Nachhaltige Produktgestaltung
Erstellt am: 05.04.2011 | Stand des Wissens: 09.11.2022
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Technische Universität Hamburg, Institut für Logistik und Unternehmensführung, Prof. Dr. Dr. h.c. W. Kersten
Der Begriff der nachhaltigen Produktgestaltung bezieht sich auf die Gestaltung von Gütern und Dienstleistungen nach den Prinzipien der ökonomischen, sozialen und ökologischen Nachhaltigkeit. Ziel ist es dabei, die Bedürfnisse der heutigen Generation zu erfüllen, jedoch unter der Voraussetzung, dass die Belange der zukünftigen Generation nicht gefährdet werden [Pufe17, S. 42]. Zu den sozialen Beiträgen zählen beispielsweise die Unterstützung von Familien und Beruf durch Einrichtung firmeneigener Kindertagesstätten, zu den ökologischen zählt die Reduktion von CO2-Emissionen oder die Einführung biologisch abbaubarer Einwegverpackungen. Des Weiteren könnte die Schaffung und Sicherung von Arbeitsplätzen ein weiteres wichtigeres Ziel sein (ökonomischer Beitrag) [Oerk15, S. 150].
Produkte und Dienstleistungen können mit den aktuell zur Verfügung stehenden technischen Mitteln allerdings nicht vollständig nachhaltig gestaltet werden, da alle zur Erstellung benötigten, aus der Umwelt entnommene Stoffe nicht in ihre ursprüngliche Form zurückgeführt werden können (unter Berücksichtigung sozialer und ökonomischer Aspekte). Die Verwendung von nicht erneuerbaren Ressourcen ist ein bekanntes Beispiel: Die in natürlichen Rohstoffen wie Öl oder Gas gebundene chemische Energie wird durch Transformationsprozesse mit Kohlenstoffdioxid als "Abfallprodukt" in andere Energieformen umgewandelt. Entsprechend sollte dem Bestreben nachgegangen werden, sich möglichst von einer Linearwirtschaft zu einer Kreislaufwirtschaft zu wandeln, sodass Ressourcen wiederverwendet werden können und somit im System verbleiben [BReg19a]. Für die nachhaltige Produktentwicklung und -gestaltung können Produkte in Mikro Produkte (zum Beispiel alltägliche Gebrauchsartikel) und Makro Produkte bzw. Bereiche (Gebäude, Stadtplanung als Service et cetera) aufgegliedert werden [GrOl06, S. 285]. Welcher Kategorie Produkte oder Dienstleistungen angehören, ist wichtig für die Wahl der konkreten Gestaltungsmaßnahmen, die zu einem nachhaltigeren Produkt beziehungsweise einer nachhaltigeren Dienstleistung führen sollen.
Die Berücksichtigung von Design for Environment (DfE)-Richtlinien, auch green design oder eco-design genannt, erlaubt es, Umweltbelange in Produkt- und Prozessdesignabläufe zu integrieren. Initiativen in diesem Bereich zielen auf die Entwicklung ökologisch verträglicher Produkte und Prozesse ab, die gleichzeitig Preis-/Leistungs- und Qualitätsstandards erfüllen [Pfei09, S. 41]. Der Lebenszyklus des Produktes/der Dienstleistung tritt dabei in den Vordergrund: Die Lebensdauer des Erzeugnisses soll durch Wiederaufbereitung maximiert werden und gleichzeitig schafft ein angepasstes Produktdesign die Möglichkeit, Wertstoffe mit geringem Energieaufwand in den Markt rückzuführen (siehe DfR) [Char98].
Das Design for Recycling (DfR) bezeichnet Maßnahmen im Entstehungsprozess eines Produktes zur effizienten Ressourcenverwertung am Ende seines Lebenszyklus. Es können zusammenfassend die nachfolgenden Prinzipien der nachhaltigen Produktgestaltung nach Allenby und Fullerton [AlFu91] und Pfeifer [Pfei09, S. 41f.] festgehalten werden:
Produkte und Dienstleistungen können mit den aktuell zur Verfügung stehenden technischen Mitteln allerdings nicht vollständig nachhaltig gestaltet werden, da alle zur Erstellung benötigten, aus der Umwelt entnommene Stoffe nicht in ihre ursprüngliche Form zurückgeführt werden können (unter Berücksichtigung sozialer und ökonomischer Aspekte). Die Verwendung von nicht erneuerbaren Ressourcen ist ein bekanntes Beispiel: Die in natürlichen Rohstoffen wie Öl oder Gas gebundene chemische Energie wird durch Transformationsprozesse mit Kohlenstoffdioxid als "Abfallprodukt" in andere Energieformen umgewandelt. Entsprechend sollte dem Bestreben nachgegangen werden, sich möglichst von einer Linearwirtschaft zu einer Kreislaufwirtschaft zu wandeln, sodass Ressourcen wiederverwendet werden können und somit im System verbleiben [BReg19a]. Für die nachhaltige Produktentwicklung und -gestaltung können Produkte in Mikro Produkte (zum Beispiel alltägliche Gebrauchsartikel) und Makro Produkte bzw. Bereiche (Gebäude, Stadtplanung als Service et cetera) aufgegliedert werden [GrOl06, S. 285]. Welcher Kategorie Produkte oder Dienstleistungen angehören, ist wichtig für die Wahl der konkreten Gestaltungsmaßnahmen, die zu einem nachhaltigeren Produkt beziehungsweise einer nachhaltigeren Dienstleistung führen sollen.
