Wie Dow ein Carbon Footprint Ledger auf Databricks entwickelt hat, um Nachhaltigkeit im großen Stil zu beschleunigen

Warum wir das Carbon Footprint Ledger entwickelt haben

Bei Dow ist es unser Ziel, das innovativste, kundenorientierteste, inklusivste und nachhaltigste Materialwissenschaftsunternehmen der Welt zu sein. Ein zentraler Bestandteil davon ist unsere „Decarbonize & Grow“-Strategie, bei der wir sowohl in den Ausbau unserer Kundenbetreuung als auch in die Reduzierung von Treibhausgasemissionen investieren.

Branchenübergreifend haben sich viele unserer Kunden dazu verpflichtet, ihre Scope-3-Emissionen zu reduzieren – also die indirekten Treibhausgasemissionen, die entlang der gesamten Wertschöpfungskette eines Unternehmens entstehen, einschließlich eingekaufter Waren, Transport und der Nutzung verkaufter Produkte. Regulatorische Rahmenbedingungen wie die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) der EU legen die Messlatte für die Offenlegung von Umweltdaten höher. Wir haben einen kritischen Bedarf erkannt und darauf reagiert: ein transparentes, überprüfbares System zur Verfolgung und Kommunikation des CO2-Fußabdrucks jedes von uns hergestellten Produkts.

Das Ergebnis ist das Carbon Footprint Ledger (CFL), ein digitales Tool, das auf einer Methodik zur CO2-Bilanzierung basiert und von unabhängiger Seite nach ISO 14067 und dem GHG Protocol Product Standard zertifiziert wurde. Das CFL ist die am besten bewertete digitale Funktion von Dow in unserem „Advance Sustainability“-Programm, die sich über alle Geschäftsbereiche und Funktionen des Unternehmens erstreckt.

Die CFL-Methodik und das Tool: Herausforderung gelöst

Ein Product Carbon Footprint (PCF) stellt die gesamten Treibhausgasemissionen dar, gemessen in CO2-Äquivalenten (CO2e), die von der Rohstoffgewinnung bis zur Herstellung entstehen. Das CFL baut auf diesen Berechnungen auf und bietet zwei leistungsstarke Funktionen:

Optimierung – Dynamische Zuweisung der CO2-ärmsten Inputs, um die CO2-Eigenschaften eines Produkts (d. h. CO2e) zu optimieren und die Monetarisierung unserer Dekarbonisierungsinvestitionen zu unterstützen.

Überprüfbare Zertifizierung – Ausstellung von Product-Carbon-Footprint-Zertifikaten für CO2-arme Produkte in unserem globalen Produktionsnetzwerk, wobei die Restbestände in einem sicheren, prüfbaren Register geführt werden, ganz im Einklang mit den etablierten Massenbilanzkonventionen in der GHG-Bilanzierung.

In der Praxis kombiniert das CFL eine standardbasierte CO2-Bilanzierungsmethodik mit einer Berechnungs-Engine und einem zertifikatausstellenden Register. Die Berechnungs-Engine berechnet die CO2e-Werte für die vorgelagerten Inhaltsstoffe eines Produkts gemäß ISO 14067 und dem GHG Protocol Product Standard. Das Register erfasst die an Kunden ausgestellten Product-Carbon-Footprint-Zertifikate und verwaltet die Restbestände, was einen transparenten, prüfbaren Nachweis über die von Dow gelieferten CO2-armen Produkte liefert.

Die Berechnung von PCFs für ein so riesiges globales Materialwissenschaftsunternehmen wie Dow ist von Natur aus komplex: Der CO2-Fußabdruck jedes Produkts erfordert Daten aus der Rohstoffbeschaffung, der Fertigungsausführung, dem Energieverbrauch, dem Transport, der Emissionsüberwachung und den Lebenszyklus-Inventardatenbanken. Früher dauerte diese Berechnung Wochen. Die Daten lagen in Silos über verschiedene Funktionen und Regionen hinweg verstreut, und die in unserem Produktionsnetzwerk erforderlichen Optimierungsberechnungen waren rechenintensiv. Wir brauchten eine Plattform, die Daten in großem Maßstab vereinheitlichen, komplexe Optimierungsmodelle in der Produktion ausführen und Ergebnisse in Echtzeit liefern konnte.

Aufbau des CFL auf der Databricks Data Intelligence Platform

Unser Enterprise Data & AI (ED&AI)-Team hat sich für die Databricks Data Intelligence Platform als Grundlage für das CFL entschieden. Wir haben eine End-to-End-Pipeline in unserem Integrated Data Hub (IDH) aufgebaut, die Daten aus dem gesamten Unternehmen in ein einziges, automatisiertes System einspeist, transformiert und vereinheitlicht. Unity Catalog stellt die Governance-Ebene bereit und sorgt dafür, dass sensible Produktionsdaten, geschützte Emissionsfaktoren und kundenspezifische CO2-Zuweisungen während der gesamten Pipeline mit feingranularen Zugriffskontrollen gesichert sind.

