Konzeptionelle Idee

Die Anforderung Langlebigkeit basiert auf der einfachen Überlegung, dass die in die Herstellung eines Produktes eingeflossenen Umweltlasten durch eine längere Nutzungsdauer insgesamt einen größeren individuellen / gesellschaftlichen Nutzen stiften. Durch Langlebigkeit kann demnach das Verhältnis dieser Umweltlasten zum erreichten Nutzen verbessert werden. In diesem Zusammenhang wird auch von einer verbesserten ökologischen Amortisation gesprochen.

Langlebigkeit kann unterschiedliche Bedeutungen haben: So ist zum Beispiel zwischen der technischen Lebensdauer auf der einen und der realen Nutzungsdauer der Produkte auf der anderen Seite zu unterscheiden. Eine entsprechende technische Lebensdauer ist Voraussetzung für eine längere Produktnutzung. Wenn jedoch die Produkte nicht auch tatsächlich länger genutzt werden, realisieren sich die möglichen Umweltnutzen nicht. Die ökologische Amortisation wiederum wird neben der absoluten Nutzungsdauer auch von der Intensität der Nutzung beeinflusst.

Die Lebensdauer ist von zahlreichen Einflussfaktoren abhängig:

Auf das Material bezogene Faktoren wie

  • materialeigenes Alterungsverhalten
  • wird Normen oder vorgegebene Kriterien entsprochen
  • gegenseitige Beeinflussung von Komponenten (z. B. Kombination von kurzlebigen und langlebigen Bauteilen oder chemische / thermische Reaktionen)
  • äußere Belastungen wie Temperatur, Strahlung, Feuchtigkeit, mechanische Belastungen
  • Art und Intensität der Nutzung
  • Güte und Regelmäßigkeit der Instandhaltung
  • Instandhaltungsfreundlichkeit, z. B. Vorliegen standardisierter Komponenten

Immaterielle Faktoren wie

  • Soziodemografische Faktoren der Nutzer:innen wie Alter, Einkommensgruppe, Haushaltsgrößen etc.
  • funktionale Obsoleszenz: Das Produkt wird obsolet, trotz noch vorhandener technischer Lebensdauer z. B. durch geänderte Anforderungen an die Funktionalität, technischem Fortschritt, Nutzungsänderungen. Ein wichtiger Spezialfall ist Softwareobsoleszenz, durch die die technische Nutzbarkeit der Software verloren geht oder der erwartete Nutzen eines Gerätes aus Sicht der Anwender:innen nicht mehr gegeben ist. Nach Lengsfeld, 2019 wird auch eine digitale Obsoleszenz bzw. digital induzierte Obsoleszenz vorgeschlagen: Bestehendes (z . B. Analoges) wird aufgrund der Verbreitung (neuer) digitaler Technologien überflüssig.
  • psychologische Obsoleszenz: Das Produkt entspricht nicht mehr den allgemeinen Vorstellungen, z. B. durch geänderte Mode- und Konsumwünsche.
  • rechtliche Obsoleszenz: Das Produkt entspricht nicht mehr bestimmten Vorgaben, z. B. durch Anpassung von Normen, rechtlichen Verordnungen oder auch Richtlinien und Empfehlungen.
  • ökologische Obsoleszenz: Das Produkt entspricht hinsichtlich ökologischer Kriterien nicht mehr dem Stand der Technik. So kann es zur Förderung des Umweltschutzes trotz bestehender Funktionstüchtigkeit zum Austausch von Produkten kommen, z. B. Glühlampen.
  • ökonomische Obsoleszenz: Das Produkt wird obsolet, weil es sich nicht mehr rechnet, z. B. aufgrund hoher Instandhaltungskosten.
  • technische Obsoleszenz: Das Produkt lässt sich technisch nicht mehr reparieren, z. B. durch fehlende Ersatzteile oder Komponenten lassen sich nicht zerstörungsfrei auswechseln.
  • staatliche Förderprogramme, die zum vorzeitigen Austausch von Produkten führen können, z. B. Abwrackprämien.

