FH Bielefeld
University of
Applied Sciences

Zirkuläre Wertschöpfung

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Wir, Studierende der Regenerativen Energien an der FH Bielefeld am Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik, haben im Rahmen des Moduls „Zirkuläre Wertschöpfung nach Cradle to Cradle“ (Wintersemester 17/18) diese Internetseite erstellt, um über das Thema zirkuläre Wertschöpfung zu informieren und dafür zu sensibilisieren.

VISION

Eine Gesellschaft, in der alle Materialien und Stoffe in Kreisläufen geführt werden. Die Produkte schadstofffrei sowie gesund sind und kein Müll mehr existiert. So könnte die Welt aussehen, wenn die zirkuläre Wertschöpfung ein Leitgedanke der Gesellschaft werden würde! In Zukunft sehen wir eine grüne Welt, in der hochmoderne Städte und Industriegebiete einen positiven Fußabdruck hinterlassen und dadurch ökonomisch wachsen.

Bei der zirkulären Wertschöpfung profitiert jeder Einzelne, der sich beteiligen möchte. Auf der industriellen Ebene wird z. B. Wasser durch eine dezentrale Aufbereitungsanlage gereinigt. Dabei wird Abwasser durch eigens angelegte Teiche aufgenommen und gereinigt. Das Wasser, das aus der Fabrik hinaus geleitet wird, ist dann im idealen Fall sauberer als das Wasser, welches in die Fabrik eingeleitet wurde.

Auf der gesellschaftlichen Ebene wird ein neues Konsumdenken etabliert. „Intelligente Verschwendung” bedeutet, dass z. B. Sonnenenergie, die im Überfluss vorhanden ist, genutzt wird – sei es als Lichteintrag für das Gebäude oder in der Stromerzeugung. Hinzu kommt ein umfassender gesellschaftlicher Wandel des Menschenbilds, bei dem wir uns als

„Nützling“ sehen. Bis jetzt wurde der Mensch als „Schädling” oder „Virus” angesehen. „Am besten für die Umwelt wäre es, wenn der Mensch gar nicht da wäre”. Von dieser Anschauung möchten wir Abstand nehmen. Der Mensch als „Nützling” ist so zu verstehen, dass jeder einzelne mit seinem Handeln seinen Mitmenschen und der Umwelt etwas Gutes tut.

Wir arbeiten auf eine Welt hin, in der wir durch zirkuläre Wertschöpfung einen positiven Einfluss auf die ökonomischen, ökologischen und sozialen Aspekte ausüben. Für ein Bürogebäude bedeutet dieses Konzept, dass sich mittels natürlichem Licht und besserer Belüftung die Qualität des Arbeitsplatzes verbessert. Außerdem wird die Biodiversität vor Ort gefördert. Dies führt zu deutlich sinkenden Krankheitsfällen und zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit [1, 2, 3].

Wir sehen eine Welt, in der Diversität unsere Stärke ist. Einerseits sind wir autonom und doch voneinander abhängig. Die Natur zeigt uns hier, wie es funktioniert. Aus diesem Grund sollten wir sowohl für unsere als auch die nächste Generation verantwortungsbewusster handeln.

Unserer Meinung nach muss die Menschheit ihre Denkweise ändern. Wir sollten anfangen in Kreisläufen zu denken und zu verstehen, dass ein Leben nach „grünen Prinzipien“ unseren Lebensstandard nicht senkt, sondern im Gegenteil, die Lebensqualität erhöht.

Grundlegend für die oben genannten Ziele ist, dass das Konzept der zirkulären Wertschöpfung selbstverständlich wird.

 

Definition

Zirkuläre Wertschöpfung / Circular Economy

Der Grundgedanke kann als innovatives Konzept, das eine neue nachhaltige und gleichzeitig zukunftsorientierte Kreislaufwirtschaft darstellt, gesehen werden. Dabei wird zwischen den biologischen und technischen Kreisläufen differenziert. Anhand von Neuverknüpfungen von Wertschöpfungsketten wird das Effektivitätskonzept in den Vordergrund gestellt.

„Zirkulär“ – in Kreisläufen denkend

„Wert“ – materieller Gehalt

„Schöpfung“ – kreativer Prozess

→ Roh- und Werkstoffe werden am Ende eines Wertschöpfungsprozesses zu Nährstoffen neuer Kreisläufe, indem sie in neu designten Produkten einen Mehrwert bilden. Konsequent umgesetzt führt dieses zu einer Entkopplung des wirtschaftlichen Wachstums vom Verbrauch natürlicher Ressourcen [2].


Circular Economy

Die Circular Economy überwindet unser derzeitiges lineares Wirtschaftsmodell „Take, Make, Waste” und ist dabei schon regenerativ. Beruhend auf ganzheitlichen Innovationen, zielt das Konzept darauf ab, Produkte und Dienstleistungen neu zu entwickeln. Dies geschieht um Abfall überflüssig werden zu lassen und negative Auswirkungen unseres Konsums zu minimieren. Unterstützt durch die Energiewende hin zu regenerativen Energiequellen baut das zirkuläre Modell wirtschaftlichen, ökologischen und gesellschaftlichen Mehrwert auf. Die Entkopplung des wirtschaftlichen Wachstums vom Verbrauch natürlicher Ressourcen wird durch die Circular Economy möglich. 

Geprägt wurde dieses neue Wirtschaftsmodell durch die Ellen MacArthur Foundation, welche in Teilen auf der Cradle-to-Cradle-Denkschule aufbaut [4].

Cradle to Cradle

Cradle to Cradle (C2C) ist ein Designkonzept, das die Natur zum Vorbild hat. Es steht für Innovation, Qualität und gutes Design.


