Auswirkungen des Produktionsstandorts auf den CO2-Fußabdruck eines Glasfaserkabels?
Die Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks und die Auswirkungen auf die globale Erwärmung sind ein wichtiges Thema bei der Entwicklung von Telekommunikationsnetzen. Die Akteure der betroffenen Wertschöpfungsketten setzen sich dafür ein, diese Auswirkungen zu prüfen und Lösungen zu ihrer Verringerung anzubieten.
ACOME produziert seine Kabel in seinem Werk in der Normandie (Frankreich). Nachhaltige Entwicklung und gesellschaftliche Unternehmensverantwortung sind ein integraler Bestandteil der Identität von ACOME und untrennbar mit seinem Status als SCOP (zudeutsch: Genossenschaft) verbunden. ACOME bietet nachhaltige Lösungen mit geringer Umweltbelastung für die Entwicklung von Telekommunikationsnetzen.
ACOME ist Vorreiter in dem Bereich. ACOME führt den Nachweis über den CO2-Fußabdruck für das gesamte Produktportfolio der Glasfaserkabel, für alle Produktreihen und für alle Kapazitäten.
In diesem Artikel wird anhand von Vergleichen zur Lebenszyklus-Analyse dargestellt, welchen Einfluss der Produktionsstandort des Glasfaserkabels auf die CO2 Bilanz hat.
Umweltproduktdeklaration
Die Umweltauswirkungen von Glasfaserkabeln werden in deren Umweltproduktdeklaration (EPD-Environmental Product Declaration) beschrieben, die nach einem standardisierten und weit verbreiteten Verfahren [nach ISO 14021 / ISO 14025] erstellt wird.
Diese EPD basiert auf einer Lebenszyklusanalyse (LCA – Life Cycle Analysis, oder auch Ökobilanz) [nach ISO 14040 / ISO 14044] von der Rohstoffgewinnung über die Produktion bis zum Ende der Lebensdauer, einschließlich Transport und Nutzung. Anhand einer Analyse, basierend auf unterschiedlichen Kriterien, stellt sie den Umweltpass eines Produkts dar.
ACOME und andere Akteure der Branche, wie die Mitglieder von Europacable (Europacable vertritt alle großen europäischen Kabelhersteller und zählt die weltweit führenden Unternehmen zu seinen Mitgliedern), verwenden eine gemeinsame Methode anhand der PCR (Product Category Rules)- und PSR (Product Specific Rules)-Regeln des PEP Ecopassport®-Programms. Diese Methode wird heute als Referenz für Normen auf europäischer und weltweiter Ebene (CENELEC, IEC) verwendet.
Diese Regeln bilden einen gemeinsamen Rahmen und stellen sicher, dass die Umweltdaten präzise berechnet und vor allem für Benutzer vergleichbar sind. Alle Werte werden für 1 Meter Kabel ermittelt , die für Telekommunikationskabel festgelegte Einheit (die Werte können auch für 1 Meter verkabelte Faser angegeben werden, die dann die funktionelle Einheit ist).
Die globale Erwärmung (GWP für Global Warming Potential) auch „CO2-Fußabdruck“ eines Produkts genannt, ist einer der Indikatoren der Umweltanalyse. Seine Einheit gCO2-eq/m misst die Emissionen von Gasen, die zum Treibhauseffekt beitragen, über die gesamte Lebensdauer des Produkts.
Dieser Artikel konzentriert sich auf den CO2-Fußabdruck von Produkten, insbesondere auf die Auswirkungen der Produktion in dem Land, in dem das Kabel hergestellt wird.
CO2-Fußabdruck eines Kabels
Während des gesamten Lebenszyklus werden die Treibhausgasemissionen von Netzinfrastrukturprodukten hauptsächlich durch die Gewinnung von Materialien, die Verarbeitung von Ressourcen (Kunststoffe, Glas usw.) und den Energieverbrauch verursacht.
