Carbon Footprint Estimation (CFE) - Evonik Industries AG

Carbon footprint
estimation
Ein Modell zur Bewertung neuer Produkte im
Forschungsstadium im Hinblick auf potentielle
Klimaauswirkungen.

1. Zusammenfassung
Evonik hat mit der sogenannten „Carbon Footprint Estimation
(CFE)“-Methodik1 ein Modell entwickelt, um potentielle
Klimaauswirkungen neuer Produkte bereits in frühen
Entwicklungsstadien quantifizieren und bewerten zu können.
Das CFE-Modell erlaubt eine standardisierte
Bewertung von Entwicklungsprojekten hinsichtlich
ihrer CO2e-Emissionen2 und -Einsparungen
in allen Produktlebensphasen
und stellt dadurch sicher, dass verschiedene
Evonik-Projekte nach vergleichbaren Kriterien
bewertet werden. Das CFE-Modell eignet
sich insbesondere als Referenzmethode
zur Bestimmung potentieller Klimaauswirkungen
oder Treibhausgaseinsparungen in
der Forschung und Entwicklung. Die Methodik
ersetzt jedoch ausdrücklich nicht ein
vollständiges Life Cycle Assessment (LCA)
zur detaillierten Berechnung aller Umweltwirkungen
von Produkten oder Produktsy-
1 © Urheberrechtlich geschützt, Copyright 2011, Evonik Industries
2 CO2e = CO2-Äquivalente (CO2 und weitere Treibhausgase)
stemen. Sie bietet lediglich einen pragmatischen
Ansatz auf der Basis von ISO
14040/44 und den Kriterien des GHG Protokolls,
um Innovationsprozesse trotz der zu
Beginn hohen Unsicherheiten schon frühzeitig
mit aussagekräftigen Entscheidungsgrundlagen
hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit
zu unterstützen. Die hier vorgestellte CFE-
Methode ist zwar momentan auf die potentiellen
Klimawirkungen begrenzt, kann jedoch
mit zusätzlichen ökologischen oder
sozialen Kriterien erweitert werden, um so
Entscheidungsprozesse im Forschungsbereich
noch umfassender zu unterstützen.

2. Einleitung
Wie lassen sich die Umweltwirkungen von
chemischen oder anderen Produkten und
Prozessen bewerten? Um diese Frage zu
beantworten, wurde ein spezielles Verfahren,
das sogenannte Life Cycle Assessment
entwickelt und in der ISO 14040 Serie genormt.
Während der Durchführung von
LCAs werden alle wesentlichen Energie-
und Materialflüsse eines Produktes oder
Prozesses aufgenommen und hinsichtlich
ihrer ökologischen Auswirkungen bewertet.
Der sogenannte CO2e-Fußabdruck (engl.
Carbon Footprint, CF) stellt die derzeit
wichtigste Kennzahl dar, die während eines
LCAs in der Evonik bestimmt wird.
Ziel der LCA-Aktivitäten der Evonik ist es,
einen unternehmensweiten Bewertungsstandard
zu formulieren, um die Nachhaltigkeit
der Evonik-Produkte und -Prozesse zu
bewerten und einen umfassenden CO2e-
Fußabdruck der Evonik zu ermitteln. Daraus
können Maßnahmen zur Reduzierung der
Umweltwirkungen von Produkten sowie objektive
Vergleiche von Prozessen abgeleitet
werden. Produktbezogene LCAs fokussieren
sich darüber hinaus auf die Analyse und die
Quantifizierung der CO2e-Einsparungen in
Evonik-Prozessen und in Anwendungen von
Evonik-Produkten beim Kunden.
Obwohl Produkte mit geringen Klimaauswirkungen
gute Aussichten auf die Erschließung
neuer Märkte bieten, werden Innovations-
und Forschungsprojekte mit dem Ziel
der Reduzierung von Treibhausgasen vielfach
kritisch bewertet. Um bereits in frühen
Entwicklungsstadien von Innovationsprozessen
fundiertere Entscheidungen treffen
zu können, ist neben der Bewertung ökonomischer
und anwendungstechnischer Gesichtspunkte
zusätzlich auch die Beurteilung
bestimmter Nachhaltigkeitsaspekte wie beispielsweise
der zukünftigen Treibhausgasemissionen
oder -einsparungen notwendig.
Wegen der großen Unsicherheiten zu Beginn
von Forschungsprojekten ist die
Durchführung eines umfassenden LCAs jedoch
in der Regel noch nicht möglich. Evonik
hat aus diesem Grund mit dem CFE-Modell
eine standardisierte Methode zur
Bewertung von Forschungsideen in frühen
Projektstadien geschaffen. Das CFE-Modell
als vereinfachter LCA-Ansatz auf der Basis
von ISO 14040/44 ermöglicht die Quantifizierung
der potentiellen Treibhausgasemissionen
und -einsparungen in allen Phasen
des Produktlebenszyklusses.

