Kreislaufwirtschaft GreenTech Deutschland: Kreislaufwirtschaft unter der Lupe

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GreenTech Deutschland: Deutschland verbraucht deutlich mehr Ressourcen als der globale Durchschnitt. Dabei ließen sich bis zu 75 Prozent an Rohmaterial und Energie allein dadurch einsparen, dass Unternehmen gebrauchte Produktkomponenten wiederaufbereiten. Damit gehört die Kreislaufwirtschaft zu den Konzepten, die es in Zukunft im Blick zu behalten gilt, um sich auch international vom Wettbewerb abzugrenzen.

Das neue Jahr hat aus klimatechnischer Sicht mit einer guten Nachricht begonnen: Der Treibhausgas-Ausstoß in Deutschland ist laut Auswertungen der Denkfabrik Agora Energiewende auf dem niedrigsten Wert seit den 1950er Jahren. Dazu beigetragen haben der Ausbau erneuerbarer Energien, eine effiziente Nutzung von Energie, der Umstieg auf klimafreundlichere Brennstoffe und vor allem eine schonende Stromerzeugung. Doch klar ist auch: Der Rückgang ist erfreulich, stellt aber keinen dauerhaften Erfolg für den Klimaschutz dar. Hierfür werden nachhaltige Konzepte benötigt.

GreenTech Deutschland: Ein Wirtschaftsbooster?

Zu diesen Konzepten gehört die Circular Economy. Gemeint ist damit ein materiell geschlossenes Wirtschaftssystem, das auf die Minimierung des Ressourceneinsatzes, die Maximierung der Ressourcen-Wiederverwendung und damit einhergehend auf die Vermeidung von Abfällen ausgerichtet ist. Wirtschaftlicher Wohlstand und Ressourcenverbrauch sollen durch die Circular Economy entkoppelt werden. Das dient dem Klima- und Umweltschutz und leistet auch einen wesentlichen Beitrag dazu, Knappheitsprobleme zu lösen und eine verlässliche Versorgung mit erforderlichen Ressourcen langfristig sicherzustellen. Gerade bei kritischen Rohstoffen wie seltenen Erden ist das elementar.

In der Studie „GreenTech Made in Germany“ haben wir insgesamt sieben zirkuläre Wachstumsmärkte identifiziert. Vier davon beziehen sich auf die für die Circular Economy konstitutiven 10-R-Strategien (die üblichen neun Strategien haben wir um eine Strategie ergänzt), drei beschreiben verschiedene Dienstleistungsmodelle. Sie stellen die Handlungsmöglichkeiten für Unternehmen dar, um die Entwicklung des Marktes in Deutschland für grüne Technologien und Geschäftsmodelle, kurz GreenTech, zu fördern und die Transformation zu einer dekarbonisierten und kreislauffähigen Wirtschaft zu beschleunigen.

Serviceorientierung als zentraler Ansatz

Zentraler Ansatz für das Wirtschaften in Kreisläufen ist die Dienstleistungsorientierung. Danach werden Güter nicht als solche verkauft, sondern als permanente Dienstleistung in Form von Leasing-, Lizenz- oder Betriebsmodellen zur Verfügung gestellt. Damit fördert eine Kreislaufwirtschaft die systematische Rückführung gebrauchter Produkte für eine weitere Aufbereitung und Verwertung der in den Produkten genutzten Bestandteile. Da das Konzept der Dienstleistungsorientierung Materialströme in der Wirtschaft deutlich minimiert und gleichzeitig den Service-Output beziehungsweise die Nutzerzufriedenheit maximiert, wird es gerne in den Mittelpunkt zirkulärer Geschäftsmodelle gestellt.

10-R-Konzept als Werkzeug für die Implementierung 

Ebenso wichtig wie die Dienstleistungsorientierung sind die zirkulären Planungsstrategien, die bereits bei der Ideengenerierung und Planung innovativer Produkte ansetzen sowie technische Strategien, die eine Produktlebensdauer-Verlängerung, die Nutzungsintensivierung und das Ende des Produktlebenszyklus miteinbeziehen. Hier kommt das Konzept der 9- beziehungsweise 10-R-Strategie zum Einsatz. Es baut auf dem Prinzip „Reduce, Reuse, Recycle“ auf.

Die Strategien Refuse (Verzicht), Reduce by design (Reduktion durch Design) und Rethink (Überdenken) zielen zudem darauf ab, bereits bei der Planung von technischen Systemen und der mit ihnen verbundenen Stoffströme den Verbrauch an natürlichen Ressourcen und die Abfallentstehung zu vermeiden oder zu minimieren. Im Weiteren verfolgen die Strategien Remain (Instandhaltung), Repair (Reparieren), Re-use (Wiederverwendung), Refurbish (Instandsetzung, Aufarbeitung) und Remanufacture (Wiederaufbereitung) das Ziel, bereits im Einsatz befindliche Produkte innerhalb des Wirtschaftssystems zu halten und ihre Lebensdauer zu verlängern oder ihre Nutzung zu intensivieren. Sollten diese am Ende des Produktlebensweges beziehungsweise ihrer ursprünglichen Nutzung und Funktion nicht mehr anwendbar sein, erlauben die Strategien Repurpose (Umnutzung) und Recycle (Recycling) anderweitige Nutzungsmöglichkeiten beziehungsweise die Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen.

Best Practices aus dem Recycling-Bereich

Doch wie können Unternehmen die vorgestellten Konzepte aus dem Bereich GreenTech Deutschland praktisch umsetzen? Werfen wir einen Blick auf ein Best Practice aus dem Bereich Recycling, welches konkret für die Rückgewinnung von (Sekundär-)Rohstoffen steht. Obwohl Deutschland seit Jahren als Vorreiter bei den Recyclingquoten gilt, sind die Rohstoffströme in der deutschen Wirtschaft weitgehend linear organisiert, wobei der Anteil der Sekundärrohstoffe am gesamten Rohstoffverbrauch laut einer Erhebung von Eurostat 2023 nur bei 13 Prozent liegt. Da der Rohstoffbedarf für neue Investitionen sowie der Rohstoffkonsum pro Kopf künftig weiter zunehmen werden, ergeben sich hier viele Handlungsoptionen.

Recycling ist besonders für Batteriehersteller, Automobilhersteller und den Second-Life-Batteriemarkt von Bedeutung. Ein Geschäftsmodell, das sich in diesem Umfeld schon bewährt hat, ist die Demontage und Wiederaufbereitung von Traktionsbatterien aus Elektrofahrzeugen, um Batterien einem Second-Life-Markt zuzuführen oder wertvolle Materialien durch Recycling zurückzugewinnen. Durch Rückgewinnung und Wiederverwendung kann eine gesteigerte Ressourceneffizienz erreicht werden. Zudem lassen sich Elektroschrott und gefährliche Abfälle vermindern sowie geschlossene Materialkreisläufe fördern.

GreenTech Deutschland: Diagnosetechnik für Traktionsbatterien entwickelt

Wie Recycling als zirkuläres Geschäftsmodell schon heute in der Praxis funktioniert, zeigt das Start-up-Unternehmen Heimdalytics, das sich mit der Zukunft gebrauchter Elektroautos beschäftigt. Gemeinsam mit der Fachhochschule Kiel wurde eine fortschrittliche Diagnosetechnik für Traktionsbatterien entwickelt und umgesetzt. Die auf künstlicher Intelligenz basierende Technologie ermöglicht eine tiefgehende Analyse von Batterien bis auf die Zellebene. Der mehrstufige Messansatz berücksichtigt neben Kapazität, Spannungsverlauf und Temperatur auch aus Impedanzspektroskopien gewonnene Daten eines Moduls. Das Ziel ist die schnelle Identifizierung defekter Zellen, damit diese sicher vor dem Recycling entladen werden können.

Basierend auf der innovativen Diagnosetechnik verfolgt Heimdalytics eine stufenweise Implementierung verschiedener Geschäftsmodelle im Bereich der Circular Economy. Den erfolgreichen Einstieg hat Heimdalytics zunächst im Bereich des Recyclings von Traktionsbatterien gefunden. Durch die detaillierte Diagnose der Altbatterien kann das Start-up die Restqualität von Modulen bestimmen, welche die Grundlage für ein anschließendes Refurbishment darstellt. Dabei werden defekte Module nicht durch fabrikneue, sondern durch gebrauchte ersetzt, die ein vergleichbares Qualitätsniveau und eine ähnliche Lebensdauer (SOH-Score) haben. So bewahrt Heimdalytics Altbatterien vor der finalen Dekomposition im Recycling und bietet eine nachhaltigere und kostengünstigere Alternative zum Austausch ganzer Batteriesysteme.

Es zeigt sich bereits jetzt, dass solche Verfahren helfen, Batterien über ihre Erstnutzung hinaus einen Wert zu geben. Sie verlängern die Lebensdauer von Batterien und gewährleisten eine sichere Nutzung von Second-Life-Batterien – was wiederum einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung der deutschen Wirtschaft und Gesellschaft darstellt.

Der Autor Alexander Appel ist Manager im Bereich Sustainability & Mobility Transformation bei der MHP Management- und IT-Beratung GmbH.