Am Beispiel eines 144-Faser-Kabels gemäß PSR-0001 Ed.3 machen die Phasen Transport, Verlegung, Nutzung und Ende der Lebensdauer insgesamt nur 15 % des CO2-Fußabdruckes des Kabels aus, während die Herstellungsphase allein 85 % verursacht.
Transport
In diesem Beispiel berücksichtigt der „Transport“ eine LKW-Lieferung bis 1.000 km ab der Produktionsstätte in Frankreich.
Im Vergleich dazu muss ein in China/Indien hergestelltes Kabel 1.000 km per LKW zum Hafen, ca 19.000 km per Schiff und schließlich weitere 1.000 km per LKW zum Kunden zurücklegen.
Verlegung
In der PCR/PSR-Analyse werden für die „Installation“ nur der Kabelabfall und das Ende der Lebensdauer der Verpackung berücksichtigt. Aufgrund der unterschiedlichen Kabelverlegungsmethoden werden die Auswirkungen der eventuell damit verbundenen Bauarbeiten in der LCA eines Kabels nicht berücksichtigt.
Der FTTH Council Europe hat ein White Paper über die CO2-Bilanz der Branche veröffentlicht, aus dem hervorgeht, dass mehr als 40% des CO2-Fussbadruckes einer FTTH-Verbindung durch Bauarbeiten und Installation verursacht werden.
Verwendung
Der Anteil der „Verwendung“ an der Gesamtbelastung ist minimal und entspricht im Wesentlichen dem Leistungsverlust, der auf dem Weg des optischen Signals durch die Faser auftritt.
Ende der Lebensdauer
Der Anteil „Ende der Lebensdauer“ umfasst den Transport und die Entsorgung von Kabeln, die als Abfall entsorgt werden.
Herstellung
Ungefähr 85 % des CO2-Fußabdrucks eines Kabels in der Lebenszyklusanalyse entfallen auf die Herstellung, in der die für die Materialverarbeitung verbrauchte Energie enthalten ist. Der CO2-Fußabdruck eines Kabels hängt folglich von den für seine Herstellung verwendeten Energiequellen ab, in erster Linie vom CO2-Fußabdruck der Elektrizität, die von den Kabelverlegern als Energiequelle verwendet wird.
Der erste Hebel zur Minimierung der Umweltauswirkungen eines Kabels ist daher der Energiemix am Herstellungsort.
Wie diese Grafik zeigt, ist die Elektrizität je nach Quelle (Kohle, Gas, Kernenergie usw.) in den einzelnen Ländern mehr oder weniger CO2-intensiv.
Der europäische Energiemix ist im Durchschnitt weniger kohlenstoffintensiv als der in USA oder China. Diese europäische Kohlenstoffintensität kaschiert jedoch große Unterschiede (siehe Grafik z.B. zwischen Frankreich und Polen).
ADEME (Französische Agentur für Umwelt und Energiemanagement) schätzt, dass der durchschnittliche Emissionsfaktor für Elektrizität in Frankreich derzeit bei etwa 75 g CO2/kWh liegt, d.h. etwa 10-mal niedriger als in Indien, China oder sogar Polen.
Die Wahl des Glasfaserkabelherstellers, d.h. der geografische Standort seiner Produktionsstätte (bzw. die Entfernung der Produktionsstätte zum Verwendungsort), hat einen erheblichen und direkten Einfluss auf den CO2-Fußabdruck des Produkts. Wie groß ist nun der Unterschied bei den CO2-Emissionen eines Glasfaserkabels?
Vergleich des CO2-Fußabdrucks eines Kabels je nach Produktionsstandort.
Die Berechnungen der Umweltauswirkungen werden mit einer zertifizierten LCA-Software durchgeführt (für diese Studie wurde die Software EIME© V5.9.3 mit der Datenbank CODDE-2022-01 verwendet). Mit diesem Tool kann der Produktionsstandort eines Produkts ausgewählt werden, und es wird simuliert, wie sich der Fußabdruck je nach Energiemix vergrößert oder verkleinert oder wie er sich beim Transport bis zum Einsatzort verhält.