Die Berücksichtigung von Design for Environment (DfE)-Richtlinien, auch green design oder eco-design genannt, erlaubt es, Umweltbelange in Produkt- und Prozessdesignabläufe zu integrieren. Initiativen in diesem Bereich zielen auf die Entwicklung ökologisch verträglicher Produkte und Prozesse ab, die gleichzeitig Preis-/Leistungs- und Qualitätsstandards erfüllen [Pfei09, S. 41]. Der Lebenszyklus des Produktes/der Dienstleistung tritt dabei in den Vordergrund: Die Lebensdauer des Erzeugnisses soll durch Wiederaufbereitung maximiert werden und gleichzeitig schafft ein angepasstes Produktdesign die Möglichkeit, Wertstoffe mit geringem Energieaufwand in den Markt rückzuführen (siehe DfR) [Char98].
Das Design for Recycling (DfR) bezeichnet Maßnahmen im Entstehungsprozess eines Produktes zur effizienten Ressourcenverwertung am Ende seines Lebenszyklus. Es können zusammenfassend die nachfolgenden Prinzipien der nachhaltigen Produktgestaltung nach Allenby und Fullerton [AlFu91] und Pfeifer [Pfei09, S. 41f.] festgehalten werden:
- Verwendung von Materialien mit wenigen oder keinen Gefahren- oder Giftstoffen, die die Umwelt belasten oder Arbeitskräfte bei der Entsorgung gefährden
- Nutzung von Herstellungsprozessen mit geringerem Energieverbrauch
- Entwicklung von länger haltbaren und besser funktionierenden Produkten, die seltener ersetzt werden müssen und somit geringere Austauschraten zur Folge haben
- Auslegung der Produkte, sodass diese einfacher wiederverwendet oder recycelt werden können
- Verwendung von Materialien, die aus lokalen, bioregionalen und nachhaltig bewirtschafteten Quellen stammen, die nach der Produktlebensdauer recycelbar sind
Sowohl gesetzliche Vorschriften (zum Beispiel im nationalen Recht umgesetzte EU-Richtlinien: WEEE, ELV) als auch Ressourcenengpässe und damit verbundene Kostenvorteile können Motive für die Implementierung entsprechender Vorgaben in der Produktentwicklung sein.
Das Design for Re-Manufacturing (deutsch: Wiederaufbereitung) ist ein Prozess zur Wiederherstellung des Wertes eines Produktes, der bei seiner ursprünglichen Produktion geschaffen wurde. Design for Re-Manufacturing beschreibt die Kombination von Prozessen, die die Wiederaufbereitung eines Produktes erleichtern beziehungsweise überhaupt erst ermöglichen [LiSu20, S. 57-60]. Es kann auf zwei Ebenen unterschieden werden:
Das Design for Re-Manufacturing (deutsch: Wiederaufbereitung) ist ein Prozess zur Wiederherstellung des Wertes eines Produktes, der bei seiner ursprünglichen Produktion geschaffen wurde. Design for Re-Manufacturing beschreibt die Kombination von Prozessen, die die Wiederaufbereitung eines Produktes erleichtern beziehungsweise überhaupt erst ermöglichen [LiSu20, S. 57-60]. Es kann auf zwei Ebenen unterschieden werden:
- Produktstrategie inklusive Marketing, Vertrieb, Service, Reverse Logistics
- Detaillierte Produktgestaltung und technische Planung inklusive funktionalem Design (modular versus integral)
Des Weiteren kann die Gestaltung nach Wiederaufbereitungskriterien definiert werden als eine Kombination von DfE-Strategien, darunter solche, die auf der Auslegung eines Erzeugnisses auf mehreren Lebenszyklen basieren (Design for Multiple Lifecycles) [BaAy18, S. 756-758].