihrem Unternehmen auch noch Geld. Ihr Chef ist begeistert und möchte nun den ganzen Betrieb nachhaltiger ausrichten. Sehen wir uns also an, was er dafür tun kann. 

9 Maßnahmen zur Förderung einer nachhaltigen Produktentwicklung

Je nach Größe und Branche stehen Betriebe vor unterschiedlichen Herausforderungen, wenn sie Prozesse neu ausrichten wollen. Grundsätzlich empfehlen sich zur Förderung einer nachhaltigen Produktentwicklung die folgenden 9 Maßnahmen:

1. Verantwortungsbewusstsein leben:
   Von der Geschäftsführung abwärts müssen die Auswirkungen der eigenen Produkte und Prozesse jedem im Unternehmen bewusst sein.
   
   
2. Leitgedanken formulieren:
   Entscheidungsträger sollten Nachhaltigkeitsziele als zentralen Bestandteil der Unternehmensstrategie betrachten, bzw. als solchen definieren.
   
   
3. Impact Analyse durchführen:
   Jede Nachhaltigkeitsstrategie erfordert eine Analyse der umweltspezifischen Auswirkungen von Produkten, Prozessen und Lieferketten.
   
   
4. Mitarbeiter sensibilisieren:
   Nachhaltigkeitsziele sind nur dann erfolgreich, wenn alle Mitarbeiter den Sinn dahinter verstehen und sich gemeinsam dafür einsetzen.
   
   
5. Über künftige Regulierungen informieren:
   Maßnahmen sollten nicht nur entlang gesetzlicher Minimalanforderungen umgesetzt werden, sondern sich bereits heute an den Standards von morgen orientieren. 
   
   
6. Maßnahmen laufend optimieren:
   Nachhaltigkeit ist ein Marathon und kein Sprint. Daher müssen auch bereits getroffene Maßnahmen regelmäßig evaluiert und bei Bedarf verbessert werden.
   
   
7. Forschung und Entwicklung vorantreiben:
   Jedes Unternehmen ist anders. Die Erforschung und Entwicklung individuell sinnvoller Maßnahmen liefert daher oft die besten Ergebnisse.
   
   
8. Nachhaltige Kooperationen eingehen:
   Die nachhaltige Ausrichtung eines Unternehmens umfasst nicht nur eigene Produktionsprozesse, sondern auch die Zusammenarbeit mit nachhaltig agierenden Lieferanten und Partnern.
   
   
9. Transparenz gewährleisten:
   Um nachhaltige Prozesse in einem Unternehmen zu etablieren, müssen Informationen zu den Auswirkungen von Produkten und Prozessen ehrlich kommuniziert werden und öffentlich zugänglich sein. 

Mit diesem Maßnahmenkatalog als Grundlage können Unternehmen ihren individuellen Weg zu mehr Nachhaltigkeit beginnen und sukzessive weiter verfolgen. Wie ein solcher Weg in der Praxis aussieht, wollen wir uns nun abschließend am Beispiel eines bekannten Rollprofilierers ansehen, der ihnen eventuell auch schon über den Weg gelaufen ist ;)

Wie unterstützt Welser Profile eine nachhaltige Produktentwicklung?

Bei Welser Profile haben wir uns bereits früh für nachhaltiges Handeln in allen Unternehmensbereichen entschieden. In der Produktentwicklung gewährleisten wir diese Ausrichtung unter anderem durch folgende Maßnahmen:

• Beim Rollformen haben wir die Möglichkeit, viele Fertigungsschritte (Lochen, Einfügen von Gewinden und Stanzmuttern, Prägungen etc.) direkt in den Produktionsprozess zu integrieren und damit Energie und Ressourcen für nachgelagerte Arbeiten einzusparen. Außerdem können wir bei diesem Fertigungsverfahren durch die Querschnittsgestaltung viele Funktionen gleich direkt in das Profil integrieren und so Folgeprozesse einsparen.
  

• Durch eine Optimierung der Materialstärken erzielen wir im Fertigungsprozess eine weitere Verringerung des Materialbedarfs und von Abfällen. Darüber hinaus trägt eine optimale Materialstärke auch zur Reduktion des Energiebedarfs beim Gebrauch des fertigen Endprodukts bei. Beispielsweise, indem das Gesamtgewicht einer Maschine gesenkt wird und nun weniger Energieaufwand nötig ist, um diese in Bewegung zu setzen.
  

• Unser umfassendes Know-how und jahrelange Erfahrung mit ultrahochfesten Stählen sowie die Gestaltungsmöglichkeiten von Querschnitten stellen wir auch unseren Kunden zur Verfügung, sodass diese bereits in der Planungsphase ihrer Querschnitte auf möglichst nachhaltige Produkteigenschaften achten können. Durch unsere guten und langjährigen Branchenkontakte können wir außerdem echten CO₂e-reduzierten Stahl anbieten.
  

• Rollformen ist energieeffizient. Das Fertigungsmaterial wird nicht erhitzt, sondern bei Raumtemperatur auf der Rollprofilierungsanlage durch Druck in die gewünschte Form gebracht. Der Energiebedarf beim Rollformen ist damit wesentlich geringer als bei anderen Herstellungsverfahren und damit auch die CO₂e-Emissionen. Darüber hinaus kommt bei Welser Profile ausschließlich Strom aus erneuerbaren Quellen zum Einsatz, unter anderem aus der eigenen PV-Anlage in Gresten und für unseren Standort in Bönen planen wir gerade eine Windkraftanlage.
  

• Wir fertigen langlebige Werkzeuge. Mit hochwertigen Rollwerkzeugen können mehrere 100.000 Meter Material bearbeitet werden. Einmal hergestellt, verwenden wir oft ein und dasselbe Werkzeug ein Produktleben lang zur Herstellung desselben Profils. 

Wir haben bereits festgestellt: Nachhaltigkeit ist kein Sprint, sondern ein Marathon. Dieser Leitspruch gilt auch für Welser Profile. Wir arbeiten daher laufend an einer Optimierung unserer Maßnahmen und suchen aktiv nach Möglichkeiten, unseren ökologischen Fußabdruck weiter zu verbessern. 

Fazit: Nachhaltigkeit möglichst früh berücksichtigen

Johanna und ihr Chef haben erkannt, dass eine nachhaltige Produktion nicht nur ökologisch Sinn macht, sondern sich auf viele Unternehmensbereiche positiv auswirkt. Es zahlt sich aus, möglichst früh im Entwicklungsprozess einen effizienten Ressourceneinsatz zu berücksichtigen. Nur so können die vielfältigen Möglichkeiten ausgeschöpft werden, die der Markt bereits heute bietet. 

Dazu ist es allerdings notwendig, diese Möglichkeiten auch zu kennen. Unsere Kunden können sich daher stets auf das umfassende Know-how unserer Experten verlassen sowie auf eine kompetente Begleitung während ihres gesamten Produktentwicklungsprozesses.