Hybrid-Switch - Großserientaugliche Technologien für Multimaterialleichtbau auf Basis hybrider Verbindungselemente; AP 7 - Ökologie/Nachhaltigkeitsanalyse

Abstract

Über die gesamte Projektlaufzeit wurden fortlaufend die erforschten und entwickelten Technologien auf ihre Umweltauswirkungen untersucht. Für die hybriden Profil- und Rohrverbinder wurden gemäß der Ökobilanzmethodik Analyse- und Bewertungsmodelle entwickelt und angewendet. Dabei wurden Ziel & Untersuchungsrahmen definiert, eine Sachbilanz aufgestellt, eine Wirkungsabschätzung durchgeführt, und eine ausführliche Interpretation vorgenommen. Im Untersuchungsrahmen wurden die Produktsysteme der hybriden Bauteile und deren herkömmlichen alternative skizziert. Die Produktsystemmodelle wurden fortlaufend bei Technologieentwicklungsmeilensteinen aktualisiert. Die Produktsysteme wurden in der Software openLCA modelliert und parametrisiert. Zusammen mit den Projektpartnern wurden Daten zu den Inputs und Outputs der einzelnen Prozessschritten im Vordergrundsystem gesammelt. Das Hintergrundsystem stellten vor- und nachgelagerte Prozesse dar und wurde mit Datensätzen aus generischen LCA-Datenbanken ergänzt. Die Parametrisierung der LCA-Modelle ermöglichte eine kontinuierliche Aktualisierung der Daten bei neuen Erkenntnissen. In der Wirkungsabschätzung wurde ein Vergleich zwischen der herkömmlichen Bordwand und dem hybriden Profilverbinder sowie zwischen dem herkömmlichen Isolierstück und dem hybriden Rohrverbinder durchgeführt. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass mit dem hybriden Profilverbinder Treibhausgasemissionen um etwa 30% und der Ressourcenverbrauch um etwa 40% reduziert werden können. Mit dem hybriden Rohrverbinder können sowohl die Treibhausgasemissionen als auch der Ressourcenverbrauch um etwa 40 % reduziert werden. Außerdem wurde eine Lebenszykluskostenrechnung durchgeführt. Dabei stellte sich heraus, dass die hybriden Alternative derzeit noch deutlich mehr kosten. Insgesamt wird deutlich, dass eine Gewichtseinsparung bei einer Bordwandanwendung in Nutzungsfahrzeugen sowie alternative Eingangsmaterialien in der Herstellung eines Rohrverbinders zu erheblichen Emissions- und Ressourceneinsparungen führen kann. Die Ergebnisse bestätigen die Hypothese, dass Verbesserungen und Einsparungen in der Herstellungs- und Nutzungsphase die zusätzlichen Umweltauswirkungen infolge der geringeren Recyclingfähigkeit in der Entsorgungsphase überwiegen. Die Technologielinien benötigen dennoch einen höheren Technologiereifegrad damit diese Ergebnisse bestätigt werden können. Im Laufe der LCA-Modellierung mussten wegen dem Stand der Technik und fehlenden Daten einige Annahmen getroffen werden. Um diese Einschränkungen zum Teil entgegenzuwirken wurde ein Analysemodell angewendet. Dabei wurden die LCA-Ergebnisse ausführlich analysiert und interpretiert. Das Analysemodell bestand aus einer Vergleichs- und Hotspotanalyse, einer Datenqualitätsbewertung, und einer Sensitivitätsanalyse. Die Datenqualitätsbewertung unterstütze bei der Einordnung der Ergebnisse. Insgesamt erzielten die herkömmlichen Bauteile in Bezug auf die Datenqualität in fast allen Kategorien bessere Ergebnisse. Der niedrigere Technologiereifegrad der hybriden Bauteile spiegelt sich so in der Datenqualität wieder. In der Sensitivitätsanalyse wurden vor allem unterschiedliche Entsorgungswege der hybriden Bauteile untersucht. Die Entsorgungswege Verbrennung im Zementofen und werkstoffliches Recycling zeigen dabei hohes Potential auf.