Strategische Entscheidungsfindung - Nachhaltiges Stoffstrommanagement in der Entsorgungs- und Recyclingwirtschaft

Bei der Optimierung von Entsorgungs- und Recyclingstrukturen sind ganzheitliche Bewertungsansätze gefragt. Mit den Methoden des Operations Research steigert das Fraunhofer IML die Effizienz entsprechender Logistiknetzwerke: ökonomisch und - bei Bedarf - auch ökologisch.

23.10.2006 Die Logistik dient der Planung, Steuerung und Überwachung von Materialflüssen sowohl bei der Beschaffung, Produktion und Distribution von Gütern als auch bei der Entsorgung von Abfällen. Im Fokus steht die Steigerung der Effizienz hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Qualität und Service. Doch Effizienz wird heute insgesamt unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit verstanden. Die Bundesvereinigung Logistik (BVL) forderte unlängst die Akteure der Logistikbranche auf, über die Umsetzung nachhaltiger Maßnahmen nachzudenken. Der Bundesverband Deutscher Postdienstleister (BvDP) diskutierte diesbezüglich Strategien zum effizienten Ressourceneinsatz im Kurier-, Express- und Paketbereich (KEP-Bereich). Speditions- und Handels-, aber auch Entsorgungsunternehmen prüfen derzeit die Steigerung der Umweltverträglichkeit der von ihnen angebotenen Logistikdienstleistung. So hat beispielsweise die DHL gemeinsam mit dem Versandhändler Triaz das ,Grüne Paket' realisiert und der Otto-Versand durch seine Umweltstrategie sowohl Kosten als auch Umweltbelastungen signifikant gesenkt. Dabei liegt das Augenmerk auch auf Verfahren zur Steigerung der ökonomischen und ökologischen Effizienz komplexer Logistiknetzwerke durch Standort- und Zuordnungsplanung.

Die Zuordnungsplanung entstammt dem Operations Research und dient als mathematisches Verfahren u. a. der Optimierung von Logistiknetzwerken. Dabei ordnet sie anhand eines Bewertungskriteriums Güter ausgehend von einem Ausgangspunkt über verschiedene Stufen eines Logistiknetzwerkes hinweg einem Endpunkt zu. Die Zuordnungsplanung wird überwiegend von Logistikunternehmen in der Distributions- und Handelslogistik angewendet. Sie optimiert die Zuordnung von Produkten ausgehend vom Hersteller über Zentral- und Regionallager beziehungsweise ausgehend vom Handel über Groß- und Einzelhandel bis hin zum Endkunden. In Ansätzen wird sie inzwischen auch von Herstellern in der Beschaffungs- und Produktionslogistik eingesetzt. Hierbei dient sie der Zuordnung von Rohstoffen ausgehend von den Lieferanten über die Produktion von Halbzeugen, Bauteilen und Baugruppen hinweg bis hin zum Hersteller fertiger Endprodukte.
 
Darüber hinaus wird die Methode von Entsorgungsunternehmen eingesetzt. Hierbei dient sie der Zuordnung von Abfällen ausgehend vom Anfallort über die Sortierung, Demontage, Aufbereitung und Behandlung hinweg bis hin zur Verwertung oder Beseitigung. Das Ziel ist dabei vornehmlich, unter Einbeziehung logistischer, fertigungs- und verfahrenstechnischer Prozesse kostenminimale Materialflüsse zu realisieren.

Inzwischen steigt das Interesse, eine Zuordnungsplanung anhand mehrerer, speziell ökonomischer und ökologischer Kriterien vorzunehmen, nicht-lineare Funktionen der Kosten und Umweltlasten logistischer, fertigungs- und verfahrenstechnischer Prozesse einzubeziehen und dabei über mehrere Güter gleichzeitig zu optimieren, für die gemeinsame Restriktionen, beispielsweise Kapazitätsbeschränkungen eines Produktions- oder Entsorgungsstandortes, gelten. Durch diese Kombination, das heißt durch die mehrkriterielle Optimierung komplexer, nicht-linearer Mehrgüter-Flussprobleme, sind besonders hohe ökonomische und ökologische Einsparungen in Logistiknetzwerken der Beschaffung, Produktion, Distribution und Entsorgung zu realisieren.

Hier setzt das Fraunhofer IML an. Es greift, aufbauend auf einer Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer UMSICHT, das mathematische Verfahren der Zuordnungsplanung auf und verknüpft es mit existierenden Ansätzen zur Bewertung in Ökobilanzen. Das Ziel liegt in der Beantwortung folgender Fragestellungen:

Welches ist die ökonomisch und ökologisch beste Zuordnung von Gütern ausgehend von einem Ausgangspunkt über verschiedenen Stufen eines Logistiknetzwerkes hinweg bis hin zu einem Endpunkt? Hierin enthalten:

Welche Mengen welcher Güter sollen ausgehend von welchen Ausgangspunkten über welche Stufen welchen Endpunkten zugeführt werden?

Welche Verkehrsträger (Straße, Schiene, Wasser) sollen eingesetzt, welche Umschlagstandorte genutzt werden?

Das Ergebnis ist eine Methode, die es ermöglicht, komplexe, nicht-lineare Mehrgüterfluss-Probleme mathematisch exakt und unter Verwendung einer Zielgröße als Maß für die Ökoeffizienz zu lösen. Hierbei werden Logistik, Fertigungs- und Verfahrenstechnik gleichwertig mit einbezogen. Die Logistik basiert auf digitalen Verkehrsinfrastrukturdaten. Die Methode ist auf Logistiknetzwerke der Beschaffung, Produktion, Distribution und Entsorgung anwendbar. Sie wird unter dem Namen ECO2L (sprich: Ecotool) im Auftrag von Industrie- und Dienstleistungsunternehmen eingesetzt.
 
