Nachhaltige Wertschöpfungsnetzwerke

Der hohe und weiterhin steigende Verbrauch endlicher natürlicher Ressourcen sowie der trotz vielfältiger Bemühungen kontinuierliche Anstieg anthropogener Emissionen in die Umweltmedien Luft, Wasser und Boden bilden große gesellschaftliche Herausforderungen unserer Zeit. Inputseitig führt der hohe Ressourcenverbrauch zu einer zunehmenden Ressourcenverknappung. So wird für Rohöl momentan davon ausgegangen, dass nach Überschreiten des ‚depletion-mid-point‘ in spätestens 10-15 Jahren mit einer Versorgungslücke zu rechnen ist (BGR 2006). Aber auch für andere Rohstoffe, beispielsweise für Edelmetalle wie Platin oder Schwermetalle wie Indium, wird von Ressourcenengpässen innerhalb der nächsten Jahrzehnte ausgegangen (Gordon et al. 2006). Outputseitig steht insbesondere der durch den Verbrauch fossiler Brennstoffe verursachte Treibhauseffekt im Mittelpunkt der öffentlichen Diskussion. So bestätigt der vierte Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) aus dem Jahr 2007 einen Anstieg der CO₂-Emissionen von etwa 280 ppm im vorindustriellen Zeitalter auf 379 ppm im Jahr 2005. Ein anthropogener Ursprung der global beobachteten Temperaturerhöhungen wird inzwischen als sicher angenommen, dies gilt ebenso für Temperaturextreme und Veränderungen von Windmustern (IPCC 2007). Insgesamt wird davon ausgegangen, dass ein Fortschreiten des Treibhauseffektes immense ökonomische Schäden verursacht (Stern 2006).

Neue globale und irreversible Probleme, wie z.B. der Treibhauseffekt oder die Verknappung endlicher Ressourcen, verdeutlichen die Notwendigkeit eines Strukturwandels der Wirtschafts- und Gesellschaftssysteme. Ein Lösungsansatz wird hierbei in einer dauerhaft zukunftsträchtigen – also nachhaltigen – Entwicklung dieser Systeme gesehen. Vor diesem Hintergrund sehen sich insbesondere betriebliche Entscheidungsträger zunehmenden Anforderungen der Lenkungssysteme Markt – Politik – Gesellschaft ausgesetzt. So lässt sich beispielsweise eine Entwicklung der Umweltpolitik ausgehend von nachsorgenden, medienspezifischen und auf einzelne Produktions- und Entsorgungsprozesse ausgerichteten Ansätzen hin zu vorbeugenden, medienübergreifenden und den gesamten Produktlebenszyklus umfassenden Ansätzen beobachten. Derartige neue Vorgaben bedingen eine erweiterte Produktverantwortung der Hersteller über den gesamten Lebenszyklus der in Verkehr gebrachten Produkte. Im Rahmen der konkreten Umsetzung einer nachhaltigen Entwicklung sind daher geeignete Instrumente zur Erfassung, Bewertung und Optimierung aller durch ein Produkt verursachten Stoff- und Energieströme entlang des Lebenszyklus zu entwickeln.

Die Erfüllung der Nachhaltigkeitsziele bedingt im Rahmen der Gestaltung zukünftiger Wirtschafts- und Gesellschaftssysteme die Berücksichtigung ökonomischer, ökologischer sowie sozialer Zielsetzungen. Die Voraussetzung für die Berücksichtigung derartiger Zielsetzungen besteht in der Ermittlung der aus den Transformations- und Konsumprozessen resultierenden Stoff- und Energieströme als Basis für die Bewertung der mit einem Produkt, einem Prozess, einem Unternehmen oder einem Wertschöpfungsnetzwerk verbundenen Zahlungsströme bzw. Umweltwirkungen. Im Rahmen einer ex-ante Planung von Produktionssystemen und Produkten ist daher eine Modellierung dieser Stoff- und Energieströme notwendig. Sind darauf aufbauend im Rahmen der Bewertung ökonomische, ökologische sowie soziale Zielsetzungen simultan zu verfolgen, resultieren komplexe Entscheidungsprobleme, die Methoden der Entscheidungsunterstützung erfordern.

