Wasserfußabdruck in der verarbeitenden Industrie - Methoden, Werkzeuge und Optimierungsstrategien

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Finkbeiner
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321170424

Die Realisierung einer nachhaltigen Produktion stellt Ingenieure in ihrer täglichen Arbeit vor große Herausforderungen - besonders im Hinblick auf Wasser. Heute wird der Wasserverbrauch als ein Umweltindikator von vielen erfasst. Optimierungsstrategien zielen i.d.R. auf Effizienz, Kreislaufsysteme, oder Abwasserreinigung. Auch wenn die Relevanz dieser Maßnahmen unbestritten ist, hat der direkte Wasserverbrauch eines Unternehmens nur einen kleinen Anteil an seinem tatsächlichen Wasserfußabdruck. Der Wasserverbrauch in der Herstellung von Werkstoffen oder der Erzeugung von Energie ist oft um ein Vielfaches höher. Auch die aus dem direkten Wasserverbrauch eines Unternehmens resultierenden Konsequenzen sind in wasserreichen Gebieten Mitteleuropas meist gering. Im Gegensatz hierzu, kann der indirekte Wasserverbrauch in den Wertschöpfungsketten gravierende Folgen haben wenn er in wasserknappen Gegenden auftritt, wie z.B. beim Abbau von Kupfererz in Chile. Anstatt der bloßen Bilanzierung des am Standort verbrauchten Volumens, sollten also der Wasserverbrauch und seine Konsequenzen entlang des gesamten Produktlebensweges untersucht werden. Nachdem mehr als 30 Ansätze zur Bestimmung des Wasserfußabdrucks in einer Literaturrecherche analysiert wurden, hat der Antragsteller die ersten Wasserfußabdrücke für industrielle Produktionssysteme ermittelt. Aus diesen Erfahrungen wurden methodische Herausforderungen identifiziert und eine neue Methodik zur Bilanzierung und Bewertung des Wasserverbrauchs entwickelt: das Water Accounting and Vulnerability Evaluation (WAVE) Modell. Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Weiterentwicklung des Wasserfußabdrucks um eine breite Anwendung in der Produktionstechnik zu ermöglichen. Aus methodischer Sicht wird die Modellierung der lokalen Wasserverfügbarkeit verfeinert indem saisonale Schwankungen in hydrologischen Einzugsgebieten und der Einfluss des atmosphärischen Verdunstungsrecyclings untersucht werden. Weiterhin werden Wirkungsabschätzungsmethoden entwickelt, die eine Analyse der aus einem lokalen Wasserverbrauch resultierenden Konsequenzen für die menschliche Gesundheit und für Ökosysteme ermöglichen. Aus anwendungsorientierter Sicht sind fehlende regional aufgeschlüsselte Inventardaten die größte Hürde für die Ermittlung von Wasserfußabdrücken. Daher wird in Kooperation mit einem Ökobilanzdatenbankanbieter eine Regionalisierungsmethodik entwickelt. Regionalisierte Wasserinventardaten werden für eine große Auswahl von für die Produktionstechnik relevanten Materialien und Prozessen bereitgestellt. In einem Wasserfußabdruck Tool wird die regionalisierte Wasserinventardatenbank mit den entwickelten Wirkungsabschätzungsmethoden kombiniert. Dieses Forschungsprojekt ermöglicht es Anwendern den Wasserverbrauch und dessen Folgen am Unternehmensstandort und den zugehörigen Wertschöpfungsketten zu analysieren und schafft somit die Basis für eine nachhaltige Nutzung von Frischwasserressourcen in der Produktionstechnik.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr.-Ing. Vanessa Bach; Dr.-Ing. Markus Berger