Anwendungspotenziale der Methode sind in allen Branchen vorhanden, in denen komplexe Logistiknetzwerke zur Beschaffung, Produktion, Distribution und Entsorgung bestehen. Dies betrifft u. a. die Automobilbranche, die Elektro- und Elektronikbranche, den Handel, aber auch die Entsorgungsbranche sowie das in diesen Branchen arbeitende Transportgewerbe.

Die Wirtschaftlichkeit resultiert aus der Vermeidung von Verkehr, eventuell aus dem Wechsel des Verkehrsträgers (Straße, Schiene, Wasser) sowie aus der gleichzeitigen Auswahl und Einbeziehung ökonomisch und ökologisch besonders effizienter Fertigungs- bzw. Verfahrenstechnik (Produktionsanlagen, Entsorgungsanlagen). Das Ergebnis weist im Detail aus, welche Kosten im Vergleich zum Ist-Zustand vermieden bzw. welche Erlöse zusätzlich realisiert werden. Umweltentlastungen resultieren ebenfalls aus der Vermeidung von Verkehr, eventuell aus dem Wechsel des Verkehrsträgers sowie aus der gleichzeitigen Auswahl und Einbeziehung ökonomisch und ökologisch besonders effizienter Fertigungs- bzw. Verfahrenstechnik. Das Ergebnis weist im Detail aus, welche Mengen welcher Ressourcen im Vergleich zum Ist-Zustand eingespart und welche Emissionen vermieden werden.
 
Zur Validierung der entwickelten Methode wurde u. a. die Steigerung der ökonomischen und ökologischen Effizienz eines Logistiknetzwerkes der Entsorgungswirtschaft analysiert. Konkret wurde die Frage beantwortet, welche Mengen der betrachteten Abfälle bei welcher Gewichtung von Ökonomie und Ökologie mit welchen Verkehrsmitteln (Sammelfahrzeug, Lkw, Zug) über welche Umschlagstandorte welchen Aufbereitungs-, Behandlungs- und Beseitigungsanlagen bestmöglich zuzuordnen sind. Dabei standen 54 Umschlagstandorte, eine Aufbereitungsanlage, 18 Behandlungs- und 39 Beseitigungsanlagen zur Auswahl. Das Logistiknetzwerk wurde nach einmaliger Modellierung mit jeweils unterschiedlicher Gewichtung von Ökonomie und Ökologie optimiert (1. Optimierung: 100 Prozent Ökonomie und 0 Prozent Ökologie, 2. Optimierung: 90 Prozent Ökonomie und 10 Prozent Ökologie, usw., 11. Optimierung: 0 Prozent Ökonomie und 100 Prozent Ökologie).

Im Ergebnis konnten einerseits Wechselwirkungen zwischen Kosten und Umweltbelastungen quantifiziert, andererseits Lösungen in einem Portfolio dargestellt werden. Darüber hinaus konnten den Lösungen die erforderlichen logistischen, fertigungs- und verfahrenstechnischen Ressourcen zugeordnet werden.

Das Ergebnis zeigt darüber hinaus, dass der Ist-Zustand keiner der optimalen Lösungen entspricht, es im Umkehrschluss also möglich ist, Kosten zu senken und gleichzeitig Umweltbelastungen zu reduzieren. Es belegt konkret, dass eine Senkung der Kosten um 1,2 Mio. Euro pro Jahr bei gleichzeitiger Einsparung u. a. von 8.420 Tonnen CO 2 pro Jahr möglich ist.

Von Wirtschaftsunternehmen kann ECO2L als strategisches Instrument zur Planung neuer sowie zur Optimierung existierender Logistiknetzwerke herangezogen werden. Gleichzeitig ermöglicht es die Prüfung ökonomischer und - sofern gewünscht - ökologischer Auswirkungen der Einbindung neuer Standorte, neuer Verfahren sowie alternativer Verkehrsträger. Darüber hinaus ist die Methode durch Integration in einen Leitstand als operatives Instrument zur Steuerung von Stoffströmen einsetzbar. Der Politik hingegen bietet es eine Entscheidungsgrundlage zur Schaffung gesetzlicher Vorgaben, z.B. zur Festlegung von Verwertungsquoten. Entscheidend für den Erfolg ist: Die optimale Lösung bei jeweiliger Gewichtung der Kosten und Umweltbelastungen wird objektiv dargestellt, Kosten und Umweltbelastungen werden separat ausgewiesen. Der Anwender kann folglich die ohnehin stets subjektive Einschätzung treffen, wie viel ihm die Einsparung von Kosten bzw. die Reduzierung von Umweltbelastung wert ist und für welche Handlungsoption er sich entscheidet.

Unternehmen, Behörden + Verbände: Bundesvereinigung Logistik (BVL), Bundesverband Deutscher Postdienstleister (BvDP), DHL, Triaz, Otto-Versand, Fraunhofer IML, Fraunhofer UMSICHT
Autorenhinweis: Dr.-Ing. Peter Meyer, Prof. Dr.-Ing. Uwe Clausen, Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML



Copyright: © Deutscher Fachverlag (DFV)
Quelle: Oktober 2006 (Oktober 2006)
Seiten: 5
Preis inkl. MwSt.: € 0,00
Autor: Peter Meyer
Uwe Clausen

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