Developing a CSRD-Compliant Carbon Accounting Framework Within an ERP System based on Activity-Based GHG Accounting

Abstract

Internationale Klimaabkommen und eine wachsende Zahl an Unternehmen, die sich freiwillige Emissionsreduktionsziele setzen, haben die Messung und das Management von Emissionen in den Mittelpunkt wirtschaftlicher Strategie in Europa gerückt. Begleitet werden diese Bemühungen zunehmend von Regulierungen wie der Corporate Sustainability Reporting Directive, die Unternehmen dazu verpflichten, Emissionen entlang ihrer Wertschöpfungskette zu messen und zu berichten. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, stehen Unternehmen vor der Herausforderung, Systeme zur Emissionsmessung und -bilanzierung in ihre Systemlandschaft einzubetten und mit ihrer Finanzbuchhaltung zu verknüpfen. Solche Carbon-Accounting-Systeme sind jedoch, sofern überhaupt im Einsatz, weitgehend von den Finanzbuchhaltungssystemen isoliert oder manuell gepflegt. Funktionale Designs, die eine Einbettung dieser Systeme in ein Enterprise Resource Planning (ERP) -System unterstützen könnten, sind rar.Daher widmet sich die vorliegende Arbeit der Schließung dieser Integrationslücke, indem sie ein operatives Modell entwirft und prototypisch implementiert. Dieses Modell integriert die AB-LC-ACC-Methodik in die Transaktions-, Daten- und Kontrollstrukturen des Referenz-ERP-Systems NetSuite und schafft so ein funktionsfähiges Carbon-Accounting-System. Die AB-LC-ACC-Methodik verbindet das aktivitätsbasierte Modell, das vom GHG Protocol als Emissionsmessmethode empfohlen wird, mit den Konzepten der E-Liability und des Carbon Ledger. Entwickelt mittels Domain Engineering, umfasst das operative Modell ein Datenmodell, Emissionsberechnungen sowie ein Kontrolldesign, das die Emissionsmessung in native ERP-Prozesse integriert, einschließlich Transaktionen, Varianzbuchungen und eines Carbon Ledger. Das Modell ist im ISO-62264-Produktionsmodell verankert, wodurch seine Wiederverwendbarkeit über die ERP-Domäne hinweg sichergestellt wird. Im Rahmen der Evaluierung anhand der prototypischen Implementierung erfüllt das operative Modell 21 von 22 Kriterien und reproduziert Referenzberechnungen mit einem mittleren absoluten prozentualen Fehler (MAPE) von lediglich 0,0003 %. Im Vergleich zu einer ausgabenbasierten Schätzbaseline zeigt das Modell einen Rückgang der Schätzfehler von 52,86 % (MAPE) auf eine Abweichung unter 0 %, insbesondere bei granularen Emissionsdaten, die für die Entscheidungsfindung für Emissionsmaßnahmen essenziell sind.

International climate agreements and a growing number of companies establishing voluntary emission reduction targets have pushed the measurement and management of emissions to the center of economic strategy in Europe. These efforts are increasingly accompanied by regulations, such as the Corporate Sustainability Reporting Directive, which obliges companies to measure and report emissions across their value chain. To comply, companies face the challenge of embedding emission measurement and accounting systems into their existing system landscape, integrating them alongside their financial accounting. However, such carbon accounting systems are, if deployed at all, largely disconnected from the financial accounting systems or manually maintained. Functional designs that could help embed those systems using emission measurement models directly into an enterprise resource planning (ERP) system are scarce. Consequently, this thesis seeks to close this integration gap by designing and prototypically implementing an operational model. This model integrates the Activity-Based Life-Cycle Accounting (AB-LC-ACC) methodology into the transaction, data and accounting-control structures of the reference ERP system, Oracle NetSuite, resulting in a functioning carbon accounting system. AB-LC-ACC connects the activity-based model, recommended by the Greenhouse Gas Protocol as an emission measurement method, with the concepts of E-liability and carbon ledger. Developed using the domain engineering, the operational model comprises an extended data model, emission metrics and an accounting and control domain design that integrates emission measurement into native ERP processes, including variance accounting and a carbon ledger. The model is anchored in the ISO 62264 production model, ensuring reusability across the ERP control domain. Evaluated on an artificial data set, the operational model meets 21 of 22 catalog requirements, reproduces reference calculations with a mean absolute percentage error of only 0.0003% and reduces the estimation error compared to a traditional spend-based baseline from 52.86% to a near-zero deviation - particularly for granular and detailed emission data, which are important for emission-reduction decision-making. These results demonstrate that the developed operational model operationalizes AB-LC-ACC as a functioning carbon accounting system within an ERP system, providing a reference design for future research in this field.