Die Zielstellungen eines (Öko-)Designs für Langlebigkeit lässt sich daher wie folgt zusammenfassen:

  • Design des Produktes in einer Form, die eine hohe Wertschätzung und Bindung der Nutzer:innen erzeugt und damit eine lange Nutzungsdauer unterstützt.
  • Sicherstellen, dass alle Komponenten des Produktes eine technische Lebensdauer besitzen, die die Nutzungsdauer übersteigt. Dabei ist zu beachten, dass Produkte in einigen Bereichen nach dem Ende der Nutzung durch Erstbesitzer:innen einer erneuten Nutzung zugeführt werden können. In derartigen Fällen ist eine voraussichtliche Gesamtnutzungsdauer als Basis für die Auslegung der technischen Lebensdauer heranzuziehen. Bei Produkten, die im Rahmen der Sharing Economy genutzt werden, ist die deutlich höhere Nutzungsintensität zu beachten.

Eine systematische Planung der technischen Lebensdauer ist ein sinnvolles Element eines Ökodesign-Prozesses. Sie kann u. a. auch verhindern, dass in einige Komponenten zu viel Umweltressourcen investiert werden, deren herausragende Qualität dann gar nicht genutzt werden kann.

Dies wird an dieser Stelle so explizit betont, da im Zuge der (fach-)öffentlichen Debatten um eine mögliche geplante (vorzeitige) Obsoleszenz insbesondere von (elektro-)technischen Produkten, die Lebensdauerauslegung meist ausschließlich als negativ dargestellt wird.

Die vielfach angeführte Argumentation, dass ein (geplantes) frühes Ende der technischen Lebensdauer des Gesamtproduktes ökologisch sinnvoll sei, da neue Produkte deutlich umwelteffizienter sind und sich der Austausch deshalb ökologisch rentiert, ist dagegen nur in einzelnen Ausnahmefällen zu belegen.

Nachfolgend wird in diesem Themenpapier insbesondere die ökologische Sinnhaftigkeit der Lebens- / Nutzungsdauerverlängerung mit konkreten Fakten unterlegt.

Ansatzpunkte der Lebensdauerverlängerung

(primär) technische Ansatzpunkte:

  • widerstandsfähige Konstruktion und Nutzung resistenter Materialien, um auch starker Beanspruchung und einiger Fehlbenutzungen zu widerstehen
  • optische Beständigkeit vor allem bei Konsumgütern, z. B. hinsichtlich Kratzer, Verblassen von Farben;
  • Berücksichtigung von Werkstoffeigenschaften, die wesentlich für die Lebensdauer eines Bauteils sind, z.B. Festigkeit
  • Möglichkeit einer zerstörungsfreien Demontage wichtiger (Verschleiß-)Teile zum Zweck der Wartung oder der Reparatur mit Möglichkeit des Ersatzes
  • geringer Aufwand für Wartung oder Reparatur einschließlich der Verfügbarkeit von Austauschteilen zu akzeptablen Preisen

(primär) nicht-technische Ansatzpunkte:

  • Informationen bereitstellen, um das Bewusstsein und die Kenntnisse der Verbraucher:innen für eine lebensdauerverlängernde Nutzung zu verbessern. Hierzu gehören auch Hinweise auf ggf. notwendige Prüfungs- / Wartungsintervalle.
  • (Technische) Standards zur Bestimmung der technischen Lebensdauer spielen eine wichtige Rolle. Derartige technische Standards zur Prüfung / Vorhersage der technischen Funktionsfähigkeit existieren allerdings nur für wenige Produktgruppen wie Lampen, einigen Bauprodukten und Möbeln. Für elektrotechnische Produkte gelten Normen, insbesondere im Kontext der Produktsicherheit. Es existieren aber auch Vorschriften zur Prüfung der Gebrauchstauglichkeit / Lebensdauer einzelner Komponenten. So finden sich z. B. in der IEC 60312: 2010+A1:2011 auch konkrete Testanforderungen an Staubsaugermotoren. Dies hat die Aufnahme entsprechender Langlebigkeitsanforderungen in die Europäische Verordnung für das Ökodesign von Staubsaugern erkennbar erleichtert.
  • modulare Gestaltung, um Produktteile auszuwechseln, neue Teile hinzuzufügen, ggf. Innovationssprünge einzelner Komponenten auszugleichen und Variantenvielfalt zu ermöglichen.
  • Bindungen an die Nutzer:innen aufbauen, z. B. durch Verlässlichkeit, verbundene Erinnerungen, Identitätsstiftung oder Gestaltung individueller Produkte
  • Erweiterte Herstellerverantwortung z. B. durch verlängerte Garantien / Gewährleistungen

Umwelteffekte bei der Lebensdauerverlängerung und ökologische Amortisation

Fallbeispiel Waschmaschinen

Die folgenden Zahlen dienen in erster Linie der Nachvollziehbarkeit von Berechnungen.