Dow-Datenintegration mit Apache Spark

Das Herzstück der CFL-Plattform ist Apache Spark auf Databricks, das die verteilte Rechenleistung bereitstellt, die erforderlich ist, um Daten aus vielen verschiedenen Funktionsbereichen in großem Maßstab zusammenzuführen und zu transformieren. Die CFL-Pipeline integriert Lieferketten-, Nachhaltigkeits- und Betriebsdaten in einer einheitlichen Ansicht und führt sie zu präzisen, prüfbaren Cradle-to-Gate-Produkt-CO2-Fußabdrücken zusammen. Jede Phase der Pipeline wird als Delta-Tabellen persistiert, was uns ACID-Transaktionen, Time Travel für historische Audits und effiziente Upserts ermöglicht.

Durch die Nutzung der verteilten Rechenleistung von Spark konnten wir unsere End-to-End-Verarbeitungszeit von Wochen auf einen Bruchteil davon verkürzen, was eine schnelle Generierung von PCF-Informationen für alle Dow-Produkte in einem einzigen Durchlauf ermöglicht.

MLOps für fortschrittliche Optimierung

Eine zentrale Funktion des CFL ist ein fortschrittliches Optimierungsmodell, das dynamisch den Produktionsweg mit den geringsten Treibhausgasemissionen für Produkte im gesamten globalen Produktionsnetzwerk von Dow identifiziert – im Einklang mit der nach ISO 14067 und dem GHG Protocol Product Standard zertifizierten Methodik.

Unter Verwendung des MLOps-Ansatzes von Databricks mit MLflow entwickelt und implementiert unser Team diese Optimierungsfunktion als produktionsreife Dienstleistung mit vollständiger Versionierung und Überwachung. Die resultierenden CO2-Fußabdruckdaten fließen mit lückenloser Lineage-Verfolgung in die CFL-Pipeline ein, und Aktualisierungen der zugrunde liegenden Daten oder Parameter werden nahtlos in die Produktion übernommen.

Eine Vision für Nachhaltigkeits-Intelligence

Das CFL ist Teil unseres umfassenderen „Advance Sustainability“-Programms, das über 20 digitale Funktionsbereiche umfasst – von automatisierten Lebenszyklusanalysen über das Management zirkulärer Materialien bis hin zur Einhaltung der EU-Taxonomie. Der Integrated Data Hub auf Databricks dient als Bindeglied und ermöglicht eine Zukunft, in der Dow-Wissenschaftler auf Knopfdruck einen Produkt-CO2-Fußabdruck erstellen, Vertriebsteams Nachhaltigkeitsinhalte auf Kundenbedürfnisse abstimmen und externe Stakeholder Nachhaltigkeitsberichte mit derselben zeitlichen Präzision und Prüfungssicherheit wie Finanzberichte erhalten.

Wir sind noch nicht an allen Fronten so weit, aber das CFL auf Databricks war ein grundlegender Schritt in Richtung dieser Vision.

Geschäftlicher Nutzen und Ausblick

Das CFL auf Databricks liefert greifbare Ergebnisse:

• Geschwindigkeit: PCF-Berechnungen, die früher Wochen dauerten, sind jetzt im Handumdrehen abgeschlossen, was eine agile Reaktion auf Kundenanfragen ermöglicht
• Skalierbarkeit: CO2-Fußabdruckdaten für unser gesamtes Produktportfolio, nicht nur für eine Handvoll Flaggschiffprodukte
• Optimierung: Produkte erhalten den geringstmöglichen CO2-Fußabdruck, indem die besten Inhaltsstoffe und Produktionswege im gesamten Produktionsnetzwerk von Dow identifiziert werden – im Einklang mit der zertifizierten Methodik.
• Monetisierung: Kommerzieller Wert aus Dekarbonisierungsinvestitionen durch das CO2-arme Produktportfolio Decarbia™ von Dow

Das CFL stellt überprüfbare Product-Carbon-Footprint-Zertifikate aus und verwaltet die Restbestände in einem sicheren, prüfbaren Register. Dies hilft Kunden, fundierte Beschaffungsentscheidungen zu treffen und Fortschritte bei der Erreichung ihrer Nachhaltigkeitsziele nachzuweisen.

Da die Nachhaltigkeitsvorschriften weltweit verschärft werden, positioniert unsere Investition in das CFL Dow als führendes Unternehmen bei der CO2-Transparenz auf Produktebene. Die Databricks Data Intelligence Platform bietet uns die Flexibilität und Skalierbarkeit, um mit zukünftigen Anforderungen mitzuwachsen. Für uns bei Dow ist das Carbon Footprint Ledger mehr als nur ein Datenprojekt. Es ist ein Beweis dafür, wie modernes Data Engineering und digitale Innovationen reale Umwelteffekte im globalen industriellen Maßstab bewirken können.

Erfahren Sie auf der Lösungsseite für Fertigung und Energie von Databricks, wie Databricks Nachhaltigkeitsergebnisse für Hersteller und Energieunternehmen beschleunigt. Um zu erfahren, wie die Data Intelligence Platform Ihre eigenen Nachhaltigkeitsinitiativen unterstützen kann – von der Emissionsbilanzierung und dem Scope-3-Reporting bis hin zum Management zirkulärer Materialien –, wenden Sie sich an Ihr Databricks-Account-Team oder besuchen Sie databricks.com/solutions/industries/manufacturing-industry-solutions.

(Dieser Blogbeitrag wurde mit KI-gestützten Tools übersetzt.) Originalbeitrag