Der Vergleich wurde für ein unterirdisches Glasfaserkabel mit 144 Fasern und folgenden Annahmen durchgeführt:
- Für ein asiatisches, indisches oder amerikanisches Kabel wurde der Strommix des Produktionsortes sowie der Transport auf dem See- und Landweg berücksichtigt (1.000 km LKW in China/Indien/USA + 19.000 km Schiff + 1.000 km LKW in EU).
- Für ein Kabel aus einem europäischen Land wurde der Strommix des Produktionslandes berücksichtigt und die Berechnungstools gehen standardmäßig von einem Transport auf dem Landweg über eine Entfernung von 3.500 km aus.
- Die Kabeltechnologie und die Komponenten sind in allen Ländern gleich.
- Für diese vergleichenden Analysen wird davon ausgegangen, dass die Herstellung zu 100 % mit dem Energiemix des jeweiligen Landes erfolgt (Faser und Kabel).
- Die Phasen der Verlegung, Verwendung und Ende der Lebensdauer sind die gleichen unabhängig vom Produktionsland.
Unabhängig vom Land ist die Herstellungsphase stets entscheidend für den CO2-Fußabdruck eines Kabels. Der Strommix beeinflusst die Umweltbelastung der Herstellung erheblich. Für das gleiche Produkt kann durch die Wahl des Lieferanten und des Produktionsstandortes eine zusätzliche Belastung von bis zu ~1.200 kg CO2-Äq/km entstehen, d.h. mehr als das Doppelte des niedrigsten CO2-Fußabdrucks.
Für ein in dieser Analyse betrachtetes Standardglasfaserkabel stellen wir dann fest, dass die Produktion in China, Indien oder auch Polen eine bis zu 2,5-mal höhere CO2-Belastung verursacht als die Kabelproduktion in Frankreich.
Der Hauptunterschied zwischen den Herkunftsländern hängt mit der Herstellung zusammen. Abgesehen vom für die Analyse des Herstellungszyklus wichtigen Werkstoffanteil ist die Zunahme der Umweltbelastung zum Teil auf den Energieverbrauch der in der Produktion eingesetzten Maschinen und Werkzeuge zurückzuführen.
Des Weiteren kann der Transport, selbst wenn Kabel in sehr großen Mengen transportiert werden, einen nicht unerheblichen Teil der gesamten CO2-Belastung des Produkts ausmachen. Wir stellen fest, dass der Transport je nach Produktionsstandort zwischen 1 und 5 % zur Gesamtbelastung beiträgt. Es ist bemerkenswert, dass je nach Herkunft des in unseren Gebieten installierten Produkts die Auswirkungen des Transportes zwischen einem in Frankreich hergestellten und einem aus China oder Indien importierten Kabel um den Faktor 7 variieren.
Generell wird davon ausgegangen, dass ein Produkt, das am anderen Ende der Welt hergestellt wird, die Umwelt stärker belastet. Die vergleichende Analyse zeigt jedoch, dass auch die Produktion in einigen europäischen Ländern zu einer deutlichen Erhöhung der Umweltbelastung des Kabels führt, manchmal sogar mehr als bei Kabeln, die am anderen Ende der Welt hergestellt werden.
Es ist zu beachten, dass diese vergleichende Analyse für ein Produkt durchgeführt wurde, das zu 100 % in dem untersuchten Land hergestellt wurde. Es kommt jedoch auf dem Markt vor, dass Produkte mit Fasern hergestellt werden, die aus einem anderen Land stammen als das, in dem das Kabel hergestellt wird, und deren Energiemix weniger vorteilhaft ist. Da die Auswirkungen des Faseranteils im Vergleich zu den Auswirkungen des Kabelmantels für den gesamten Fußabdruck signifikant sind, werden die Umweltauswirkungen eines solchen Produkttyps mit verschiedenen Produktionsländern höher sein als in dieser Studie angegeben.