„Cradle to Cradle” – von der Wiege zur Wiege 


C2C als geschützte Marke bietet eine Zertifizierung von Produkten an. Das Konzept betrachtet ganzheitlich die ökonomischen, sozialen und ökologischen Auswirkungen von Produktlebenszyklen. Zudem differenziert C2C zwischen biologischen und technischen Materialkreisläufen. Das Ziel einer unendlichen Kreislaufwirtschaft wird verfolgt und entsprechende Produkte werden ,nach Bronze, Silber Gold und Platin C2C-zertifiziert. C2C ist nicht nur ein Konzept, sondern auch eine Denkschule [5].

Konsequenzen der Linearität

Derzeit wird bei der Produktentwicklung das Prinzip der Linearwirtschaft, auch „Take, Make, Waste“ genannt, praktiziert. Die Linearwirtschaft wird  umgangssprachlich auch als “Wegwerfgesellschaft” bezeichnet. Nach der Produktion und Nutzung des Produktes wird ein Großteil der verwendeten Rohstoffe mit dem Produkt selbst verbrannt oder weggeworfen. Dies führt auf lange Sicht gesehen zu einem Mangel an Rohstoffen und starker Umweltbelastung. Schadstoffe gelangen in die Luft und in unser Trinkwasser, was verheerende gesundheitliche, ökologische sowie ökonomische Folgen mit sich bringt.

Auch ist die Ressourcenausbeutung in den Entwicklungsländern ist ein Grund für die steigende Zahl von Wirtschaftsflüchtlingen. Anhand des „Earth-Overshoot-Day“, wird jährlich der Tag ermittelt an dem die ökologischen Ressourcen, welche der Planet innerhalb eines Jahres regenerieren kann, von den Menschen aufgebraucht wurde. 2019 war dieser Tag bereits am 29. Juli und der Trend geht dahin, dass dieser Tag immer früher im Jahr ist [6].

In Abbildung 1 ist die strukturelle Einordnung von „zirkulärer Wertschöpfung“ dargestellt. Die Circular Economy und die zirkuläre Wertschöpfung sind sich so ähnlich, dass sie als ein Kreis dargestellt werden. Die Schnittmenge zwischen C2C und der zirkulären Wertschöpfung ist sehr groß

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Abbildung 1: Strukturelle Einordung "Zirkuläre Wertschöpfung" 

In der Potenzialanalyse NRW wurde die Zirkuläre Wertschöpfung detailliert beschrieben [2]. Jedoch ist in der bisherigen Fachliteratur die „Zirkuläre Wertschöpfung“ noch nicht einheitlich abgegrenzt. An diesem Schaubild wird eine Definition der Rahmenbedingungen zuzüglich der Qualitätsstandards, auf welche diese aufgebaut werden, vorgenommen. Es ist jedoch zu beachten, dass alle Mehrwerte beschrieben werden, jedoch keine Werkzeuge für eine Umsetzung genannt werden.

Die Bedeutung des Begriffs „Zirkuläre Wertschöpfung“ orientiert sich an der international oft verwendeten Bezeichnung „Circular Economy“.

In Deutschland wird dies jedoch oft mit „Kreislaufwirtschaft“ unzureichend übersetzt und dadurch fälschlicherweise nur mit Abfallwirtschaft oder Recyclingwirtschaft assoziiert.

Die zirkuläre Wertschöpfung als umfassender industriepolitischer Innovationsansatz, orientiert sich an bereits festgelegten Standards. Sie basiert auf den Grundlagen des Cradle-to-Cradle-Konzepts. Dieses bietet speziell definierte, erprobte und zudem nachvollziehbare Qualitätsstandards als Orientierung. Die Circular Economy, geprägt von der Ellen McArthur Foundation, wurde durch das Cradle-to-Cradle-Konzept inspiriert. C2C liefert den konzeptionellen Rahmen, der die Circular Economy und infolgedessen die zirkuläre Wertschöpfung, herausstellt.

 

Die Kreisläufe

Bei der Zirkulären Wertschöpfung nach C2C unterscheiden wir zwei verschiedene Kreisläufe – den biologischen und technischen Kreislauf.

Biologischer Kreislauf  

Abbildung 2: Biologischer Kreislauf [© C2C e.V. // Christian Buchner] [7]

In Abbildung 2 ist der biologische Kreislauf abgebildet. Im biologischen Kreislauf zirkulieren Verbrauchsgüter. Produkte wie Reinigungsmittel, Zahncreme oder auch Schuhe müssen für den biologischen Kreislauf hergestellt sein. Bei Schuhen entsteht Abrieb von den Sohlen, ist dieser aus nicht abbaubarem Kunststoff, wird der Abrieb als Mikroplastik von dem Regen in die Gewässer, von dort ins Meer gespült und landet und schließlich in unserem Essen auf unserem Teller.. Das gleiche geschieht bei Autoreifen.

Der biologische Kreislauf befasst sich mit Materialien die für alle unbedenklich sind. Die Materialien enthalten keine Schadstoffe oder biologisch abbaubare Substanzen, somit sind alle Materialien nach ihrem Verbrauch kompostierbar und bieten wichtigen Nährboden für neue nachwachsende Ressourcen.


Technischer Kreislauf

Abbildung 3: Technischer Kreislauf [© C2C e.V. // Christian Buchner] [7]

In Abbildung 3 ist der technische Kreislauf dargestellt. In diesem zirkulieren beispielsweise Metalle, welche unendlich oft wiederverwendet werden können. Grundvoraussetzung dafür ist aber, dass die Legierungen und die Metalle in hoher Qualität zurückgewonnen und unterschieden werden können. Schädliche Inhaltsstoffe dürfen nicht in den Kreislauf miteinfließen. 

