Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft - Innovative Produktkreisläufe (ReziProK) - Forschung für ...
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Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)
© IstockPhoto/ Shansekala
Inhaltsverzeichnis Projektflyer (Stand: März 2021) AddRE-Mo Seite 4/5 Werterhaltungsszenarien für urbane Elektromobilität der Personen und Lasten durch additive Fertigung und Refabrikation All Polymer Seite 6/7 Faserverstärkung zur Erhöhung der Ressourceneffizienz hochwertiger, voll recyclingfähiger Kunststoffprodukte Circular by Design (CbD) Seite 8/9 Ressourcenwende über nachhaltiges Produktdesign von Konsumgütern am Fallbeispiel Kühl-/Gefriergeräte ConCirMy Seite 10/11 Entwicklung eines stufen- und kreislaufübergreifend vernetzen Konfigurators für zirkuläres Wirtschaften (Circular Economy) CoT - CIRCLE OF TOOLS Seite 12/13 Entwicklung und Erprobung von Demonstratoren im Kontext der zirkulären Wertschöpfung von Werkzeugstählen DIBICHAIN Seite 14/15 Digitales Abbild von Kreislaufsystemen mittels einer Blockchain DiLink Seite 16/17 Digitale Lösungen für industrielle Kunststoffkreisläufe DiTex Seite 18/19 Digitale Technologien als Enabler einer ressourceneffizienten kreislauffähigen B2B-Textilwirtschaft EffizientNutzen Seite 20/21 Datenbasierte Geschäftsmodelle für die Kaskadennutzung und verlängerte Produktnutzung von Elektronikprodukten EIBA Seite 22/23 Sensorische Erfassung, automatisierte Identifikation und Bewertung von Altteilen anhand von Produktdaten sowie Information über bisherige Lieferungen KOSEL Seite 24/25 Kreislaufgerechter Open-Source-Baukasten für elektrisch angetriebene Poolfahrzeuge LEVmodular Seite 26/27 Light Electric Vehicle modular - mit neuer Mobilität zur ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft LifeCycling² Seite 28/29 Rekonfigurierbare Designkonzepte und Services für die ressourceneffiziente (Weiter-)Nutzung von E-Cargobikes
LongLife Seite 30/31
Neue Geschäftsmodelle für die Weiternutzung technischer Systeme basierend auf einer
einfachen, dezentralen Zustandsbestimmung und Prognose der Restnutzungsdauer
MoDeSt Seite 32/33
Produktzirkularität durch modulares Design --
- Strategien für langlebige Smartphones
OptiRoDig Seite 34/35
Optimierung der Rohstoffproduktivität in der Gießerei- und Stahlindustrie aus Produkten der
Recyclingwirtschaft durch mathematische Verfahren, Vernetzung und Digitalisierung
PERMA Seite 36/37
Plattform zur effizienten Ressourcenauslastung in der Möbel- und Ausstattungsindustrie
praxPACK Seite 38/39
Nutzerintegrierte Entwicklung und Erprobung praxistauglicher ressourceneffizienter
Mehrwegverpackungslösungen im Versandhandel
ReLIFE Seite 40/41
Adaptives Remanufacturing zur Lebenszyklusoptimierung vernetzter Investitionsgüter
RePARE Seite 42/43
Regeneration von Produkt- und Produktionssystemen durch Additive Repair und
Refurbishment
REPOST Seite 44/45
Recycling-Cluster Porenbeton: Erarbeitung neuer Optionen für die Kreislaufführung
ResmaP Seite 46/47
Ressourceneffizienz durch smarte Pumpen
RessProKA Seite 48/49
Schließung von ressourceneffizienten Produkt-Kreisläufen im Ausbaugewerbe durch neue
Geschäftsmodelle
UpZent Seite 50/51
Upcycling-Zentrum --
- Ein partizipatives Geschäftsmodell zur Sensibilisierung und
Implementierung einer ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft
Wear2Share Seite 52/53
Innovative Kreislaufgeschäftsmodelle in der Textilwirtschaft
Wissenschaftliches Begleitvorhaben
RessWInn Seite 54/55
Vernetzungs- und Transfervorhaben zur BMBF-Fördermaßnahme „Ressourceneffiziente
Kreislaufwirtschaft --
- Innovative Produktkreisläufe‘‘
Der Verkauf von Elektrofahrrädern in Deutschland nimmt
stark zu. Im Vergleich zum Vorjahr stiegen die Verkaufs-
zahlen 2020 um 43 Prozent auf 1,95 Mio. Stück. Was am
Ende des Produktlebens mit den Elektrofahrrädern pas-
sieren soll ist derzeit meist nicht geklärt.
AddRE-Mo Das Projekt „AddRE-Mo“ adressiert dieses Problem in-
dem der prototypische Aufbau eines Werterhaltungs-
Werterhaltungsszenarien netzwerks für die urbane Elektromobilität erforscht wird.
Ziel ist es, die dezentrale Kreislaufführung von Elektro-
für urbane Elektromobilität fahrrädern durch Kombination additiver Fertigungsver-
der Personen und Lasten durch fahren und Refabrikation zu untersuchen.
additive Fertigung und Refabrikation
Werterhaltungsnetzwerke für urbane
Elektromobilität Durchgeführte Umfeldanalyse
Für eine nachhaltige Marktentwicklung spielt die Menge Für eine umfassende Analyse von Potenzialen und
der eingesetzten Ressourcen je Fahrzeug, z. B. Energie Hemmnissen wurden die Meinungen von 513 Nutzer/
oder Material, eine zentrale Rolle. -innen, 45 Werkstätten und 14 Expert/-innen erhoben.
Dabei konnten wichtige Erkenntnisse für die zukünftige
Aus diesem Grund zielt der, aus Unternehmen und For- Gestaltung von Werterhaltungsnetzwerken gewonnen
schungseinrichtungen zusammengesetzte, „AddRE-Mo“- werden. Mehr als 80 % der befragten Nutzer/-innen
Verbund darauf ab, Werterhaltungsnetzwerke für die haben Interesse gezeigt, Produkte mit aufgearbeite-
urbane Elektromobilität zu entwickeln. ten Komponenten zu erwerben. Auch die befragten Ex-
Gebrauchte Produkte sollen zukünftig durch additive
3% 3%
Fertigungsverfahren und Refabrikation aufgearbeitet 4%
19%
werden, um geschlossene Produktkreisläufe dezentral 7%
zu ermöglichen. Das steigert die Ressourceneffizienz
über die gesamte Produktnutzungsdauer und schafft
9%
die Möglichkeit zur Produktion von kostengünstigeren,
aufgearbeiteten Elektrofahrrädern.
