Entscheidungsorientiertes Life Cycle Sustainability Assessment

Table of Contents

1. Frontmatter

2. 1. Einleitung

   Jan-Linus Popien

   Zusammenfassung

   Unternehmen sehen sich derzeit vielfältigen ökonomischen, ökologischen und gesellschaftlichen Herausforderungen gegenüber. Wirtschaftliche Rezessionen, geopolitische Spannungen, protektionistische Maßnahmen und der Klimawandel führen zu einer zunehmenden Komplexität in der Gestaltung globaler Wertschöpfungsketten. Gleichzeitig erfordert der technologische Fortschritt durch Digitalisierung und Automatisierung eine kontinuierliche Anpassung von Produktionssystemen. Vor diesem Hintergrund gewinnen ganzheitliche Nachhaltigkeitsbewertungen an Bedeutung, die ökonomische, ökologische und soziale Aspekte gleichermaßen berücksichtigen. Der Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA)-Ansatz bietet hierfür einen geeigneten methodischen Rahmen, weist jedoch derzeit Defizite hinsichtlich Transparenz, betriebswirtschaftlicher Fundierung und methodischer Integration auf. Ziel dieser Dissertation ist daher die Entwicklung eines entscheidungsorientierten Life Cycle Sustainability Assessments (eoLCSA), das diese Defizite adressiert und Unternehmen bei der nachhaltigen Gestaltung ihrer Produktionssysteme unterstützt. Die Arbeit gliedert sich in die theoretische Fundierung, die Konzeption und Entwicklung des eoLCSA, eine Fallstudie zur Batteriewertschöpfungskette sowie eine abschließende Bewertung der Ergebnisse.

3. 2. Grundlegende Konzepte zur Nachhaltigkeitsbewertung industrieller Produktionssysteme

   Jan-Linus Popien

   Zusammenfassung

   Das Kapitel erläutert die theoretischen und methodischen Grundlagen für die Nachhaltigkeitsbewertung industrieller Produktionssysteme. Es zeigt zunächst die interdisziplinären Herausforderungen bei der Integration ökonomischer, ökologischer und sozialer Dimensionen auf und betont die Notwendigkeit einer stärkeren Einbindung des betrieblichen Rechnungswesens in Methoden des Life Cycle Managements (LCM). Darauf aufbauend werden die zentralen Bestandteile des Rechnungswesens – insbesondere Kostenrechnung und Investitionsrechnung – vorgestellt, um eine betriebswirtschaftliche Fundierung der Nachhaltigkeitsbewertung sicherzustellen. Anschließend werden die Grundlagen des LCM und des Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA) beschrieben, um eine gemeinsame methodische Basis für die integrierte Bewertung zu schaffen. Abschließend werden Anforderungen an das entscheidungsorientierte Life Cycle Sustainability Assessment (eoLCSA) abgeleitet, das ökonomische, ökologische und soziale Analysen in einem konsistenten Rahmen verbindet und so eine fundierte Entscheidungsunterstützung für die nachhaltige Gestaltung von Produktionssystemen ermöglicht.

4. 3. Konzeption und Entwicklung des eoLCSA

   Jan-Linus Popien

   Zusammenfassung

   In diesem Kapitel wird die Konzeption und Entwicklung des entscheidungsorientierten Life Cycle Sustainability Assessment (eoLCSA) vorgestellt. Aufbauend auf der ökonomischen Wirkungsabschätzungsmethode DEALA werden Erweiterungen vorgenommen, um diese für den Einsatz im eoLCSA zu befähigen. Nach einer Darstellung der Berechnungslogik und der unterschiedlichen Charakterisierungsmodelle (DEALA-Kosten, DEALA-Profit und DEALA-Investition) werden deren Wirkungsindikatoren, Aggregationsebenen und Anwendungskontexte erläutert. Darauf aufbauend wird ein strukturierter Leitfaden zur Anwendung der DEALA-Methode im Rahmen des eoLCSA entwickelt, der in zwölf Blöcke gegliedert ist und die Phasen von der Zieldefinition über die Datenerhebung und Wirkungsabschätzung bis zur Ergebnisbewertung abdeckt. Abschließend wird die Integration des eoLCSA in Optimierungsmodelle beschrieben, wodurch eine quantitative Entscheidungsunterstützung ermöglicht wird.

