Kreislaufwirtschaft durch nachhaltige Werkstoffe integrieren
Integration von Prinzipien der Kreislaufwirtschaft in die Produktentwicklung durch nachhaltige Werkstoffe, die recycelbar und biologisch abbaubar sind.
Werkstoffe sind die Bausteine der Produkte, die wir täglich herstellen und verbrauchen. Die Wahl der Werkstoffe hat jedoch einen erheblichen Einfluss auf den ökologischen Fußabdruck eines Produkts.
Um die wirtschaftliche Nachfrage einer wachsenden Bevölkerung zu befriedigen, sind die Industrieunternehmen heute fast ausschließlich auf neue Rohstoffe angewiesen, was zu einer steigenden Werkstoffentnahme und -nutzung führt. Wie im Circularity Gap Report 2023 der Circle Economy Foundation dargelegt, werden rund 90 % der Werkstoffe verschwendet, sind unbrauchbar oder stehen für Wiederverwendung und Recycling nicht zur Verfügung.
Im Schmetterlingsdiagramm der Ellen MacArthur Foundation veranschaulicht das System der Kreislaufwirtschaft „den kontinuierlichen Werkstofffluss in einer Kreislaufwirtschaft durch zwei Hauptkreisläufe – den technischen Kreislauf und den biologischen Kreislauf“. Im technischen Kreislauf werden die Materialien durch Wiederverwendung, Reparatur, Wiederaufbereitung und Recycling im Umlauf gehalten. Im biologischen Kreislauf werden biologisch abbaubare Stoffe durch Kompostierung und anaerobe Gärung wieder in den Boden eingebracht.
Die drei Eckpfeiler der nachhaltigen Werkstoffe
Haben Sie die Werkstoffe immer auf der Grundlage von Kosten, Verfügbarkeit und Leistung ausgewählt?
In einer linearen Wirtschaft reicht die traditionelle Auswahl von Werkstoffen oft nicht aus, um den gesamten Lebenszyklus eines Produkts zu berücksichtigen. Stattdessen sollten Sie eine ganzheitliche Sichtweise übernehmen. Laut einer Studie des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) werden mindestens 80 % der Umweltauswirkungen eines Produkts in der Konstruktionsphase bestimmt. Entscheidungen, die in dieser Phase getroffen werden, haben Einfluss auf die Lebensdauer des Produkts, seine Beschaffenheit, die Reparaturmöglichkeit und den Umgang damit am Ende der Lebensdauer.
Durch die Integration von Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft können Sie den Produktentwicklungsprozess so optimieren, dass der Schwerpunkt auf Langlebigkeit, Reparaturfähigkeit und leichter Demontage bei gleichzeitig verlängerter Lebensdauer liegt, während Sie die Recycling- und Wiederaufbereitungsphasen vereinfachen. Dieser Wechsel erfordert eine kollaborative Plattform, auf der Ihre Konstruktions-, Entwicklungs- und Fertigungsteams zusammenarbeiten, um erneuerbare Werkstoffe zu verwenden, die nicht nur innovativ, sondern auch umweltverträglich sind.
Der Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft veranlasst die Unternehmen, die Grenzen des Möglichen auszureizen und neue Werkstoffe zu entwickeln, die einen minimalen ökologischen Fußabdruck hinterlassen. Warum? Der Grund dafür ist, dass herkömmliche Werkstoffe zwar funktional sind, aber bei der Werkstofftrennung und -rückgewinnung Probleme bereiten können. Es gilt, die Werkstoffe für biologische und technische Kreisläufe zu optimieren.
Der Übergang zur Kreislaufwirtschaft erfordert eine umfassende Überarbeitung der bestehenden Praktiken, die über das Design der Werkstoffe hinausgeht. Sie können einen Wandel herbeiführen, indem Sie chemische Prozesse umgestalten, um die Effizienz und Kosteneffizienz von schwer zu recycelnden Werkstoffen zu verbessern. Dies beinhaltet die Entwicklung neuer Technologien und die Verbesserung bestehender chemischer Prozesse zur Trennung und Rückgewinnung von Werkstoffen aus komplexen Produkten, wie z. B. Elektronik oder Batterien.
Innovative Entwicklungen in der Modellierung und molekularen Simulation ermöglichen die Umwandlung komplexer Werkstoffe in wiederverwendbare Komponenten. Wenn ausgemusterte Werkstoffe zu wertvollen Ressourcen aufgewertet werden, können Unternehmen einen höheren Mehrwert aus ihrem vorhandenen Bestand ziehen. Darüber hinaus können innovative chemische Prozesse das Recycling-Management und die Wiederaufbereitung dieser Werkstoffe rationalisieren, was den Energieverbrauch und das Abfallvolumen reduziert.
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