Ökobilanz-Update: Recyclingpapier toppt Tablets

Autoren: Matthias Stucki, Armin Mühlematter

Armin Mühlematter vergleicht in seiner Bachelorarbeit die Umweltauswirkungen der Nutzung von Tablets im Studium mit denjenigen von Papierskripten (Mühlmatter 2014). Seine Ökobilanzergebnisse zeigen für das papierlose Studium mit einem Tablet ähnlich hohe Umweltauswirkungen wie bei einem Studium mit Skripten gedruckt auf Frischfaserpapier.

Eine Erweiterung des Ökobilanzmodells mit einer Recyclingpapiervariante ergibt nun für Unterrichtsskripte aus Recyclingpapier die tiefsten Umweltauswirkungen (siehe Abbildung 1). Bei einer Bewertung mit der Methode der ökologischen Knappheit (2013) haben bei den Tablets vor allem die Schwermetallemissionen beim Abbau der Edelmetalle für die Platinen sowie die Treibhausgasemissionen bei der Energiebereitstellung für Produktion, Transport und Nutzung hohe Auswirkungen auf die Umwelt.

Zwischen den verschiedenen Tablet-Modellen gibt es deutliche Unterschiede. Bei den Papiervarianten belasten die Treibhausgasemissionen und radioaktiven Abfälle bei der Energiebereitstellung für die Papierproduktion die Umwelt.

Recyclingpapier_vs_Tablet

Abbildung 1: Umweltauswirkungen gemäss der Methode der ökologischen Knappheit 2013 der Nutzung von Tablets resp. von Papierskripten bei der Bewältigung eines Bachelorstudiums mit 180 ECTS.

Ein Vergleich mit den von Apple selber veröffentlichten Daten zu den Treibhausgasemissionen des iPad 2 und 4[i] mit deutlich höheren Ergebnissen als in der Arbeit von Mühlematter (130-170 kg CO2-eq. bei Apple vs. 59-67 kg CO2-eq. in der Bachelorarbeit) deutet darauf hin, dass die Umweltauswirkungen der Tablet-Herstellung im Modell der Bachelorarbeit unterschätzt werden.

Aufgrund der Resultate in Abbildung 1 und dem Vergleich mit den veröffentlichten Daten von Apple wird daher geschlossen, dass die Variante mit Skripten aus Recyclingpapier aus Umweltsicht besser abschneidet als die Nutzung von Tablets.

Aus ökologischer Sicht machen Tablets vor allem dann Sinn, wenn sie die Nutzung von energieintensiveren Computern oder Laptops ersetzen können.

[i] https://www.apple.com/chde/environment/reports/

Studieren mit Tablet für den Klimaschutz? Erste Erkenntnisse einer Ökobilanz

Autoren: Armin Mühlematter, Matthias Stucki

Die Bereitstellung von Papierskripten fürs Studium verbraucht Ressourcen und belastet die Umwelt. Aber ist ein Studium mit einem Tablet anstelle von bedrucktem Papier wirklich ökologischer?

Im Rahmen einer Bachelorarbeit mit dem Titel „Tablet vs. Druckmaterialien im Unterricht – eine vergleichende Ökobilanz“ werden Antworten auf diese Frage gesucht. Dabei werden die Umweltauswirkungen, verursacht durch die Nutzung von Tablets und Druckmaterialien, quantifiziert und verglichen. Betrachtete Umweltauswirkungen sind beispielsweise der Verbrauch von Ressourcen oder die Emission von Schadstoffen in die Atmosphäre, in den Boden oder in Gewässer. Erste Ergebnisse der Untersuchung sind jetzt verfügbar.

Analyse der Tablets an der ZHAW

In der Studie werden das Apple iPad 2 und das Microsoft Surface RT analysiert. Im Pilotprojekt „papierloses Studium“ sind die neueren Gerätemodelle Apple iPad 4 und Microsoft Surface Pro im Einsatz. Die Systemgrenzen wurden so gewählt, dass diese sich auf die jeweils im Lieferumfang enthaltenen Komponenten beziehen.
Als Vergleichsvariante wurden die Druckmaterialen beim Studium ohne Tablet untersucht. Weil es sich bei Ökobilanzen um Lebenszyklusanalysen handelt, wurden alle Prozesse zur Produktion, dem Transport, der Nutzung und nicht zuletzt der Entsorgung miteinbezogen.

Ökobilanzmodelle mit Annahmen

Für die Sachbilanzierung wurden die Tablets in ihre einzelnen Komponenten zerlegt und die Materialzusammensetzung sowie das Gewicht derer bestimmt. Anschliessend wurden die Komponenten mittels der Ökobilanzsoftware SimaPro und der Datenbank ecoinvent v3 inventarisiert und modelliert. Dabei wurde klar, dass die Analyse aufgrund der oftmals unvollständigen Informationen Annahmen erforderte. Mittels unterschiedlicher Methoden wurden die Umweltauswirkungen der verschiedenen Szenarien berechnet.

