Ökobilanz (LCA) bei linearer Infrastruktur: Was sie ist, wie sie durchgeführt wird und die damit verbundenen Schritte

Die meisten Ingenieure haben nie eine Ausbildung im Bereich der Ökobilanzierung erhalten. Manchmal kann schon allein die Fachterminologie ein Team zum Stillstand bringen, noch bevor die eigentliche Arbeit überhaupt begonnen hat. Ist ein CO₂-Fußabdruck dasselbe wie eine Ökobilanz? Was sagt eine Umweltproduktdeklaration (EPD) eigentlich aus? Welche Lebenszyklusphasen spielen beim Vergleich zweier Straßenbeläge eine Rolle?

Diese Seite beantwortet diese Fragen für Ingenieure, die lineare Infrastruktur entwerfen, bauen oder prüfen. Zunächst werden die Definition, die der Methode zugrunde liegenden Normen und die vier Schritte einer Ökobilanz erläutert; anschließend wird gezeigt, wie man einen CO₂-Fußabdruck berechnet. Anschließend wird erläutert, wann eine Ökobilanz durchgeführt werden sollte, wie man von den Ergebnissen zu Entscheidungen gelangt und welche Fragen man stellen sollte, bevor man einer Zahl vertraut. Den Abschluss bilden die der Methode zugrunde liegenden Standards sowie Antworten auf die Fragen der Ingenieure.

Der Inhalt stammt aus „LCA for Infrastructure“, einer kostenlosen, zweiteiligen Schulung, die ORIS im September 2026 durchgeführt hat und die beide von Léa Fischer, LCA-Projektmanagerin bei ORIS, geleitet wurden.

Was ist eine Ökobilanz?

Die Ökobilanz (LCA) ist eine standardisierte Methode zur Messung des ökologischen Fußabdrucks eines Produkts, einer Dienstleistung oder eines Projekts. Es handelt sich um einen ganzheitlichen Ansatz, der alle Phasen des Lebenszyklus eines Produkts berücksichtigt. Zwei internationale Normen definieren sie: ISO 14040 legt die Grundsätze und den Rahmen fest, und ISO 14044 legt die Anforderungen und Leitlinien fest . Die Ökobilanz lässt sich auf jedes Produkt, jede Dienstleistung und jedes Projekt anwenden, im Bauwesen, aber auch in der Chemie, der Textilindustrie und im Dienstleistungssektor. Auf dieser Seite wird sie auf lineare Infrastruktur angewendet.
Für Ingenieure liegt der praktische Nutzen im Vergleich. Eine Ökobilanz stellt zwei Optionen auf derselben Grundlage nebeneinander, sodass man sich anhand von Fakten statt nach dem Bauchgefühl entscheidet. Und die Ergebnisse widersprechen manchmal dem Bauchgefühl. Ein Beispiel sind wiederverwendbare und Einweg-Einkaufstaschen: Die Baumwolltasche, die sich wie die umweltfreundliche Option anfühlt, muss weitaus öfter verwendet werden als eine Tasche aus Polypropylen, Papier oder herkömmlicher Baumwolle, um den ökologischen Fußabdruck einer Einweg-Plastiktüte zu erreichen.

Wesentliche Merkmale einer Ökobilanz

Quantitativ und standardisiert (ISO 14040/44)
Vergleichend, bezogen auf eine Funktionseinheit (wir werden dieses Konzept später näher erläutern)
Multikriterial: Klima, Wasser, Landnutzung und andere Indikatoren
Iterativ und transparent, im Verlauf des Projekts verfeinert
Wissenschaftlich fundiert, einer Begutachtung durch Fachkollegen unterzogen

Was eine Ökobilanz nicht definiert

Eine einzelne Bewertung der ökologischen „Güte“
Eine einmalige Maßnahme, auf die man nie wieder zurückkommt
Nur ein CO₂-Fußabdruck
Ein Ersatz für Genehmigungen und die Einhaltung von Vorschriften
Der Nachweis, dass etwas absolut „sicher“ ist

Sie sollten wissen, dass die Ökobilanzmethode auf Standards basiert, die im nächsten Abschnitt erläutert werden, bevor auf die vier Schritte einer Ökobilanz eingegangen wird.