16%
Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – 9%
Zur effizienten Kreislaufführung der Komponenten wer-
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK) den geeignete Geschäftsmodelle und Lösungen zur
Rückführung der Komponenten und deren Refabrikation 15% 15%
erarbeitet. Mithilfe von Simulationen und Szenarioana-
lysen werden die Auswirkungen ökologischer, ökonomi- Motor Akkumulator Elektronik
scher und sozialer Einflussfaktoren auf das zukünftige Antrieb Bremsen Andere
Werterhaltungsnetzwerk analysiert. Display Reifen Schaltung
Fehlende Unterstützung
Prozentuale Verteilung der Schadensbilder am Elektrofahrrad
reziprok.produktkreislauf.de laut Werkstattbefragung (n=44)
pert/-innen und Werkstätten sehen ein großes Potenzial Kompetentes Netzwerk Fördermaßnahme
in der Refabrikation. So gaben ca. die Hälfte der Werk- Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft –
Das „AddRE-Mo“ Projektkonsortium bündelt das Know- Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)
stätten an, dass der Motor eine geeignete Komponente
für die Refabrikation ist und Schäden insbesondere bei how für die Bildung zukünftiger Werterhaltungsnetz- Im Rahmen des FONA-Handlungsfelds 6:
werke. Der Praxispartner Electric Bike Solutions GmbH Kreislaufwirtschaft – Rohstoffe effizient nutzen,
den zwei kostenintensivsten Komponenten, dem Motor Abfall vermeiden
und dem Akkumulator, auftreten. bringt seine Kompetenz im Umrüsten und der Reparatur
von Elektrofahrrädern ein. Der Praxispartner O.R. Laser Projekttitel
technologie GmbH entwickelt Handlungsempfehlungen AddRE-Mo – Werterhaltungsszenarien für urbane
Design für additive Refabrikation Elektromobilität der Personen und Lasten durch
für das „Design for Additive Remanufacturing“. Das additive Fertigung und Refabrikation
Durch die Realisierung der Refabrikation mittels addi- Wuppertal Institut und die Projektgruppe Prozessinno-
tiver Fertigungtechnologien sollen lokalen, ressourcen- vation des Fraunhofer IPA konzentrieren sich auf die Laufzeit
effiziente Werterhaltungsnetzwerke möglich werden. 01.07.2019 – 30.06.2022
Umsetzung der additiven Refabrikation. Die hierbei er-
Ausgehend von der Umfeldanalyse und den identifizier- zielten Ergebnisse werden vom Trägerverein Umwelt- Förderkennzeichen
ten Anforderungen für die Gestaltung der zukünftigen technologie-Cluster Bayern aufgegriffen und öffentlich- 033R234
Werterhaltungsnetzwerke, bewertet das Projektkon- keitswirksam verbreitet.
Fördervolumen des Verbundes
sortium ausgewählte Komponenten hinsichtlich ihres
1.708.292 Euro
Potenzials zur Refabrikation mittels additiver Ferti-
gungsverfahren. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse Internet
umfassen den Refabrikationsprozess von der Erstellung reziprok.produktkreislauf.de
addre-mo.de
einer CAD-Datei über den Fertigungsprozess bis hin zu
dem Prüfstand und fließen in Handlungsempfehlungen Herausgeber und Redaktion
für die additive Refabrikation ein. Vernetzungs- und Transfervorhaben „RessWInn“
Gestaltung
PM-GrafikDesign
Bildnachweis
S. 1 oben: Electric Bike Solutions GmbH &
maxon advanced robotics and systems ag
S. 1+2: AddRE-Mo
Stand
März 2021
Das Projekt „AddRE-Mo“ wird im Rahmen der Förder- KONTAKT
maßnahme „Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Prof. Dr.-Ing. Frank Döpper
Universitätsstraße 9
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)“ gefördert. 95447 Bayreuth
Telefon: 0921 78516-100
„ReziProK“ ist Teil des BMBF-Forschungskonzeptes E-Mail: frank.doepper@ipa.fraunhofer.de
„Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft“ und unter-
PROJEKTPARTNER
stützt Projekte, in welchen Geschäftsmodelle, Design-
Electric Bike Solutions GmbH
konzepte und digitale Technologien für geschlossene O.R. Lasertechnologie GmbH
Produktkreisläufe entwickelt werden. Trägerverein Umwelttechnologie-Cluster Bayern e. V.
Exemplarische Prozesskette der additiven Refabrikation Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH
Im Projekt „All Polymer“ werden Kunststofffaserver-
bundwerkstoffe (KFVW) eingesetzt, um Recyclingkunst-
stoffe aufzuwerten. Durch die Zusammenarbeit von
Nachhaltigkeitsforschenden, Kunststoff-, Recycling- und
Faserverbund-Fachleuten aus unterschiedlichen Bran-
chen sollen Wirtschaftskreisläufe entstehen, die zu
All Polymer einer erheblichen Verringerung von CO2-Emissionen und
Faserverstärkung zur Erhöhung der Kunststoffabfällen führen.
Ressourceneffizienz hochwertiger,
voll recyclingfähiger Kunststoffprodukte
Mehr Recyclingkunststoffe tenrein und somit zu 100 Prozent recyclingfähig sind,
kann ein vollständiger Recyclingkreislauf aufgebaut
Angesichts großer Nachhaltigkeitsprobleme steht die Re- werden. Die höhere Leistungsfähigkeit sorgt zudem für
cyclingfähigkeit von Kunststoffen derzeit im Vordergrund Energieeinsparungen während des Produktlebens.
der Innovationsbemühungen vieler Unternehmen. Ent-
sprechend groß ist die Notwendigkeit, die Ressourcen- Um die im Vorfeld definierten mechanischen Eigen-
effizienz von Kunststoffen zu erhöhen und insbesondere schaften zu erhalten, werden die Bauteile faserver-
Recyclingkunststoffen zu mehr Einsatz zu verhelfen. stärkt. Dazu werden bereits bestehende sowie neue
Diesem Ziel folgt das Projekt, an dem sich acht Unter Prozesse wie additives Tapelegen – das automatisierte
nehmen und zwei Forschungseinrichtungen beteiligen. Ablegen von faserverstärkten Kunststoff-Tapes auf ebe-
Fünf Unternehmen sind als assoziierte Partner dabei. nen Strukturen – genutzt. Die faserverstärkten Bauteile
aus Recyclingkunststoff werden auf ihre mechanischen
Die beteiligten Unternehmen werden typische Bauteile Eigenschaften hin analysiert und bei den jeweiligen
aus den drei größten Bereichen der Kunststoffindustrie Recyclingunternehmen dem Prozess zugeführt. Zudem
(Fahrzeug-, Verpackungs- und Bauindustrie) aus Recyc- wird der Einfluss der Fasern auf die Eigenschaften des
lingkunststoffen herstellen und durch KFVW aufwerten. Rezyklats untersucht.
Durch den Verzicht auf energie- und kostenintensiv her-
gestellte, nicht voll recyclingfähigen Carbon- und Glas-
Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – fasern werden CO2–Emissionen in der Produktion ver-
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK) ringert. Gleiches geschieht durch eine energieeffiziente
Herstellung und Weiterverarbeitung der KFVW.
Neue Potenziale für Fasern
Das Projekt zielt auf eine Erhöhung der Leistungsfähig
keit von Recyclingkunststoffen im Leichtbau. Dadurch
kann der Anteil an Rezyklat in bestehenden Produkten
erhöht und neue Produktsegmente für Recyclingkunst-
reziprok.produktkreislauf.de stoffe erschlossen werden. Dadurch, dass die KFVW sor- Ausschnitt aus einer Recycling-Platte mit Tapeverstärkung.
