Wie tragen Halbleiterchips zu Ihren Scope-3-Emissionen bei?

Als Rückgrat der modernen Technologie spielen Halbleiterunternehmen eine zentrale Rolle in einer Vielzahl von Branchen. Diese tragende Funktion geht jedoch mit erheblichen Umweltverantwortungen einher, insbesondere im Hinblick auf CO2-Emissionen. In diesem Artikel beleuchten wir die Treiber für den verstärkten Fokus auf Emissionen seitens der Hersteller, die Relevanz dieses Themas und warum es für Unternehmen unerlässlich ist, Emissionen entlang ihrer gesamten Lieferkette zu berücksichtigen. 

GHG-Protokolle und das Konzept der Scopes

Das erstmals im September 2001 veröffentlichte Greenhouse Gas (GHG) Protocol ist ein Bilanzierungsinstrument, das Organisationen, Regierungen und Behörden eine standardisierte Grundlage zur Erfassung und verpflichtenden Berichterstattung über CO2-Emissionen bietet. Während das GHG Protocol eine wichtige Rolle bei der Institutionalisierung der Emissionsberichterstattung weltweit spielt, ist es insbesondere aufgrund der einzigartigen Systematik des ursprünglich vorgestellten Rahmens einflussreich. Das GHG Protocol führte das Konzept der „Scopes“ ein, um den CO2-Fußabdruck eines Unternehmens messbar zu machen. Im Berichtstandard des Protokolls gibt es drei verschiedene Scopes, die jeweils eine eigenständige Kategorie von Treibhausgas-Emissionen abbilden, mit denen Unternehmen direkt oder indirekt verbunden sind. 

Scope 1 umfasst alle durch ein Unternehmen auf seinem eigenen Betriebsgelände, mit eigenen Fahrzeugen und Anlagen freigesetzten Emissionen. Diese werden als „direkte Emissionen“ bezeichnet. Scope 2 ist differenzierter und beinhaltet alle Emissionen, die durch den Bezug von Energie aus dem Stromnetz verursacht werden. Die unter Scope 2 erfassten Emissionen entstehen in Kraftwerken und anderen Anlagen, die das Netz versorgen, und gelten daher als „indirekte Emissionen“. Scope 3 schließlich umfasst alle weiteren indirekten Emissionen, die auf das Unternehmen zurückgeführt werden können. Dies beinhaltet sämtliche vorgelagerten und nachgelagerten Aktivitäten, von Emissionen aus der Rohstoffgewinnung und zugehörigem Transport bis hin zu Treibhausgasen, die während der Nutzung eines Produkts und im Rahmen der End-of-Life-Verwertung entstehen.

Warum die Berechnung von Scope 1-, 2- und 3-Emissionen für Unternehmen zunehmend kritisch ist

Lange Zeit waren die Scopes des GHG-Protokolls eher theoretische Kategorien zur Erfassung des CO2-Fußabdrucks eines Unternehmens, nun gewinnen sie aber bei Regulierungsbehörden weltweit rasant an Bedeutung. Seit 2023 wurde eine ganze Reihe von Umweltvorschriften, die sich auf das GHG Protocol stützen, entweder formell verabschiedet oder sind bereits in Kraft getreten, darunter die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD), die Corporate Sustainability Due Diligence Directive (CSDDD) sowie die neuen klimabezogenen Offenlegungspflichten der US-Börsenaufsicht SEC (Security and Exchange Commission), die im März finalisiert wurden, aktuell aber rechtlich angefochten sind. 

Angesichts der Geschwindigkeit, mit der diese Richtlinien entwickelt, finalisiert und eingeführt werden, stehen Hersteller zunehmend unter Druck, die Emissionen ihrer Scopes 1, 2 und 3 zu erfassen. Jüngste Studien zeigen eindrücklich, wie stark der Trend zur Emissionsberichterstattung in den letzten Jahren gewachsen ist. 