Im Folgenden wird die Einflussnahme des Lenkungssystems (Umwelt-)Politik auf die Diffusion neuer Technologien und Produkte auf dem Weg zu einer nachhaltigen Entwicklung analysiert. Aufgrund der mit der Umsetzung von Innovationen verbundenen hohen technischen und marktlichen Risiken ist ein Eingreifen politischer Entscheidungsträger häufig erforderlich. Hierbei besteht die Zielsetzung politischer Entscheidungsträger darin, die Entwicklung und Implementierung bzw. Diffusion nachhaltiger Technologien und Produkte zu fördern, wobei eine Auswahl geeigneter Politikoptionen aus der Vielzahl an ordnungsrechtlichen Maßnahmen und ökonomischen Instrumenten sowie den Möglichkeiten der freiwilligen Selbstverpflichtung zu treffen ist. Für betriebliche Entscheidungsträger bildet eine Analyse der (umwelt-)rechtlichen, marktlichen und gesellschaftlichen Entwicklungen des Planungsumfeldes die Voraussetzung für strategische Entscheidungen bezüglich des zukünftigen Produkt- und Technologieportfolios. Die Auswirkungen dieser Rahmenbedingungen sind daher vor der Phase der Produktentwicklung zu analysieren.

Die Integrierte Produktpolitik (IPP) erfordert die Berücksichtigung der Auswirkungen produktorientierter Maßnahmen über den gesamten Produktlebenszyklus. Hierfür sind bereits in der Phase der Produktentwicklung Kenntnisse über die entscheidungsrelevanten Stoff- und Energieströme sowie die daraus resultierenden Zahlungsströme und Umweltwirkungen entlang aller Lebenszyklusphasen notwendig. Die Erfassung bzw. Abschätzung dieser Informationen ex-ante erfordert daher sowohl eine geeignete Modellierung des Produktlebenszyklus als auch Modelle zur Ableitung und Bewertung der unter ökonomischen und umweltorientierten Gesichtspunkten resultierenden Wirkungen.

Im Rahmen der Entwicklung nachhaltiger Wirtschaftssysteme sind wie in Kapitel 2 dargestellt im Sinne der Konsistenzstrategien zukünftig technisch-anthropogene Stoffströme sowohl unter quantitativen als auch unter qualitativen Gesichtspunkten in den natürlichen Stoffwechsel einzubetten. Mit den derzeit verfügbaren, auf fossilen Energieträgern und endlichen Rohstoffen beruhenden konventionellen Technologien und Produkten kann dies nicht gelingen. Notwendig ist daher langfristig die Entwicklung von Werkstoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe sowie von Technologien zur Energieerzeugung auf Basis erneuerbarer Energieträger. Nach erfolgreicher Entwicklung besteht die weitere Herausforderung in der großtechnischen Implementierung der ökologisch angepassten innovativen Technologien bzw. der Marktdiffusion der neuen Produkte. So existieren im Rahmen der Implementierung hohe technische, ökonomische und marktliche Unsicherheiten. Aufgrund der Neuartigkeit fehlt häufig die notwendige Infrastruktur zur Produktion der Technologien bzw. zum Vertrieb der Produkte. Fehlende Lernkurven- und Größendegressionseffekte bedingen anfangs hohe Produktionskosten, die zumeist deutlich höher liegen als die konventioneller Technologien und Produkte.

In den letzten Jahren wurden die rechtlichen Grundlagen für den Übergang von einer Quellen-Senken-Wirtschaft hin zu einer Kreislaufwirtschaft gelegt (vgl. Kapitel 2). Hierbei müssen zumeist vorgeschriebene stoffliche und energetische Verwertungsquoten erfüllt und Behandlungsvorgaben eingehalten werden. Wesentliche ökonomische und ökologische Potenziale liegen jedoch in einer höherwertigen, funktionellen Aufarbeitung ganzer Geräte bzw. der in ihnen enthaltenen Komponenten begründet (vgl. Kapitel 5). Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei derartigen Maßnahmen sowohl die Wertschöpfung als auch die Energie, die im Rahmen der Produktion zur Erzielung der Funktionalität der Geräte und Komponente eingebracht wurden, erhalten bleiben. Für komplexe und hochwertige Produkte, deren Produktion sowohl unter ökonomischen als auch unter ökologischen Gesichtspunkten mit einem hohen Aufwand verbunden ist, beinhaltet daher die Verlängerung der Nutzungsdauer wesentliche ökologische und ökonomische Potenziale. Eine derartige Verlängerung der Nutzungsdauer von Geräten und Komponenten durch Optionen wie Re-Use, Reparatur, Refurbishing und Remanufacturing führt allerdings zu einer Zunahme der Komplexität der Prozesse und Akteursbeziehungen und somit zu komplexeren Planungsproblemen. Auf diese Aspekte soll daher im Folgenden eingegangen werden.