Die recycelten faserverstärkten Bauteile sollen erneut als Projektteam aus Wirtschaft und Fördermaßnahme
Ausgangsmaterial eingesetzt werden, damit ein Kreis- Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft –
Wissenschaft Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)
lauf entsteht. Bereits der Einsatz eines geringen Anteils
faserverstärkten Materials führt zu einer erheblichen Die Projektbeteiligten aus Wirtschaft und Wissenschaft Im Rahmen des FONA-Handlungsfelds 6:
Kreislaufwirtschaft – Rohstoffe effizient nutzen,
Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Bau- gehen bei ihrem „All Polymer“-Vorhaben arbeitstei-
Abfall vermeiden
teils, sodass sich dieser Ansatz durch Verfahrensverein- lig vor, damit sie ihre Ziele einer Kreislaufführung er-
fachungen, Materialeinsparungen und vermehrten Ein- reichen. Die Unternehmen HAHN Kunststoffe und BSB Projekttitel
Recycling beschäftigen sich mit der Untersuchung All Polymer – Faserverstärkung zur Erhöhung der
satz von Sekundärkunststoffen bereits für Produkte im
Ressourceneffizienz hochwertiger, voll recyclingfähiger
Niedrigpreissegment lohnt. vorliegender Recyclingmaterialien aus verschiedenen Kunststoffprodukte
Quellen sowie dem Recycling der faserverstärkten Bau-
Erste Ergebnisse teile. Infinex Kunststofftechnik, HAHN Kunststoffe und Laufzeit
01.09.2019 – 28.02.2022
Röchling definieren die Prototypen und entwickeln ge-
Die Haftung und Leistungsfähigkeit von UD-Tapes auf gebenenfalls neue Prozesse für den Einsatz der Faser- Förderkennzeichen
verschiedenen Probekörpern wurden untersucht. Dabei kunststofftapes. A+ Composites und DSM untersuchen 033R237
wurden Verbesserungspotentiale im Design, in der Pro- die Herstellung der Faserverbundtapes und deren Modi-
Fördervolumen des Verbundes
zessgestaltung und Materialzusammensetzung heraus- fizierung für den Einsatz mit Sekundärkunststoffen. Die 1.066.292 Euro
gearbeitet, die in Entwicklungsschleifen umgesetzt wer- Prozessintegration und Prozessentwicklung der ande-
den. Bei der Prozessentwicklung hat sich herausgestellt, ren Partner werden von A+ Composites begleitet. Internet
dass das Verschweißen der Tapes auf die Bauteile dem reziprok.produktkreislauf.de
allpolymer.de
Verkleben weit überlegen ist, da das Kleben, nach dem Die Aufgaben der Arbeitsgruppe Materialphysik der Uni-
bisherigen Erkenntnisstand, keine ausreichende Haftung versität Koblenz Landau sind die Verbesserung der Fa- Herausgeber und Redaktion
für einen langfristigen Gebrauch unter typischen Ge- serhaftung mit der Matrix sowie die Charakterisierung Vernetzungs- und Transfervorhaben „RessWInn“
brauchsbedingungen bietet. der Bauteile, Materialien und Tapes und die Entwick-
Gestaltung
lung des Recyclingprozesses. Der Lehrstuhl für Sustai- PM-GrafikDesign
Bei den beteiligten Unternehmen wurde der Stand beim nability Management der TU Kaiserslautern wird sich
Thema Zirkularität ermittelt und Schwerpunkte gesetzt, mit staatlichen Anreizsystemen, der Entwicklung von Bildnachweis
um dabei identifizierte Verbesserungsmöglichkeiten zu All Polymer Projektpartner
Geschäftsmodellen und der Untersuchung ökologischer
nutzen. Implikationen beschäftigen. Stand
März 2021
Das Projekt „All Polymer“ wird im Rahmen der Förder- KONTAKT
maßnahme „Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Dr.-Ing. Markus Brzeski
A+ Composites GmbH
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)“ gefördert. Rudolf-Diesel-Straße 7
66919 Weselberg
„ReziProK“ ist Teil des BMBF-Forschungskonzeptes Telefon: 06333 9999060
„Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft“ und unter- E-Mail: m.brzeski@aplus-composites.de
stützt Projekte, die Geschäftsmodelle, Designkonzepte PROJEKTPARTNER
oder digitale Technologien für geschlossene Produkt- Infinex Kunststofftechnik GmbH
kreisläufe entwickeln. HAHN Kunststoffe GmbH
Universität Koblenz-Landau
Mit Tapes verstärkter Prototyp Technische Universität Kaiserslautern
Im Projekt wird ein kreislauffähiges Produktdesign für
Kühl-/Gefriergeräte mit Hilfe von datenbasierten Pro-
zesssimulationen entwickelt, das gleichermaßen ener-
gie- als auch ressourceneffizient ist. Dazu werden ver-
schiedene Szenarien mit dem Fokus auf Repair/Reuse,
Substitution sowie möglichst geschlossene Recycling-
Circular by Design (CbD) pfade betrachtet. Die Zusammenführung der Ressour-
ceneffizienzanalyse mit einem multiregional erweiterten
Ressourcenwende über nachhaltiges Input-Output-Modell soll zukünftig die Abschätzung der
Produktdesign von Konsumgütern Recyclingfähigkeit von Produkten bereits im Designsta-
am Fallbeispiel Kühl-/Gefriergeräte dium ermöglichen und dadurch ein Design-for-Recycling
„Lagasys“ – Ein Lagersystem für gekühlte
unterstützen. und ungekühlte Lebensmittel
Recyclingfähigkeit Labor für Design
Um zukünftig eine stabile Versorgung der deutschen Die erstmalige Zusammenführung der Ressourceneffi-
Wirtschaft mit Rohstoffen sicherzustellen, bedarf es zienzanalyse des Helmholtz-Institut Freiberg für Res-
dringend eines Umdenkens in der Nutzung von primä- sourcentechnologie und des multiregionalen erweiter-
ren und sekundären Rohstoffen und beim lebenszyklus- ten Input-Output-Modells des Wuppertal Institutes für
weiten Stoffstrommanagement. Im Jahr 2010 wurden Klima, Umwelt und Energie soll zukünftig eine bessere
beispielsweise nur 14 Prozent der in Deutschland ein- Vorhersage eines für die Kreislaufwirtschaft geeigne-
gesetzten Rohstoffe aus Schrott gewonnen, bei Recyc- ten Produktdesigns erlauben. Dies soll am Beispiel
lingkosten von über 50 Milliarden Euro. Für Stoffe wie eines der am häufigsten verwendeten und bereits gut
Aluminium, Stahl oder Kupfer, die sich in vielen Kon- charakterisierten Konsumgüter, dem Kühl-/Gefrierge-
sumgütern wiederfinden, lag der Anteil an Sekundär- rät, unter Mitwirkung des Herstellers Liebherr-Haus-
rohstoffen bei der Gesamtproduktion in Deutschland im geräte demonstriert werden. Ziel ist, unter Leitung der
Jahr 2016 gerade einmal bei 40 Prozent. Folkwang Universität der Künste (FUdK), innerhalb eines
Living-Lab-Design-Prozesses verschiedene Designszena-
Eine wesentliche Ursache dafür ist, dass bei der Herstel-
lung bzw. Neukreation von Produkten (Produktdesign)
die Kreislauf- und Recyclingfähigkeit am Lebenszyklus-
ende (EoL) bisher kaum mitgedacht wird. Hier setzt das
Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Projekt „Circular by Design“ an, um an einem konkreten
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK) Haushaltsprodukt zu zeigen, welche Materialeffizienz-
potenziale im Hinblick auf die Rückgewinnung der ent-
haltenen Rohstoffe, sowohl bezüglich des konstruk-
tiven Produktdesigns als auch der Materialauswahl,
vorhanden sind.
reziprok.produktkreislauf.de Hohes Potenzial für die Kreislaufwirtschaft haben Kühlgeräte.