3. Der CFE-Anwendungsprozess
Häufige Gründe für unvollständige oder unkorrekte
Berechnungen von Treibhausgasemissionen
in frühen Projektstadien sind Datenlücken,
schlechte Datenqualität und die
Verwendung von ungeeigneten Berechnungsansätzen.
Um diese Risiken zu minimieren,
wurde der CFE-Anwendungs- und
Qualitätssicherungsprozess in vier Teile
strukturiert: von „CFE-Schulung“ bis „CFE-
Freigabe“ (Abb. 1).
Das CFE-Team besteht aus Ausbilder, Ausführenden,
Prüfer und Supervisor, wobei
mindestens zwei Ausführende – ein LCA-
Analyst und ein Mitglied der Entwicklungsgruppe
– an der Durchführung der CFE beteiligt
sind. Der Prüfer ist als erfahrener
LCA-Analyst nicht gleichzeitig einer der
Ausführenden. Der Supervisor stellt die
korrekte Anwendung des Prozesses sicher
und ist für die Freigabe der Ergebnisse verantwortlich.
Er muss die notwendige Befugnis
zur Verwertung der CFE-Ergebnisse
(z.B. für interne oder Marketingzwecke)
haben. Sowohl der CFE-Anwendungsprozess
als auch die methodischen Anforderungen
sind in internen Anleitungen
formalisiert worden.
CFE-Schulung CFE-Durchführung CFE-Inspektion CFE-Freigabe
▼ ▼ ▼ ▼
Schulung des
CFE-Teams
über Motivation
und Konzept
der CFE-
Methodik
und des CFE-
Prozesses
Durchführung
der CFE
Inspektion der
CFE hinsichtlich
Form und
Inhalt (4-Augen-Prinzip)
Sicherstellung
der Korrektheit
des CFE-Prozesses,
Freigabe
der CFE und Entscheidung
über
weitere Projektausführung
in
Grenzfällen
Abb. 1: CFE-Anwendungs- und Qualitätssicherungsprozess mit Ablaufplan, Rollen und Verantwortlichkeiten

