Stoff- und Energieverbrauch in werkstofftechnischen Prozessen

Unter Consumption (Verbrauch) wird in der Werkstofftechnik der quantifizierte Einsatz von Stoffen und Energie in Prozessen der Herstellung, Verarbeitung und Nutzung von Werkstoffen verstanden. Typische Beispiele sind der Rohstoffverbrauch bei der Stahlherstellung oder der Argonverbrauch beim Schutzgas-Schweißen und -Schmelzen.

Wissenschaftlich relevant ist der Verbrauch zunächst als Bilanzgröße in der Stoff- und Energiebilanz. Er wird meist massen- bzw. volumenbezogen (z.B. kg Rohstoff pro Tonne Produkt, m³ Argon pro Schmelze) oder energetisch (kWh pro kg Werkstoff) angegeben. Eine präzise Erfassung ist Voraussetzung für Prozessmodellierung, Scale-up und Qualitätssicherung.

Zweitens ist der Verbrauch eine Kennzahl für Effizienz. Minimierung des spezifischen Verbrauchs bei gegebenen Werkstoffeigenschaften ist zentrales Ziel der Prozessoptimierung. Hierzu zählen Maßnahmen wie verbesserte Ofenisolierung, Gasrecycling (z.B. Argonrückgewinnung), optimierte Chargenzusammensetzung oder verbesserte Prozessführung zur Reduktion von Ausschuss und Nacharbeit.

Drittens ist der Verbrauch eine ökologische und ökonomische Leitgröße. In Lebenszyklusanalysen (LCA) werden Rohstoff- und Energieverbräuche über alle Prozessstufen (von der Primärrohstoffgewinnung bis zum Recycling) bilanziert, um Umweltwirkungen und Ressourceneffizienz von Werkstoffen zu bewerten. Regulatorische Vorgaben und interne Kostenmodelle machen eine genaue Quantifizierung und Dokumentation des Verbrauchs erforderlich.

In der modernen Werkstofftechnik ist der Begriff „consumption“ damit eng mit Ressourceneffizienz, Prozessintensivierung und Nachhaltigkeit verflochten und bildet eine zentrale Schnittstelle zwischen Prozessauslegung, Ökobilanzierung und Produktionsökonomie.

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