rien während der Projektlaufzeit zu durchlaufen. Dabei Gesellschaftlicher Nutzen Fördermaßnahme
sollen Modelle entworfen werden, deren Gestaltung ein Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft –
Erwartet wird ein übertragbares Designkonzept zur Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)
nahezu vollständiges Recycling sowie die Wiederverwen-
dung einzelner Bauteile ermöglichen und dadurch neue Kreislaufführung der verwendeten Materialien von Im Rahmen des FONA-Handlungsfelds 6:
Konsumgütern am Beispiel eines Kühl-/Gefriergerät- Kreislaufwirtschaft – Rohstoffe effizient nutzen,
Markt- bzw. Geschäftsmodelle wie Repair, Cash-back, Abfall vermeiden
Leasing etc. eröffnen. Prototyps. Betrachtet man den Anteil von Stahl, Kup-
fer und Aluminium, machen diese zusammen fast 60 Projekttitel
Unter Mitwirkung der Projektpartner Becker Elektro- Prozent des Gewichtsanteils in zu recycelnden Kühl-/ Circular by Design (CbD) – Ressourcenwende über
recycling (BEC) und Entsorgungsdienste Kreis Mittel- nachhaltiges Produktdesign von Konsumgütern
Gefriergeräten aus, dazu kommen Kunststoffe mit einem am Fallbeispiel Kühl-/Gefriergeräte
sachsen (EKM) sowie ausgehend von dem derzeitigen Gewichtsanteil von etwa 35 Prozent. Das ent-spricht
insbesondere auf Energieeffizienz ausgerichteten Re- einem Materialwert an Sekundärrohstoffen von rund Laufzeit
ferenzprodukt soll anhand der Quantifizierung der tat- 01.07.2019 – 30.06.2022
25 Millionen Euro pro Jahr, allein für die produzierte
sächlichen Verluste gezeigt werden, an welchen Stellen Gerätetonnage eines Kühlgeräteherstellers. Es wird ein Förderkennzeichen
die Rohstoffe tatsächlich verloren gehen, wie diese Ver- Einsparpotenzial vermutet, das durch eine Reduzierung 033R244
luste durch ein geeignetes Produktdesign reduziert und des Materialeinsatzes, die Substitution nicht nachhal-
Fördervolumen des Verbundes
Rohstoffe möglichst langfristig im Kreislauf gehalten tiger Materialien wie PU-Schaum oder Kühlmittel, die 799.606 Euro
werden können. In enger Zusammenarbeit mit den Pra- Verbesserung der Erfassung der metallischen Abfälle
xispartnern und einem erweiterten Kreis an Experten sowie eine Erhöhung des Anteils sekundärer Rohstoffe Internet
werden außerdem die rechtliche und praktische Mach- reziprok.produktkreislauf.de
bei Konsumgütern erreicht werden kann.
barkeit betrachtet. Herausgeber und Redaktion
Vernetzungs- und Transfervorhaben „RessWInn“
Erste Ergebnisse
Gestaltung
Das Living-Lab funktioniert und die Publikation zur Kul- PM-GrafikDesign
turgeschichte des Kühlens ist erstellt. Bildnachweis
S. 1 v.l.: Liebherr
Die erste Variante eines einfachen Bewertungsmodells FUdK
des virtuellen Recyclingprozesses liegt bereits vor. Die-
Stand
ses beinhaltet sowohl die physikalische Erstbehand-
März 2021
lung für Kühlgeräte (Zerkleinerung und Vorsortierung)
als auch die weiteren Aufbereitungsschritte der metal-
lischen Stoffströme (metallurgische Aufbereitung) und
wird durch Prozess-Simulation abgebildet. Zur weiteren Das Projekt „Circular by Design (CbD)“ wird im Rahmen KONTAKT
Qualifizierung benötigt das Modell als Eingabe detail- der Fördermaßnahme „Ressourceneffiziente Kreislauf- PD Dr. Simone Raatz
Helmholtz-Institut Freiberg
lierte Produkt- und Materialinformationen, um im Ergeb- wirtschaft – Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)“ Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
nis Aussagen über die Recyclingfähigkeit, quantifiziert gefördert. Chemnitzer Str. 40
durch Indikatoren für Material-Rückgewinnung, Umwelt- 09599 Freiberg
„ReziProK“ ist Teil des BMBF-Forschungskonzeptes Telefon: 0351 260-4747
auswirkungen und Ressourcenverbrauch zu liefern. Dazu E-Mail: s.raatz@hzdr.de
werden derzeit sowohl Versuchspläne für die händische „Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft“ und unter-
Demontage einzelner Geräte als auch für einen bei einem stützt Projekte, die Geschäftsmodelle, Designkonzepte PROJEKTPARTNER
Recycler stattfindenden Großversuch erstellt. oder digitale Technologien für geschlossene Produkt- Wuppertal-Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH, Wuppertal
Folkwang Universität der Künste, Essen
kreisläufe entwickeln. BEC – Becker Elektrorecycling Chemnitz GmbH, Chemnitz
reziprok.produktkreislauf.de EKM – Entsorgungsdienste Kreis Mittelsachsen GmbH, Freiberg
In Deutschland fällt jährlich rund eine halbe Million
Tonnen Altreifen an. Nur ein kleiner Anteil wird als Re-
cyclingmaterial für die Herstellung neuer Reifen ver-
wendet. Im Rahmen von „ConCirMy“ wird untersucht,
ob und wie der Reifen hinsichtlich der Ziele einer Kreis-
laufwirtschaft ohne Qualitätseinbußen optimiert wer-
ConCirMy den kann. Es wird ein Tool entwickelt, das das gesamt
Produkt-life-cycle betrachtet und Informationen zur
Entwicklung eines stufen- und Umweltverträglichkeit bereitstellt, die dann in Kauf-
Entscheidungen berücksichtigt werden können
kreislaufübergreifend vernetzten
Konfigurators für zirkuläres
Wirtschaften (Circular Economy)
Verwertung von Altreifen Zusammenführendes Kernsystem
Altreifen stellen eine wertvolle Ressource dar und kön- Ziel des Projektes „ConCirMy“ ist es, einen Produktkon-
nen durch Verwertung in den Materialkreislauf als Res- figurator zu entwickeln, der den Nutzerinnen und Nut-
source zurückgeführt werden. Dabei besteht auch bei zern einerseits die Umweltwirkungen im Lebenszyklus
den Fahrzeugherstellern Interesse daran, diesen Anteil des Reifens transparent macht und ihnen ermöglichen
zu steigern – eine beispielsweise durch die Altfahr- soll diese Informationen in ihre Kauf-Entscheidung mit
zeug-Richtlinie begründete Motivation, nach welcher einzubeziehen. Diese können von unterschiedlichen
Altfahrzeuge zu 85 Gewichtsprozent wiederverwendet Nutzergruppen, d. h. verschiedenen Akteuren der Lie-
oder recycelt und zu 95 Prozent wiederverwertet werden ferkette – Verbrauchern, Reifenhersteller, Recyclern
müssen. Diese Vorgaben sind auch im Hinblick auf die – abgerufen und in Entscheidungsfindungen neben an-
Entwicklung von Neufahrzeugen bzw. deren Komponen- deren wichtigen Faktoren wie Funktionalität und Kosten
ten wichtig. Mit der Transformation zur Elektromobilität berücksichtigt werden. So sollen die Herstellung bzw.
erhöht sich der Druck, da einige Komponenten schwer der Kauf von nachhaltigeren Produkten, die Entwicklung
zu recyceln sind. eines umweltfreundlicheren Designs sowie die Zufüh-
rung zu einer Wiederverwendung unterstützt werden. Der
Konfigurator agiert als zusammenführendes Kernsystem,
das verschiedenen Akteuren der Lieferkette jeweils spe-
Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – zifische Informationen zugänglich macht. Technisch sind
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK) sowohl die integrierte Umweltbewertung von Produkten
und Komponenten in einem Produktkonfigurator für den
Endkunden als auch die vergleichende Umsetzung ver-
schiedener Berechnungsansätze hierzu neu.
reziprok.produktkreislauf.de Recycling von AltreifenIm Rahmen sozioökonomischer Analysen werden Ver- Vernetztes Assistenzsystem Fördermaßnahme
braucherpräferenzen und Nachfragepotenziale für bio- Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft –
Im Projekt „ConCirMy“ arbeiten die CAS Software AG, Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)
und kreislaufwirtschaftsbasierte Kfz-Komponenten
einschließlich hiermit verbundener Nachhaltigkeits- der DECHEMA e.V., die TU Berlin (Fachgebiet Innova- Im Rahmen des FONA-Handlungsfelds 6:
tionsökonomie) und der Deutsche Institut für Normung Kreislaufwirtschaft – Rohstoffe effizient nutzen,
aspekte erforscht sowie Handlungsempfehlungen für Abfall vermeiden
die verschiedenen Anbietergruppen des angestrebten e.V. (DIN) zusammen, um ein vernetztes und nachhalti-
Kreislaufsystems abgeleitet. Zur erfolgreichen Imple- ges Assistenzsystem zu entwickeln. Projekttitel
ConCirMy – Entwicklung eines stufen- und
mentierung des zirkulären Systems in der Praxis werden
CAS bringt Expertise im Bereich Softwareentwicklung kreislaufübergreifend vernetzten Konfigurators
Geschäftsmodelle entwickelt. Weiterhin wird der Bedarf für zirkuläres Wirtschaften (Circular Economy)
mit und entwickelt unter Mitarbeit aller Partner den
an Normen zur Unterstützung einer Entwicklung der Lie-
Konfigurator. Laufzeit
ferkette in Richtung einer Circular Economy geprüft.
