3 Prozessemissionen, die in Product-Carbon-Footprint-Berichten fehlen

Ein Product-Carbon-Footprint-Bericht kann auf dem Papier vollständig wirken. Materialien sind zugeordnet, Lieferantendaten erfasst, Transport berücksichtigt – und dennoch kann der endgültige Footprint unvollständig bleiben, wenn Fertigungsaktivitäten in der Berechnung nicht vollständig erfasst sind.

Das ist eine wichtige Überlegung in der Product-Carbon-Footprint-Arbeit (PCF). Teams erfassen Lieferantendaten und bauen eine Stückliste (BOM) auf, dann wenden sie relevante Emissionsfaktoren auf die in der Berechnung enthaltenen Materialien und Komponenten an. Das kann gründlich wirken. Aber eine BOM sagt, aus welchen Materialien und Komponenten ein Produkt besteht – nicht alles, was nötig ist, um diese Inputs in eine fertige Einheit zu verwandeln. Der Strom einer Spritzgießmaschine, der Dampf in einem Beschichtungsprozess und Materialverlust durch Ausschuss können zusätzliche Produktionsdaten und Berechnungsschritte erfordern.

Nachfolgend drei prozessbezogene Emissionsquellen, die in Product-Carbon-Footprint-Berichten fehlen können, warum sie übersehen werden können und wie sie in die PCF-Systemgrenze aufgenommen werden.

Die Fertigung kann Treibhausgasemissionen aus mehreren Quellen erzeugen. Einige sind direkte Emissionen aus Kraftstoffverbrennung oder industriellen Prozessen, andere indirekte Emissionen aus bezogenem Strom, Dampf oder Wärme. Diese Quellen werden im GHG Protocol unterschiedlich klassifiziert.

Kraftstoff, der vor Ort in einem Ofen, einer Feuerung oder einem Kessel verbrannt wird, fällt in der Regel unter Scope 1, wenn die Anlage vom Hersteller besessen oder kontrolliert wird. Bezogener Strom, Dampf, Wärme oder Kühlung in der Fertigung fällt in der Regel unter Scope 2. Die Emissionen entstehen an der Energieerzeugungsquelle, werden aber von der Organisation bilanziert, die die bezogene Energie verbraucht.

Ein Product Carbon Footprint kann Emissionen aus diesen Fertigungsaktivitäten enthalten, wenn sie innerhalb der definierten PCF-Systemgrenze liegen. Er kann auch Emissionen aus bezogenen Materialien und Komponenten enthalten, die in einem unternehmensbezogenen GHG-Inventar vorgelagerten Scope-3-Emissionen entsprechen können.

Die Produktionsstufe kann daher mehr enthalten als die in einer Stückliste aufgeführten Materialien. Prozessstrom, Produktionsutilities wie Wärme, Dampf und Druckluft sowie Produktionsverluste wie Ausschuss, Ausbeuteverlust und Nacharbeit können alle die einem fertigen Produkt zurechenbaren Emissionen beeinflussen.

Der Kernpunkt ist einfach: Eine BOM beschreibt die Materialien und Komponenten eines Produkts, aber sie beschreibt nicht von sich aus die Energie- und Produktionsinputs, die zur Herstellung dieses Produkts erforderlich sind.

Eine Stückliste ist gebaut, um eine Beschaffungsfrage zu beantworten: Welche Teile und Mengen gehen in dieses Produkt? Sie ist nicht dafür ausgelegt, eine Fertigungsfrage zu beantworten: Welche Energie- und Materialinputs waren nötig, um diese Einheit herzustellen?

Nach ISO 14067, dem internationalen Standard zur Quantifizierung und Berichterstattung eines Product Carbon Footprint, muss die Studie ihre Systemgrenze definieren und die relevanten Lebenszyklusphasen innerhalb dieser Grenze berücksichtigen – ob die Studie einen Teillebenszyklus wie Cradle-to-Gate oder einen breiteren Lebenszyklus wie Cradle-to-Grave abdeckt. Die Fertigungsstufe kann eigene Inputs umfassen, etwa bezogenen Strom, Kraftstoff, Dampf, Druckluft sowie Materialien und Energie, die mit Produktionsverlusten verbunden sind. Das sind in der Regel keine BOM-Positionen im klassischen Sinn. Es sind Produktionsinputs, die daran gebunden sind, wie ein Produkt hergestellt wird, nicht nur woraus es besteht.