4. Die CFE-Methodik
Das CFE-Modell ist eine standardisierte
Methode zur Berechnung des potentiellen
Einflusses auf die Treibhausgasemissionen
eines Projektes in einem frühen Entwicklungsstadium.
Es ist besonders geeignet, um
eine vergleichbare Ergebnisqualität bei der
Bewertung der Klimawirkungen von F&E-
Projekten sicherzustellen.
Verglichen mit einem LCA ist die CFE-
Methodik begrenzt auf die Bewertung von
CO2 und weitere Treibhausgase. Gleichwohl
müssen ebenso wie im LCA-Ansatz das Ziel
und der Untersuchungsrahmen, wie etwa
Bilanzgrenzen oder funktionelle Einheit,
festgelegt werden. Nachfolgend werden
alle Prozesse und Flüsse hinsichtlich ihrer
In- und Outputs über alle Lebenszyklusphasen
untersucht („von der Wiege bis zur Bahre“).
Das beinhaltet den sog. „CO2e-Rucksack“
(Produktion der Rohmaterialien und
Transporte), den Produktionsprozess (Energieverbräuche,
Prozessemissionen, Koppelprodukte),
die Produktnutzung (Energie-,
Treibstoff- und Materialverbräuche) und die
Entsorgung. Im CFE-Modell werden die
Emissionen für jede Lebenszyklusphase anhand
von Aktivitätsdaten (z.B. Stoff- und
Energiemengen, Transportdistanzen) und
dazu korrespondierenden Emissionsfaktoren
berechnet. Um die Klimawirkung der
Treibhausgase zu beurteilen, wird ein
Referenzzeitraum von 100 Jahren
(GWP100) genutzt. Darüber hinaus gibt
es interne Anleitungen zur Wahl und
Hierarchie von Datenquellen.
In frühen Projektstadien liegen jedoch häufig
noch nicht alle benötigten Informationen
vor, da Prozesse, verwendete Materialen
oder Produktionsstätten noch nicht festgelegt
sind. In diesen Fällen treten drei wesentliche
Risiken bei der Bestimmung der
Klimaauswirkungen auf:
• Risiko unvollständiger Daten
• Risiko schlechter Datenqualität
• Risiko schlecht gewählter
Berechnungsansätze
Für jede Kategorie wurden entsprechende
Vorgehensweisen entwickelt, um das jeweilige
Risiko zu vermindern oder zu vermeiden.
So wird das Risiko unvollständiger Daten
durch eine in den internen Anleitungen
vorgegebene Präferenz bei der Nutzung bestimmter
Datenquellen vermindert. Für den
CFE-Ausführenden ist dies die GaBi 4 Professional
Datenbank3. Wenn der gewünschte
Prozess nicht Teil dieser Datenbank ist,
3 GaBi 4 Software-System and Databases for Life Cycle Engineering by PE International, Leinfelden-Echterdingen,
Germany and LBP, Chair of Building Physics, University of Stuttgart, Germany, Copyright TM, Stuttgart, Echterdingen 1992-2008

darf auf weitere festgelegte Datenquellen
bis hin zu vergleichbaren Prozessen zurückgegriffen
werden. Wenn Daten weder für
den gesuchten Prozess noch für ähnliche
Prozesse verfügbar sind, wird eine „Worst
case“-Berechnung der CO2e-Emissionen
durchgeführt.
Das CFE-Modell nutzt zwei Möglichkeiten,
um das Risiko schlechter Datenqualitäten zu
vermindern. Erstens müssen die Ausführen-
100% der Einsparungen
werden dem Evonik-
Produkt angerechnet
Evonik-Produkt ist
verantwortlich für CO 2 e
Einsparungen
Wahl der
Allokationsmethode
Allokation nach
„funktionalem Anteil“
den im Falle von Schätzungen konservative
Annahmen treffen. Zweitens sind Sensitivitätsanalysen
für bestimmte Annahmen
(z.B. für die Lebensdauer eines Produktes)
verpflichtend.
Das Risiko schlecht gewählter Berechnungsansätze
kommt bei der Verwendung unkonventioneller
Berechnungsmethoden zum
Tragen (z.B. durch unpassende Emissionfaktoren).
Um dieses Risiko zu vermindern, ist
Evonik-Produkt ist nicht
allein verantwortlich für
CO 2 e Einsparungen
Allokation nach
„Kostenanteil“
Abb. 2: Allokationsprinzipien für Einsparungen von Anwendungen, die Evonik-Produkte enthalten