ISO 14040 und ISO 14044: Normen und Vorschriften für die Ökobilanz von Infrastrukturen

Vier Normen bilden den Rahmen für die Ökobilanzierung linearer Infrastrukturen. Zu wissen, welche Norm welche Frage beantwortet, spart Zeit, wenn ein Auftraggeber oder ein Gutachter Ihre Bewertung hinterfragt.

ISO 14040 legt die Grundsätze und den Rahmen für die Ökobilanz fest, einschließlich der vier Schritte von Ziel und Umfang bis hin zur Interpretation.
ISO 14044 legt die Anforderungen und Leitlinien für Datenqualität, kritische Überprüfung und Berichterstattung fest. Beide ISO-Normen sind international gültig. Das Europäische Komitee für Normung (CEN) hat sie ebenfalls als EN ISO 14040 und EN ISO 14044 übernommen.
EN 15804 (+A2) wendet die ISO-Grundsätze auf Bauprodukte an. Sie legt fest, wie Umweltproduktdeklarationen (EPDs) berechnet werden, wobei Indikatoren über den CO₂-Ausstoß hinausgehen. Zusammen mit den Produktkategorieregeln (PCRs) bildet sie das Regelwerk hinter den EPDs, die Sie als Emissionsfaktoren verwenden.
Die Norm EN 17472 befasst sich mit der Nachhaltigkeitsbewertung von Ingenieurbauwerken. Sie definiert die Lebenszyklusphasen für Straßen, Eisenbahnen, Brücken und Tunnel von A1 bis D, einschließlich der Nutzung durch die Nutzer. Sie dient als Referenz für Infrastruktur, nicht für Gebäude.

Eine einfache Regel: ISO für die Methode, EN 15804 für Produktdaten, EN 17472 für das Projekt.

Die Ökobilanz (LCA) liefert zudem Daten, die von mehreren europäischen Vorschriften gefordert werden. Die überarbeitete Bauprodukteverordnung (EU-BauPVO) enthält Umweltinformationen zu Bauprodukten.

Die EU-Taxonomie klassifiziert nachhaltige Aktivitäten. Sie ist nicht von der Ökobilanz abhängig, aber die Ökobilanz kann die Nachweise liefern, die ein Projekt benötigt.
Der EU-Green Deal strebt Klimaneutralität bis 2050 an, und die Ökobilanz misst die Fortschritte auf Projektebene auf dem Weg dorthin.

Die vier Schritte einer Ökobilanz für Infrastruktur

Nach der Durchsicht dieser Normen und Vorschriften wissen Sie vielleicht bereits, dass ISO 14040 und ISO 14044 jede Ökobilanz in vier Schritte gliedern.

Schritt 1: Festlegung von Ziel und Umfang

Zunächst muss festgelegt werden, was bewertet werden soll und warum. In diesem Schritt werden die Funktionseinheit und die Systemgrenzen festgelegt. Die Funktionseinheit quantifiziert die Leistung eines Produkts oder einer Dienstleistung und dient als Referenz zur Normalisierung von Umweltdaten für Vergleichszwecke. Beide Entscheidungen werden weiter unten auf dieser Seite näher erläutert.

Schritt 2: Lebenszyklusinventar

Nachdem der Umfang festgelegt ist, folgt als nächster Schritt die Datenerhebung. In diesem Schritt werden alle Ein- und Ausgänge des Systems aufgelistet: Bei linearer Infrastruktur wären das Tonnen von Zuschlagstoffen, Asphalt und Stahl, Liter Diesel, Quadratmeter Geotextil. Dies ist der Schritt der Datenerhebung.