Demontage der Tablets im Labor

Demontage der Tablets im Labor

iPad klimafreundlicher als Papierskripte

Da die Berechnungen unter der Verwendung von verschiedenen Methoden durchgeführt wurden, sind die Ergebnisse in den verschiedenen Wirkungsindikatoren ebenso different. Die Methoden basieren auf unterschiedlichen wissenschaftlichen Modellen und betrachten unterschiedliche Umweltaspekte. So wird beim kumulierten Energieaufwand die gesamte Energie, inklusive der grauen Energie bewertet. Bei dieser Betrachtung schneidet die untersuchte Variante „Apple iPad 2“ am besten ab. Auch bei der Berechnung des CO2-Fussabdrucks, bei welcher direkte und indirekte Effekte von Treibhausgasemissionen quantifiziert werden, schneidet das Apple iPad 2 deutlich besser ab, als alle anderen Varianten. Es verursacht weniger als die Hälfte an Treibhausgasemissionen verglichen mit der Verwendung von Druckmaterialien. Bei anderen Indikatoren sind die Aussagen zum Teil weniger eindeutig, weil beispielsweise die Herstellung der Tablets mineralische Rohstoffe verbraucht, deren Abbau mit spezifischen Umweltauswirkungen verbunden ist.

Wodurch lassen sich die Unterschiede erklären?

Über alle Methoden hinweg betrachtet, ist die Verwendung eines Apple iPads 2 die ökologischste Variante. Die Nutzung spielt dabei eine entscheidende Rolle. Gerade weil im Schweizer Strommix Hydro- und Nuklearerzeugung den Löwenanteil der Produktion ausmacht, wirkt sich dies in den meisten Wirkungskategorien in positiver Weise aus. In der Untersuchung wird zudem nur die Nutzung des Tablets für studentische Zwecke betrachtet. Wird der Tabletcomputer hingegen noch für andere Zwecke verwendet, wie Surfen im Internet, Verfassen von E-Mails oder onlineTV, so spricht sich die Ökobilanz mehr und mehr für die Nutzung eines Tablets statt Druckmaterialien aus. Dies, weil dadurch Funktionen anderer Elektrogeräte (z.B. Computer, Laptop oder Fernseher) substituiert werden können.

Empfehlungen fürs Studium

  • Mit Tablet studieren anstatt mit Druckmaterialien ist umweltfreundlicher.
  • Wichtig dabei ist es, auch wirklich möglichst auf Druckaufträge zu verzichten.
  • Leichte Tablets sind ökologischer, weil weniger Material verbraucht wird.
  • Tablets mit einem tiefen Standby-Verbrauch sind umweltfreundlicher.
  • Der Bezug von Ökostrom für den Tablet-Betrieb verbessert die Ökobilanz.
  • Je länger die Lebensdauer des Tablets, desto tiefer die Umweltbelastung bezogen auf die Nutzung.

Quellen

Mühlematter, A. (2014). Tablet versus Druckmaterialien im Unterricht – eine vergleichende Ökobilanz. Bachelorarbeit. Wädenswil: Institut für Umwelt und natürliche Ressourcen, Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften.

Armin MühlematterKontakt
Armin Mühlematter
Student der ZHAW, Bachelor in Umweltingenieurwesen
armin-m@gmx.ch

Gesucht: defektes iPad oder Surface Pro

Kurzmitteilung

Im Rahmen einer Bachelorarbeit führt ein Student des Instituts für Umwelt und Natürliche Ressourcen in diesem Semester eine detaillierte vergleichende Ökobilanz zwischen Tablets und Druckmaterialien im Unterricht durch.

Für diese Untersuchung suchen wir dringend ein defektes Apple iPad ab 3. Generation und ein defektes Microsoft Surface Pro, das für die Studie in seine Einzelteile zerlegt werden kann.

Falls Sie ein defektes iPad oder Surface Pro besitzen melden Sie sich bitte bei uns, bevor Sie es entsorgen. Wir bieten Ihnen bis zu CHF 100.- für das defekte Gerät!

E-Medien oder Papier – was ist ökologischer?

Autoren: Lea Eymann & Matthias Stucki, Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen, ZHAW

Beschreibung eines Produktlebenszyklus

Beschreibung eines Produktlebenszyklus

Das Pilotprojekt „papierloses Studium“ des Departements Life Sciences und Facility Management der ZHAW strebt an, den Papierverbrauch der Studierenden nachhaltig zu reduzieren. Für den Unterricht sollen deshalb vermehrt digitale Medien zum Einsatz kommen. Da die Herstellung und der Betrieb elektronischer Geräte jedoch wertvolle Rohstoffe und Energie benötigen, stellt sich die Frage, ob es aus ökologischer Sicht sinnvoll ist, ausgedruckte Unterlagen durch elektronische Dokumente zu ersetzen. Mit einer Ökobilanz, bei der sämtliche Ressourcenverbräuche und Emissionen im Lebenszyklus eines Produkts analysiert werden (siehe Abbildung), können solche Fragestellungen beantwortet werden.