Eine von MSCI, einer Finanzgesellschaft aus New York, durchgeführte Umfrage ergab, dass im Mai 2024 mehr als zwei Drittel der börsennotierten Unternehmen Scope 1- und/oder Scope 2-Emissionen offenlegen — ein Anstieg um 20 % gegenüber 2023. Eine Studie der Boston Consulting Group (BCG) zeigt zudem, dass über die Hälfte der befragten Organisationen im Jahr 2023 eine „partielle Messung“ und Berichterstattung zu Scope 3-Emissionen vornahmen – fast 20 Prozentpunkte mehr als 2021. Solche Untersuchungen machen deutlich: Während universelle behördliche Berichtspflichten nach und nach eingeführt werden, wächst der Druck auf Unternehmen, ihre CO2-Bilanz schon jetzt zu berechnen und offenzulegen. Während der Fokus zunächst noch häufig auf Scopes 1 und 2 lag, rückt Scope 3 rasant nach.

Die Ermittlung von Scopes 1 und 2 – häufig als „operative Emissionen“ zusammengefasst – ist meist relativ unkompliziert. Die Berechnung von Scope 3, also der „Lieferkettenemissionen“ eines Unternehmens, ist jedoch äußerst aufwendig und logistisch herausfordernd: Es gilt, die energieintensivsten Materialien und Bauteile zu identifizieren, die in Produkten verbaut werden. Für viele Branchen bedeutet das, sich intensiv mit dem weitreichenden CO2-Fußabdruck des technologisch fortschrittlichsten Bauteils vertraut zu machen: Halbleiter. 

Die Allgegenwart von Halbleitern in Scope 3-Emissionen 

Bevor wir uns dem CO2-Fußabdruck von Halbleitern widmen, lohnt es sich, ihre unverzichtbare Rolle quer durch verschiedene Branchen einzuordnen. Wurden Mikrochips früher primär als Schlüsselelemente für Unterhaltungselektronik und als Treiber der Smartphone-Ära betrachtet, sind Halbleiter heute ein integraler – oft unsichtbarer – Bestandteil zahlreicher zentraler Branchen.

• Unterhaltungselektronik: Mikrochips und deren Millionen bis Milliarden integrierte Transistoren sind essenziell für Laptops, Smartphones, Fernseher, Kameras sowie Spielekonsolen. 

• Haushaltsgeräte: Oft werden Haushaltsgeräte nicht als High-Tech wahrgenommen. Aber moderne Kühlschränke, Mikrowellen, Waschmaschinen und Klimaanlagen sind auf Mikrochips angewiesen, um die heute gängigen, ausgefeilten Funktionen bereitstellen zu können. 

• Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung: Die sicherheitspolitische Bedeutung von Halbleitern wird in politischen Debatten bisweilen dramatisiert. Dennoch ist ihre Relevanz für Verteidigungsbehörden real und beruht auf konkreten Anforderungen der modernen Kriegsführung. Die fortschrittlichsten Staaten nutzen Halbleiter für Radarsysteme, Satellitenkommunikation, Netzwerkinfrastruktur und Überwachungstechnik. Ebenso sind Chips in hochmodernen Militärflugzeugen – einschließlich der leistungsstärksten Jagdflugzeuge – und präzisionsgelenkter Munition (PGM) unerlässlich. 

• Automobilindustrie: Im Zuge der IoT-Revolution (Internet of Things) hat kaum ein Sektor den Wandel hin zur Smart-Technologie so umfassend vollzogen wie die Automobilbranche. Im Jahr 2010 befanden sich typischerweise 30 bis 100 Halbleiter in einem Auto. Weniger als 15 Jahre später ist diese Zahl um das Zehn- bis Zwanzigfache gestiegen – viele Schätzungen gehen heute von rund 1.500 oder mehr Mikrochips pro Fahrzeug aus. Mit zunehmender Ausdifferenzierung von Sicherheitsfunktionen, Infrastrukturanbindung und autonomem Fahren wird die Nachfrage nach Halbleitern weiter steigen. Laut Marktforscher Mordor Intelligence wird der Automotive-Halbleitermarkt bis zum Ende des Jahrzehnts mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von über 11 % zulegen. 