Schritt 3: Lebenszyklus-Auswirkungsbewertung

Nachdem Sie nun über die Daten verfügen, geht es im nächsten Schritt darum, ihnen eine Bedeutung zu geben. In dieser Phase wandeln Sie diese Mengen mithilfe von Emissionsfaktoren in Umweltauswirkungen um. Ein Emissionsfaktor ist die Menge an CO₂-Äquivalent (CO₂-eq.), die bei einem bestimmten Prozess freigesetzt wird. Emissionsfaktoren können aus folgenden Quellen stammen: Datenbanken (Ecoinvent, Gabi …), Umweltproduktdeklarationen (EPDs), Berechnungen eines Ökobilanz-Experten usw. Derzeit gibt es keine globale Datenbank für Infrastrukturprojekte. Ecoinvent ist die bekannteste, deckt jedoch viele Sektoren ab und muss noch verfeinert werden, bevor sie für den Bau von Straßen, Eisenbahnen, Brücken und Tunneln geeignet ist.

Nach diesen ersten drei Schritten ist Ihnen der Begriff „CO₂-Äquivalent“ vielleicht bereits aufgefallen. Aber was bedeutet er eigentlich? Treibhausgase wie Methan oder Lachgas erwärmen die Atmosphäre in unterschiedlichem Maße. Um einen einheitlichen Wert zu erhalten, rechnen wir jedes Gas mithilfe eines Charakterisierungsfaktors in CO₂ um. Beispielsweise erwärmt Methan die Atmosphäre etwa 30-mal stärker als Kohlendioxid. Das Ergebnis ist das Treibhauspotenzial (GWP), ausgedrückt in kg CO₂e. Wenn nur „CO₂“ angegeben wird, kann ein großer Teil der Auswirkungen unberücksichtigt bleiben; daher müssen Sie sicherstellen, dass das „eq“ tatsächlich angegeben wird.

Schritt 4: Interpretation

Nachdem Sie die Auswirkungen berechnet haben, besteht der letzte Schritt darin, diese zu interpretieren. Überprüfen Sie abschließend die Ergebnisse und führen Sie eine Hotspot-Analyse durch. Überprüfen Sie Ihre Annahmen mit einer Sensitivitätsanalyse und formulieren Sie anschließend die Schlussfolgerungen, die Einschränkungen und die Empfehlungen. Die Ökobilanz (LCA) ist ein iterativer Prozess, in dem Sie Ihre Annahmen schrittweise verfeinern. Im Verlauf des Projekts stehen Ihnen mehr Informationen zur Verfügung, sodass Sie die Studie weiter verfeinern können.

Die Schritte verlaufen nicht geradlinig. Spätere Schritte fließen in frühere zurück, und Sie verfeinern Ihre Annahmen im Laufe des Projekts. Die Art und Weise, wie Sie die Bewertung durchführen, hängt auch von der Projektphase ab. In der frühen Entwurfsphase benötigen Sie schnelle Schätzungen, um verschiedene Optionen zu vergleichen und Entwurfsentscheidungen zu lenken. In der Berichtsphase liegen Ihnen reale Werte vor, sodass Sie wesentlich präziser vorgehen können.

Wie ein CO₂-Fußabdruck berechnet wird

Die Schritte 2 und 3 basieren auf einer einzigen Berechnung, die einfach zu formulieren ist und nur so zuverlässig ist wie die ihr zugrunde liegenden Daten. Der CO₂-Fußabdruck eines Projekts ergibt sich aus einer Multiplikation, und die Formel ist recht einfach:

Physikalische Größe (LCI) × Emissionsfaktor = Umweltbelastung (LCIA)

Beispielsweise entstehen bei der Verbrennung von einem Liter Diesel 3,27 kg CO₂-Äquivalent; eine Baustelle, auf der 400 Liter verbrannt werden, verursacht somit 400 × 3,27 = 1.308 kg CO₂-Äquivalent. Verfahren Sie ebenso mit jeder Menge in Ihrem Bestandsverzeichnis, wie beispielsweise Tonnen Asphalt, Stahl und Zement oder Quadratmeter Geotextil, und addieren Sie diese, um Ihren Fußabdruck zu ermitteln.