Technische Nährstoffe sind nicht biologisch abbaubar und sollten somit in geschlossenen Kreisläufen geführt werden und nicht in die Umwelt gelangen. Die wirtschaftliche Motivation ist hierbei, dass die Rohstoffpreise volatil sind und die Verfügbarkeit der Rohstoffe zukünftig immer stärker eingeschränkt sein wird. Somit wird vorausschauend gehandelt wenn die Rohstoffe in Kreisläufen geführt werden und somit die Verfügbarkeit besser planbar wird.

Qualitätsstandards einer zirkulären Wertschöpfung

Das Ziel einer zirkulären Wertschöpfung ist es, die bestmögliche Qualität der Materialien in der gesamten Wertschöpfungskette zu erhalten und zu gewährleisten. Zudem sollen die Materialien unaufhörlich in technischen Kreisläufen recycelt oder biologisch nutzbringend re-integriert werden können. Gemäß dem Cradle-to-Cradle-Konzept „Alles wird als Ressource für etwas anderes konzipiert” müssen Produkte Anforderungen im Hinblick auf Produktdesign, Inhaltsstoffe und Recyclebarkeit genügen.

Die Konzeptionierung von Gebäuden, Produkten oder Prozessen ist von besonderer Bedeutung. Produkte sollten hinterfragt und ggf. neu konzipiert sowie Produktionsprozesse neu durchdacht werden, so dass die letztendlichen Güter im definierten Nutzungsszenario


  • gesund oder anderweitig vorteilhaft für Mensch und Umwelt sind.
  • keine in Bezug auf Toxizität und Recycelbarkeit problematischen Substanzen enthalten.
  • im Hinblick auf ein spezifiziertes Rückgewinnungs- und Recyclingverfahren im biologischen oder technischen Kreislauf gestaltet sind.
  • im Hinblick auf die Rückgewinnung, Wiederaufarbeitung und Demontage konzipiert sind.
  • von hohem Wert für die Rückgewinnung und das Recycling sind.



Tripple Top Line

Die Triple Top Line (TTL) wird als ein zusammengesetztes Dreieck visualisiert. Dieses Dreieck wird als Werkzeug beim Designprozess genutzt, um das TTL-Denken zu optimieren. Dieses Denken bedeutet die Werte aus allen drei Bereichen zu optimieren bzw. zu maximieren, also Mehrwerte zu schaffen.

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Abbildung 4: Triple Top Line

Nachfolgend werden die Mehrwerte erläutert und durch Beispiele veranschaulicht. Die TTL dient dabei als Tool um die Mehrwerte zu optimieren.
 

Gesellschaftlicher Mehrwert

Unter dem gesellschaftlichen Mehrwert werden folgende Punkte verstanden:

  • Höher Lebensqualität
  • Menschenrechte
  • Gute Arbeitsbedingungen
  • Faire Löhne

Die Gesellschaftlichen Mehrwerte lassen sich nicht so leicht von den anderen Mehrwerten trennen, da davon ausgegangen werden kann, dass sich positive Entwicklungen in der Wirtschaft und Umwelt auch positiv auf die Gesellschaft auswirken.

Gesteigerte Lebensqualität wird unter anderem durch eine verbesserte Raumluftqualität oder das Einbringen von Sonnenlicht in Gebäuden realisiert. Die gesteigerte Qualität führt zu einer verbesserten Gesundheit und einem gesteigerten Wohlbefinden der Menschen. Durch den Verzicht auf toxische Stoffe in Produkten werden auch die Arbeitsbedingungen von Arbeitnehmern verbessert. Ein Beispiel dafür ist die Kleidungsproduktion. Durch die Bezahlung eines existenzsichernden Lohns an jeden wird eine gesellschaftliche Balance erreicht.

Ökologischer Mehrwert

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Unser Wirtschaftswachstum und die Priorisierung auf Fortschritt und Wohlstand können langfristig gesehen nur dann funktionieren, wenn wir Menschen uns über die negativen Wechselwirkungen mit der Umwelt im Klaren sind und eine andere Haltung zur Natur einnehmen. Doch wie lässt sich dies erreichen? Damit wir auch in Zukunft die Lebensgrundlage auf unserem Planeten erhalten können, braucht es neben dem Verständnis auch neue Ideen und Konzepte, die über den Umweltschutz hinausgehen.

Die Zirkuläre Wertschöpfung hat das Potential, durch kreislaufbasierte Materialwirtschaft einer weiteren Übernutzung von Quellen nichterneuerbarer Rohstoffen entgegenzuwirken. Darüber hinaus liegt ein Fokus darauf, keine toxischen Substanzen zu verwenden und Produkte schon im Designprozess in Kreisläufen zu denken [2].

Die langfristigen Ziele der zirkulären Wertschöpfung aus ökologischer Sicht sind dabei [2]:


  • Die Auswirkungen des Klimawandels durch CO2 senken und dieses stattdessen als Nährstoff nutzen.
  • Den Einsatz erneuerbarer Energien ausbauen.
  • Fruchtbare Böden erhalten und aufbauen.
  • Die Artenvielfalt/ Biodiversität fördern.
  • Saubere Luft, saubere Böden und sauberes Wasser in Meeren und Flüssen sicherstellen.

Als Idealzustand wird dabei ein Wirtschaftskonzept gesehen, welches aus ökologischer Sicht positive Auswirkungen auf die Umwelt hat, beispielsweise Lebensräume schafft und somit Biodiversität fördert.