Durch ihren stetig wachsenden Einsatz sind Halbleiter heute ein zentrales Element verschiedenster Technologien, Hardwareprodukte und anderer Güter dieser Branchen – und somit Teil der Scope 3-Emissionen dieser Endprodukte. Diese hochkomplexen, energieintensiven Bauteile werden in großer Zahl für Laptops, Smart Appliances, Fahrzeuge und Dateninfrastrukturen verbaut. Da sich Regulierungen weiter ausweiten und sich GHG-Berichte weltweit über Behörden und Branchen hinweg standardisieren, ist es für Hersteller von Originalprodukten (OEMs) ratsam, sich mit dem CO2-Fußabdruck dieser Schlüsselteile vertraut zu machen.  

Berechnung des CO2-Fußabdrucks der weltweit führenden Halbleiter-Fertigungsstätten

Um einen Einstieg in das Verständnis der Emissionen während des Halbleiter-Herstellungsprozesses zu gewinnen, empfiehlt sich ein Blick auf die Emissionsberichte der größten Foundry weltweit. Die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) hält einen Marktanteil von knapp 60 % und erzielt jährliche Umsätze von rund 70 Milliarden US-Dollar.

Zur Veranschaulichung des Emissionsprofils von TSMC wurden Emissionsdaten einiger besonders produktiver Fertigungsstätten (Fabs) herangezogen. Die Daten stammen aus CDP, einer globalen Offenlegungsplattform, die von vielen weltweit führenden Unternehmen zur Berichterstattung zu Umweltauswirkungen genutzt wird. (Z2Data verwendet ebenfalls CDP-Daten in bestimmten Tools und Datenbanken.) Im Folgenden sind die Scope 1- und Scope 2-Emissionen von drei TSMC-Hauptfabriken zusammengefasst. 

TSMC Fab 14A

Als Bestandteil einer der 12-Zoll-„GIGAFAB“-Anlagen befindet sich Fab 14A im Southern Taiwan Science Park in Tainan. Laut der über CDP gemeldeten klimabezogenen Berichte von TSMC lag der Scope 1-Ausstoß von Fab 14A im Jahr 2023 bei 269.594 Tonnen CO2e. Die Scope 2-Emissionen (standortbezogen) betrugen im selben Jahr 1.161.949 Tonnen CO2e.

TSMC Fab 15B

Fab 15B ist eine weitere Fertigungseinheit innerhalb eines GIGAFAB und liegt im Central Taiwan Science Park in Taichung City. Laut CDP-Bericht beliefen sich die Scope 1-Emissionen dieser Fabrik 2023 auf 192.298 Tonnen CO2e. Die standortbasierten Scope 2-Emissionen im selben Jahr betrugen 1.706.148 Tonnen. 

Fab 10 (auch bekannt als TSMC China Company Limited)

Fab 10 ist eine der drei außerhalb Taiwans betriebenen TSMC-Fertigungsstätten; TSMC China Company Limited ist eine hundertprozentige Tochtergesellschaft und produziert 8-Zoll-Wafer. Dem Unternehmen zuzurechnen waren 2023 direkte Emissionen (Scope 1) in Höhe von 187.181 Tonnen CO2e, bei Scope 2-Emissionen (standortbezogen) in Höhe von 311.638 Tonnen CO2e.

Die Bedeutung der Halbleiter-Emissionen im Kontext

Emissionsberichte wirken häufig wie eine Ansammlung abstrakter, schwer greifbarer Zahlen. Um den CO2-Fußabdruck der oben genannten TSMC-Fabs greifbarer zu machen, lohnt ein Vergleich mit Scope 1-Emissionen einiger bekannter OEMs: Die BMW Group, die unter anderem Fahrzeuge der Marken BMW, Rolls-Royce und Mini herstellt, meldete 2023 gesamte Scope 1-Emissionen in Höhe von 694.057 Tonnen CO2e. Die Scope 2-Emissionen beliefen sich im selben Jahr auf 1.187.339 Tonnen CO2e. Ein weiteres Beispiel liefert Lenovo, der aktuell größte PC-Hersteller der Welt: Lenovo meldete 2023 direkte Emissionen von 6.303 Tonnen CO2e und Scope 2-Emissionen von 202.440 Tonnen. 