In Deutschland wurden 2008 ca. 2,8 Millionen Waschmaschinen in den Markt gebracht. Der Bestand lag bei etwa 38 Mio. Waschmaschinen und der Markt war nahezu gesättigt. Die Lebensdauer von Waschmaschinen betrug in einem Durchschnittshaushalt ca. 11,2 Jahre (bezogen auf eine Studie des Öko-Instituts).

Wie würde es sich auswirken, wenn die Lebensdauer der produzierten Waschmaschinen um 1 Jahre, 2 Jahre oder sogar um 10 Jahre verlängert werden könnte?

Die Verlängerung um 1 Jahr bedeutet, dass die neue Lebensdauer einer Waschmaschine im Durchschnittshaushalt 12,2 Jahre betragen würde. Das heißt, pro Jahr bräuchte es für den (fast gesättigten) Markt 1/12,2 an Waschmaschinen weniger als ursprünglich.

Im Falle einer Verlängerung von 2 Jahren würde die neue angenommene Lebensdauer 13,2 Jahre betragen. Pro Jahr bräuchte es somit den Faktor 2/13,2 an Waschmaschinen weniger.

Und analog bei 10 Jahren mehr Lebenszeit der Waschmaschinen würden um den Faktor 10/21,2 weniger Waschmaschinen für den Markt benötigt.

Mit der Zahl an nicht benötigten Waschmaschinen lassen sich die ökologischen Einsparpotenziale berechnen, zum Beispiel hinsichtlich Energie und Treibhausgasemissionen. Bei der Analyse der Umweltwirkungen in den Bereichen Kumulierter Energieaufwand (KEA) und Emission von Treibhausgasen (Global Warming Potential = GWP) sind neben dem Aufwand für die Geräteherstellung auch mögliche Gutschriften aus dem Recycling der jährlich entsorgten Geräte zu berücksichtigen. Denn dank des Recyclings braucht es weniger Primärrohstoffe, was Energie und Treibhausgasemissionen reduziert. Wenn die Geräte länger halten, sinken die Erlöse im Recycling durch die geringere Zahl entsorgter Geräte.

Analog lassen sich die eingesparten Treibhausgase dank Lebensdauerverlängerung berechnen. Hierfür braucht es die Angabe, wieviel Tonnen an CO₂-Äquivalenten pro Waschmaschine bei der Herstellung freigesetzt werden und wie viele dank Recycling gutgeschrieben werden können. Die Tabelle fasst dies zusammen:

Tabelle 1: Ökologische Einsparpotenziale durch Verlängerung der Lebensdauer von Waschmaschinen, nach Ökopol

Zu berücksichtigen ist auch, dass die verlängerte Lebensdauer möglicherweise durch einen steigenden Bedarf an Reparaturen und den Austausch von Bauteilen wie Steuerungseinheiten oder neuen Elektromotoren erkauft werden muss. Die Umweltwirkungen, die mit der Entsorgung der ausge­tauschten Teile verbunden sind, sind eher gering und können der Einfachheit vernachlässigt werden. Die Lebensdauerverlängerung wird demnach mit dem ökologischen Aufwand der Herstellung der Austauschbauteile erkauft.

Setzt man für die Herstellung dieser Austauschteile entsprechende Daten für die Umweltwirkungen ein, so zeigt sich das in der nachfolgenden Tabelle 2 dargestellte Bild:

Tabelle 2: Umweltwirkungen der Herstellung von Austauschteilen zur Lebensdauerverlängerung. Die Berechnungen basieren für die Steuerungseinheit auf SimaPro-Daten, diejenigen für den Elektromotor auf der Ecoinvent-Datenbank. Das Gewicht eines Elektromotors in einer sechs Jahre alten und 67 kg schweren Waschmaschine liegt bei ca. 8,2 kg. Nach: Schäfer T. (2004): Untersuchungen zur Dispersion und ihren Auswirkungen beim Übergang aus der Nutzungsphase in das Recycling, Diss., Aachen.