01.07.2019 – 30.06.2022
DECHEMA e.V. führt eine Marktrecherche zum Produkt-
Erste Ergebnisse lebenszyklus sowie zur momentanen Handhabung und Förderkennzeichen
033R236
Verwertung von Altreifen in Deutschland durch und er-
Die ersten Recherchen haben gezeigt, dass Reifen ein
stellt Ökobilanzen als Bewertungsgrundlage im Konfigu- Fördervolumen des Verbundes
hoch komplexes Produkt sind und eine etablierte Pro-
rator-Tool. 1.165.446 Euro
duktklassifizierung auf Rohstoffebene nicht frei zugäng-
lich ist. Ein wichtiges Ergebnis des Projektes ist zudem Die TU Berlin ermittelt anhand sozioökonomischer Ana- Internet
die Entwicklung eines generischen Reifenmodels, wel- reziprok.produktkreislauf.de
lysen Akzeptanzfaktoren und Nachfragepotenziale für
concirmy.org
ches als Grundlage für die Konfiguration dient. Weiterhin nachhaltige Kfz-Komponenten und entwickelt Hand-
wurde das Konzept für die Nachhaltigkeitsbewertung mit lungsempfehlungen für die Akteure des zirkulären Sys- Herausgeber und Redaktion
Ökobilanzdaten (Ecoinvent) und eine Schnittstelle zur tems. Zur erfolgreichen Implementierung des Systems Vernetzungs- und Transfervorhaben „RessWInn“
Anbindung von ERP Systemen erweitert und prototypisch werden von ihr Geschäftsmodelle entwickelt. Gestaltung
umgesetzt. PM-GrafikDesign
DIN überprüft die Projektergebnisse hinsichtlich poten-
Ein weiteres Forschungsergebnis ist die Erkenntnis, dass zieller Normungs- und Standardisierungsbedarfe. Bildnachweis
die Nutzungsphase den größten Anteil an der gesamten S. 1 v.l.: Imthaz Ahamed on Unsplash
©Budimir Jevtic - stock.adobe.com
Umweltwirkung über den Lebenszyklus ausmacht. Um ©Drpixel - stock.adobe.com
Informationen aus der Nutzungsphase integrieren zu
können, wurden mehrere Varianten zur Sensordaten- Stand
März 2021
erfassung untersucht und in Form einer App prototypisch
implementiert. Parallel zu den Entwicklungen wurden
Umfragen zum Akzeptanzfaktoren in zwei Phasen durch- Das Projekt „ConCirMy“ wird im Rahmen der Förder- KONTAKT
geführt und sozioökonomische Analysen ermittelt. maßnahme „Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft Preslava Krahtova
CAS Software AG
– Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)“ gefördert. CAS-Weg 1–5
76131 Karlsruhe
„ReziProK“ ist Teil des BMBF-Forschungskonzeptes Telefon: 0721 9638-762
„Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft“ und unter- E-Mail: Preslava.Krahtova@cas.de
stützt Projekte, die Geschäftsmodelle, Designkonzepte PROJEKTPARTNER
oder digitale Technologien für geschlossene Produkt- Deutsches Institut für Normung e. V. (DIN), Berlin
kreisläufe entwickeln. Technische Universität Berlin, Fachgebiet Innovationsökonomie
DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und
reziprok.produktkreislauf.de Biotechnologie e. V., Frankfurt am MainDer nachhaltige Umgang mit natürlichen Ressourcen
ist derzeit eine der größten gesellschaftlichen Heraus-
forderungen. Rohstoffe sollten gemäß einer Kreislauf-
wirtschaft so lange wie möglich im Wirtschaftskreislauf
gehalten werden, um auf diese Weise Abfall zu vermeiden.
CoT – CIRCLE OF TOOLS Zentrales Anliegen des Projekts CoT ist es, regionale
Stoffkreisläufe in der metallverarbeitenden Industrie
Entwicklung und Erprobung über Re-Manufacturing und Re-Purposing von verschlis-
senen metallischen Produkten zu schließen. Dabei wird
von Demonstratoren im Kontext unter Re-Manufacturing die Nutzung von Bauteilen eines
der zirkulären Wertschöpfung defekten Produkts in einem neuen Produkt mit gleicher
von Werkzeugstählen Funktionsweise verstanden. Beim Re-Purposing ist die
Nutzung von Bauteilen eines defekten Produkts in einem
neuen Produkt mit geänderter Funktion zu verstehen.
Stoffkreislauf der Metallbranche den Recyclingprozesses in der Stahlindustrie. Dieser ist
zwar erstrebenswert und im Sinne einer Kreislaufwirt-
Allgemein wird das erweiterte Konzept der Kreislaufwirt- schaft, geht jedoch mit hohen Energie- und Ressourcen-
schaft, die Circular Economy (CE), als eine wesentliche verbräuchen einher.
Strategie angesehen, den Rohstoff- und Ressourcenver-
brauch wirksam zu senken. Eine bekannte Möglichkeit
ist das Recycling. Dem vorgeschaltet sind Konzepte wie
eben Re-Manufacturing und Re-Purposing, durch die
Materialien länger im Wirtschaftszyklus genutzt werden
können. Die kooperierenden Forschungseinrichtungen
und Unternehmen aus dem Bergischen Land wollen im
Projekt CoT beispielhaft einen Stoffkreislauf der ansäs-
sigen metallverarbeitenden Industrie auf diese Weise
schließen.
Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft –
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK) Das Ziel ist es, den Ressourcen- und Energieverbrauch
zu reduzieren sowie ökonomische Vorteile für die Unter-
nehmen aufzuzeigen. Die Herausforderungen dabei
sind vielfältig: Es muss ein Prozess entwickelt werden,
der darauf basiert sortenrein rückgeführten und quali-
tativ hochlegierten Werkzeugstahl entweder im origi-
nären Herstellungsprozess zu nutzen oder unterneh-
mensübergreifend in andere Herstellungsprozesse zu
integrieren. Der wesentliche Fortschritt liegt dabei im Diskussion der Einsatz- und Anwendungsmöglichkeiten
reziprok.produktkreislauf.de Vermeiden des Umschmelzens als Teil des dominieren- innerhalb des Projektteams.Erste Ergebnisse Vielfältige Kompetenz Fördermaßnahme
Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft –
Zu Beginn des Projekts hat das Projektteam auf Basis Das Projekt CoT vereint in seinem inter- und transdis- Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)
werkstoffkundlicher Grundlagen und Eignung der Geo- ziplinären Team insgesamt sechs Projektpartner. Drei Im Rahmen des FONA-Handlungsfelds 6:
Kreislaufwirtschaft – Rohstoffe effizient nutzen,
metrie passende Zielprodukte bestimmt. Darauf folgten metallverarbeitende Firmen aus dem Bergischen Land Abfall vermeiden
wesentliche metallurgische Untersuchungen, um Er- arbeiten eng mit zwei Forschungseinrichtungen zusam-
Projekttitel
kenntnisse für den Fertigungsprozess abzuleiten. Zu- men. Anhand der Produkte der Firmen TKM GmbH, Kir- CoT CIRCLE OF TOOLS – Entwicklung und Erprobung von
letzt konnten so erstmalig Klingen mithilfe von trennen- schen Werkzeuge und Freund & CIE soll mit Unterstüt- Demonstratoren im Kontext der zirkulären Wertschöpfung
den Fertigungsverfahren aus Maschinenkreismessern zung der PlanConsult GmbH demonstriert werden, wie von Werkzeugstählen
gefertigt werden (Re-Purposing). eine Rückführung und anschließende Weiternutzung Laufzeit
des Materials über Re-Manufacturing und Re-Purposing 01.07.2019 – 30.06.2022
Im Falle des Re-Manufacturings liegt die bestehende gestaltet werden kann. Des Weiteren werden Demonst- Förderkennzeichen
Herausforderung in der Analyse und entsprechenden ratoren durch Re-Manufacturing und Re-Purposing von 033R230
Anpassung der Fertigung. Das Konzept, um aus einem den jeweiligen Firmen hergestellt. Fördervolumen des Verbundes
verschlissenen Maschinenkreismesser ein Kleineres zu 941.266 Euro
fertigen, wird derzeit erforscht. Wissenschaftliche Mitarbeiter/innen der Bergischen Internet
Universität Wuppertal und des Wuppertal Instituts sind reziprok.produktkreislauf.de
Die ersten ökologischen Untersuchungen zeigen mög- für die wissenschaftlichen Untersuchungen verantwort- Herausgeber und Redaktion
liche Einsparpotenziale, aber auch entscheidende Hot- lich. Dabei stehen die metallurgischen Analysen der Vernetzungs- und Transfervorhaben „RessWInn“
spots des Prozesses. Außerdem konnten die wesentli- Werkzeuge und Schneidwaren sowie die ökologischen Gestaltung
chen Strukturen des bestehenden und der anvisierten und ökonomischen Potenziale im Fokus. PM-GrafikDesign
Geschäftsmodelle erfasst werden.
Bildnachweis
S. 1: TKM 2019
©Parilov - stock.adobe.com (oben)
S. 2: TKM 2019
Stand
März 2021
Titelbild: Maschinenkreismesser mit beispielhafter Anordnung der Klingen.
Das Projekt „CoT – CIRCLE OF TOOLS“ wird im Rahmen KONTAKT
der Fördermaßnahme „Ressourceneffiziente Kreislauf- Dr. Kai Uwe Paffrath
TKM GmbH
wirtschaft – Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)“ In der Fleute 18
gefördert. 42897 Remscheid
Telefon: 02191 969 296
„ReziProK“ ist Teil des BMBF-Forschungskonzeptes im E-Mail: KPaffrath@tkmgroup.com
FONA-Handlungsfeld 6: „Kreislaufwirtschaft – Rohstoffe
PROJEKTPARTNER
effizient nutzen – Abfall vermeiden“ und unterstützt Pro- Kirschen-Werkzeuge, Wilh. Schmitt & Comp. GmbH & Co.KG, Remscheid
jekte, die Geschäftsmodelle, Designkonzepte oder digi- P.F. FREUND & CIE. GmbH, Wuppertal
tale Technologien für geschlossene Produktkreisläufe Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH, Wuppertal
Bergische Universität Wuppertal, Standort Solingen
Erste Klingenrohlinge, entnommen aus einem Kreismesser. entwickeln. PlanConsult GmbH, WuppertalIm Fokus der „DIBICHAIN“ steht die Erhebung von Daten
eines Produktlebenszyklus, um den Produktentwick-
lungsprozess fair, sicher und ökonomisch zu gestal-
ten. Als Grundlage dient das Modell der Blockchain, in
welchem Daten dezentralisiert und ohne Hoheitsrechte
gespeichert werden. Aktuelle Blockchain-Modelle sind
allerdings meist zu langsam, um auf große Datenmengen
zu skalieren. Hier setzt die Forschung im „DIBICHAIN“-
Projekt an.
DIBICHAIN Software-Demonstrator • Blockchain für integrierte Lebenszyklusanalysen so-
wie für den Einsatz als Grundlage (Data Backbone)
Digitales Abbild von „DIBICHAIN“ zielt darauf ab, die Anwendung der Block- für Sustainability Driven Design Anwendungen.
chain-Technologie zur digitalen Abbildung von Pro-
Kreislaufsystemen mittels duktkreisläufen in Abgrenzung zu anderen Distributed
• Eindeutige Identifikation und Verfolgbarkeit von Pro-
dukten über den gesamten Produktlebenszyklus.
einer Blockchain Ledger Technologien (DTL), zu entwickeln.
Zunächst sollen die Hauptunterschiede der einzelnen Innovationen der dezentralen
DLT herausgestellt werden, um im Anschluss die Eig- Datenspeicherung
nung der einzelnen Techniken für das ausgewählte Fall-
Herkömmliche Datenverwaltung funktioniert derzeit über
beispiel bewerten zu können. Ziel ist, die Wissensbasis
zentralisierte Server. Lädt ein Nutzer ein Bild auf seine
für die Anwendung einer Blockchain für eine Kreislauf-
Social-Media-Seite hoch, wird dieses Bild von einem
wirtschaft zu vertiefen, um weiterführende und tiefergrei-
zentralisierten Server an einem dem Nutzer meist un-
fende Forschungsvorhaben zu ermöglichen, die das volle
bekannten Ort gespeichert. Möchte der Nutzer nun sein
Potenzial für DLT in diesem Zusammenhang erschließen.
Bild löschen, muss er dem Serveranbieter vertrauen, die
Dabei soll ein Software-Demonstrator entwickelt wer-
Daten nicht nur unerreichbar zu machen, sondern auch
den, der am Fallbeispiel der „Bionic Partition“ u. a. fol-
tatsächlich vom Server zu löschen. Da die moderne Welt
gende Anwendungsszenarien enthält:
• (Rück-)Verfolgung
von ausgewähl- EXTERNAL DATA SOURCES
Producer Manufacturer
ten Materialien,
Material Compliance
von der Rohstoff- Machine LCA Application
Application (CAS Nr.)
Machine LCA Application
Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – entnahme bis zur
Interface Application (e.g. ERP / MES) Interface Application (e.g. ERP / MES)
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK) Rückführung in
API API API
SCIP
Database API API API
Stoffkreisläufe. APP APP APP
ecoinvent database
APP APP APP
• Sicherstellung der Userclient Userclient
EC List Numbers
Einhaltung von so- API (EINECS & ELINCS) API
zialen und ökolo-
Blockchain Blockchain
gischen Standards
über den gesamten
Produktlebenszyk- Standards / Regulations
Die Architektur
lus. ISO 14000
reziprok.produktkreislauf.de der DIBICHAIN
IPC 1754 Sorgfaltspflichtengesetz
(part. 14040)und auch das sogenannte Internet der Dinge ohne Ser- Das Team der Innovationen Fördermaßnahme
verdatenspeicherung nicht mehr funktionieren würden, Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft –
Die fünf beteiligten Unternehmen bringen jeweils das Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)
ist es nahezu unmöglich, dieses vollends zu umgehen.