Wir haben die Möglichkeit den Ressourcenverbrauch deutlich zu reduzieren und die seit über 40 Jahren global anhaltende Übernutzung von Ressourcen zu beenden. Gleiches gilt für den Rückgang der biologischen Vielfalt, die sich im selben Zeitraum mit einem Rückgang von 52 % mehr als halbiert hat [9, 10].


MetallgussUnsere aktuelle Materialinfrastruktur ist linear. Produkte werden so designt, das sie am Ende ihrer Nutzungsdauer als häufig toxischer Abfall im Müll entsorgt werden und die Umwelt belasten. Neben den verheerenden Auswirkungen auf das biologische System gehen somit auch die im Produkt gebundenen Ressourcen verloren. Dabei stellt sich die Frage: Kann so ein nachhaltiges und effektives Ressourcenmanagement aussehen?

Würde man Stoffe, die nicht für das biologische System bestimmt sind, in einem geschlossenen technischen Kreislauf zirkulieren, wäre es möglich die Umwelt erheblich zu entlasten und gleichzeitig den enormen Ressourcenverbrauch in Deutschland und weltweit zu verringern. Daher setzt die zirkuläre Wertschöpfung auf Ressourcenmanagement über Intelligent Materials Pooling (IMP) [12]. Durch einen geschlossenen technischen Kreislauf kann so ein signifikanter Mehrwert für die Ökologie geschaffen werden [2]. Eine Fokussierung auf erneuerbare Energiequellen kann zudem, den durch die Energiebranche verursachten CO2 Ausstoß, erheblich verringern. Die Stärkung des biologischen Kreislaufs ermöglicht weiter einen positive Nutzung von CO2 zum Bodenaufbau und Pflanzenwachstum und damit eine Fixierung des CO2 im Boden.

Alle Produkte und Materialien, die nicht innerhalb des technischen Kreislaufes zirkulieren, sollten kompatibel mit dem biologischen Kreislauf sein, das heißt sie müssen ungiftig sein und als Nährstoffquelle für die Tier- und Pflanzenwelt zur Verfügung stehen können.

Durch die zirkuläre Wertschöpfung ist es möglich, zukunftsorientiertes und ökologisches Handeln mit wirtschaftlichem Erfolg zu vereinen. Denn mit unserem Handeln bestimmen wir die Grundbedingungen für nachfolgende Generationen.

Wirtschaftlicher Mehrwert

Die zirkuläre Wertschöpfung schafft ökonomische Werte und bietet infolgedessen monetäre Mehrwerte. Diese nutzbringenden ökonomischen Mehrwerte werden im Folgenden erläutert.

  1. Wirtschaftswachstum von endlichen Rohstoffen entkoppeln und in positiven Zusammenhang mit Schutz der Umwelt und natürlichen Ressourcen bringen.
  2. Erweiterung der Wertschöpfungskette auf Produktnutzung und -rücknahme, um mehr Kundennutzen und -bindung zu generieren.
  3. Schutz vor Preissteigerungen und -schwankungen, sowie vor Lieferproblemen im Bereich der Ressourcenbeschaffung.
  4. Reduzierung der Investitionskosten auf Kundenseite.
  5. Einsparung von Material, Energie und Arbeit.
  6. Behauptung von langlebigen Produkten am Markt gegenüber derer von "Billigherstellern" mit geringerer Haltbarkeit
  7. Wettbewerbsvorteil und Innovationsrente schaffen
  8. Positive Außenwirkung gegenüber Kunden und für Arbeitnehmern

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Aktuell herrscht das Konzept einer linearen Wirtschaft vor. Die Rohstoffe werden von dem Produzenten entnehmen, Energie und Arbeit aufwenden, um ein Produkt zu erstellen und der Konsument entsorgt das Produkt wieder, sobald es nicht mehr seinen Zwecken dient. Dies stößt auf Dauer an seine Grenzen. Ressourcen sind nicht nur geprägt von steigenden und unvorhersehbaren Preisen, sie sind außerdem endlich. Das Konzept der zirkulären Wertschöpfung steht dem komplett gegenüber. Es ermöglicht das Wirtschaftswachstum voran zu treiben, ohne dabei die Ressourcenentnahme zu erhöhen.

Durch den Stopp der Ressourcenentnahme oder einer drastischen Reduzierung, wird der damit verbundene enorme und weiter wachsende Eingriff in die Natur unterbunden. Außerdem liefern die erzeugten und in den Kreislauf zurückgeführten Produkte einen ökologischen Mehrwert. 

Die Umsetzung einer zirkulären Wertschöpfung bedeutet, die unternehmerische Erweiterung der Wertschöpfungskette auf Produktnutzung und -rücknahme. Eine gezielte Betrachtung der Produktnutzung, welche eine zentrale Rolle im Rahmen des intelligenten Designs spielt, bewirkt, dass das Produkt nur den tatsächlich benötigten und für den Kunden unbedenklichen Nutzen erfüllt. Die daraus resultierende Steigerung des Kundennutzen lässt wiederum einen Wettbewerbsvorteil entstehen.

Die Produktrücknahme dient als Basis für weitere Mehrwerte und ist verbunden mit einem Ausbau von Wiederverwertungs-, Re- und Upcycling-Systemen. Diese Systeme können in geschlossene (firmeneigene) bzw. offene (firmenfremde) Kreisläufe integriert werden. Voraussetzung dafür ist eine doppelte Lieferkette, die neben der Verteilung der Endprodukte an den Kunden auch einen Rücknahmekanal für Produkte nach Ablauf ihrer Nutzung enthält. Die Rückgewinnung schafft neue Interaktionspunkte mit dem Kunden und sichert somit den Kundenkontakt. Wodurch eine Fehlerverbesserung und Kundenwünsche einfacher in neue Produkte mit ein einfließen können. 