Eine aktuelle Ökobilanzstudie untersucht dieses Thema am Beispiel einer schwedischen Zeitschrift. Dabei werden die Umweltwirkungen der gedruckten und der digitalen Version des Magazins miteinander verglichen. Die Studie geht davon aus, dass zum Lesen der digitalen Zeitschrift ein Tablet mit einem LCD-Bildschirm verwendet wird (LCD: Liquid Crystal Display). Bei einer vergleichbar grossen Auflage sind die Umweltauswirkungen (Treibhausgasemissionen und Energiebedarf) für die Tablet-Version deutlich geringer als für die gedruckte Zeitschrift (Ahmadi Achachlouei, 2013). Abgesehen von Tablets  sind E-Book-Reader wie zum Beispiel Kindle eine Alternative zu gedruckten Unterlagen. Diese Technologie benötigt während des Gebrauchs besonders wenig Energie. Eine Studie, in der die Umweltwirkungen eines dänischen Modells eines E-Book-Readers (iRex) mit denjenigen von Papier verglichen werden, kommt zum Schluss, dass „elektronisches Papier“ gelesen mit einem E-Book-Reader ab einem Papierverbrauch von 3‘000-5‘000 Seiten pro Jahr ökologischer ist als herkömmliches Papier. Bei einem durchschnittlichen Büro-Papierverbrauch von 10‘000 Seiten pro Jahr und Mitarbeiter lohnt sich daher die Nutzung eines E-Book-Readers (Deetman & Odegard, 2009).

Eine dritte Alternative zu herkömmlichen Papierunterlagen sind Laptops oder PCs. Während der Nutzung brauchen diese Geräte allerdings verhältnismässig viel Energie. Wird eine Zeitung online mit dem Computer gelesen, verursacht dies im Vergleich zur gedruckten Zeitung rund 25% mehr Treibhausgasemissionen.  Werden die Artikel allerdings auf einen E-Book-Reader heruntergeladen und auf diese Weise gelesen, reduziert sich die Klimawirkung des Zeitungslesens im Vergleich zur gedruckten Zeitung um über 50% (Moberg et al., 2009). Bei der Nutzung elektronischer Dokumente am Computer verursachen insbesondere die Computer- und Bildschirmherstellung sowie der Energiebedarf während der Nutzungsphase Umweltbelastungen. Bei gedruckten Dokumenten entstehen beim Druck und der Papierherstellung, welche sehr energieintensiv ist, die grössten Umweltwirkungen (Enroth, 2009; Hofer, 2000).

Diese Studien lassen sich zwar nicht direkt auf die Situation an der ZHAW übertragen. Sie zeigen aber eine gemeinsame Tendenz:  Während sich Laptops und PCs aus Umweltsicht nicht für den Ersatz von Papier lohnen, können sich aus dem Einsatz von Tablets und E-Book-Readern ökologische Vorteile ergeben. Wichtig ist aber eine Betrachtung von Fall zu Fall, wobei unter anderem die Lesedauer, der Papierverbrauch und der Energiebedarf der elektronischen Geräte berücksichtigt werden müssen.

Zurzeit sucht das Projektteam interessierte Studierende, welche eine detaillierte vergleichende Ökobilanz zwischen Tablets und Druckmaterialien im Unterricht durchführen möchten. Interessierte Studierende für eine solche Semester- oder Bachelorarbeit können sich bei Matthias Stucki vom Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen melden.

Quellen

Ahmadi Achachlouei, M. (2013). Environmental impacts of electronic media: A comparison of a magazine’s tablet and print editions. (Licentiate thesis, KTH Royal Institute of Technology).
Deetman, S., & Odegard, I. (2009). Scanning life cycle assessment of printed and E-paper documents based on the iRex digital reader. Institute of Environmental Sciences, Leiden University).
Enroth, M. (2009). Environmental impact of printed and electronic teaching aids, a screening study focusing on fossil carbon dioxide emissions. Advances in Printing and Media Technology, (Vol. 36)
Hofer, B. (2000). Ökobilanzen zur Bewertung von Papieren. Umweltpraxis, (Nr. 25/November), 17-18.
Moberg, Å, Johansson, M., Finnveden, G., & Jonsson, A. (2009). Screening environmental life cycle assessment of printed, web based and tablet e-paper newspaper (Second edition ed.). Stockholm: