Einem Bericht der Europäischen Umweltagentur zufolge war der Verkehr im Jahr 2022 für rund ein Viertel der gesamten CO₂-Emissionen in der EU verantwortlich. Davon entfielen 71,7 Prozent auf den Straßenverkehr. Auch wenn der größte Anteil durch die Nutzung der Fahrzeuge verursacht wird, lohnt es sich für Autohersteller auch, einen Blick auf den Herstellungsprozess zu werfen. Viele OEMs haben dies erkannt und treiben die Reduzierung der CO₂-Emissionen in ihrer Lieferkette voran. Aber wie genau kann der CO₂-Fußabdruck in der Autoherstellung reduziert werden?
Perspektiven der CO2-Bilanz: OEMs vs. Zulieferer
Wenn es um die Berechnung des Carbon Footprints in der Automobilindustrie geht, unterscheiden sich die Perspektiven und Systemgrenzen zwischen OEMs und Tier 1/Tier 2-Zulieferern erheblich. Diese Diskrepanz ergibt sich aus den unterschiedlichen Rollen und Verantwortlichkeiten, die jedes Unternehmen innerhalb der Lieferkette innehat, sowie aus ihren Zielen und Prioritäten bei den Bemühungen um Nachhaltigkeit.
Lieferanten Perspektive: Cradle-to-Gate-Ansatz
Tier-1- und Tier-2-Zulieferer verfolgen in der Regel einen "Cradle-to-Gate"-Ansatz, bei dem die Umweltauswirkungen ihrer Herstellungsprozesse, einschließlich der Beschaffung von Rohstoffen, bis hin zur Auslieferung des Produkts an den OEM bewertet werden. Die Zulieferer werden oft von den Anforderungen und Verträgen der OEMs angetrieben, in denen die Notwendigkeit einer Bewertung des CO2-Fußabdrucks festgelegt ist.
OEM Perspektive: Cradle-to-Grave-Ansatz
OEMs sollten bei der Bewertung des CO2-Fußabdrucks ihrer Fahrzeuge in der Regel einen Cradle-to-Grave-Ansatz verfolgen. Dieser Ansatz berücksichtigt den gesamten Lebenszyklus des Produkts, von der Rohstoffgewinnung über die Herstellung bis hin zur Nutzung und Recycling & Entsorgung der Fahrzeuge. Aufgrund der begrenzten Datenverfügbarkeit und der mangelnden Vergleichbarkeit ist es für OEMs jedoch oft schwierig, die Nutzungsphase und die End-of-Life-Aspekte bei der Analyse des CO2-Fußabdrucks zu berücksichtigen.
Möglichkeiten für eine Zusammenarbeit
Obwohl OEMs und Zulieferer mit unterschiedlichen Systemgrenzen operieren, gibt es Möglichkeiten zur Angleichung und Zusammenarbeit, um Transparenz und Konsistenz bei der Bewertung des CO2-Fußabdrucks in der gesamten Lieferkette zu gewährleisten. Indem sie die Perspektiven und Prioritäten des jeweils anderen verstehen, können OEMs und Zulieferer Möglichkeiten zur Emissionsreduzierung und Ressourceneffizienz in der gesamten Lieferkette identifizieren.
Die Etablierung von Industriestandards und Best Practices für Analysen der CO2-Bilanz kann einheitliche Methoden und den Datenaustausch zwischen OEMs und Zulieferern erleichtern. Dies fördert Transparenz, Vertrauen und gemeinsames Handeln zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen in der gesamten Automobilbranche.
Batterie-elektrischen Fahrzeugen (BEV) versus Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (ICEV)
Der Vergleich der Umweltauswirkungen von Batterie-elektrischen Fahrzeugen (BEVs) und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (ICEVs) ist aufgrund der Unterschiede bei Materialien, Produktionsprozessen und Nutzungsmustern eine Herausforderung. Studien deuten jedoch darauf hin, dass Elektroautos erhebliche Umweltvorteile gegenüber ICEVs bieten, insbesondere im Hinblick auf die Verringerung des CO2-Fußabdrucks.
Während die Rohstoff- und Produktionsphase von BEVs einen höheren Carbon Footprint aufweisen, werden die Emissionen in der Nutzungsphase erheblich reduziert, insbesondere bei Nutzung von erneuerbaren Energien. Während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs gleichen die geringeren Emissionen von BEVs den anfänglichen CO2-Fußabdruck aus, der mit der Batterieproduktion verbunden ist, was insgesamt zu einer geringeren CO2-Bilanz von E-Autos führt: Studien zeigen, dass bei Mittelklassewagen der Break-even-Point bei einer Fahrleistung von 60 - 80.000 Kilometer liegt, d.h. innerhalb der typischen Lebensdauer eines Autos.