Ein weiterer Mehrwert hinsichtlich der Ressourcenbeschaffung, der aus einem Rücknahmesystem generiert wird, ist der Schutz vor Preisvolatilitäten und -steigerungen oder sogar vor Lieferproblemen. Dieser Schutz wird aber nicht allein durch Rücknahmesysteme geschaffen, sondern durch ganz neue Servicekonzepte. Im technischen Kreislauf würde dies zum Beispiel bedeuten, dass statt des Produktes selbst lediglich der Service, den das Produkt liefert, verkauft wird.

Im Grunde genommen lagern die hochwertig verbauten Materialien für eine definierte Nutzungszeit beim Kunden und können anschließend unabhängig des volatilen Marktpreises als Rohstoffe für die Produktion zurückgewonnen werden. Letztlich reduziert dieses Servicekonzept auch die anfänglich hohen Investitionskosten für den Kunden.

Im Anschluss an eine erfolgreiche Rücknahme des Produktes, welches (beim Design und bei der Roh- und Werkstoffauswahl) nach dem Prinzip der zirkulären Wertschöpfung geschaffen wurde, steht die Reparatur, Umnutzung oder ein kompletter Wiederaufbau. Ziel ist es die Produkte so lange wie möglich in der Wertschöpfung zirkulieren zu lassen und so Material, Energie und Arbeit einzusparen, die durch die Herstellung eines neuen Produktes anfallen würden.

Heutige Produktnutzungszyklen sind häufig zu kurz, um einen nutzwerteffizienten Gebrauch von Materialien zu erreichen, da viele Produkte, trotz vollständiger Funktionalität, aufgrund mangelnder Modernität entsorgt werden. Treibender Faktor ist hier u.a. die Digitalisierung, welche stets neue Technologien hervorbringt.

Bezogen auf das Produkt Waschmaschine, haben hier die durchschnittlichen Anwender häufig einen Anreiz die kostengünstigste Maschine zu kaufen. Diese hat bei einem Branchendurchschnitt von 250 Waschzyklen pro Jahr und den durchschnittlich möglichen 2000 Waschzyklen ca. einen Lebenszyklus von 8 Jahren. Die Gewährleistungsfristen dagegen betragen typischerweise nicht mehr als ein bis zwei Jahre. Langfristig jedoch kosten High-End-Maschinen den Anwender rund 12 Cent pro Waschgang, während Low-End-Maschinen 27 Cent pro Waschgang kosten.

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Auch hier benötigt es eine Änderung des Geschäftsmodells. Die langlebigen sogenannten „build-to-last”-Maschinen bieten zwar in der Produktion eine große Stahleinsparung und somit auch eine große Minderung des CO2-Ausstoßes, allerdings wird dies durch verpasste Verbesserungen der Energieeffizienz ausgeglichen, die leichter verfügbar gewesen wären, wenn der Haushalt öfter eine neue Maschine gekauft hätte. High-End-Waschmaschinen müssen also in einem nutzungs- oder leistungsbasierten Modell angeboten werden. Dies könnte es dem Durchschnittsanwender ermöglichen, in kürzerer Zeit von den niedrigen Kosten pro Zyklus von High-End-Maschinen zu profitieren. Ein Leasingvertrag, beispielsweise mit einer Laufzeit von fünf Jahren, würde die hohe Anfangskostenschwelle für die Kunden beseitigen und ermöglicht es nach Ablauf dieser Zeit Modernisierungsmaßnahmen an der Maschine vorzunehmen. Solche Maßnahmen belaufen sich auf Softwareanpassungen und Erweiterung von Elektronik- und Sensorik-Komponenten, die in die Maschinen integriert werden können, ohne ihre Struktur wesentlich zu verändern. 

Modernisierungsmaßnahmen können zugleich Innovationen sein, welche als nachhaltige Wettbewerbsvorteile gelten. Diese Innovationen sichern eine Innovationsrente durch die Exklusivität der angebotenen Ware und wahren den Wohlstand des Unternehmens.

Abschließend lässt sich sagen, dass die Einführung des Konzeptes der zirkulären Wertschöpfung vor allem positive Imageeffekte für Unternehmen bedeutet und gegebenenfalls eine stärkere Wahrnehmung als innovatives und zukunftsweisendes Unternehmen. Dies ist nicht nur vorteilhaft für die Positionierung im Markt, sondern auch im Wettbewerb um qualifizierte Fachkräfte.



Beispiele für die Mehrwerte

Die grüne Wand

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Abbildung 5: Die grüne Wand mit freundlicher Genehmigung von art aqua GmbH & Co KG [15]

„Die grüne Wand als Beispiel für intelligente und nachhaltige Architektur“ 

Die grüne Wand lässt sich auch als vertikaler Garten beschreiben. Dabei handelt es sich um dicht bewachsene Wände im Innenbereich sowie Fassaden für den Außenbereich. Die Palette der Pflanzen, welche sich für eine solche Wand eignen, ist riesig.

Sie generiert auf simple Art und Weise Mehrwerte für jeden im Raum, wobei die Pflanzen im biologischen Kreislauf und das Halterungssystem im technischen Kreislauf zirkulieren können.

Gesellschaftliche Mehrwerte
Durch ihre Fähigkeit die Luft zu verbessern, indem sie die Luftfeuchtigkeit erhöht, unangenehme Gerüche sowie Staub und Schall absorbiert, steigert sie das Wohlbefinden der Menschen. Es wird ihr außerdem nachgesagt, dass der Kontakt zu den Pflanzen einen Menschen Geborgenheit verspüren lässt.

