Ecodesign: Ideen für bessere Produkte

Sie transportiert Flüssigkeiten jeder Art und als erste Magnet-Kreiselpumpe weltweit sogar Substanzen wie Zementleim und Granulate. Zudem kommt die  TRIBRID-PUMPE demnächst nicht mehr allein: Wer dann die smarte Kreiselpumpe des Hattinger Unternehmens SADE kauft, hat optional auch Zugriff auf eine interaktive Web-App. Sie zeigt neben wichtigen Betriebsparametern an, wieviel Energie und CO2 die Pumpe im Vergleich zu einem herkömmlichen Modell durch optimierte Betriebszustände spart. Dahinter stecken clevere Systemfunktionen, die beispielsweise eine besser planbare Wartung und Anpassung der Pumpe an unterschiedliche Betriebszustände ermöglichen. So verlängern sie die Lebensdauer der Pumpe und senken zugleich Energieverbrauch, Emissionen und die dafür anfallenden Kosten. „Ein spannendes Beispiel für Ecodesign“, findet Daniela Kattwinkel vom Lehrstuhl für Produktentwicklung der Fakultät Maschinenbau an der Ruhr-Universität Bochum. Gemeinsam mit SADE hat ihr Lehrstuhl die gängige TRIBRID-PUMPE zum smarten Modell weiterentwickelt.  

Ecodesign: So nennt sich der Ansatz zur umweltgerechten Gestaltung von Produkten. Durch verbessertes Design sollen Umweltbelastungen über den gesamten Lebensweg eines Produktes verringert werden. Dabei geht es vornehmlich nicht um die Optik. Vielmehr steht der Umfang des Energie- und Rohstoffverbrauchs eines Produktes ebenso auf dem Prüfstand wie die Umweltfreundlichkeit der verwendeten Materialien. Lebensdauer, Recyclingfähigkeit und Entsorgung spielen ebenfalls eine Rolle. Auch Emissionen wie CO₂ oder Lärm, die ein Produkt während seines Lebens ausstößt, sollten möglichst verringert werden. „Ziel von Ecodesign ist es, Produkte ökologisch zu verbessern, ohne sie technisch und wirtschaftlich zu verschlechtern“, fasst Kattwinkel das Prinzip zusammen. 

Nicht ohne Grund setzt Ecodesign in der Produktentwicklung an: Für fast 80 Prozent der Wirkung eines Produktes auf Kostenstruktur und Umwelt werden bereits hier die Weichen gestellt. So wird in dieser Phase zum Beispiel entschieden, welche Materialien zum Einsatz kommen und woher sie stammen. Das hat Auswirkungen auf die Produktionsprozesse, den Rohstoff- und Energieaufwand während der Anwendung und entscheidet über die Lebensdauer sowie die spätere Entsorgung des Materials. Wer hier richtig steuert, legt die Basis für eine Senkung des Ressourcenverbrauchs über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes hinweg. „Im Idealfall entsteht eine Kreislaufwirtschaft“, so die Expertin. 

Aber es muss nicht immer gleich der ganz große Wurf sein. „Unternehmen haben unglaublich viele Möglichkeiten, in Bezug auf Ecodesign anzusetzen“, betont Kattwinkel. So lässt sich zum Beispiel durch Änderung von Material oder durch effizienteres Stanzen Abfall reduzieren. Oder Vorlieferanten verpacken ihre Teile weniger umfangreich. Und wer sein Produkt nicht mehr klebt, sondern verschraubt, erhöht dessen Reparatur- und Recyclingfähigkeit. Auch die Reduzierung von Schadstoffen und die risikofreie Entsorgung des Restes gehören zu Ecodesign – ebenso wie effizienter Transport. „Hier kann man Lieferketten überdenken und überlegen, ob sich etwas auch in der näheren Umgebung herstellen lässt. Oder durch mehr Zulieferteile bei einer Ladung für effizienteren Transport sorgen und so Kosten sparen und den CO₂-Austoß senken“, sagt Kattwinkel.

Die Wissenschaftlerin weist darauf hin, dass Ecodesign nicht nur auf Produkte, sondern auch auf Dienstleistungen anwendbar ist. Daher lassen sich auch ganze Geschäftsmodelle auf den Prüfstand stellen. Ein Unternehmen könne sich beispielsweise fragen: Verkaufe ich meinen Kunden eine Maschine oder eine Leistung – wie etwa ein Leasing mit Servicetechniker. „Mittlerweile gibt es sogar Chemikalienleasing: Chemische Stoffe werden von einem Fachbetrieb für die Produktion zur Verfügung gestellt und später auch von ihm entsorgt“, weiß Kattwinkel.

Unternehmen, die auf Ecodesign setzen, profitieren nicht nur von der Senkung ihrer Kosten für Produktion, Transport oder Verpackung. Sie treiben auch die Entwicklung von Innovationen und zukunftsfähigen Produkten voran. Ecodesign erschließt neue Kundengruppen, die auf Energie- und Ressourceneffizienz achten, und verbessert das Unternehmensimage. „Zugleich unterstützt es dabei, dass Produkte der aktuellen Umweltgesetzgebung entsprechen“, sagt Kattwinkel. Allerdings hat sie festgestellt, dass viele Unternehmen im B2B-Bereich die Chancen noch nicht erkennen. Nur wenige seien bisher aktiv. „Im Endkundengeschäft ist das anders. Dort ist es für die Kunden aber auch deutlich sichtbarer, etwa durch das Energielabel. So etwas gibt es zum Beispiel im Bereich Maschinenbau nicht.“