Vergleicht man diesen zusätzlichen (Umwelt-)Aufwand mit den Einsparungen aus der Lebensdauerverlängerung (Tabelle 1) so wird deutlich, dass sich der Austausch der elektronischen Steuerung bereits bei einer Verlängerung der Lebensdauer um ein Jahr rentiert. Zwar beträgt der kumulierte Energieaufwand (KEA) für die Herstellungen der Steuerungen ca. 280.000 GJ. Allerdings werden durch weniger benötigte Waschmaschinen für ein Jahr ca. 630.000 GJ eingespart. Der Austausch des Elektromotors müsste dagegen mit einer deutlich größeren Lebensdauerverlängerung verbunden sein, um sich zu amortisieren.

Tabelle 3: Vergleich an potenziell durch Reparatur einsparbare Treibhausgase basierend auf den im Text beschriebenen Rechnungen (und in der verinfachten Annahme, dass keine anderen Reparaturen notwendig sind und neu produzierte Waschmaschinen ähnliche Umweltwirkungen in Herstellung und Nutzung aufweisen wie die, die repariert werden.)

Relevanz der verschiedenen Lebenswegstufen in verschiedenen Umweltwirkungsbereichen

Bei Haushaltsgeräten sind bezüglich der Umweltlasten die Herstellung und Nutzung ganz entscheidend. Für die Frage der Relevanz der Herstellungsphase im Vergleich zur Nutzungsphase ist es auch von Bedeutung, welche Arten von Umweltwirkungen betrachtet werden. Aufgrund des hohen Stellenwertes der klimapolitischen Ziele werden heute vielfach nur der Energieverbrauch oder die Emissionen an Treibhausgasen betrachtet. In anderen Wirkungsbereichen können die Untersuchungsergebnisse aber zu ganz andere Schlussfolgerungen führen.

Ein LCD-Fernsehgerät verbraucht während der Nutzungsphase viel Energie. Der Vergleich der Relevanz verschiedener Lebenswegphasen in verschiedenen Wirkungsbereichen zeigt nach einer Studie von Ökopol z. B. das nachfolgende Ergebnis: Während das Treibhauspotenzial und das Versauerungspotenzial sehr deutlich durch den Energieverbrauch bei der Gerätenutzung dominiert werden, werden andere Umweltwirkungen wie die Freisetzung von Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffe oder die Eutrophierung (Überdüngung) deutlich stärker von den Produktionsprozessen beeinflusst.

Fallbeispiel Notebooks

Das folgende Beispiel beruht auf einer 2012 veröffentlichten Studie, die im Auftrag des Umweltbundesamtes durchgeführt worden ist. Die Kernergebnisse sind nach wie vor uneingeschränkt gültig.

Die Herstellung von Notebooks ist mit großen Umweltauswirkungen verbunden. Öko-Institut e.V. und das Fraunhofer IZM hatten daher folgende Fragen untersucht:

  • Welchen Anteil haben verschiedene Lebenszyklusphasen an den Gesamttreibhausgasemissionen eines Notebooks?

Laut Studie liegen die Gesamttreibhausgasemissionen eines durchschnittlichen Notebooks zwischen 230 und 382 kg CO₂-Äquivalenten bei einer Lebensdauer von 5 Jahren, je nachdem, welche Datengrundlage für die Herstellung eines Notebooks zugrunde gelegt wird. Die prozentual entscheidende Lebensphasen sind dabei die Herstellung und die Nutzung. Die Ergebnisse des Szenarios mit den höchsten Treibhausgasemissionen zeigen, dass die Herstellungsphase mit ca. 56 % (214 kg CO₂-Äquivalente in 5 Jahren) einen höheren Beitrag an den Gesamttreibhausgasemissionen eines Notebooks leistet als die Nutzungsphase mit ca. 36 % (214 kg CO₂-Äquivalente in 5 Jahren).