die Verwendung etablierter sogenannter
Product Category Rules (PCRs) vorgeschrieben.
In PCRs wird festgelegt, unter
welchen Rahmenbedingungen bestimmte
Produkte in der Industrie bilanziert werden
(z.B. Festlegung von 150.000 km Laufleistung
für einen PKW oder 8 Stunden tägliche
Betriebszeit eines Notebooks). Falls
PCRs verfügbar sind, werden diese von
Evonik genutzt.
Weiterhin stellt der CFE-Ansatz eine Methodik
zur Verfügung, um CO2e-Einsparungen
in der Nutzungsphase von Evonik-
Produkten im Vergleich zu Nicht-Evonik-
Produkten zu berechnen. In diesen Fällen
schreibt die CFE-Methodik ein am Markt
etabliertes Referenzprodukt vor. Sobald das
Evonik-Produkt den etablierten Standard
darstellt, werden keine Einsparungen mehr
berechnet. Aufgrund dessen ist die Berechnung
von Einsparungen auf Anwendungen
von neuen und innovativen Produkten beschränkt
(z.B. keine Berechnung der Einsparungen
von Einwegwindeln).
Ein weiterer wichtiger Aspekt der CFE-Methodik
ist das Ausweisen (Allokation) eines
angemessenen Evonik-Anteils von Einsparungen
in Anwendungen, die im weiteren
Verlauf der Wertschöpfungskette von Evonik-Kunden
produziert werden und die neben
dem Evonik-Produkt zusätzliche Bestandteile
enthalten. Für die Allokation
dieser Anteile sind im CFE-Prozess zwei
Prinzipien vorgesehen (s. Abb. 2).
Wenn nur das Evonik-Produkt notwendig
ist, um die CO2e-Einsparungen zu generieren,
werden dem Produkt 100% der Einsparungen
angerechnet („Treiber“ der Einsparungen).
Für den Fall, dass das Evonik-
Produkt nicht allein für die CO2e-Einsparungen
verantwortlich ist, werden die Anteile
entweder nach einem funktionalen
oder einem wertorientierten Ansatz berechnet.
Der jeweils gewählte Ansatz muss klar
und nachvollziehbar begründet werden, in
ihrer Anwendung sind beide Ansätze jedoch
grundsätzlich als gleichwertig zu betrachten.
In der Kommunikation der CFE-Ergebnisse
sollte der direkte Vergleich der Emissionen
des Evonik-Produktes mit den Einsparungen
während der Nutzungsphase der Anwendung,
welche das Evonik-Produkt enthält,
vermieden werden. In diesem Fall würden
fälschlich zwei unterschiedliche Bilanzräume
miteinander verglichen.

5. Bewertung von Unsicherheiten
Die Qualität der mit dem CFE-Ansatz abgeschätzten
Ergebnisse wird in den drei folgenden
Unsicherheitskategorien beurteilt
(Abb. 3). Die „Datenvollständigkeit“ aller
genutzten Daten wird in 5 Klassen angegeben
(0%: Keine Daten verfügbar bis 100%:
Alle Daten verfügbar). Die „Datenqualität“
(0%: Schlechte Datenqualität bis 100%:
Beste Datenqualität) und die „Berechnungsmethode“
(0%: Keine standardisierte und/
Klassifizierung der
Datenvollständigkeit)
0%
Keine Daten
verfügbar
25%
50%
75%
100%
Alle Daten
verfügbar
Klassifizierung der
Datenqualität
0%
Schlechte
Datenqualität
25%
50%
75%
100%
Beste
Datenqualität
Abb. 3: Unsicherheiten des CFE-Ansatzes in drei Kategorien
oder etablierte Berechnungsmethode bis
100%: Anerkannte Berechnungsmethode)
werden gleichermaßen kategorisiert.
Die angegebenen Unsicherheiten in den
genannten Kategorien helfen dabei, die Ergebnisse
zu klassifizieren und zu interpretieren.
Ferner geben die Kategorisierungen an,
an welchen Stellen aufgrund größerer Unsicherheiten
gegebenenfalls noch detailliertere
Daten notwendig sind.
Klassifizierung der
Berechnungsmethode
0%
Keine standardisierte
und etablierte
Berechnungsmethode
25%
50%
75%
100%
Anerkannte
Berechnungsmethode