Ecodesign, so betont die Expertin, ist nicht nur für große Unternehmen geeignet. Besonders kleinere und mittlere Unternehmen seien auf innovative Produkte angewiesen, um im Markt zu bestehen. „Jeder kann prüfen, wo Energieverluste bestehen oder zu viel Material verbraucht wird. Das muss man ja gar nicht im Rahmen einer großen Ökobilanz machen, sondern man schaut sich mal ganz genau den Produktlebensweg an.“ Kattwinkels Tipp: Den Energie- und Materialverbrauch eines Produktes in den einzelnen Phasen aufschreiben, um ein Gefühl dafür zu bekommen. Anschließend geeignete Ideen zur Verbesserung der Umweltauswirkungen entwickeln. Und dann umsetzen. Für viele Maßnahmen gibt es zudem Förderungen vom Staat, die bei der Verwirklichung interessanter Projekte helfen. Davon profitierte auch die smarte SADE-TRIBRID-PUMPE aus Hattingen.

 

Als erste Gießerei Deutschlands produziert die Friedrich Lohmann GmbH klimaneutral.

Ecodesign bei Friedr. Lohmann GmbH: Flexibel fertigen

Die Friedr. Lohmann GmbH aus Witten setzt Maßstäbe im Umwelt- und Klimaschutz. Eine spezielle Gießanlage der Stahlfabrik trägt viel dazu bei.

Schon sehr lange setzt die Friedr. Lohmann GmbH auf möglichst umweltfreundliches Wirtschaften. Seit 1859 betreibt sie nämlich eine eigene Wasserkraftanlage. Mittlerweile liefert diese den beiden Unternehmensstandorten in Witten vier Millionen Kilowattstunden Strom pro Jahr. Das reicht für die energieintensive Produktion von Spezialstählen und Gussteilen längst nicht aus. Dennoch hat es die Friedr. Lohmann GmbH geschafft, Mitte 2021 ihre Edelstahlgießerei in Annen zu 100 Prozent klimaneutral zu machen – und zwar als erste Gießerei Deutschlands. „Umweltschutz ist seit Generationen in unserer Unternehmenskultur verankert, denn unser Hauptstandort Herbede liegt im sensiblen Bereich direkt an der Ruhr und nahe an Wohngebieten“, sagt Gunnar Lohmann-Hütte, einer der drei Geschäftsführer:innen. „Beim Werk in Annen wollten wir zeigen, was in Sachen Klimaneutralität alles möglich ist. Ziel war, nicht bloß Emissionen zu kompensieren, sondern wirklich Anlagen und Produktionsprozesse zu verändern.“

Großen Anteil am Erfolg dieses Projekts hat die neue Fertigungslinie, die 2017 in Annen eingebaut wurde. „Ursprünglich wollten wir lediglich eine alte Rüttelpressformmaschine durch eine moderne Anlage ersetzen“, so Lohmann-Hütte. Doch die marktüblichen Bahnensysteme, die Gussstücke der Reihe nach abarbeiten, eignen sich lediglich für große Mengen aus gleichen Werkstoffen. Für die Spezialanfertigungen und kleineren Auftrags-Stückzahlen der Friedr. Lohmann GmbH sind sie nicht flexibel genug. Denn hierbei ändern sich je nach Werkstoff und Produkt fortlaufend die Anforderungen an Schmelze und Gießbedingungen. Gussstücke, die nur langsam erstarren, blockieren dann die gesamte Fertigungslinie. Solche Zeitverzögerungen lassen sich nur mit höheren Gießtemperaturen ausgleichen, was wiederum zu mehr Energieverbrauch und Metallverlusten beim Schmelzen führt. „Wir haben wirtschaftlich, qualitativ und ökologisch zu wenig Fortschrittsmöglichkeiten gesehen“, erklärt Lohmann-Hütte.

Deshalb entwickelte sein Unternehmen gemeinsam mit einem Anlagenhersteller die weltweit einzigartige Fertigungslinie Modulcast. Die Anlage ist wie ein Hochregallager konzipiert, aus dem eine Steuerung je nach Werkstoff, Gießtemperatur und Gewicht die passenden Formkästen wählt. Sie werden dann unabhängig voneinander zum Gießen, Auskühlen oder Aufbewahren auf andere Ebenen des Hochregallagers geleitet.
Eine Investition, die sich gelohnt hat: Der jährliche Stromverbrauch sank um mehr als eine halbe Million Kilowattstunden und der CO₂-Ausstoß um etwa 280 Tonnen. Auch Metallverluste, Ausschuss und Staubemission verringerten sich erheblich. Zudem liegen bei Modulcast die Gieß- und Abkühl-Bereiche enger beieinander. So können die dort entstehenden Dämpfe beinahe komplett abgesaugt werden. Gut gefiltert beheizen sie anschließend die Produktionshalle. Eine runde Sache, die ermutigt. „Selbst wenn es wegen des höheren Energieverbrauchs dort schwieriger ist: In Zukunft soll auch unser Hauptstandort in Herbede klimaneutral produzieren“, sagt Lohmann-Hütte.
www.lohmann-stahl.de

Für alle, die mehr wissen wollen

Beratung:
- Effizienz Agentur NRW (efa+)

Förderung:
- Effizienz Agentur NRW (efa+)
- Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
- Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM), aktuell befristeter Antragsstopp
- Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV)
- Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz in Nordrhein-Westfalen (LANUV): Sonderprogramm Kreislaufwirtschaft und Ressourceneffizienz, Förderung Beratung Ressourceneffizienz

Forschung, Aus-/Weiterbildung:
- Wuppertal Institut
- Ruhr-Universität Bochum: Praxisnahe Lehrveranstaltungen zum Thema umweltgerechte Produktentwicklung und Ecodesign (Projekt EcoING gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt) 

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