Ökologische Mehrwerte
Einen Mehrwert durch einen Hausbau kreieren? Klingt zunächst zweifelhaft, wenn man bedenkt wie viele Ressourcen dafür aufgewendet werden. Wenn man allerdings versucht, sein Gebäude wie einen Baum zu konzipieren, welcher täglich CO2 aufnimmt und im Gegenzug das für uns lebenswichtige O2 emittiert, dann kann man einen echten Mehrwert schaffen. Und genau dieser Effekt ist durch begrünte Wände möglich. Gerade die Außenfassade bietet eine große Fläche und damit ein enormes Potential.

Wirtschaftliche Mehrwerte
Wird eine grüne Wand beispielsweise in einem Büro installiert, wo die Luftqualität aufgrund von schlechter oder falscher Belüftung oder ausgasender Schadstoffe häufig mangelhaft ist, könnte eine deutliche Verbesserung des Arbeitsumfeldes erreicht werden [16]. Somit würde die Motivation eines jeden Mitarbeiters gesteigert werden. Ein motivierter Mitarbeiter ist leistungsfähiger und somit auch produktiver.

Kupfer 

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Um das Konzept hinter der zirkulären Wertschöpfung besser zu verstehen, wird im Folgenden ein vereinfachtes gedankliches Beispiel vollzogen: 

Ein Unternehmen, welches sich auf die Produktion von Transformatoren mit Kupferspulen spezialisiert hat, möchte das Konzept der zirkulären Wertschöpfung auf ihre Produktpalette anwenden. Im Folgenden werden beispielhaft Vorgehensweise und Mehrwerte diskutiert.

 

Gesellschaftliche Mehrwerte

Kupfer gehört genauso wie Blei und Quecksilber zu den Schwermetallen und wirkt in biologischen Systemen toxisch. Aus diesem Grund kommt für eine zirkuläre Materialinfrastruktur nur der technische Kreislauf in Frage.

Die in der Kupferförderung angewandten Techniken können unter anderem eine hohe Belastung des Oberflächen- und Grundwasser hervorrufen. Dies wirkt sich negativ auf die Qualität des Wassers und darauffolgend auf das Ökosystem aus. Daraus folgend wird das Leben und die Gesundheit der Bevölkerung und der Arbeiter in den Abbaugebieten wie beispielsweise Sambia, die von diesem Wasser abhängig sind stark negativ beeinflusst [19].

Vor allem Schwefelsäure und Schwefeldioxid setzen den Menschen in den betroffenen Regionen zu. Das Oberflächenwasser wird kontaminiert und die Luft durch toxischen Staub und SO2 belastet. 

Als Folge der Umweltbelastung steigen die Zahlen der Atemwegs- und Lungenerkrankungen bis hin zu Krebs signifikant an.

Laut dem UN-Sonderbeauftragten für Menschenrechte und Wirtschaft, John Ruggie, ereignen sich zudem die schwerwiegendsten Menschenrechtsverletzungen im Bergbau und der Rohstoffgewinnung. 

Diese sozial bedenklichen Faktoren können verhindert werden wenn das Kupfer nach der Anwendung bzw. Nutzungsdauer wieder dem technischen Kreislauf zugeführt wird.

Ökologische Mehrwerte

Ökologisch gesehen wird die Kupfergewinnung mit einer Vielzahl an Umweltproblemen in Verbindung gebracht. Dazu zählen z. B. [19]:

  • Die Verschmutzung durch Schwefel, da Kupfer zu 90 Prozent aus sulfidischen Erzen gewonnen wird.
  • Veränderung der Flora und Fauna, was eine Verringerung der Biodiversität hervorruft.
  • Gefährdung durch Emissionen toxischer Schwebstoffe.

Führt man den Rohstoff Kupfer im Kreislauf, entfallen diese negativen Aspekte der Kupfergewinnung. Ressourcen werden geschützt und die Verschmutzung des ökologischen Systems verhindert.

 

Wirtschaftliche Mehrwerte

Ein Unternehmen, das offen kommuniziert wie wichtig ökologische und soziale Aspekte sind, gewinnt in der Außenwahrnehmung deutlich an Sympathie und erfährt eine Imageaufwertung.

Eine Kundenbindung kann erzeugt werden, wenn das Produkt nicht verkauft, sondern dem Kunden zur Verfügung gestellt wird. Also verkauft das Unternehmen im Beispiel keine Transformatoren, sondern die Dienstleistung der Spannungsumwandlung für eine bestimmte Nutzungsdauer.

Nach der Nutzungsdauer gelangen die Rohstoffe zurück in das Unternehmen und werden wiederaufbereitet. Der erneute Abbau von Rohstoffen und der Transport aus entfernten Regionen (wie Sambia) entfallen. Der Energiebedarf bei der Wiederverwendung ist in der Regel deutlich geringer als bei dem Abbau der Rohstoffe. Derzeit wird schon ein Anteil des Kupfers recycelt aber noch längst nicht 100 %.

→ Langfristig sind wirtschaftliche, soziale und ökologische Vorteile für das Unternehmen durch die Umsetzung der zirkulären Wertschöpfung zu erwarten.

Soil farming

Weltweit verlieren wir ca. 26 Milliarden Tonnen an fruchtbaren Boden pro Jahr. Allerdings liegt unser Augenmerk derzeit auf anderen Problemen. Doch über kurz oder lang wird uns diese Kurzsichtigkeit einholen, da der Boden die Lebensgrundlage für das gesamte terrestrische Leben darstellt. Fruchtbaren Boden zu erhalten wird zukünftig eine mindestens genauso große Herausforderung wie der Klimawandel sein, denn ohne Boden ist kein Leben auf der Erde möglich.

