Safe and Sustainable by Design (SSbD) beschreibt das Konzept, Sicherheit und Nachhaltigkeit von Chemikalien, Materialien und Produkten schon von Beginn an in den Innovationsprozess zu integrieren – als gestalterisches Prinzip, nicht als nachträgliche Korrekturmaßnahme. Sicherheits- und Umweltfragen werden nicht erst dann adressiert, wenn ein Stoff oder ein Produkt bereits weit in der Entwicklung oder sogar schon auf dem Markt ist. Auch regulatorische Anforderungen werden Teil des Entwicklungsprozesses und nicht eine nachgelagerte Hürde.
SSbD ist mehr als ein Bewertungsrahmen: Es ist eine neue Philosophie der Produkt- und Materialentwicklung, die Sicherheit, Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit als gleichwertige Entwicklungsziele begreift.
Was bedeutet Safe and Sustainable by Design?
„Safe by Design“ hat seine Wurzeln in der Nanotechnologie und der Chemikaliensicherheit. Es beschreibt den Ansatz, intrinsische Gefahren eines Stoffes oder Materials bereits auf der Ebene der molekularen Struktur oder des Produktdesigns zu minimieren. Statt Risiken durch technische Schutzmaßnahmen zu kontrollieren, soll die Gefährdung selbst so gering wie möglich gehalten werden – etwa durch Auswahl weniger gefährlicher Ausgangs- und Hilfsstoffe, Modifikation der Molekülstruktur, um problematische Eigenschaften zu vermeiden oder Gestaltung von Prozessen, die eine Exposition minimieren. Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei Stoffen mit besonders besorgniserregenden Eigenschaften (SVHC) gemäß REACH.
„Sustainable by Design“ beinhaltet das Prinzip der Nachhaltigkeit über den gesamten Lebenszyklus. Produkte und Prozesse sollen so gestaltet werden, dass ihre Umweltbelastung – von der Rohstoffgewinnung über die Produktion und Nutzung bis zur Entsorgung oder Wiederverwertung – minimiert wird. Diese Herangehensweise greift etablierte Ansätze des Ökodesigns auf, geht aber über die Umweltverträglichkeit hinaus und beinhaltet auch soziale (z. B. Arbeitsbedingungen, Gesundheitsschutz, Gemeinschaftswirkungen) und ökonomische Faktoren (Kosten, Wettbewerbsfähigkeit, wirtschaftliche Tragfähigkeit, Kritikalität).
SSbD ist ein integriertes Konzept, das beide Ansätze, Safe by Design und Sustainable by Design, zu einem kohärenten Bewertungs- und Gestaltungsrahmen verbindet. Dabei gilt eine klare Hierarchie: Sicherheit hat Vorrang. Ein Produkt, das zwar einen exzellenten CO₂-Fußabdruck aufweist, aber hochgradig toxisch ist, erfüllt die SSbD-Anforderungen nicht. Erst wenn ein Stoff oder Produkt als sicher eingestuft werden kann, wird die Nachhaltigkeitsdimension umfassend bewertet.
Gleichzeitig ist SSbD kein binäres Label im Sinne von „sicher/nicht sicher“ oder „nachhaltig/nicht nachhaltig“. Es handelt sich um einen iterativen Entwicklungsprozess, bei dem Designvarianten kontinuierlich verglichen, optimiert und weiterentwickelt werden.
Entstehung und Entwicklung des Konzepts
Mit dem European Green Deal und der daraus abgeleiteten Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit (CSS, 2020) hat die Europäische Kommission SSbD als zentrales Instrument benannt, um den Übergang zu einer nicht-toxischen Kreislaufwirtschaft zu unterstützen. Die CSS fordert explizit, SSbD-Prinzipien in Forschungsförderung, Regulierung und Marktanreize zu integrieren. Damit wurde SSbD zu einem politisch verankerten Innovationsleitbild.
Für einige Unternehmen ist dieser Ansatz nicht neu. Ein großer Automobilhersteller hat beispielweise bereits 2011 veröffentlicht, dass in deren Entwicklungsprozess Gefahrstoffe, Ökobilanzen, Rezyklateinsatz und Recyclingkonzept entwicklungsbegleitend bewertet und gesteuert werden (Ruhland et al., 2011).
Die wissenschaftliche Ausarbeitung des SSbD-Rahmens auf EU-Ebene oblag maßgeblich dem Joint Research Centre (JRC) der Europäischen Kommission. In einem mehrstufigen Prozess aus Stakeholder-Workshops, Pilotprojekten und wissenschaftlicher Konsultation entwickelte das JRC einen operationalisierbaren Bewertungsrahmen, der 2022 veröffentlicht wurde.
Dieser Rahmen definiert:
- Kriterien für Sicherheit: Ausgehend von REACH-Gefahrenklassen und Grenzwerten legt der Rahmen fest, welche Gefährdungsmerkmale bei einem SSbD-konformen Stoff oder Produkt nicht auftreten dürfen.