Quelle: https://www.cotes.com/blog/greenhouse-gas-emissions-from-ev-vs-ice-vehicles
Um die Umweltvorteile von BEVs zu maximieren, ist eine ordnungsgemäße Entsorgung von Batterien am Ende ihres Lebenszyklus entscheidend. Das Recycling und die Wiederverwendung von Batteriematerialien können den Abfall minimieren und die Umweltauswirkungen der Entsorgung verringern. Die Umsetzung effektiver Batterierecyclingprogramme und die Entwicklung von Zweitverwendungen für ausgediente Batterien können deren Lebensdauer verlängern und zu einer nachhaltigeren Batterie-Lieferkette beitragen.
Hotspots der CO2-Emissionen in der Autoherstellung
Wenn es um die CO2-Bilanz eines Autos geht, konzentrieren sich die meisten Menschen natürlich auf Faktoren, die mit der Fahrzeugnutzung zusammenhängen, wie Kraftstoffverbrauch und der in den Abgasen steckende CO2-Ausstoß. In der Tat wird in Studien oft der bedeutende Beitrag des Fahrzeugbetriebs zu den gesamten Treibhausgasemissionen hervorgehoben. Um jedoch die Klimawirkung von Kraftfahrzeugen wirklich zu verstehen, muss man den Blickwinkel erweitern und den gesamten Lebenszyklus eines Fahrzeugs, einschließlich der Rohstoffe und der Herstellung, näher betrachten.
Klimawirkung von Stahl
Stahl ist ein grundlegender Werkstoff im Automobilbau, der für seine Stabilität, Haltbarkeit und Vielseitigkeit bekannt ist. Seine Herstellung und Verwendung tragen jedoch erheblich zu den Kohlenstoffemissionen während des gesamten Lebenszyklus eines Fahrzeugs bei.Die Herstellung von Stahl ist mit energieintensiven Prozessen verbunden, insbesondere in der Rohstoffphase. Das Schmelzen von Eisenerz zur Herstellung von Stahl erfordert beträchtliche Mengen an Energie, die hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird. Diese Abhängigkeit von energieintensiven Prozessen trägt zum hohen CO2-Fußabdruck der Stahlproduktion bei.
Neben der energieintensiven Rohstoffphase erfordern auch die Herstellungsprozesse von Stahl einen erheblichen Energieeinsatz. Das Pressen, Stanzen und Formen von Stahlkomponenten ist ebenfalls mit einem hohen Energieverbrauch verbunden, der die Kohlenstoffemissionen weiter erhöht. Darüber hinaus erhöhen die hohe Dichte und das Gewicht von Stahl die Emissionen während der Transport- und Montagephasen.
Um die Klimawirkungen von Stahl im Automobilsektor zu verringern, müssen die Beteiligten Optimierungsstrategien für die gesamte Lieferkette in den Vordergrund stellen. Dazu gehört der verstärkte Einsatz von recyceltem Stahl, um die energieintensive Rohstoffproduktion zu minimieren, die Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Solar- und Windenergie für die Stahlherstellung und der Übergang zu wasserstoffbasierten Stahlherstellungsmethoden, um die CO2-Emissionen zu reduzieren.
Klimawirkung von Aluminium
Aluminium wird in der Automobilindustrie aufgrund seiner Leichtbaueigenschaften, die zu einer verbesserten Kraftstoffeffizienz und geringeren Emissionen während des Fahrzeugbetriebs beitragen, häufig eingesetzt. Die Herstellung von Aluminium ist jedoch energieintensiv, was zu Problemen bei den CO2-Emissionen führt. Trotz dieser Herausforderungen gibt es Optimierungsmöglichkeiten, um die Umweltauswirkungen von Aluminium bei der Herstellung von Autos zu verringern.Die Fokussierung auf Aluminiumrecycling und geschlossene Kreislaufsysteme ist eine der wichtigsten Strategien, um den CO2-Fußabdruck von Aluminium im Automobilbau zu reduzieren. Das Recycling von Aluminium erfordert im Vergleich zur Primärproduktion deutlich weniger Energie, was zu geringeren Treibhausgasemissionen führt.
Der Einsatz fortschrittlicher Technologien, wie z. B. Prebake- und Inertanoden-Schmelzverfahren, kann die Energieeffizienz verbessern und die Kohlenstoffbelastung der Aluminiumproduktion verringern. Die Integration erneuerbarer Energiequellen wie Wasserkraft oder Solarenergie in die Aluminiumschmelze mildert die Umweltauswirkungen weiter und steht im Einklang mit den Zielen der Nachhaltigkeit.
Klimawirkung von Kunststoffen
Neben Metallen spielen auch Kunststoffe im Automobilbau eine wichtige Rolle, da sie Vielseitigkeit, Haltbarkeit und Flexibilität beim Design bieten. Die Herstellung und Verwendung von Kunststoffen verursacht jedoch ebenfalls hohe CO2-Emissionen, die vor allem durch energieintensive Prozesse wie die Polymerherstellung und das Spritzgießen verursacht werden.Um die Umweltauswirkungen von Kunststoffen im Automobilsektor zu verringern, können die Beteiligten Optimierungsmöglichkeiten nutzen, die sich auf Biokunststoffe, erneuerbare Materialien, Energieeffizienz und Recycling im Rahmen einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft (Circular Economy) konzentrieren.