Wenn eine PCF-Berechnung nur auf materialbezogene Daten setzt, kann sie relevante Emissionen aus Fertigungsaktivitäten auslassen. Je nach Quelle und Bilanzierung können das direkte Emissionen aus Kraftstoffverbrennung und indirekte Emissionen aus bezogenem Strom, Dampf oder Wärme sein. Liegen diese Fertigungsinputs innerhalb der definierten PCF-Systemgrenze, sind aber nicht in der Berechnung enthalten, bildet der resultierende Footprint die Emissionen dieser Grenze nicht vollständig ab.

Die Lücke ist daher nicht unbedingt ein Problem der BOM selbst. Es ist eine Limitation, die BOM als primäre Quelle für eine Berechnung zu nutzen, die auch den Produktionsprozess berücksichtigen muss.

Jede Einheit, die geformt, bearbeitet, geschweißt oder montiert wird, braucht Energie zur Herstellung, und die zugehörigen Stromemissionen hängen von der Stromquelle und dem Bilanzierungsansatz ab.

Im unternehmensbezogenen GHG-Inventar eines Herstellers ist bezogener Strom in der Regel Scope 2. Die Emissionen entstehen an der Energieerzeugungsquelle, nicht in der Anlage des Herstellers. In einem PCF kann der relevante Stromverbrauch dem Produkt zugeordnet werden, wenn die Fertigungsstufe innerhalb der definierten Systemgrenze liegt.

Die Herausforderung: Prozessstrom wird oft auf Werksebene erfasst, etwa über eine Stromrechnung, und nicht als BOM-Position. Eine BOM-basierte Berechnung braucht daher zusätzliche Produktionsdaten, um festzulegen, wie viel Strom einem konkreten Produkt zuzurechnen ist.

Bestimmen Sie den Stromverbrauch je produzierter Einheit in Kilowattstunden pro Einheit und wenden Sie einen geeigneten Emissionsfaktor auf Basis des Fertigungsstandorts, der Strombeschaffung oder eines anderen anwendbaren Bilanzierungsansatzes an. Nehmen Sie die resultierenden Emissionen in die Produktionsstufe des PCF auf, getrennt von den bereits erfassten materialbezogenen Emissionen.

Wenn eine Spritzgießmaschine zum Beispiel eine bekannte Strommenge pro Stunde verbraucht und unter den relevanten Betriebsbedingungen eine bekannte Stückzahl pro Stunde erzeugt, kann der Stromverbrauch je Einheit allokiert und mit dem geeigneten Strom-Emissionsfaktor kombiniert werden.

Neben Strom nutzen viele Fertigungsprozesse weitere Energie- und Utility-Inputs, die in der Regel nicht als BOM-Positionen abgebildet sind: Wärme aus Öfen oder Feuerungen, Dampf für Prozesse wie Aushärten oder Sterilisieren und Druckluft für pneumatische Anlagen.

Diese Utilities sind schwer einem konkreten Produkt zuzuordnen, weil sie über eine ganze Linie oder Anlage geteilt sein können. Ein Kessel, der Dampf für drei Produktlinien erzeugt, liefert zum Beispiel nicht automatisch eine produktbezogene Aufschlüsselung. Ohne geeignete Allokations- oder Messmethode können die zugehörigen Emissionen unzugeordnet bleiben oder aus der Produktberechnung ausgeschlossen werden.

Quantifizieren Sie die Prozessenergie und Utilities, die zur Herstellung des Produkts verbraucht werden, und wenden Sie dann die relevanten Emissionsfaktoren an. Das kann in Öfen oder Kesseln verbrannten Kraftstoff, bezogenen oder erzeugten Dampf und Strom zur Erzeugung von Druckluft umfassen. Allokieren Sie den relevanten Anteil der Produktionsstufe des Produkts mit einer vertretbaren Methode, etwa Produktionszeit, Ausbringungsmenge, gemessenem Energieverbrauch oder einer anderen zum Prozess und zu den verfügbaren Daten passenden Methode.