Am Ende des Produktlebenszyklus ist die Vermeidung von Abfällen – beispielsweise durch eine weitere Nutzungsphase (vgl. Kapitel 7) – nicht länger möglich. Im Sinne der durch die Umweltgesetzgebung vorgegebenen Hierarchie „Vermeiden – Verwerten – Beseitigen“ besteht die Zielsetzung am Lebensende eines Produktes daher in der Gewinnung hochwertiger Wertstofffraktionen sowie der ordnungsgemäßen Verbringung der für eine Kreislaufführung nicht geeigneten Materialien. Dies setzt eine ordnungsgemäße Behandlung unter Einsatz von Demontageaktivitäten sowie von verfahrenstechnischen Prozessen voraus.

Die bisher vorgestellten Planungsansätze fokussieren auf physische, stoffstrom- und transformationsbasierte Aspekte entlang des Produktlebenszyklus. Hierbei wird zunächst davon ausgegangen, dass diese Modelle von einem zentralen Entscheidungsträger mit vollständiger Information und Entscheidungsgewalt eingesetzt werden. Erfolgt allerdings die Anwendung interdependenter Planungsmodelle in unabhängigen Unternehmen bzw. bei Vorliegen überbetrieblicher Leistungserstellungsprozesse, erfordert dies über die vorgestellten stoffstrombasierten Planungsmodelle hinaus Ansätze zur Koordination der unabhängigen Entscheidungsträger. Im folgenden Kapitel soll die bisherige Sichtweise daher um institutionelle, transaktionsbasierte Aspekte erweitert werden. Hierbei wird insbesondere auf Ansätze zur Koordination im Rahmen des überbetrieblichen Leistungsaustauschs fokussiert, d.h. auf die Abstimmung von Aktivitäten in einem arbeitsteiligen System in Bezug auf ein übergeordnetes Gesamtziel.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein Konzept zur Gestaltung und Koordination von Material-, Wert- und Informationsflüssen in nachhaltigen Wertschöpfungsnetzwerken unter Einbeziehung aller Akteure und Aktivitäten entlang des Produktlebenszyklus, Entwicklung – Produktion – Nutzung – Entsorgung‘ vorgestellt. Zur Ausgestaltung des Konzepts erfolgt die Entwicklung konkreter Planungsmodelle für ausgewählte Problemstellungen sowie die Anwendung auf praktische Fallbeispiele aus verschiedenen Lebenszyklusphasen komplexer Produkte der Fahrzeug- und Elektronikindustrie. Auf Basis der erarbeiteten Grundlagen und Modelle können die nachstehenden Schlussfolgerungen abgeleitet werden.

Die Forderung einer nachhaltigen Entwicklung gewinnt vor dem Hintergrund globaler und irreversibler Probleme, beispielsweise in Form des Treibhauseffektes oder der Verknappung endlicher Ressourcen, zunehmend an Bedeutung. Notwendig ist daher die Einbettung anthropogener Stoffströme in natürliche Stoffkreisläufe im Rahmen eines aufeinander abgestimmten Zusammenwirkens von Produzenten, Konsumenten und Recyclingunternehmen. Für Unternehmen bedeutet dies konkret die Erweiterung der Herstellerverantwortung auf den gesamten Produktlebenszyklus. Hieraus resultieren eine Zunahme der Anzahl der zu berücksichtigenden Akteure sowie eine Steigerung der Komplexität der zu gestaltenden und zu koordinierenden Wertschöpfungsnetzwerke. Vor diesem Hintergrund sind daher in Wertschöpfungsnetzwerken zukünftig sowohl stoffstrombasierte Aspekte des Produktlebenszyklus als auch organisatorische Aspekte der Kooperation der am Lebenszyklus beteiligten Akteure zu berücksichtigen. Dies bedingt komplexe Planungs- und Steuerungsaufgaben und stellt hohe Ansprüche an die einzusetzenden Instrumente und Planungsmethoden. Ansätze zur Berücksichtigung derartiger Aspekte werden in der Betriebswirtschaftslehre seit wenigen Jahrzehnten entwickelt.