Kreislaufwirtschaft So wird die Produktentstehung nachhaltiger

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Die Kreislaufwirtschaft ermöglicht es, Produkte so zu entwickeln, dass die eingesetzten Ressourcen reduziert, ihre Nutzung intensiviert und ihre Wiederverwertung sichergestellt wird. Im Rahmen des Forschungsprojekts „ZirkuPro“ („Zirkuläre Produktentstehung“) haben Forschende der Universität Paderborn und der Fraunhofer-Institute IEM (Paderborn) und IZM (Berlin) eine praxisnahe Lösung entwickelt.

Durch den wachsenden Druck von Regulierungen, Kundenerwartungen und Umweltauflagen stehen Unternehmen vor der Herausforderung, ihre Wertschöpfung nachhaltiger zu gestalten. Ein Ansatz ist die Kreislaufwirtschaft. Im Forschungsprojekt „ZirkuPro“ („Zirkuläre Produktentstehung“) haben Wissenschaftler:innen der Universität Paderborn und der Fraunhofer-Institute IEM (Paderborn) und IZM (Berlin) nun eine praxisnahe Lösung für diesen Ansatz entwickelt: ein strukturiertes Vorgehensmodell, also eine methodische Anleitung, die beschreibt, wie bestimmte Ziele erreicht werden können. Es legt typische Phasen fest und dient dazu, Abläufe effizient, transparent und kontrollierbar zu gestalten. Hinzu kommt ein umfangreicher Methoden-Koffer, der Unternehmen hilft, kreislauffähige Produkte effizient zu konzipieren und umzusetzen.

Ein wesentlicher Schwerpunkt lag auf der Elektronik als Kernbestandteil intelligenter technischer Systeme. Besonderes Augenmerk richtete sich in diesem Zusammenhang auf kritische Materialkombinationen, wie zum Beispiel Seltene Erden, sowie häufig unterschätzte CO2-Emissionen. Das Forschungsprojekt wurde im Rahmen des Technologie-Netzwerks „it’s OWL“ drei Jahre lang mit rund drei Millionen Euro vom Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen (MWIDE NRW), heute das Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes NRW (MWIKE), gefördert und jüngst erfolgreich abgeschlossen.

Kreislaufwirtschaft: praktische Unterstützung für Unternehmen

Die zirkuläre Produktentstehung bezeichnet einen nachhaltigen Entwicklungsansatz, bei dem Produkte so gestaltet werden, dass sie effizient Prinzipien der Kreislaufwirtschaft berücksichtigen. Das Ziel: Ressourcen schonen und Abfall minimieren, indem Materialien und Energie in geschlossenen Kreisläufen gehalten werden.

„Um Unternehmen eine klare Herangehensweise zu bieten, haben wir eine Systematik entwickelt, die den gesamten Prozess der zirkulären Produktentstehung abbildet: von der Initiierung über die Potenzialfindung, Lösungskonzipierung und Evaluierung hin zur Implementierung“, erklärt Julia Marie Vehmeyer, Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Fachgruppe „Advanced Systems Engineering“ am Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn.

Der ZirkuPro-Methoden-Koffer ist ein zentrales Hilfsmittel: „Wir haben ihn auf der Basis umfangreicher Recherchen und einer Interviewstudie mit Fachpersonen entwickelt. So ist eine Sammlung von 21 Methoden entstanden, die sowohl in der Praxis bewährte Ansätze als auch neu entwickelte Herangehensweisen enthält. Diese Methoden unterstützen Unternehmen bei der Entwicklung nachhaltiger Produkte sowie der dazugehörenden Geschäftsmodelle und Wertschöpfung“, erläutert Vehmeyer.

Der Fokus der Forschung der Fachgruppe „Advanced Systems Engineering“ lag dabei auf der Potenzialfindung, Geschäftsmodellentwicklung, Gestaltung der Wertschöpfung und der Zielbildentwicklung mithilfe des „Circular Readiness Checks“. Mit diesem wird überprüft, wie weit Organisationen vorbereitet sind für zirkuläre Geschäftsmodelle. So wird ihnen eine Stoßrichtung gegeben, welche Kreislaufprinzipien sich für ihr Produkt eignen.

Erfolgreiche Anwendung in der Industrie

Die Systematik wurde im Projektkonsortium, das mehrere Industriepartner umfasst, erfolgreich getestet. Unternehmen konnten gezielt Methoden aus dem Methoden-Koffer auswählen und in ihren Produktentstehungsprozess einbinden. Ein besonderes Erfolgsbeispiel ist der Entwicklungs- und Fertigungsdienstleister CP contech electronic. Das Unternehmen der Elektronikbranche hat mehrere Methoden aus dem Koffer umgesetzt und dabei wertvolle Impulse zur Steigerung der Zirkularität im Produktentstehungsprozess gewonnen. Dadurch wird es künftig möglich, gemeinsam mit Kundinnen zirkuläre Produkte zu entwickeln und so aktiv einen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft zu leisten.

Fazit und Ausblick

Vehmeyer resümiert: „Beim Abschlusstreffen herrschte unter unseren Pilotpartnern Einigkeit. ZirkuPro hat den Anstoß gegeben, dass sie sich frühzeitig und systematisch mit dem Thema Zirkularität auseinandersetzen. Durch das Projekt konnten sie entscheidende Schritte in Richtung Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft unternehmen und sich in diesen Bereichen einen deutlichen Vorsprung erarbeiten.“

Bei Interesse können sich Unternehmen direkt an Julia Marie Vehmeyer vom Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn wenden.

Weitere Informationen: https://www.uni-paderborn.de/

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