Die dritte Lücke verstehen Fertigungsteams intuitiv, kann in PCF-Berechnungen aber übersehen werden: Nicht jede Einheit Material oder Energie, die in einen Prozess eingeht, landet in einem ausgelieferten Produkt.

Ausschuss wird beschnitten oder verworfen. Einige Einheiten fallen in der Qualitätsprüfung durch und brauchen Nacharbeit, die zusätzliche Energie und potenziell zusätzliches Material verbraucht. Ausbeuteverlust bedeutet, dass mehr Rohmaterial verarbeitet werden muss als die letztlich versandte Menge. Eine PCF-Berechnung, die BOM-Mengen ohne Produktionsverluste nutzt, kann daher ein Input-Output-Verhältnis annehmen, das die tatsächliche Produktion nicht abbildet.

Berücksichtigen Sie das Material und die Prozessenergie, die nötig sind, um die versandte Menge herzustellen, einschließlich relevanter Verluste und zusätzlicher Verarbeitung durch Nacharbeit – statt nur das im Endprodukt enthaltene Material zu bilanzieren. Wenn zum Beispiel 1,15 Kilogramm Material verarbeitet werden müssen, um 1 Kilogramm verkaufsfähiges Produkt zu ergeben, sollte der Footprint die verarbeiteten 1,15 Kilogramm und die zugehörige Produktionsenergie berücksichtigen, sofern diese Inputs innerhalb der definierten Systemgrenze liegen und konsistent mit der gewählten Allokationsmethode behandelt werden.

Eine BOM liefert eine wichtige Grundlage für einen Product Carbon Footprint, erfasst aber nicht zwingend die mit der Fertigung verbundenen Energie-, Utility- und Produktionsverluste. Ein prozessinkludierender Ansatz fügt relevante Produktionsdaten hinzu, damit die Fertigungsstufe innerhalb der definierten PCF-Systemgrenze berücksichtigt werden kann.

* Abhängig von der definierten PCF-Systemgrenze und den verfügbaren Daten.

Der Unterschied ist nicht, dass ein BOM-basierter Ansatz von Natur aus falsch wäre. Die Limitation ist, dass die BOM vor allem die Materialien und Komponenten beschreibt, aus denen das Produkt besteht. Produktionsdaten sind nötig, um die Energie- und Materialinputs zu berücksichtigen, die zur Herstellung der fertigen Einheit erforderlich sind.

Ein prozessinkludierender PCF verbindet daher, woraus das Produkt besteht, mit dem, was es zur Herstellung braucht. Das Ergebnis ist eine vollständigere Darstellung der Emissionen, die mit der definierten Systemgrenze verbunden sind.

Ein unvollständiger Product Carbon Footprint ist nicht nur ein Genauigkeitsproblem. Er kann auch Glaubwürdigkeit und Nutzen des Ergebnisses beeinträchtigen. ISO 14067 betont, die Systemgrenze zu definieren und relevante methodische Entscheidungen und Annahmen zu dokumentieren. Werden Prozessstrom, Utilities oder Produktionsverluste aus einem PCF ausgeschlossen, sollte dieser Ausschluss mit der definierten Systemgrenze konsistent und transparent dokumentiert sein. Andernfalls kann ein Kunde, Auditor oder Beschaffungsteam, das den Footprint prüft, hinterfragen, wie die berichtete Zahl berechnet wurde.

Es gibt auch eine praktische Überlegung. Fertigungsdaten können Chancen aufzeigen, Emissionen und Materialeinsatz zu senken. Eine Anlage, die Stromintensität misst, kann Anlageneffizienz oder Strombeschaffung bewerten. Ein Team, das Ausbeuteverlust quantifiziert, kann Produktionsschritte mit Materialabfall und zusätzlicher Verarbeitung identifizieren. Wenn relevante Fertigungsinputs nicht im Product Carbon Footprint abgebildet sind, liefert die Berechnung weniger Information darüber, welche Produktionsaktivitäten zum Ergebnis beitragen und wo Verbesserungen das größte Wirkungspotenzial haben können.