Die von einer einzigen TSMC-Fab – Fab 14A – freigesetzten Emissionen entsprechen fast 40 Prozent der gesamten Scope 1-Emissionen der BMW Group, einer internationalen Unternehmensgruppe mit rund 170 Milliarden US-Dollar Jahresumsatz. Noch deutlicher wird der Vergleich zu Lenovo: Die CO2-Emissionen jeder der drei genannten TSMC-Fabs übersteigen die von Lenovo, sowohl hinsichtlich Scope 1 als auch Scope 2, bei weitem. 

Für OEMs und andere Unternehmen, die Halbleiter einsetzen, sind die CO2-Emissionen von Halbleiterherstellern wie TSMC daher entscheidend – denn die Anforderungen an die Berechnung und Berichterstattung von Scope 3-Emissionen entwickeln sich rasant weiter. Der Anteil der Organisationen, die Scope 3-Emissionen offenlegen, steigt jährlich und beeinflusst die Wahrnehmung durch Anteilseigner, Verbraucher und andere relevante Gruppen spürbar. In absehbarer Zeit werden die meisten Hersteller den CO2-Fußabdruck der von ihnen verbauten Halbleitergeräte nachweisen müssen. 

Warum das Tracking von Nachhaltigkeitskennzahlen eine Frage des Wann und nicht des Ob ist

Konkrete Kontrollmechanismen stehen in Form der genannten Umweltregulierungen – wie CSRD, CSDDD und SEC-Auflagen – unmittelbar bevor. Klar ist: Umfang und Verbreitung dieser Berichtspflichten werden in den kommenden Jahren weiter steigen. 

Aber auch die öffentliche Wahrnehmung und der Reputationsfaktor rund um den CO2-Fußabdruck von Unternehmen sind nicht zu unterschätzen. Eine PwC-Umfrage aus dem Jahr 2021 ergab, dass über drei Viertel der Verbraucher die Geschäftsbeziehung zu Unternehmen beenden würden, die ESG-Prinzipien nicht einhalten. Mit wachsender Aufmerksamkeit rund um Scope 1-, 2- und 3-Emissionen geraten OEMs verstärkt in den Fokus – insbesondere, wenn sie auf Halbleiterhersteller mit enormen Treibhausgasemissionen angewiesen sind. Solche Lieferkettenbeziehungen könnten, insbesondere in Zeiten großer Klimaversprechen, nicht nur als nicht nachhaltig, sondern auch als verantwortungslos wahrgenommen werden. In der öffentlichen Wahrnehmung sind die Erwartungen an Scope 3-Emissionen bereits spürbar – und sie werden weiter steigen. 

Wie nachhaltig ist Ihre Lieferkette?

Für OEMs und Unternehmen, die mehr Transparenz über ihre Scope 3-Emissionen und die Umweltwirkungen ihrer Lieferketten wünschen, ist die Supply-Chain-Risk-Management (SCRM)-Plattform von Z2Data eine wertvolle Ressource. Mithilfe umfassender Datenerhebungen und proprietärer Algorithmen liefert das Compliance Manager Tool der Plattform fundierte Schätzwerte zu den CO2-Emissionen von Millionen Bauteilen, darunter Halbleitergeräte sowie Interconnect-, Passive- und Elektromechanik-(IP&E)-Bauteile. 

Darüber hinaus führt das Tool umfangreiche Compliance-Analysen für Produkte, Stücklisten (BOM) und genehmigte Lieferantenlisten (AVL) durch, die RoHS-, REACH-, China-RoHS-, California Prop 65- sowie eine Vielzahl weiterer Umweltrichtlinien abdecken. Mehr erfahren Sie auf der Website von Z2Data oder vereinbaren Sie eine Demo.