Optimierung des Carbon Footprint in der Autoherstellung
Die Verringerung des CO2-Fußabdrucks bei der Fertigung von Autos beinhaltet die Umsetzung verschiedener Optimierungsstrategien, die darauf abzielen, die Emissionen zu minimieren und die Energieeffizienz im gesamten Produktionsprozess zu verbessern:
- Verwendung nachhaltigerer Materialien wie umweltfreundliche Verbundwerkstoffe, biobasierte Kunststoffe, recycelter Stahl und Aluminium in der Automobilherstellung
- Einrichtung geschlossener Kreisläufe innerhalb des Herstellungsprozesses, um das Recycling von Materialien wie Stahl, Aluminium und Kunststoff zu erleichtern, die Abfallerzeugung und den Bedarf an neuen Rohstoffen zu reduzieren.
- Effiziente Logistikplanung, Planungsoptimierung und Automatisierungstechnologien für den innerbetrieblichen Transport
- Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und der bei der Stromerzeugung anfallenden Abwärme
- Einsatz fortschrittlicher Lackiertechniken wie Pulverbeschichtung, Lacke auf Wasserbasis und UV-härtende Verfahren
- Einführung energieeffizienter Anlagen, Modernisierung der Produktionstechnologien und Anwendung der Grundsätze der schlanken Produktion (Lean Production)
- Erforschung von Technologien zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS), um CO2-Emissionen, die während des Herstellungsprozesses entstehen, abzufangen und zu verhindern, dass sie in die Atmosphäre gelangen.
Automobilindustrie Trend Study
Erfahren Sie mehr über Maßnahmen und Ziele zur CO2-Reduzierung in der Automobilbranche im Vergleich zu anderen Branchen.
Umfassende Ökobilanzen (LCA) im Automobilbau
Während die Treibhausgasemissionen und der Product Carbon Footprint wichtige Aspekte der Umweltauswirkungen sind, muss eine umfassende Ökobilanz (LCA) der Automobilherstellung eine breitere Palette von Umweltfaktoren berücksichtigen. Neben den Treibhausgasemissionen spielen auch andere Auswirkungen wie Luftverschmutzung, Ressourcenverbrauch, Landnutzung und Wasserverbrauch eine entscheidende Rolle bei der Bewertung der ökologischen Nachhaltigkeit von Automobilproduktionsprozessen.
Durch die Berücksichtigung dieser weiteren Auswirkungen können Automobilhersteller fundiertere Entscheidungen über die Verringerung ihres ökologischen Fußabdrucks und die Schonung natürlicher Ressourcen treffen und so zu einem ganzheitlichen Verantwortungsbewusstsein für die Umwelt beitragen.
Nachhaltige Fahrzeugentwicklung und -design in der Automobilindustrie
Neben der Schaffung klimafreundlicherer Produktionsprozesse können nachhaltiges Design und nachhaltige Technik dazu beitragen, die Treibhausgasemissionen zu verringern:
Die Verwendung von recycelten und wiederverwertbaren Materialien ist hier der Schlüssel. Darüber hinaus tragen Fortschritte in der Aerodynamik und Leichtbautechniken zu einer verbesserten Kraftstoffeffizienz und geringeren Emissionen im Fahrzeugbetrieb bei. Aber auch die Integration von Elektro- und Hybridantrieben verringert die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, was zu geringeren Kohlenstoffemissionen über den gesamten Lebenszyklus des PKW führt.
Beschaffung geeigneter Daten für die Bewertung von CO2-Emissionen: Vom GWP zum IMDS
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Bei der Durchführung von PCFs in der Automobilherstellung ist es von entscheidender Bedeutung, Primärdaten an Hotspots zu sammeln, um eine fundierte Entscheidungsfindung zu gewährleisten. Daher verlangen die OEMs (wie z.B. Toyota, BMW, Porsche, Volkswagen, Audi oder Tesla) von ihren Zulieferern zunehmend genaue Daten über das Treibhauspotenzial (GWP) der gelieferten Materialien und Komponenten.
Hier kommen das Internationale Materialdatensystem (IMDS) und entsprechende Softwarelösungen ins Spiel. IMDS ist eine zentrale Datenbank, die von der Automobilindustrie für die Verwaltung und den Austausch von Materialdaten zu Zwecken der Einhaltung von Vorschriften und der Berichterstattung genutzt wird. Seine robuste Datenverwaltung macht es zu einer zuverlässigen Quelle für die Beschaffung umfassender Daten für Umweltbewertungen.
In Anerkennung der Bedeutung der Nachhaltigkeit in der Automobilindustrie erweitert das IMDS seine Funktionalität, um neben den Materialdaten auch Informationen zum Carbon Footprint zu erhalten.
Diese Verbesserung ermöglicht es den Stakeholdern, direkt innerhalb des IMDS-Systems auf GWP-Daten zuzugreifen, wodurch der Prozess des Carbon Footprints optimiert und datengesteuerte Entscheidungsfindung erleichtert wird.
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