5. 4. Fallstudie zum Einsatz des eoLCSA zur Bewertung und Gestaltung einer Batteriewertschöpfungskette

   Jan-Linus Popien

   Zusammenfassung

   In Kapitel 4 wird das entscheidungsorientierte Life Cycle Sustainability Assessment (eoLCSA) anhand einer Fallstudie zur Bewertung einer Batteriewertschöpfungskette angewendet. Ziel ist es, ökologische, ökonomische und soziale Auswirkungen entlang der gesamten Kette – von der Rohstoffgewinnung über die Zell- und Packproduktion bis hin zum Recycling – zu analysieren. Unter Nutzung der DEALA-Methode werden alle drei ökonomischen Charakterisierungsmodelle (Kosten, Profit, Investition) eingesetzt, während für die ökologische Bewertung der Environmental Footprint (EF v3.1) und für die soziale Analyse die Social Hotspots Database verwendet werden. Neben der Bestimmung von Hotspots werden Auswirkungen verschiedener Standortentscheidungen und gesetzlicher Rahmenbedingungen (EU-Batterieverordnung, CRMA) untersucht. Die Ergebnisse dienen als Grundlage für ein Entscheidungsunterstützungsmodell, das Akteuren der Batteriewertschöpfungskette hilft, Nachhaltigkeitsziele, Wirtschaftlichkeit und regulatorische Anforderungen miteinander in Einklang zu bringen.

6. 5. Kritische Würdigung und Ausblick

   Jan-Linus Popien

   Zusammenfassung

   Das Kapitel würdigt die entwickelte Methode eoLCSA (entscheidungsorientiertes Life Cycle Sustainability Assessment) und der Erweiterung der DEALA-Methode. Diese erlaubt eine integrierte Bewertung ökonomischer, ökologischer und sozialer Auswirkungen von Produktionssystemen. Durch drei Charakterisierungsmodelle – DEALA-Kosten, DEALA-Profit und DEALA-Investition – können Kostenstrukturen, Gewinne und Investitionen analysiert und betriebswirtschaftlich fundierte Entscheidungen unterstützt werden. Die Methode bietet praktische Anwendungsmöglichkeiten, etwa in ERP-Systemen oder politischen Entscheidungsprozessen. Grenzen ergeben sich durch vereinfachte Annahmen, statische Modellierung und generische Datensätze. Für weiterführende Forschung wird eine Dynamisierung des Modells, die Erweiterung um Endpunkt-Kategorien (z. B. Produktivität, Resilienz) sowie die Kopplung mit Simulations- und Optimierungsmodellen empfohlen. Insgesamt stellt das eoLCSA einen bedeutenden Schritt zur ganzheitlichen, praxisnahen Nachhaltigkeitsbewertung und Entscheidungsunterstützung dar.

7. 6. Zusammenfassung

   Jan-Linus Popien

   Zusammenfassung

   Das Kapitel fasst die Dissertation zur Einführung des entscheidungsorientierten Life Cycle Sustainability Assessment (eoLCSA) zusammen. Ziel war es, Unternehmen eine Methode zur integrierten Bewertung ökonomischer, ökologischer und sozialer Auswirkungen von Produktionssystemen zu bieten. Hierzu wurde die DEALA-Methode erweitert, um alle drei Nachhaltigkeitsdimensionen vergleichbar zu bewerten. Der entwickelte Leitfaden strukturiert den Bewertungsprozess in zwölf Blöcke und erlaubt eine konsistente Datenerhebung und Analyse. In einer Fallstudie zur Batteriewertschöpfungskette wurde das eoLCSA angewandt, um Hotspots, Kostenstrukturen und Nachhaltigkeitseffekte zu identifizieren sowie gesetzliche Einflüsse (z. B. EU-Batterieverordnung, CRMA) zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen die Anwendbarkeit des Ansatzes zur Entscheidungsunterstützung und betonen dessen Transparenz und betriebswirtschaftliche Fundierung. Abschließend werden Erweiterungspotenziale, etwa durch zusätzliche Charakterisierungsmodelle, dynamische Simulationen und Endpunktkategorien, als zukünftige Forschungsperspektiven aufgezeigt.

8. Backmatter