Betrachten Sie zwei Hersteller, die ein funktional identisches Produkt aus denselben bezogenen Materialien fertigen. Der eine nutzt energieintensivere Anlagen und hat eine höhere Ausschussrate. Der andere nutzt effizientere Anlagen, hat eine andere Stromversorgung und erreicht eine höhere Produktionsausbeute. Wenn beide Unternehmen ihren Product Carbon Footprint nur mit denselben Materialinputs und Emissionsfaktoren berechnen, können ihre berichteten materialbezogenen Footprints ähnlich sein, obwohl sich ihre Fertigungsprozesse unterscheiden. Werden relevante Produktionsstrom-, Utility- und Verlustdaten einbezogen, können die Footprints diese Fertigungsunterschiede abbilden.

Für Hersteller, die auf PCF-Anfragen von Kunden weiter unten in der Wertschöpfungskette antworten, kann diese Unterscheidung über das eigene Reporting hinaus zählen. Emissionen aus Fertigungsaktivitäten eines Lieferanten können Teil des vorgelagerten Produktfootprints des Kunden sein, abhängig von Systemgrenze und Methodik des Kunden. Fehlen relevante Produktionsdaten im PCF des Lieferanten, kann dem Kunden auch Information für die eigene produktbezogene Berechnung fehlen.

Ein prozessinkludierender PCF tut daher mehr, als eine Zahl zu erzeugen. Er liefert ein klareres Bild der Materialien und Fertigungsaktivitäten, die zu dieser Zahl beitragen, und macht die zugrundeliegende Grenze, Daten und Annahmen leichter verständlich und prüfbar.

Diese Lücken zu schließen erfordert nicht zwingend, den gesamten Carbon-Accounting-Prozess von Grund auf neu aufzubauen. Es erfordert, Produktion als eigenen Teil der PCF-Berechnung zu behandeln, statt sich allein auf die BOM zu stützen.

In der Praxis bedeutet das:

Das erfordert nicht zwingend perfekte Daten am ersten Tag. Eine angemessene Schätzung für Prozessstrom je Einheit, klar als Schätzung dokumentiert und durch eine geeignete Methodik gestützt, kann nützlicher sein als ein Footprint, der relevante Produktionsenergie ohne Erklärung ausschließt. Das Ziel ist, eine PCF-Systemgrenze konsistent zu definieren und anzuwenden, die besten verfügbaren Daten zu nutzen und Limitationen und Annahmen transparent zu dokumentieren.

Hier kann auch das richtige Tooling helfen. Die Plattform von Carbalyze, aufgebaut um den KI-Assistenten Caly, ist darauf ausgelegt, eine Stückliste in einen Product Carbon Footprint zu überführen, der am GHG Protocol und ISO 14067 ausgerichtet ist. Caly ordnet BOM-Materialien Emissionsfaktoren zu und erzeugt einen materialbezogenen PCF. Prozessstrom, Utilities und Produktionsverluste brauchen weiterhin Produktionsdaten, die der Berechnung hinzugefügt werden, wie oben beschrieben.

Ob Ihre produktionsbezogenen Emissionen mit einer Presse oder einem Dampfsystem verbunden sind oder Ihre Produktionsverluste eine Ausschussrate umfassen, die noch nicht formell gemessen wurde: Der Ansatz beginnt gleich: die Produktionsgrenze explizit definieren, die relevanten Inputs und Verluste quantifizieren und die BOM nicht als den gesamten Footprint behandeln.

Ein Product Carbon Footprint hängt zum Teil von der für die Berechnung definierten Systemgrenze ab. Material- und Lieferantendaten können umfassend sein, und dennoch kann der berichtete Footprint unvollständig bleiben, wenn relevanter Prozessstrom, Utilities und Produktionsverluste innerhalb der definierten Systemgrenze nicht in die Berechnung einbezogen sind. Diese Lücken sind schwerer zu erkennen als eine BOM-Position, weil sie von Produktionsdaten, Utility-Verbrauch und Fertigungsverlusten abhängen.

Relevante Produktionsinputs innerhalb der definierten Systemgrenze zu berücksichtigen kann eine vollständigere Darstellung der Fertigungsstufe in einem Product Carbon Footprint liefern.