  • Wann amortisieren sich die Umweltauswirkungen von Herstellung, Distribution und Entsorgung eines energieeffizienten Neugeräts?

Wenn das neue Notebook in der Nutzung 10 % energieeffizienter ist, beträgt die Amortisationszeit abhängig von der Datengrundlage zwischen 33 und 89 Jahre. Das heißt, laut der Studie, dass das alte Notebook zwischen 33 und 89 Jahre genutzt worden sein muss, damit sich der Treibhausaufwand der Herstellung, Distribution und Entsorgung des neuen Notebooks amortisiert. Selbst bei einer Energieeffizienzsteigerung von 70 % im neuen Notebook sinkt die Amortisationszeit zwischen 6 und 13 Jahre, je nachdem welche Datengrundlage zugrunde gelegt wurde. Die Treibhausgasemissionen, die durch die Herstellung, und in kleinerem Maße durch Distribution und Entsorgung eines neuen Notebooks verursacht werden, lassen sich durch die Energieeinsparung bzw. Energieeffizienzverbesserungen des neuen Notebooks in der Nutzungsphase nur bedingt kompensieren.

Die Autor:innen schlussfolgern, dass die Herstellungsphase einen signifikanten Beitrag zu den Gesamttreibhausgasemissionen eines Notebooks leistet und deswegen im Fokus einer nachhaltigen Produktpolitik stehen sollte. Denn nur den Fokus auf den Energieverbrauch in der Nutzungsphase zu legen ist nur beschränkt zielführend, denn Notebooks sind bereits jetzt auf hohe Energieeffizienz ausgelegt, u. a. um die Laufzeit und die Lebensdauer der Akkus für die mobile Nutzung zu verlängern. Deswegen sollten Maßnahmen für Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) ergriffen werden, die zu einer Lebensdauerverlängerung führen, z. B.

  • Möglichkeiten der Auf- und Nachrüstung,
  • Modularer Aufbau,
  • Recyclinggerechte Konstruktion,
  • Ersatzteilverfügbarkeit,
  • Standardisierung von Komponenten und
  • Verlängerung der Mindestgarantie.

Ebenso sollte der Fokus der Bewertung der Umweltauswirkungen von IKT-Geräten nicht nur auf Treibhausgasemissionen beschränkt, sondern auch auf andere Wirkungskategorien ausgeweitet werden. Zu diesen zählen unter anderem Versauerungs- und Eutrophierungspotenziale, Rohstoffaufwand, Biodiversitätsverlust oder Toxizität.

Zielkonflikte

Es gibt zahlreiche Zielkonflikte im Bereich Langlebigkeit. So kann sich eine verbesserte Haltbarkeit durch ein Material negativ auf den Umwelt- und Gesundheitsschutz auswirken. Mit Blick auf Bekleidung wird dies z. B. in dieser Studie des Umweltbundesamtes im Kapitel 3.6.2 diskutiert.

Einige Beispiele:

  • chemische Ausrüstung für eine bessere Haltbarkeit und Funktionalität versus Umwelt- und Gesundheitsschutz
  • Haltbarkeit von „Verbundmaterialien“ versus Recyclingfähigkeit
  • Ressourcenentlastung durch nachwachsende Rohstoffe versus Recyclingfähigkeit und Haltbarkeit (siehe auch Kapitel „Nachwachsende Rohstoffe“)
  • Ressourcenentlastung durch Verwendung von Rezyklaten versus Haltbarkeit und Kosten
  • Haltbarkeit durch höheren Materialeinsatz versus Ressourcenschonung
  • Konsum als Erlebnis und soziale Teilhabe versus Ressourcenschonung
  • preiswerte Produkte versus Kultur der Wertschätzung
  • Mode und Kultur versus verlängerte Nutzungsdauer
  • lange Nutzungsdauer versus höhere Nutzungsintensität

Es gibt keine Formel, wie mit Zielkonflikten umzugehen ist. Für jeden Konflikt, sind die prioritären ökologischen Chancen im Kontext des Produkts herauszufinden. Allgemein gilt es, weniger neue Produkte zu produzieren, den Anteil nachhaltig und ökologisch produzierter Produkte zu erhöhen, ein verbessertes Recycling zu fördern und eine Kultur der Wertschätzung zu unterstützen.