Teil IV: Nachwachsende Rohstoffe als Alternative zu Kunststoffen

Zusammenfassung

In diesem Beitrag wird mit Hilfe einer Ökobilanz der Produktlebensweg einer Pkw-Seitenverkleidung aus dem nachwachsenden Rohstoff Hanf untersucht. Das Verkleidungselement wird als Faserformstoff aus Hanffasern und einer verbindenden Matrix aus einem Epoxidharz-Härter-Gemisch hergestellt. Anhand des Stoff- und Energieverbrauches sowie entstehender Emissionen in den Lebenswegabschnitten Faseranbau,-aufbereitung und Bauteilfertigung werden die Umweltwirkungen bei der Herstellung der Seitenverkleidung untersucht und bewertet. Für die Nurzungsphase wird eine Abschätzung auf Basis von gewichtsbasierten Treibstoffverbrauchskennwerten vorgenommen. Der Lebenswegabschnitt ‘Demontage und Entsorgung’ wird für die derzeit möglichen Varianten Deponierung und thermische Verwertung untersucht. Für eine Gesamtbewertung der Herstellungsphase werden die bilanzierten Wirkungen dem Bewertungsverfahren des Eco-indicator 95 unterzogen. Das Verkleidungsbauteil aus dem Hanffaserverbundwerkstoff ist im Vergleich mit einem Referenzbauteil aus ABS-Spritzguss hinsichtlich des Stoff- und Energieeinsatzes vorteilhafter zu bewerten. Die Bewertungsmethode des Eco-indicator 95 ergibt für die umweltrelevanten Emissionen in abgeschwächter Form die gleiche Aussage. Ökologische Verbesserungspotentiale für den Hanffaserverbundwerkstoff liegen in der Substitution des Epoxidharz-Härter-Systems. Der Faserpflanzenanbau, die Faseraufbereitung und die Transportaufwendungen sind im Sinne der Bilanzgrenzen ökologisch unbedenklich. Die Berücksichtigung der Kraftstoffeinsparung infolge der Gewichtsdifferenz zwischen den untersuchten Materialvarianten ergibt deutliche ökologische Vorteile für den Naturfaserverbundwerkstoff während der Nutzungsphase eines Pkw.

Abstract

This paper presents a Life Cycle Assessment of a hemp fibre reinforced component for automotive parts. Its aim is to identify the optimisation strategies within the product system and also provide decision support for automotive engineers for or against the employment of renewable raw materials within the production process.

The investigated life cycle contains the agricultural cultivation of the fibre plant, the method of harvesting and the processing of the crop. The analysis includes the further processing of the fibre, i.e. the manufacturing of the fibre composite matrix, on which the production of form press components for the automotive industry is based. Manufacturing the required preproducts is also taken into account. The differences of energy demand (CED) and emission amount during the use phase of a passenger car and different disposal options for the end of the life cycle (deposition or incineration) are assessed as well. It is shown that the natural fibre composite is ecologically preferable to the injection moulded reference as the results of the Eco-indicator 95 method show. Optimisation is necessary for the epoxy-resin-hardener system, although the cultivation of fibre plants is ecologically an insignificant process regarding the system boundaries. The weight difference and resulting energy savings during the use phase of a car reveal further advantages of a fibre panel.