6. Ausblick
Der oben beschriebene Ansatz ist zurzeit
zwar noch auf die Betrachtung von Klimagasen
begrenzt. Das Modell kann jedoch in
ähnlicher Weise auf weitere Umwelt- oder
soziale Auswirkungen erweitert werden.
Damit kann die Bewertung der Nachhaltigkeit
neuer Ideen in frühen Projektstadien
stufenweise ergänzt werden, um Entscheidungsprozesse
in F&E-Abteilungen der
Evonik wirkungsvoll zu unterstützen.

Bescheinigung über eine unabhängige
betriebswirtschaftliche Prüfung
An die Evonik Industries AG, Essen
Wir haben auftragsgemäß eine betriebswirtschaftliche
Prüfung zur Erlangung einer begrenzten
Sicherheit hinsichtlich der als Anlage
beigefügten Beschreibung „Carbon Footprint
Estimation – ein Modell zur Bewertung neuer
Produkte im Forschungsstadium im Hinblick
auf potentielle Klimaauswirkungen“ zum Carbon
Footprint Estimation Modell durchgeführt.
Verantwortung der gesetzlichen Vertreter
Die ordnungsgemäße Entwicklung des Carbon
Footprint Estimation Modells unter Beachtung
der Kriterien aus ISO 14040 und 14044 sowie
der in der Anlage enthaltenen ergänzenden
Regelungen liegt in der Verantwortung der
gesetzlichen Vertreter der Evonik Industries
AG, Essen. Diese Verantwortung umfasst auch
die Konzeption, Implementierung und Aufrechterhaltung
von Systemen und Prozessen,
soweit sie für die Entwicklung des Carbon
Footprint Estimation Modells von Bedeutung
sind, die Auswahl und Anwendung angemessener
Methoden zur Entwicklung sowie die
Vornahme von Schätzungen, die unter den
gegebenen Umständen plausibel sind.
Verantwortung des Wirtschaftsprüfers
Unsere Aufgabe ist es, auf Grundlage der von
uns durchgeführten Tätigkeiten eine Beurteilung
darüber abzugeben, ob uns Sachverhalte
bekannt geworden sind, die uns zu der Annahme
veranlassen, dass
• die als Anlage beigefügte Beschreibung das
Carbon Footprint Estimation Modell nicht
so wiedergibt, wie es von Evonik Industries
AG, Essen, derzeit verwendet wird oder
• das in der als Anlage beigefügten Beschrei-
bung dargestellte Carbon Footprint Estimation
Modell nicht in geeigneter Weise
konzipiert ist, um unter Beachtung der in
der Anlage enthaltenen ergänzenden Regelungen
Daten zu Lebenszyklen nach den
Kriterien aus ISO 14040 und 14044
zu generieren.
Nicht Gegenstand unseres Auftrags war die
materielle Prüfung der Konzeption der Software,
die zur Abbildung des Carbon Footprint
Estimation Modell verwendet wird.
Wir haben unseren Auftrag unter Beachtung
des International Standard on Assurance
Engagements (ISAE) 3000 durchgeführt.
Danach haben wir unsere Berufspflichten
einzuhalten und den Auftrag unter Beachtung
des Grundsatzes der Wesentlichkeit so zu
planen und durchzuführen, dass wir unsere
Beurteilung mit einer begrenzten Sicherheit
abgeben können.
Bei einer betriebswirtschaftlichen Prüfung zur
Erlangung einer begrenzten Sicherheit sind
die durchgeführten Prüfungshandlungen im
Vergleich zu einer betriebswirtschaftlichen
Prüfung zur Erlangung einer hinreichenden
Sicherheit weniger umfangreich, so dass
dementsprechend eine geringere Sicherheit
gewonnen wird. Die Auswahl der Prüfungshandlungen
liegt im pflichtgemäßen Ermessen
des Wirtschaftsprüfers.
Im Rahmen unserer betriebswirtschaftlichen
Prüfungen haben wir unter anderem folgende
Tätigkeiten durchgeführt:

• Vergleich der methodischen Regelungen in
der Beschreibung mit den Vorgaben aus
ISO14040 und 14044
• Bewertung der Konzeption der Verfahren
und Systeme, die im Carbon Footprint
Estimation Modell angewendet werden,
auf der Grundlage von Interviews mit dem
Life Cycle Assessment Team bei Treffen im
Science-to-Business Center Eco2 in Marl.
• Gewinnung eines Verständnisses von der
Anwendung des Carbon Footprint Estimation
Modells auf der Basis von Stichproben
bei einem Treffen vor Ort
Urteil
Auf der Grundlage unserer betriebswirtschaftlichen
Prüfung zur Erlangung einer begrenzten
Sicherheit sind uns keine Sachverhalte bekannt
geworden, die uns zu der Annahme veranlassen,
dass
• die als Anlage beigefügte Beschreibung das
Carbon Footprint Estimation Modell nicht
so wiedergibt, wie es von Evonik Industries
AG, Essen, derzeit verwendet wird oder
• das in der als Anlage beigefügten
Beschreibung dargestellte Carbon Footprint
Estimation Modell nicht in geeigneter Weise
konzipiert ist, um unter Beachtung der in
der Anlage enthaltenen ergänzenden Regelungen
Daten zu Lebenszyklen nach den
Kriterien aus ISO 14040 und 14044
zu generieren.
Ergänzende Hinweise – Empfehlungen
Ohne das oben dargestellte Ergebnis unserer
betriebswirtschaftlichen Prüfung zur Erlangung
einer begrenzten Sicherheit einzuschränken,
weisen wir auf folgende Sachverhalte hin:
• Das Carbon Footprint Estimation Modell unterliegt
systemimmanenten Grenzen. Trotz
einer in geeigneter Weise erfolgten Konzeption
dieses Modells ist die Erzeugung
von sachgerechten Daten zu Lebenszyklen
von unterschiedlichen Einflussfaktoren – wie
Inputdaten und der sachgerechten Anwen-
dung der Software – abhängig;
• Die Beschreibung des Carbon Footprint
Modells wurde zum 20. Mai 2011 erstellt.
Jede Übertragung dieser Informationen auf
einen zukünftigen Zeitpunkt birgt die Gefahr
in sich, dass aufgrund von durchgeführten
Änderungen die Beschreibung nicht
dem aktuellen Stand entspricht. Die zukünftige
Anwendung dieser Information ist mit
dem Risiko behaftet, dass die Beschreibung
wegen eventueller Anpassungen nicht mehr
den tatsächlichen Prozess beschreibt.
Allgemeine Auftragsbedingungen
Wir erteilen diese Bescheinigung auf
Grundlage des mit der Evonik Industries AG,
Essen, geschlossenen Auftrags, dem auch mit
Wirkung gegenüber Dritten die dieser
Bescheinigung beigefügten Allgemeinen
Auftragsbedingungen für Wirtschaftsprüfer
und Wirtschaftsprüfungsgesellschaften vom
1. Januar 2002 zugrunde liegen.
Düsseldorf, 20. Mai 2011
PricewaterhouseCoopers
Aktiengesellschaft
Wirtschaftsprüfungsgesellschaft
gez. Andreas Bröcher
gez. ppa. Dr. Moritz Nill
Wirtschaftsprüfer

Evonik Degussa GmbH
Creavis Technologies & Innovation
Paul-Baumann-Straße 1
45764 Marl
Germany
lca@evonik.com
www. evonik.de/creavis