eigene, teils über Jahre hinweg erworbene Fachwissen Im Rahmen des FONA-Handlungsfelds 6:
Dezentralisiertes Speichern, also verteilt auf viele einzel-
Kreislaufwirtschaft – Rohstoffe effizient nutzen,
ne Nutzer anstatt auf einem einzigen Server, wäre ein Lö- in das Projekt ein, um ein möglichst optimales Ergebnis Abfall vermeiden
sungsansatz, das Internet der Dinge mit einer Lösung zu zu verwirklichen. Dieses Wissen umfasst u. a. klassische
Projekttitel
genannten Problemen zu verbinden. Software-Entwicklung, Blockchains, Kreislaufwirtschaft, DIBICHAIN – Digitales Abbild von Kreislaufsystemen
Ökologie, Produktentwicklung. Das Projekt ist in fünf mittels einer Blockchain
Das Potenzial von DLT lässt sich aktuell nur vermuten. Die
Arbeitspakete unterteilt. Auf den administrativen Teil fol- Laufzeit
Anwendung der DLT würde eine Verfeinerung des noch
gen Fokusgruppen, Analysen und final die Entwicklung 01.07.2019 – 30.06.2022
nicht völlig erkundeten „Web 3.0“ darstellen. Das Projekt
der Software und dessen Evaluation. Förderkennzeichen
wird insgesamt nach dem Wasserfall-Modell bearbeitet,
033R241
während die Software-Entwicklung über die sogenannte Ziel der Projektpartner Airbus, Altran, Blockchain Re-
Scrum-Methode erfolgt. Scrum ist eine agile Projektma- Fördervolumen des Verbundes
search Lab, Chainstep, iPoint ist es, nicht nur die Unter- 643.284 Euro
nagementmethode, welche primär bei der Software-Ent- schiede aktueller DLT herauszustellen, sondern auch
wicklung angewandt wird. Internet
eine neue Technologie zu entwerfen, welche final in reziprok.produktkreislauf.de
einem Anwendungsszenario, dem Software-Demonst- dibichain.com
Erste Ergebnisse rator, bewertet werden kann. In „DIBICHAIN“ soll somit Herausgeber und Redaktion
Zunächst wurden die Anwendungsszenarien (Use-Cases) eine Technologie entwickelt werden, die von Unterneh- Vernetzungs- und Transfervorhaben „RessWInn“
mit den Partnern für einen konkreten Fokus ausgearbei- men und Privatpersonen weltweit zur modernen, dezen- Gestaltung
tet. Dies sind „Material- und Prozessverfolgung“ sowie tralisierten und vor allem sicheren Datenspeicherung PM-GrafikDesign
„End-of-Life & Recycling“. Hierbei wurden die folgenden genutzt werden kann. Bildnachweis
Aspekte herausgearbeitet: S. 1: Airbus / Altran
©Sashkin - stock.adobe.com (oben)
• Verfolgung von Materialien bei gleichzeitiger Wahrung Smelter /
formulator
Manufacturer Manufacturer Manufacturer /
OEM
Recycler Energy
S. 2: Airbus / Altran
von IP und Privacy Anforderungen Automo ve
Stand
• Modularer Aufbau zur Anbindung diverser operativer API API API API API API
März 2021
Softwares (kein Vendor-LockIn) zum Prozessieren der Opera ons
Daten wie z.B.
– Life Cycle Assessment Daten
– Material / Dismantling Grafik der gesamten Kette über einen Produktlebenszyklus-
– Qualitätsinformationen Teilnehmern des Blockchain Netzwerkes an einem Beispiel.
• Incentivierungs- und Vermarktungsmöglichkeiten für
Teilnehmer Das Projekt „DIBICHAIN“ wird im Rahmen der Förder- KONTAKT
maßnahme „Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft Andreas Kötter
Durch diese Herangehensweise soll ein möglichst breites Altran Deutschland SAS
– Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)“ gefördert. Karnapp 25
Feld an möglichen Teilnehmer – also Recycler – erreicht
21079 Hamburg
werden. Perspektivisch profitiert auch die Produktent- „ReziProK“ ist Teil des BMBF-Forschungskonzeptes im Telefon: 0173 5280866
wicklung. Bereits bestehende Informationsquellen und FONA-Handlungsfeld 6: „Kreislaufwirtschaft – Rohstoffe E-Mail: andreas.koetter@altran.com
Standards wie SCIP Database, Ecoinvent Database, EC List effizient nutzen – Abfall vermeiden“ und unterstützt
(ELINCS) sowie die Standards IPC 1754 und ISO14040 und PROJEKTPARTNER
Projekte, die Geschäftsmodelle, Designkonzepte oder Blockchain Research Lab gemeinnützige GmbH
andere werden berücksichtigt.
digitale Technologien für geschlossene Produktkreis- CHAINSTEP GmbH
reziprok.produktkreislauf.de läufe entwickeln. iPoint-systems GmbHDurch die „Di-Link“-Forschung wird es Kunststoff-
produzierenden ermöglicht, hochwertige Produkte
aus Recyclingkunststoffen zu erzeugen, Plastikmüll
zu vermeiden und Stoffkreisläufe zu schließen. Dafür
werden neueste Sensortechnologien und digitale Soft-
warelösungen entwickelt und verknüpft, um wertvolle
Daten über die Qualität von Kunststoffabfällen und den
DiLink aus ihnen hergestellten Rezyklaten erheben, analysier-
en, weiterentwickeln und an den richtigen Stellen zum
Digitale Lösungen für industrielle Einsatz bringen zu können.
Kunststoffkreisläufe
Geschlossene Kreisläufe Mit den richtigen Daten zu Beschaffenheit und Menge
von Kunststoffresten sowie den aus ihnen hergestellten
Das Projekt „Di-Link“ trägt zur Schließung von Stoff- Rezyklaten und einer Möglichkeit, diese Daten entlang
kreisläufen in der Kunststoffwirtschaft bei. Durch die der Wertschöpfungskette digital weiterzureichen, kön-
in „Di-Link“ weiterentwickelten Sensortechnologien nen Kunststoffverarbeitende, gewerbliche Unterneh-
und darauf zugeschnittene digitale Lösungen werden men und Recycler in die Lage versetzt werden, solche
die hierzu benötigten Daten erhoben und die Verbrei- Kunststoffe als hochwertige Wertstoffe im Kreislauf zu
tung und ihre Verarbeitung ermöglicht. Somit kann ein halten.
ressourcenschonenderes Modell der Kunststoffverwen-
dung etabliert werden. Digitale Recyclinglösungen
Denn große Mengen an Sekundärkunststoffen – Rezykla- In einem ersten Schritt wurden dazu die genauen Be-
te – können zurzeit gar nicht oder nur zu minderwertigen dürfnisse der Industrie durch Interviews und Vor-Ort-
Produkten weiterverarbeitet werden. Informationsdefizi- Termine ermittelt. Daraufhin werden entsprechenden
te des Marktes hinsichtlich der Qualität und Verfügbar- Lösungen entwickelt, softwareseitig abgebildet und in
keit der Rezyklate sind dafür ein Hauptgrund. Die Vielzahl geeigneten Systemen verbunden, zum Beispiel, indem
der verschiedenen Quellen von Reststoffen für das Recy- sie in Unternehmenskooperationen eingesetzt und er-
cling kann sich in der Produktqualität der Rezyklate nie- probt werden. Gleichzeitig findet eine Bewertung der
Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft –
derschlagen. Mitunter schwanken Produkteigenschaften Nachhaltigkeit der entwickelten Lösungen statt, um si-
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)
von Charge zu Charge, was eine Verarbeitung im Rahmen cherzustellen, dass der Aufwand nicht den potenziellen
der maßgeschneiderten Prozesse der Produzierenden er- Nutzen übersteigt.
