Beitragsreihe Methoden der Nachhaltigkeitsbewertung: Kreislaufwirtschaftliche Maßnahmen

Hintergrund:

Die globalen Herausforderungen im Bereich Umwelt und Ressourcennutzung haben in den letzten Jahren zu einem verstärkten Interesse an nachhaltigen Wirtschaftspraktiken geführt. In diesem Kontext rückt die Kreislaufwirtschaft als ein zukunftsweisendes Konzept immer stärker in den Fokus.

Als Teil des European Green Deals der Europäischen Kommission beinhaltet der „Circular Economy Action Plan“ [1] eine breite Palette von Maßnahmen für den Übergang zu einer kreislauforientierten Wirtschaft. In der derzeit vorrangig linearen Wirtschaft werden Materialien und Produkte ausschließlich aus Primärrohstoffen hergestellt [2]. In der EU werden zum Beispiel Materialien im Durchschnitt nur einmal verwendet, wodurch 95 Prozent des Material- und Energiewerts in Europa verloren gehen. Im Gegensatz dazu tragen das Materialrecycling und die abfallbasierte Energiegewinnung lediglich fünf Prozent zum ursprünglichen Rohstoffwert bei [3]. Die Kreislaufwirtschaft repräsentiert eine grundlegende Veränderung des herkömmlichen Wirtschaftsmodells. Durch das Schließen von Ressourcenkreisläufen sollen Materialien und Energie zirkulieren, wobei vermehrt erneuerbare Energien für den Energieinput genutzt werden.

Die Europäische Union verfolgt mit der Einführung einer Kreislaufwirtschaft ein ambitioniertes Ziel. Zentrale Fragestellungen bestehen nicht nur darin, die Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen, das wirtschaftliche Wachstum zu fördern und Arbeitsplätze zu schaffen, sondern auch Umweltauswirkungen und Ressourcenabhängigkeiten zu reduzieren [4]. Gemäß der Europäischen Kommission hat sich die Kreislaufwirtschaft zu einem „unumkehrbaren, globalen Megatrend“ entwickelt und ist eine wesentliche Strategie zur Verwirklichung einer „nachhaltigen, kohlenstoffarmen, ressourceneffizienten und wettbewerbsfähigen Wirtschaft“ [5].

Die Integration der Kreislaufwirtschaft in regulatorische Rahmenwerke wie die CSRD und die EU-Taxonomie trägt maßgeblich zur Schaffung einer nachhaltigen Wirtschaft bei. Diese Entwicklung spiegelt nicht nur den zunehmenden gesellschaftlichen Fokus auf Umweltaspekte wider, sondern betont auch die Notwendigkeit für Unternehmen, ihre Bemühungen im Bereich der Kreislaufwirtschaft transparent und messbar zu gestalten.

Die Kreislaufwirtschaft ist somit nicht nur ein strategischer Schwerpunkt der europäischen Politik, sondern auch eine wesentliche Triebkraft für Innovationen und nachhaltiges Wirtschaften. Im Folgenden erläutern wir, was das Prinzip der Kreislaufwirtschaft ausmacht und wie es sich umsetzen lässt.

Was bedeutet Kreislaufwirtschaft und welche Maßnahmen gibt es?

Die Kreislaufwirtschaft, auch als Circular Economy (CE) bekannt, ist ein wegweisendes wirtschaftliches Konzept, das eine wirksame Antwort auf globale Herausforderungen in Bezug auf Umwelt und Ressourcen darstellt. Das Grundprinzip besteht darin, den herkömmlichen linearen Modellen entgegenzuwirken und stattdessen eine zirkuläre Form der Wertschöpfung zu etablieren [6]. Durch die Anwendung zirkulärer Strategien werden Materialkreisläufe geschlossen. Dadurch entsteht ein langfristig nachhaltiges und regeneratives System [6–8]. Kreislaufwirtschaft im weiteren Sinn wird definiert als „ein Wirtschaftsmodell, bei dem Planung, Beschaffung, Produktion und Wiederaufbereitung sowohl im Prozess als auch im Ergebnis so gestaltet und gesteuert werden, dass die Funktionen des Ökosystems, die Wirtschaft und das menschliche Wohlbefinden maximiert werden“ [9].

In einer Kreislaufwirtschaft wird die Optimierung des Lebenszyklus von Produkten angestrebt, indem Abfall als wertvolle Ressource betrachtet und nicht nach einmaliger Verwendung entsorgt wird [7, 8]. Mithilfe zyklischer, langsamer und geschlossener Kreislaufprozesse soll der Wert von Produkten, Materialien und Ressourcen erhalten bleiben [8]. Dieser Leitgedanke wird auf verschiedenen Ebenen umgesetzt, sei es auf Unternehmensebene, im Produktbereich oder bei den Verbraucher:innen [7, 9].

Ein konkretes aktuelles Beispiel für die Umsetzung dieses Konzepts ist die Einführung neuer EU-Regeln für Verpackungen durch das Europäische Parlament im November 2023. Das Ziel besteht darin, den Verbrauch von Plastikverpackungen und anderen Einwegverpackungen im Lebensmittelhandel und anderen Bereichen wie Hotels schrittweise zu reduzieren. Damit soll der kontinuierlichen Zunahme von Abfällen entgegengewirkt und die Wiederverwendung sowie das Recycling gefördert werden [10]. Trotz dieser Bemühungen bedarf es weiterer Maßnahmen, um das Ziel des Übergangs zu einer zirkulären Wirtschaft über die Bereiche Produktion, Konsum, und Entsorgung zu erreichen. Entsprechende Maßnahmen betreffen die Bereiche Ressourceneffizienz, Produktlebenszeit und Rohstoffrückgewinnung [6]. Ein weiterer Fokus liegt auf einem effizienten Umgang mit Energie und dem Einsatz erneuerbarer Energiequellen [14].

Kreislaufwirtschaftliche Maßnahmen können durch Effizienzmaßnahmen zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen sowie einen verminderten Bedarf an kritischem Rohstoffbedarf führen. Das Potenzial der Kreislaufwirtschaft hängt dabei von technischen Möglichkeiten, technologischen Fortschritten und der Überwindung von Umsetzungshemmnissen ab [15, 16].

Prinzipien für eine nachhaltige Wirtschaft

Einen umfassenden Maßnahmenkatalog zur Umsetzung und Etablierung einer Kreislaufwirtschaft bieten die Prinzipien des sogenannten „R-Frameworks“ [6, 12]. Das ganzheitliche Ziel dieser „R-Prinzipien“ besteht darin, den Verbrauch von Primärressourcen zu minimieren und gleichzeitig die Verwendung von Sekundärrohstoffen zu fördern [6].

Wie in Abbildung 1 dargestellt, erstrecken sich die R-Prinzipien über den gesamten Lebenszyklus eines Rohstoffs oder Produkts – von der Ressourcenentnahme, der Produktion, der Nutzung über die Produktlebensdauer bis hin zum Ende des Lebenszyklus. In der ersten Lebenszyklusphase liegt der Fokus auf der Reduktion des Ressourcenverbrauchs, insbesondere von Primärrohstoffen („Narrow the Loop“). Während der Nutzungsphase sollen Produkte zudem länger und intensiver genutzt werden, wobei der Werterhalt im Vordergrund steht („Slow the Loop“). Am Ende des Lebenszyklus zielen die R-Prinzipien auf die Schließung des Kreislaufes ab („Close the Loop“), wobei insbesondere die thermische Verwertung reduziert wird [6].

Abbildung 2 gibt eine Übersicht über die R-Prinzipien. Dabei nimmt mit aufsteigender Nummerierung die kreislaufwirtschaftliche Wirkung der Maßnahmen ab. Generell gilt, je höher die kreiswirtschaftliche Wirkung, desto geringer der Verbrauch an natürlichen Ressourcen und die Umweltbelastung [12].

Nachdem die Grundprinzipien und Maßnahmen der Kreislaufwirtschaft beleuchtet wurden, richtet sich der Fokus nun auf konkrete Anwendungsbereiche. In den kommenden Abschnitten werden einige exemplarische Treiber vorgestellt, die dazu beitragen, die R-Prinzipien in unterschiedlichen Kontexten zu realisieren.

Produktdesign:

Das Teilen, Reparieren, Wiederverwenden und Wiederaufbereiten während der Nutzungsphase sind entscheidende Maßnahmen, um Material- und Nutzungsrestwerte effizient zu nutzen und somit den Einsatz von Primärrohstoffen und die Auswirkungen der Abfallbehandlung zu reduzieren [13]. In der Literatur wird das Design als Katalysator anerkannt, um sich von dem traditionellen Modell des Nehmens, Herstellens und Entsorgens zu entfernen und eine wiederherstellende, regenerative und kreislauforientierte Wirtschaft zu erreichen. In einer Kreislaufwirtschaft steht neben der Generierung von Umsätzen vor allem die Entwicklung nachhaltiger Geschäftsmodelle im Fokus. Dafür müssen Produkte bereits von Grund auf für geschlossene Kreisläufe konzipiert und anpassungsfähig gestaltet sein [11]. Mögliche zirkuläre Geschäftsmodelle am Beispiel von Autobatterien zeigen wir in diesem Artikel.

Digitalisierung:

Die Digitalisierung eröffnet neue Perspektiven für die Umsetzung der Kreislaufwirtschaft. Das Hauptziel besteht darin, mithilfe digitaler Technologien den Lebenszyklus von Produkten zu verlängern, Ressourcen einzusparen, sowie die Wiederverwertung zu optimieren und somit nachhaltige Wirtschaftspraktiken zu fördern [17]. Der Einsatz von Technologien, wie dem Internet der Dinge („Internet of Things“ – IoT) und digitalen Plattformen, ermöglicht eine bessere Organisation von Ressourcen, beispielsweise durch intelligentes Ressourcen-Tracking und -Management. Trotz der positiven Aspekte weist die Digitalisierung auch potenzielle negative Umwelteffekte auf. Wie in dem Artikel „Digitalisierung und Nachhaltigkeit: (Wie) passt das zusammen?“ dargestellt, betrifft dies beispielsweise den mit digitalen Technologien verbundenen Energie- und Ressourcenverbrauch. Um einen konstruktiven Beitrag zur Nachhaltigkeit zu leisten, ist es daher entscheidend, dass die Digitalisierung unter Rahmenbedingungen stattfindet, die es ermöglichen, digitale Technologien nachhaltig zu gestalten [18].

Rolle der Kreislaufwirtschaft in der Energiewende

Auch in der Energiewende spielt die Kreislaufwirtschaft eine wichtige Rolle. Bei der Umstellung auf ein emissionsarmes Energiesystem erfordert insbesondere der Ausbau erneuerbarer Energien sowie die Erweiterung von Speicher- und Netzkomponenten zahlreiche und wertvolle Ressourcen, wie Kupfer, Stahl und seltene Erden. Um den Ressourcenverbrauch zu verringern und Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus einzusparen, können kreislaufwirtschaftliche Maßnahmen einen maßgeblichen Beitrag leisten. In unserem Forschungsprojekt „Kreislauffähige Energiewende: Bilanzierung der Minderung von Treibhausgasen durch zukünftige Materialkreisläufe im Lebenszyklus energietechnischer Anlagen und Komponenten“ (kurz: Kreislauf E-Wende) erarbeiten wir praxisrelevante Methoden für die Bilanzierung der Wirkungen von Maßnahmen der Circular Economy. Wir untersuchen, welche Maßnahmen der Circular Economy für Energietechnologien im Lebenszyklus von Anlagen des Energiesystems angewendet werden können. Zudem werden für ausgewählte Maßnahmen die ökologischen Effekte mittels einer prospektiven Lebenszyklusanalyse ermittelt.

Rolle der Kreislaufwirtschaft für Unternehmen

Auch in Unternehmen kann das Prinzip der Kreislaufwirtschaft dazu beitragen, Emissionen zu reduzieren und Emissionsziele zu erreichen. Die Integration der Kreislaufwirtschaft ermöglicht nicht nur die Reduktion von direkten Emissionen, sondern auch von Scope 3 Emissionen, die durch Herstellung, Nutzung und Entsorgung eines Produkts oder einer Dienstleistung entstehen. Ein umfassendes Materialflussmanagement trägt zur Identifizierung von Einsparungspotenzialen bezüglich Scope 3 Emissionen bei. So können beispielsweise Maßnahmen wie Wiederverwendung, Recycling und die nachhaltige Beschaffung von Materialien direkte Auswirkungen auf die CO₂-Bilanz entlang der Lieferkette haben. Die zirkuläre Ausrichtung von Lieferketten ermöglicht die Optimierung von Transportwegen und logistische Prozessen zur Minimierung von Energieverbrauch und damit verbundenen Emissionen. Die Auswirkung von kreislaufwirtschaftlichen Maßnahmen auf die Treibhausgasemissionen der Scope 1, 2 und 3 Emissionen haben wir in unserem Projekt „Entwicklung einer standardisierten Vorgehensweise zur Ermittlung der eingesparten Treibhausgasemissionen aus Maßnahmen zur Materialeffizienz“ (kurz: ESTEM)  untersucht.

Gerne unterstützen wir auch Ihr Unternehmen mit: 

• Identifikation von Maßnahmen der Circular Economy  

• Bewertung von Einsparpotenzialen kreislaufwirtschaftlicher Maßnahmen bzgl. Emissionen und kritischer Rohstoffe 
• Ableitung von Reduktionspfaden für vor- und nachgelagerte Scope 3 Emissionen 

 Kontaktieren Sie uns unverbindlich unter: aregett@ffe.de, +49 (0)89 158121-45; shaas@ffe.de, +49 (0)89 158121-69 ; oder info@ffe.de 

Weitere Informationen

• Beitragsartikel der FfE zu zirkulären Geschäftsmodellen für Elektrofahrzeugbatterien
• Beitragsartikel der FfE zu Digitalisierung und Nachhaltigkeit: (Wie) passt das zusammen?
• Kreislauffähige Energiewende: Bilanzierung der Minderung von Treibhausgasen durch zukünftige Materialkreisläufe im Lebenszyklus energietechnischer Anlagen und Komponenten
• ESTEM: Wie können durch Materialeffizienz-Projekte eingesparte Treibhausgas-Emissionen ermittelt werden?

Literatur

[1]     European Commission, „Circular economy action plan: The EU’s new circular action plan paves the way for a cleaner and more competitive Europe.“, 2023. [Online]. Verfügbar unter: https://environment.ec.europa.eu/strategy/circular-economy-action-plan_en. Zugriff am: 23. November 2023.

[2]     F. Müller et al., 9 principles for a circular economy. [Online]. Verfügbar unter: https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/9-principles-for-a-circular-economy (Zugriff am: 23. November 2023).

[3]     MacArthur Foundation, „Growth within: A circular economy vision for a competitive Europe“, 2015. [Online]. Verfügbar unter: https://circulareconomy.europa.eu/platform/sites/default/files/growth_within_a_circular_economy_vision_for_a_competitive_europe.pdf

[4]     M. Calisto Friant, W. J. Vermeulen und R. Salomone, „Analysing European Union circular economy policies: words versus actions“, Sustainable Production and Consumption, Jg. 27, S. 337–353, 2021, doi: 10.1016/j.spc.2020.11.001.

[5]     Europäische Kommission, „MITTEILUNG DER KOMMISSION AN DAS EUROPÄISCHE PARLAMENT, DEN RAT, DEN EUROPÄISCHEN WIRTSCHAFTS- UND SOZIALAUSSCHUSS UND DEN AUSSCHUSS DER REGIONEN: Den Kreislauf schließen – Ein Aktionsplan der EU für die Kreislaufwirtschaft“, 2015. [Online]. Verfügbar unter: https://ec.europa.eu/transparency/documents-register/api/files/COM(2015)614_0/de00000000332174?rendition=false.

[6]     A. Trawnitschek, „CIRCULAR THINKING in Standards: Wie Normung eine Circular Economy unterstützen kann“, 2023. [Online]. Verfügbar unter: https://www.din.de/resource/blob/954722/817ac05b868cad6959d3358b58127050/circular-thinking-in-standards-normen-zur-umsetzung-der-r-strategien-data.pdf. Zugriff am: 24. November 2023.

[7]     J. Kirchherr, D. Reike und M. Hekkert, „Conceptualizing the Circular Economy: An Analysis of 114 Definitions“, SSRN Journal, 2017, doi: 10.2139/ssrn.3037579.

[8]     A. Mestre und T. Cooper, „Circular Product Design. A Multiple Loops Life Cycle Design Approach for the Circular Economy“, The Design Journal, Jg. 20, sup1, S1620-S1635, 2017, doi: 10.1080/14606925.2017.1352686.

[9]     A. Murray, K. Skene und K. Haynes, „The Circular Economy: An Interdisciplinary Exploration of the Concept and Application in a Global Context“, J Bus Ethics, Jg. 140, Nr. 3, S. 369–380, 2017, doi: 10.1007/s10551-015-2693-2.

[10]   Europäisches Parlament, Kampf gegen Verpackungsmüll: Neue Regeln für den Umweltschutz. [Online]. Verfügbar unter: https://www.europarl.europa.eu/news/de/press-room/20231117IPR12213/kampf-gegen-verpackungsmull-neue-regeln-fur-den-umweltschutz (Zugriff am: 23. November 2023).

[11]   M. Moreno, C. de los Rios, Z. Rowe und F. Charnley, „A Conceptual Framework for Circular Design“, Sustainability, Jg. 8, Nr. 9, S. 937, 2016, doi: 10.3390/su8090937.

[12]   J. Potting, M. P. Hekkert, E. Worrell und A. Hanemaaijer, Circular Economy: Measuring innovation in the product chain, 2017.

[13]   Q. Oberpriller, F. Weber, R. Iten, R. Fasko und U. Frei, „Beurteilung von ausgewählten Massnahmen zur Förderung der Kreislaufwirtschaft in der Nutzungsphase“, Zürich, 2019. [Online]. Verfügbar unter: https://www.infras.ch/media/filer_public/da/e3/dae37037-a8a9-4c36-9206-e76ca0ffb8bf/massnahmen-foerderung-kreislaufwirtschaft.pdf.

[14]   Ellen MacArthur Foundation, „Towards the circular economy Vol. 1: An economic and business rationale for an accelerated transition“, 2013. [Online]. Verfügbar unter: https://www.ellenmacarthurfoundation.org/towards-the-circular-economy-vol-1-an-economic-and-business-rationale-for-an. Zugriff am: 21. November 2023.

[15]   Anika Regett, „Development of Instruments for a Circular Energy Economy: Potential of the Circular Economy to Reduce the Critical Resource Demand and Climate Impact of Electric Vehicle Batteries“. Dissertation, Elektrotechnik und Informationstechnik, Technische Universität München, München, 2020. [Online]. Verfügbar unter: https://www.ffe.de/wp-content/uploads/2021/06/Development-of-Instruments-for-a-Circular-Energy-Economy.pdf

[16]   J. Korhonen, C. Nuur, A. Feldmann und S. E. Birkie, „Circular economy as an essentially contested concept“, Journal of Cleaner Production, Jg. 175, S. 544–552, 2018, doi: 10.1016/j.jclepro.2017.12.111.

[17]   A. H. Trevisan, I. S. Zacharias, C. G. Castro und J. Mascarenhas, „Circular economy actions in business ecosystems driven by digital technologies“, Procedia CIRP, Jg. 100, S. 325–330, 2021, doi: 10.1016/j.procir.2021.05.074.

[18]   RIFS Potsdam, Chancen und Risiken der Digitalisierung für eine nachhaltige Entwicklung. [Online]. Verfügbar unter: https://www.rifs-potsdam.de/de/news/chancen-und-risiken-der-digitalisierung-fuer-eine-nachhaltige-entwicklung (Zugriff am: 23. November 2023).