Den CO2-Fußabdruck eines Industrieprodukts einheitlich, vergleichbar und verständlich berechnen: So geht‘s

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Wie lässt sich der CO₂-Fußabdruck eines Produkts standardisiert,
automatisiert und unternehmensübergreifend entlang der Wertschöpfungskette
ermitteln? Und wie gelingt dies in Unternehmen, die dafür nur über
begrenzte (Personal-)Ressourcen verfügen? »PCF Guidance«, der neue
Leitfaden der Plattform Factory-X, an dem das Fraunhofer IWU mitgearbeitet
hat, beschreibt Berechnungsmethoden und enthält konkrete
Berechnungsbeispiele für Fertigungsprozesse wie Fräsen, Schmieden und
additive Fertigung. Es erweitert den Betrachtungsraum auf die industrielle
Fertigung von Produkten, die aus mehreren Teilen oder Baugruppen bestehen
(diskrete Fertigung).

Der neue Factory-X-Leitfaden »PCF Guidance«  ergänzt das Rulebook der
Plattform Catena-X, das auf einer höheren Abstraktionsebene und mit
Schwerpunkt Automobilindustrie grundlegende Berechnungsstandards setzt.

Warum den CO2-Fußabdruck erfassen? Was ist ein PCF?

Für große Unternehmen besteht bereits bzw. entsteht die Pflicht, über
Klima- und Emissionsdaten zu berichten (CSRD, Corporate Sustainability
Reporting Directive der Europäischen Union). Dabei müssen häufig auch
Emissionen aus Produkten und Lieferketten berücksichtigt werden. Noch
greift die ESPR-Verordnung (Ecodesign for Sustainable Products
Regulation), die schrittweise den Digitalen Produktpass (DPP) mit
umfassenden Nachhaltigkeitsdaten einführt, für den Großteil der Fertiger
nicht. Doch die künftige Regulatorik führt dazu, dass viele Kunden von
ihren Zulieferern bereits heute Produkt- oder Material-CO₂-Daten
anfordern.

Factory X adressiert den Product Carbon Footprint (PCF) als eine zentrale
Herausforderung für die diskrete Fertigung. Für einen Produkt-PCF müssen
alle Beiträge zu einem durchgängigen CO₂-Fußabdruck (von der
Rohstoffgewinnung bis zum Fabriktor, »Cradle-to-Gate«) aggregiert werden.
Ein PCF beschreibt die einem konkreten Produkt zuzurechnenden
Treibhausgasemissionen, typischerweise in kg CO₂e (CO₂-Äquivalent). Für
die diskrete Fertigung bedeutet das beispielsweise, die Beiträge des
Rohmaterials (Stahl, Aluminium, Kunststoff), der Transporte und
vorgelagerten Lieferantenprozesse sowie den Energieverbrauch der
Fertigungsanlagen und die Hilfsstoffe zu berücksichtigen –
heruntergebrochen bis auf das einzelne Bauteil.

Was der Leitfaden »PCF Guidance« leistet

Ziel der Autoren ist es, den CO₂-Fußabdruck eines Produkts standardisiert
und automatisiert aus Prozess-, Energie-, Material- und Logistikdaten
berechenbar und über Unternehmensgrenzen hinweg nachvollziehbar zu machen.
Der Leitfaden erläutert verständlich, wie Unternehmen systematisch
Emissionsdaten aus Eigenfertigung und Lieferkette erfassen, zu einem
Cradle-to-Gate-PCF zusammenführen und dabei Anforderungen wie
Systemgrenzen oder Cut-off-Regeln (beispielsweise Grenzwerte, Stichtage
oder Ausschlusskriterien) berücksichtigen.

Ein Schwerpunkt liegt auf der möglichst verursachungsgerechten Zuordnung
von Energie- und Materialverbräuchen zu einzelnen Produkten. Dazu werden
drei detaillierte Berechnungsbeispiele für ein Frästeil, ein Schmiedeteil
und eine additiv gefertigte Dämpfergabel vorgestellt, inklusive Formeln,
Datenquellen und der Behandlung von Ausschuss, Verpackung und Transporten.