schwert. Mit Hilfe der zu entwickelnden „Di-Link“-Senso-
ren können diese Schwankungen in der Produktqualität Mittels der innovativen Lösungsansätze von „Di-Link“
erkannt und vermieden bzw. digital dokumentiert wer- kann Kunststoffrezyklat in Zukunft sicherer und zuver-
den, so dass Rezyklatabnehmer die relevanten Informa- lässiger eingesetzt werden. Die zusätzlichen Informa-
tionen zu den Materialien erhalten und so das richtige tionen zusammen mit der schnellen Verfügbarkeit von
Material kaufen oder auch ihre Prozesse entsprechend
reziprok.produktkreislauf.de anpassen können. reziprok.produktkreislauf.dedigitalen Daten entlang der Wertschöpfungskette er- Interdisziplinäres Expertenteam Fördermaßnahme
möglichen es, eine Vorreiterrolle im stark wachsenden Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft –
Für die Aufgabe hat sich ein interdisziplinäres Team Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)
Recyclingmarkt einzunehmen und sichern somit die
gebildet. Auf Forschungsseite wird das dreijährige Pro- Im Rahmen des FONA-Handlungsfelds 6:
internationale Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschafts- Kreislaufwirtschaft – Rohstoffe effizient nutzen,
standorts Deutschland. jekt durch das SKZ – Das Kunststoff-Zentrum, das For- Abfall vermeiden
schungsinstitut für Rationalisierung der RWTH Aachen
Projekttitel
Erste Ergebnisse (FiR) sowie das Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, DiLink – Digitale Lösungen für industrielle
Energie (Konsortialleitung) durchgeführt. Aus der In- Kunststoffkreisläufe
Bei der Befragung der Unternehmen wurden als größ- dustrie sind die Unternehmenspartner INFOSIM, Exper- Laufzeit
te Hürden für das Recycling unzureichende Sortenrein- ten auf dem Gebiet der industriellen Softwareentwick- 01.06.2019 – 31.05.2022
heit, Störfaktoren in den Rezyklatkunststoffen und In- lung, sowie die Unternehmen Hoffmann + Voss und MKV Förderkennzeichen
formationsdefizite genannt. Kunststoffgranulate beteiligt, die über große Erfahrung 033R235
im Kunststoffrecycling verfügen. Fördervolumen des Verbundes
Die Inline-Schlagzähigkeitsmessung wurde erfolgreich 899.261 Euro
erprobt. Zurzeit werden die unteren Auflösungsgrenzen Die entwickelten Lösungen aus der „Di-Link“-Forschung
Internet
der Technik evaluiert. Weitere Tests mit anwendungsna- können von der gesamten kunststoffverarbeitenden reziprok.produktkreislauf.de
hen Materialien finden statt. Auch für die Inline-Spekt- Industrie sowie von anderen Unternehmen, bei denen
Herausgeber und Redaktion
roskopie wurden erfolgreiche Probeläufe durchgeführt. Kunststoffabfälle anfallen, genutzt werden, um mehr Vernetzungs- und Transfervorhaben „RessWInn“
Ein Test mit Rezyklaten unterschiedlicher „Qualitäten“ Recyclingkunststoffe bereitzustellen oder zu verwenden.
Gestaltung
wird derzeit durchgeführt. PM-GrafikDesign
Für beide Technologien sind Tests in realer Produk- Bildnachweis
S. 1: Wuppertal Institut für Klima, Umwelt,
tionsumgebung für den frühen Sommer geplant. Als Energie gGmbH;
Softwarelösung wurde die Infrastruktur zur Erfassung, HOFFMANN + VOSS GmbH
Ablage und Verwaltung der Daten implementiert. Die S. 2: Wuppertal Institut für Klima, Umwelt,
Energie gGmbH
dazugehörige Nutzeroberfläche wird im Austausch mit
den Anwendern entwickelt. Stand
März 2021
Das Projekt „DiLink“ wird im Rahmen der Fördermaß- KONTAKT
nahme „Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Dr. Holger Berg
Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK)“ gefördert. Döppersberg 19
42103 Wuppertal
„ReziProK“ ist Teil des BMBF-Forschungskonzeptes im Telefon: 0202 2492-179
FONA-Handlungsfeld 6: „Kreislaufwirtschaft – Rohstoffe E-Mail: holger.berg@wupperinst.org
effizient nutzen – Abfall vermeiden“ und unterstützt Pro-
PROJEKTPARTNER
jekte, die Geschäftsmodelle, Designkonzepte oder digi- SKZ – KFE gGmbH
tale Technologien für geschlossene Produktkreisläufe Forschungsinstitut für Rationalisierung e. V.
entwickeln. Infosim GmbH & Co. KG
HOFFMANN + VOSS GmbH
MKV GmbH KunststoffgranulateBerufskleidung bedeutet eine hohe Menge identischer
Textilien. Damit ist sie optimaler Ansatzpunkt für weitge-
hend geschlossene Stoffkreisläufe. Denn Textilleasing
ermöglicht ressourceneffizienteren Materialeinsatz.
DiTex bewertet Qualitäts-, Ressourcen- und Nachhal-
tigkeitseffekte von drei kreislaufgeführten Textilien aus
Rezyklatfasern und erprobt zirkuläre Geschäftsmodelle
in achtmonatiger Testanwendung bei öffentlichen Groß
verbrauchern.
DiTex
Digitale Technologien als Enabler
einer ressourceneffizienten Erste Ergebnisse: mehrfach rezyklierbare
kreislauffähigen B2B-Textilwirtschaft Textilien aus Rezyklatfasern können
Kreislauffähige Produktdesigns & Tracking nachhaltiger sein
Businesshemd, Poloshirt und Bettwäsche werden im Im September 2020 wurden die ersten Prototypen der
Rahmen einer Machbarkeitsstudie nachhaltig produ- kreislauffähigen und leasingtauglichen DiTex-Textilien
ziert. Die Voraussetzungen der Faserregenerierung wer- vorgestellt.
den bereits im Produktdesign berücksichtigt.
Die Übersichts-Ökobilanzen zeigen deutliche Ressour-
Ab Sommer 2021 werden die Textilien bei Polizei censchutz und Nachhaltigkeitsvorteile der gewählten
(Businesshemd), Rettungsdienst (Poloshirt) und Bun- Designkonzepte gegenüber konventionellen Referenz-
despolizei (Bettwäsche) in den Praxistest gebracht, denn textilien. Insbesondere die Substitution von Baumwolle
dort ermöglichen fixe Ausgabe- und durch recyceltes Polyester (Anteil im Businesshemd:
Rücknahmepunkte eine gut organisier- 38%, im Poloshirt: 100%) und recyceltes Lyocell (Anteil
bare Logistik. Zum genauen Tracking in der Bettwäsche: 50%) bewirkt signifikante Verbesse-
erhalten die DiTex-Textilien ein „Intelli- rungen beim Wasser- und Flächenfußabdruck.
gentes Etikett“. Materialeigenschaften und
Beständigkeit werden untersucht und Die Nachhaltigkeitsbewertung hat auch gezeigt, dass
Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – umfangreich geprüft, etwa durch um- auf Produktebene, in der Nutzungsphase und über den
Innovative Produktkreisläufe (ReziProK) fangreiche Wasch- und Tragetests. Gesamtlebenszyklus Rebound-Mechanismen mögliche
Ressourceneffizienzgewinne konterkarieren können.
Das Forschungsteam setzt auf hoch- Deshalb sind in der Fasergewinnung, der Konfektion und
wertige innovative “closed-loop”- im Recycling, Ressourcen und Energieeffizienz sowie mi-
Recyclinglösungen mittels chemi- nimalster Materialausschuss äußerst wichtig.
schem Faser-zu-Faser-Recycling.
Ein intelligentes Etikett
reziprok.produktkreislauf.de ermöglicht genaues Tracking. reziprok.produktkreislauf.deSie können auch lesen