Die Formel besteht aus zwei Hauptfaktoren und behandelt die Menge und den Emissionsfaktor als zwei einfache Eingabewerte. In der Praxis stammen beide aus unterschiedlichen Quellen, und wenn Sie wissen, woher sie stammen, können Sie einschätzen, inwieweit Sie dem Ergebnis vertrauen können. Die Mengen (Tonnen, Liter, Quadratmeter) stammen aus Ihrem Projekt. Die Emissionsfaktoren stammen aus der gesamten Lieferkette: Was es kostet, einen Liter Diesel zu raffinieren, Stahl herzustellen oder den Strom zu erzeugen, den eine Anlage verbraucht.

Um mit dieser Formel erfolgreich zu sein, benötigen Sie Faktoren, und um Faktoren zu verstehen, benötigen Sie Daten – wir bezeichnen diese als Vordergrund- und Hintergrunddaten. Vordergrunddaten umfassen die Prozesse, die Sie im Projekt kontrollieren: Mischformeln, Mengen, Baustellenlogistik. Hintergrunddaten umfassen globale Lieferkettenprozesse und makroökonomische Faktoren: Energienetze, Raffinerie, Rohstahlproduktion. Beide Arten sind primär, wenn sie gemessen und projektspezifisch sind, und sekundär, wenn sie geschätzt oder standardmäßig übernommen werden.

Die Kombination beider Arten ergibt vier Fälle:

Primäre Vordergrunddaten: die Mischungsformeln, die Mengenermittlung, der tatsächlich verbrauchte Kraftstoff, die tatsächlichen Entfernungen zu den Lieferanten.
Sekundärer Vordergrund: generische Mischformeln, eine Schätzung von 200 Litern Diesel, generische Entfernungen zu Lieferanten.
Sekundärer Hintergrund: der übliche Fall bei Lieferkettendaten, die aus globalen Datenbanken wie ecoinvent stammen, welche die gesamte Lieferkette jedes Prozesses modellieren.
Primärer Hintergrund: spezifische Daten zu einem Lieferkettenprozess, zum Beispiel eine Raffinerie, die ihren eigenen Energieverbrauch überprüft und den Gas- und Stromverbrauch pro Tonne Bitumen angibt. Dieser Fall ist selten.

Die meisten der von Ihnen verwendeten Emissionsfaktoren sind daher sekundäre Hintergrunddaten.

Welche Daten verwendet werden sollten, hängt von der Projektphase ab. In der Planungs- und frühen Entwurfsphase stehen Materialauswahl und Lieferanten noch nicht fest. Generische Emissionsfaktoren und Standardwerte reichen aus und ermöglichen einen schnellen Vergleich der Optionen. Zu diesem Zeitpunkt ist auch das Potenzial zur CO₂-Reduzierung am größten. Während der Bauphase und in der Berichtsphase kennen Sie die Materialien und Standorte, sodass Sie spezifische Faktoren und Messdaten verwenden können. Die Projektphase entscheidet darüber, welche Daten Sie verwenden können. Sie bestimmt auch, inwieweit Ihr Ergebnis die Planung noch beeinflussen kann – weshalb der Zeitpunkt einer Ökobilanz entscheidend ist.

Lebenszyklusphasen für Straßen und Schienen

Systemgrenzen legen fest, welche Phasen berücksichtigt werden, und für die Infrastruktur gelten eigene Definitionen für diese Phasen. Die Norm EN 17472 definiert die Lebenszyklusphasen für Tiefbauarbeiten. Sie folgt der Logik der Norm EN 15804 für Bauprodukte und ergänzt diese um die für Straßen und Schienenwege relevanten Aspekte.