- Kriterien für Nachhaltigkeit: Entlang von Umwelt-, Klima-, Ressourcen-, sozialen und ökonomischen Dimensionen werden Bewertungsindikatoren definiert.
- Vergleich mit einer Referenz: Zentral ist die Frage, ob die neue Lösung gegenüber dem Status quo (existierende Alternativen, gesetzliche Mindestanforderungen) einen messbaren Vorteil bietet.
Parallel zur Rahmenerarbeitung wurden zahlreiche Pilotanwendungen in verschiedenen Branchen durchgeführt, um die Praktikabilität des Rahmens zu testen und sektorspezifische Leitlinien zu entwickeln. Viele der gewonnenen Erkenntnisse sind in europäische Forschungsprogramme (insbesondere Horizon Europe) eingeflossen, in denen SSbD heute als Förderkriterium verankert ist.
Kernelemente eines SSbD-Prozesses
In der Praxis lässt sich ein SSbD-konformer Entwicklungsprozess in folgende Schritte gliedern:
· Schritt 1 – Frühes Gefahren-Screening
Bereits in einer frühen Entwicklungsphase werden Stoffe oder Materialvarianten auf problematische Eigenschaften hin geprüft. Ziel ist es, „No-Go“-Kandidaten frühzeitig auszusortieren, bevor aufwendige Tests oder Investitionen erfolgen. Hierfür werden in-silico-Methoden, Datenbanken und vorhandene Studiendaten genutzt.
· Schritt 2 – Iterative Designoptimierung
Basierend auf dem Screening werden Designvarianten entwickelt, verglichen und angepasst. Sicherheit, Umweltwirkung, Performance und Kosten werden simultan betrachtet – nicht sequenziell.
· Schritt 3 – Lebenszyklusbasierte Nachhaltigkeitsbewertung
Vielversprechende Varianten werden einer Lebenszyklusanalyse (LCA) unterzogen, um Umweltwirkungen systematisch zu quantifizieren. Zumindest ein Screening-LCA ist in einem SSbD-Prozess als Standard anzusehen.
· Schritt 4 – Vergleich und Trade-off-Analyse
Die Kandidaten werden mit einer definierten Referenzlösung (z. B. bestehendes Marktprodukt, Stand der Technik) verglichen. Zielkonflikte – etwa geringere Toxizität bei etwas höherem Energiebedarf – werden transparent gemacht und abgewogen.
· Schritt 5 – Dokumentation und Kommunikation
Alle Bewertungsschritte, Annahmen und Unsicherheiten werden dokumentiert. Diese Transparenz ist sowohl für interne Entscheidungsprozesse als auch für externe Anforderungen (Fördergeber, Kunden, Behörden) entscheidend.
Tools und Werkzeuge für SSbD-Bewertungen
Es gibt derzeit kein einzelnes, universelles „SSbD-Tool“. Eine effektive und effiziente Umsetzung des Konzeptes erfordert eine Adaption an die konkreten Produkte und Prozesse der implementierenden Organisation. Die Bewertung erfolgt häufig mit einer Kombination etablierter Methoden und Softwarelösungen, die entlang des SSbD-Rahmens zusammengeführt werden.
Herausforderungen und Ausblick
Trotz der konzeptionellen Stärke steht SSbD in der praktischen Umsetzung noch vor einigen Herausforderungen:
- Datenverfügbarkeit: Insbesondere für neue Stoffe und Materialien fehlen oft toxikologische oder ökotoxikologische Daten. In-silico-Methoden können helfen, hinterlassen aber Unsicherheiten.
- Standardisierung: Es fehlen noch einheitliche, verbindliche Indikatoren und Gewichtungen für die Nachhaltigkeitsdimension. Verschiedene Sektoren und Projekte haben bereits oder entwickeln derzeit eigene Ansätze.
- Kompetenz und Ressourcenaufwand: Ein vollständiger SSbD-Prozess erfordert interdisziplinäre Kompetenz (Chemie, Toxikologie, LCA, Ökonomie), was besonders für KMU eine Herausforderung darstellt.
- Integration in Regulierung: Die regulatorische Verankerung von SSbD – etwa als Zulassungsvoraussetzung oder Marktanreiz – ist noch in der Entwicklung.
Dennoch ist es das Ziel der EU, dass SSbD in den kommenden Jahren zu einem zentralen Kriterium in Forschungsförderung, öffentlicher Beschaffung und regulatorischen Anforderungen wird. Unternehmen, die bereits heute SSbD-Prinzipien in ihre Entwicklungsprozesse integrieren, sichern sich einen strategischen Vorteil – gegenüber Regulierungsdruck, aber auch gegenüber wachsenden Nachhaltigkeitserwartungen von Kunden und Investoren.