Gesellschaftliche Mehrwerte

Der Aufbau einer Humusschicht führt zu einer nachhaltigen Verbesserung der Bodenqualität, die auch noch für kommende Generationen nutzbar ist. Durch die Möglichkeit Pflanzen selbst in trockenen Gebieten anzubauen, wird die Lebensqualität der Bevölkerung verbessert. Zudem werden Arbeitsplätze geschaffen und die Abhängigkeit von anderen Ländern sinkt.

Ein besonderes Beispiel stellt die Sekem Initiative in Ägypten dar. Sie ist seit über 30 Jahren ein Beispiel für nachhaltige Entwicklung. Die Verarbeitung von biologisch-dynamischen Produkten, umfassender Bildung und Erziehung und kultureller und sozialer Förderung wirken hier ganzheitlich zusammen. Durch neue Methoden einer ökologischen Landwirtschaft, einer sozial verträglichen Arbeitswelt, sowie einer den ganzen Menschen umfassenden Erziehung und Bildung konnte die Vision, wirtschaftliche Landwirtschaft in der Wüste zu betreiben, tatsächlich realisiert werden [20], [21].

Ökologische Mehrwerte

Die Umwelt profitiert durch die langfristige Sequestrierung von Kohlenstoff in den Böden in Form von Humus. Dieser Kohlenstoff gelangt nicht in die Atmosphäre, sondern wird im Boden gebunden. Der Aufbau einer Humusschicht schützt nachhaltig vor Erosion und führt zu einer besseren Wasserspeicherung im Boden. Die bessere Wasserspeicherung sorgt für einen höheren Widerstand gegen zukünftig steigende Regenmassen bedingt durch Klimaveränderungen.

Durch die bessere Belüftung des Bodens und der im Humus enthaltenen Nährstoffe, dient der Humus verschiedenen Organismen als Lebensraum und fördert so die Biodiversität. Biodiversität beschreibt ‚die Vielfalt des Lebens‘, also das Artenreichtum und die Menge an Bodenorganismen. Vor allem aerobe Mikroorganismen stellen Nährstoffe für die Pflanzen zur Verfügung und sorgen somit für ein besseres Pflanzenwachstum [21].

Wirtschaftliche Mehrwerte

Die zirkuläre Wertschöpfung liefert dazu überzeugende Antworten: Produkte die vollständig kreislauffähig sind, wirtschaftlich erfolgreich, förderlich für die Umwelt und gesund für den Nutzer [22].

Durch den Einsatz von Humus in den Böden ist ein höherer Ernteertrag möglich. Durch den höheren Anteil an Nährstoffen im Boden und der Umstellung auf nachhaltige Landwirtschaft kann auf Kunstdünger verzichtet werden. Die in Kompost enthaltenen Pflanzennährstoffe, Phosphor und Stickstoff ersetzen teilweise mineralische Düngemittel. Berechnungen des Bundesverband der Deutschen Entsorgungs-, Wasser- und Rohstoffwirtschaft e.V. (BDE) ergaben, dass bei Verwertung aller Bioabfälle auf dem Wege der Kompostierung (ca. 5,2 Millionen Tonnen Kompost) eine Menge an Mineraldünger substituiert werden kann, für dessen Herstellung jährlich so viel Strom verbraucht würde, wie eine Stadt mit 99.000 Haushalten [22].

 

Zirkuläre Wertschöpfung als Wahlmodul an der FH Bielefeld

Pilotprojekt an der Fachhochschule Bielefeld

Das Modul “Zirkuläre Wertschöpfung nach C2C” wurde im Wintersemester 2017/18 erstmals als Wahlmodul im Studiengang Regenerative Energien angeboten. Lehrbeauftragte ist Frau Dr. Tanja Scheelhaase (Senior-Beraterin bei EPEA und Mitarbeiterin von Prof. Dr. Michael Braungart). Modulverantwortliche ist Professorin Eva Schwenzfeier-Hellkamp. Kernthema sind ökologische und ökonomische Kreislaufprozesse von Produkten und Gebäudearchitekturen sowie das Verständnis für effektives und nachhaltiges Handeln.

Kursinhalte

Die Studierenden lernen die verschiedenen Facetten der zirkulären Wertschöpfung kennen und erhalten einen detaillierten Einblick in die Cradle-to-Cradle-Denkschule. Das komplexe Thema wird mit Hintergrundwissen zu biologischen und technischen Kreislaufprozessen untermauert.

Von Beginn an werden neue Blickwinkel geschaffen und festgefahrene Denkmuster neu ausgerichtet. So lassen sich beispielsweise viele technische Raffinessen aus der Natur ableiten und an die Bedürfnisse des Menschen anpassen, um im Einklang mit der natürlichen Umwelt zu leben ohne dabei auf die Errungenschaften der Neuzeit verzichten zu müssen.

Farblose Plattenbauten müssen der Vergangenheit angehören und der Lebensraum des Menschen sollte so gesund wie möglich gestaltet werden. Großprojekte wie das Rathaus im niederländischen Venlo sind vorbildliche Beispiele für die praktische Umsetzung von zirkulärer Wertschöpfung mit positiver Auswirkung auf den Menschen und die Umwelt. Im Venloer Rathaus wird durch die energie- und wasserautarke Gebäudeinfrastruktur und die Verwendung von schadstofffreien und recycelbaren Materialien der Gedanke der zirkulären Wertschöpfung umgesetzt [23].