A1 bis A3, Produktphase: Rohstoffbeschaffung, Transport zum Werk und Herstellung.
A4, Transport: vom Werk zur Baustelle.
A5, Einbau: Verlegung und Bauarbeiten vor Ort.
B, Nutzungsphase: Instandhaltung und Reparatur sowie die Nutzung der Infrastruktur selbst. Hier gehören auch Verkehrsemissionen dazu, und darin liegt der Hauptunterschied zu Gebäuden.
C, Lebensende: Abbruch, Abfallbehandlung, Recycling oder Entsorgung.
D, jenseits der Systemgrenze: die potenziellen Vorteile und Belastungen durch Wiederverwendung und Recycling. Modul D wird separat ausgewiesen und nicht zu den Ergebnissen von A bis C addiert. Es zeigt beispielsweise den Vorteil einer Lösung mit höherem Wiederverwendungspotenzial.

Von A1 bis A5 beschreiben Sie die zusammengestellten Materialien. Ab B beschreiben Sie die Anlage im Betrieb, sodass sich der Blickwinkel von den Materialien auf das Projekt verlagert. Behalten Sie diesen Wechsel im Hinterkopf, wenn Sie Ergebnisse präsentieren: Eine Zahl für A1 bis A5 und eine Zahl für A1 bis C beantworten unterschiedliche Fragen.

Die Phasen trennen zudem zwei Begriffe, die oft verwechselt werden. Der „embodied carbon“ ist der CO₂-Fußabdruck des Straßenbaus. Der Betriebs-CO₂-Fußabdruck umfasst das, was während der Nutzung geschieht: Beleuchtung, Tunnelbelüftung, Instandhaltung und vor allem den Verkehr selbst.

Die späteren Phasen können eine Entscheidung beeinflussen. In der Fallstudie zur Fahrbahn aus der Schulung änderte sich die Rangfolge der Entwürfe, sobald wir die Instandhaltung über 30 Jahre mit einbezogen haben.

Sobald man die Phasen berücksichtigt, zeigen die Ergebnisse, wo der CO₂-Fußabdruck liegt und an welcher Stelle man zuerst ansetzen sollte.

Häufig gestellte Fragen

Hier finden Sie einige Antworten auf Fragen, die Sie sich vielleicht stellen. Wir hoffen, dass sie Ihnen weiterhelfen!

Was ist der Unterschied zwischen einem CO₂-Fußabdruck und einer Ökobilanz?

Ein CO₂-Fußabdruck ist eine Bewertung anhand eines einzigen Indikators, bei der ausschließlich Treibhausgase in kg CO₂e gemessen werden. Eine Ökobilanz (LCA) erfasst mehrere Umweltauswirkungen, wie beispielsweise Wasserknappheit und Versauerung, über eine oder mehrere Lebenszyklusphasen hinweg. Kohlenstoff ist ein Indikator innerhalb einer Ökobilanz, weshalb die beiden Begriffe oft synonym verwendet werden. Fragen Sie im Zweifelsfall nach, welche Indikatoren und welche Phasen eine Zahl umfasst.

Was sagt eine EPD aus, und was passiert, wenn sie abläuft?

Eine EPD ist eine öffentliche Zusammenfassung einer Ökobilanz für ein Bauprodukt, die von einer unabhängigen Stelle verifiziert wurde. Sie kann kein Projekt und keine Dienstleistung beschreiben. Eine Ökobilanz ist eine Momentaufnahme, die auf den zum Zeitpunkt der Erstellung aktuellen Emissionsfaktoren basiert. Da Quelldaten veralten, sollten Sie bei einer Straße, die für eine Lebensdauer von 50 Jahren ausgelegt ist, das Datum und die verwendeten Daten festhalten und zukünftige Technologietrends mit prospektiven Ökobilanzmethoden untersuchen.

Berücksichtigt eine Ökobilanz Wiederverwendung und Recycling?

Ja, und zwar auf zweierlei Weise. Recycelte oder wiederverwendete Materialien, die bereits in Ihr System einfließen, werden direkt in Ihren Ergebnissen berücksichtigt: Zuschlagstoffe, die aus einer abgerissenen Straße gewonnen und vor Ort wiederverwendet werden, erfordern keinen Abbau. Vorteile, die nach dem Ende der Lebensdauer entstehen, fallen unter Modul D, das separat ausgewiesen und nicht zu den anderen Phasen hinzugerechnet wird.

Wird die Kohlenstoffabscheidung berücksichtigt?

Das hängt vom jeweiligen Rahmenwerk und der geltenden Norm ab. Einige Rahmenwerke rechnen jede Abscheidung als Gutschrift an. Andere behandeln biogenen Kohlenstoff als kurzen Kreislauf, da er am Ende der Lebensdauer wieder in die Atmosphäre gelangt. Die Karbonatisierung von Beton ist eine Abscheidung, die in der Nutzungsphase (B1) ausgewiesen wird, und was mit dem Beton am Ende der Lebensdauer geschieht, kann dies beeinflussen. Schauen Sie noch einmal im Standard nach, bevor Sie eine Entfernung anrechnen: Es kann leicht passieren, dass man eine Entfernung einbezieht, die man eigentlich nicht geltend machen darf.

Misst eine Ökobilanz nur Kohlenstoff?

Nein. Eine Ökobilanz umfasst mehrere Indikatoren, darunter Wasserknappheit, Versauerung, Eutrophierung und Ozonabbau. Kohlenstoff ist ein sinnvoller Ausgangspunkt, solange man ihn als einen Indikator unter vielen betrachtet. Eine Entscheidung, die den Kohlenstoffausstoß senkt, kann eine andere Auswirkung verschlimmern, und die breitere Palette an Indikatoren hilft dabei, dies zu erkennen.

Wie zuverlässig sind Ergebnisse in der frühen Planungsphase, wenn nur begrenzte Daten vorliegen?

Seien Sie transparent. Geben Sie die Parameter, die Systemgrenzen, die einbezogenen Phasen und Ihre Annahmen an und kennzeichnen Sie Annahmen mit großer Auswirkung besonders deutlich. Die Ökobilanz ist ein iterativer Prozess: Sie verfeinern die Ergebnisse im Laufe des Projekts. In der frühen Planungsphase ist ein klarer Vergleich zwischen den Optionen wichtiger als eine präzise absolute Zahl.

Wer ist für die Durchführung der Ökobilanz bei einem Projekt verantwortlich?

Das hängt vom jeweiligen Projekt ab. Eine Vorschrift oder eine Anforderung des Auftraggebers kann festlegen, wann eine Bewertung fällig ist und wer sie daher durchführen muss. Sofern nichts festgelegt ist, erfolgt die Bewertung auf freiwilliger Basis. In der Praxis tragen alle Beteiligten gemeinsam die Verantwortung dafür, den ökologischen Fußabdruck der Infrastruktur zu verringern.

Ab wann ist die Verwendung von recycelten Zuschlagstoffen nicht mehr vorteilhaft?

Wenn die Transportemissionen die Einsparungen durch die Aufbereitung aufheben. Im Schulungsbeispiel wiesen recycelte Zuschlagstoffe, die aus einer Entfernung von über 30 km bezogen wurden, einen geringeren Fußabdruck auf als neue Zuschlagstoffe, während dasselbe Material aus einer Entfernung von über 100 km einen höheren Fußabdruck aufwies. Unter den zugrunde gelegten Annahmen liegt die Break-even-Entfernung bei etwa 62 km .

Hängt die Transportberechnung nur von der Entfernung ab? Nein. Sie berücksichtigt auch die Transportart und die Kraftstoffart, und die meisten Datenbanken stellen für beide Faktoren gebrauchsfertige Werte zur Verfügung. Im Schulungsbeispiel wurde ein fester Faktor für einen Diesel-Lkw verwendet. Einige Tools gehen noch weiter und berechnen den Faktor auf der Grundlage der zurückgelegten Strecke und der Steigung der Straße.