Durch die Wahl eines Kabels aus französischer Fertigung werden die Umweltbelastungen durch Telekommunikationsinfrastrukturen minimiert
Die Messung der Umweltbelastung durch die in den Versorgungsnetzen eingesetzten Produkte ist der erste Schritt eines umfassenden Umweltkonzepts und ermöglicht eine genaue Bewertung der Maßnahmen und Innovationen, die zur Minimierung der Umweltbelastung durch die Produkte und Lösungen ergriffen werden können.
Eine Analyse des gesamten Lebenszyklus ist unerlässlich, um ein vollständiges Bild der Umweltbelastung zu erhalten. Das Argument der Kohlenstoffreduzierung in nur einer Lebenszyklusphase kann (wissentlich oder unwissentlich) irreführend sein.
Die Lebenszyklus-Analyse von Glasfaserkabeln zeigt, dass der größte Teil des CO2-Fußabdrucks auf die Herstellung zurückzuführen ist, insbesondere auf die für die Materialverarbeitung benötigte Energie. Der Strommix am Produktionsstandort hat einen großen Einfluss auf den ökologischen Fußabdruck des Kabels. ACOME nutzt in seinem Werk in Frankreich (Normandie) einen sehr stark dekarbonisierten französischen Strommix, einem der kohlenstoffärmsten der Welt.
Neben dem Strommix werden Lebenszyklusanalysen auch für das Ökodesign der Produkte verwendet.
Auf der Grundlage der LCAs hat eine interne ACOME-Studie gezeigt, dass das Segment der Teilnehmeranschlüsse trotz einer sehr kurzen Distanz (weniger als 100 m) einen sehr signifikanten Kohlenstoffausstoß hat. Dieses Segment profitierte daher von Ökodesign- Maßnahmen, um den CO2-Fußabdruck des Anschlusskabels um 40% zu reduzieren.
Die Instrumente und Normen sind vorhanden. Die Forderung nach Umweltdeklarationen für Produkte in unseren Lieferketten muss nun generell durchgesetzt werden, um eine verantwortungsvolle Beschaffung zu ermöglichen. Es handelt sich um eine Anforderung, die keine zusätzlichen Kosten verursacht und es ermöglicht, weniger umweltschädliche Produkte auf der Grundlage von Fakten und Zertifikaten vorzuziehen.
Schwierigkeiten beim Vergleich von Umweltdaten: Forderung nach Homogenisierung
Viele Kunden sind frustriert darüber, dass sie die von verschiedenen Lieferanten erhobenen Umweltdaten nicht effektiv vergleichen können. Diese mitunter erheblichen Abweichungen sind auf Unterschiede in den verwendeten Methoden und Datenquellen zurückzuführen und behindern fundierte Entscheidungen bezüglich der Umweltverantwortung und einer nachhaltigen Beschaffungspolitik.
Hilfreich sind hier Instrumente wie die Lebenszyklusanalyse (LCA) und ihre methodischen Rahmen, wie die PCR/PSR von PEP Ecopassport®, um diese Schwierigkeiten zu überwinden und vergleichbare Daten zu erhalten
Die beobachteten Unterschiede sind wahrscheinlich auf mehrere Faktoren zurückzuführen, darunter die Verwendung unterschiedlicher LCA-Regeln sowie der Qualität und Herkunft der Betriebsdaten (Inputdaten). Die in LCA verwendeten Daten können sich hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und Methodik erheblich unterscheiden, was sich auf die Endergebnisse auswirkt. Neben der Erhebung von Primärdaten bei den Rohstofflieferanten ist die Harmonisierung der Sekundärdaten der verschiedenen bestehenden Datenbanken von entscheidender Bedeutung. Diese großen Unterschiede unterstreichen die Notwendigkeit zur Standardisierung und Zuverlässigkeit von Umweltdaten.
Mit einem harmonisierten und strengen LCA-Ansatz können Unternehmen nicht nur die Umweltleistung von Produkten effektiv vergleichen, sondern auch konkrete Verbesserungsmöglichkeiten identifizieren und zum Übergang zu einer nachhaltigeren Wirtschaft beitragen.