Darüber hinaus beschreibt das Dokument, wie Emissionen in
Mehrproduktfertigungen über Prozessunterteilung (»Process Subdivision«),
Systemerweiterung (»System Expansion«) oder Allokation (physisch
beziehungsweise wirtschaftlich) verteilt werden können. Es empfiehlt dafür
die räumliche und zeitliche Prozessaufteilung durch Submetering
(Einzelerfassung) und die Nutzung von Produktionsdaten, um den Anteil von
Schätzungen und Zuordnungen zu reduzieren. Zusätzlich enthält der
Leitfaden konkrete Praxisbeispiele zur Allokation von Gebäudeemissionen,
Stillstandszeiten und Maschinenverbräuchen.

Orientierung, Hilfestellung und Angebot zur Kooperation

Der mit Beteiligung von ESTAINIUM, Siemens, dem Fraunhofer IWU und
weiteren Partnern erstellte Leitfaden »PCF Guidance« (Product Carbon
Footprint Guidance) entstand auf Basis des Catena‑X PCF Rulebook V4.0.
Kleinen und mittleren Unternehmen bietet er eine wichtige
Orientierungshilfe; das Fraunhofer IWU unterstützt gern bei der korrekten
Berechnung eines PCF.

Austauschbarkeit der Daten

Über den Factory-X-Datenraum können Lieferanten und Kunden PCF-Daten
standardisiert austauschen, sodass sich CO₂-Informationen entlang der
gesamten Wertschöpfungskette nachvollziehen lassen. Dies schafft die
Grundlage für kommende regulatorische bzw. kundenseitige
Nachhaltigkeitsanforderungen.

Factory-X betrachtet dabei insbesondere den Cradle-to-Gate-Ansatz.
Perspektivisch soll der Austausch von diesen Daten auch für kleine und
mittlere Unternehmen auf Basis von Catena¬-X ermöglicht werden:
Unternehmen behalten stets die vollständige Kontrolle über ihre Daten
(Datensouveränität). Bei stark arbeitsteiligen Herstellprozessen über
Unternehmensgrenzen hinweg lässt sich ein Cradle-to-Gate-Ansatz für die
Ermittlung des CO2-Fußabdrucks nur im Rahmen automatisierter Prozesse und
über sichere Daten-Ökosysteme effizient umsetzen.

Kurz erklärt...

DISKRETE FERTIGUNG bezeichnet die Herstellung von Produkten, die aus
mehreren Teilen oder Baugruppen bestehen und meist wieder in ihre
Einzelteile zerlegt werden können. Solche Produkte sind stückweise
zählbar, werden aus einzelnen Komponenten montiert oder zusammengebaut und
weisen oft eine hohe Variantenvielfalt auf. Ihre Fertigung basiert auf
Stücklisten und Arbeitsplänen.

FACTORY-X ist ein vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
gefördertes Projekt, das einen offenen Datenraum für die gewerbliche
Wirtschaft aufbaut. Ziel ist es, Daten zwischen Unternehmen sicher,
standardisiert und souverän auszutauschen, ohne dass die beteiligten
Firmen die Kontrolle über ihre Daten verlieren. Der Fokus liegt auf
Anwendungsfällen wie Product Carbon Footprint (PCF), Digital Product
Passport (DPP), Lieferkettentransparenz, Resilienz und Nachhaltigkeit.

CATENA-X Technisch baut Factory-X auf Konzepten aus Catena X und der
Verwaltungsschale (Asset Administration Shell) auf, um Daten entlang der
gesamten Wertschöpfungskette interoperabel nutzbar zu machen. Catena X ist
ein offenes, kollaboratives Datenökosystem insbesondere für die
Automobilindustrie.

Factory-X bzw. der Leitfaden erhalten Fördermittel des Bundesministeriums
für Wirtschaft und Energie bzw. der Europäischen Union.