Besonders ZW gibt die Möglichkeit, Produkte genau unter die Lupe zu nehmen und die Auswirkungen auf den Menschen und die Umwelt zu betrachten. Es werden die verwendeten Rohstoffe für die Herstellung eines Produktes und die anschließende Entsorgung am Ende eines Produktzyklusses scharf diskutiert und unbedenkliche Alternativen für Schadstoffe sowie mögliche Kreislaufprozesse erarbeitet.

Am Ende ist jeder Teilnehmer des Moduls in der Lage, sein erworbenes Fachwissen mit geschärftem Umweltbewusstsein und dem Verständnis komplexer Zusammenhänge der Wertschöpfungsketten, Stoffkreisläufe und biologischen Lebensräumen, sinnvoll einzusetzen.

 

Bibliothek / Linksammlung / Quellen

Architektur
  1. William McDonough + Partners
    http://mcdonoughpartners.com/projects/, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
  2. Park 20/20
    http://www.park2020.com/en/, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
  3. C2C-Centre
    http://www.c2c-centre.com/projects, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
Produkte / Unternehmen
  1. Cradle-to-Cradle Products Innovation Institute
    http://www.c2ccertified.org/, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
  2. Braungart und McDonough
    https://mbdc.com/portfolio/, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
  3. Cradlelution
    http://cradlelution.de/, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
Zertifizierung
  1. Cradle-to-Cradle Products Innovation Institute
    http://www.c2ccertified.org/get-certified, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
  2. EPEA – The Cradle of Cradle-to-Cradle
    http://www.epea.com/services/, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
  3. Braungart und McDonough
    https://mbdc.com/how-to-get-your-product-cradle-to-cradlecertified/, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
Videos / Filme
  1. Cradle-to-Cradle Centre
    http://www.c2c-centre.com/library, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
  2. EPEA – The Cradle of Cradle-to-Cradle
    http://www.epea.com/media/, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
  3. GreenBiz
    https://www.greenbiz.com/video, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
E-Learning
  1. Ellen MacArthur-Foundation
    https://www.ellenmacarthurfoundation.org/programmes/education, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
  2. Cradle-to-Cradle Products Innovation Institute
    http://www.c2ccertified.org/education, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
  3. USGBC Learning Lab
    https://learninglab.usgbc.org/, zuletzt abgerufen am 03.04.2018
Quellen

[0] Pixabay:
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[1] https://www.epea.com/de/cradle-2-cradle/, zuletzt abgerufen am 16.03.2018

[2] Tanja Scheelhaase und Guido Zinke: Potenzialanalyse einer zirkulären Wertschöpfung im Land Nordrhein-Westfalen Ministerium für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und Handwerk des Landes Nordrhein-Westfalen Düsseldorf-Hamburg-Berlin, September 2016

[3] Dominik Walcher und Michael Leube: Kreislaufwirtschaft in Design und Produktmanagement, Springer Gabler, 2017

[4] https://www.ellenmacarthurfoundation.org/, zuletzt abgerufen am 16.03.2018

[5] http://cradlelution.de/cradle-to-cradle/cradle-to-cradle-konzept/, zuletzt abgerufen am 16.03.2018

[6] https://www.overshootday.org/, zuletzt abgerufen am 16.03.2018

[7] http://c2c-ev.de/c2c-konzept/kreislaeufe/, zuletzt abgerufen am 16.03.2018

[8] https://pixabay.com/de/geld-finanzen-gesch%C3%A4ft-finanz-2696228/, zuletzt abgerufen am 16.03.2018

[9] Living Planet Report 2014, WWF, http://www.wwf.de/fileadmin/fm-wwf/Publikationen-PDF/WWF_LPR2014_Kurzfassung.pdf, zuletzt abgerufen am 16.03.2018

[10] Studie: http://www.pnas.org/content/114/30/E6089.abstract, zuletzt abgerufen am 16.03.2018

[11] https://pixabay.com/de/eisen-schmelze-ofen-metall-hei%C3%9F-900391/, zuletzt abgerufen am 16.03.2018

[12] http://dev.nl.epea-hamburg.org/sites/default/files-nl/IntelligentMaterialsPooling.pdf, zuletzt abgerufen am 16.03.2018

[13] https://pixabay.com/de/unternehmer-idee-kompetenz-vision-1340649/, zuletzt abgerufen am 23.03.2018

[14] https://pixabay.com/de/h%C3%A4ndesch%C3%BCtteln-handschlag-h%C3%A4nde-3091906/, zuletzt abgerufen am 23.03.2018

[15] http://www.artaqua.de/uploads/tx_flexslider/Klinikum_5.jpg, zuletzt abgerufen am 23.03.2018

[16] http://www.luftanalyse-zentrum.de/schlechte-luft-buero, zuletzt abgerufen am 23.03.2018

[17] https://pixabay.com/de/draht-kupfer-elektro-stop-closeup-2681887/, zuletzt abgerufen am 23.03.2018

[18] http://www.fr.de/wirtschaft/kupfer-abbau-in-sambia-veraetzte-zukunft-fuer-sambias-kinder-a-787662, zuletzt abgerufen am 23.03.2018

[19] https://www.tu-braunschweig.de/Medien-DB/geooekologie/exkursionsbericht-2003-pages189-200.pdf, zuletzt abgerufen am 23.03.2018

[20] https://www.youtube.com/watch?v=uwQZ2w52jng, zuletzt abgerufen am 23.03.2018

[21] http://www.sekem-bio.de/die-sekem-initiative, zuletzt abgerufen am 23.03.2018

[22] http://www.epea.com/zukunft-klimaschutz-kompostierung/, zuletzt abgerufen am 23.03.2018

[23] http://www.c2c-centre.com/sites/default/files/infographic-def-DU-def2.pdf, zuletzt abgerufen am 23.03.2018