Webinarbericht | Design für geschlossene Kreisläufe

Die Rolle von Produktdesign und Produktentwicklung für die Kreislaufwirtschaft am Beispiel von Elektronikgeräten 

Die Umgestaltung unserer Wirtschaft zu einer Kreislaufwirtschaft ist das deklarierte Ziel des European Green Deal und aktueller Anstrengungen in Österreich. Doch funktionieren kann dies nur, wenn der angestrebte Kreislauf bereits bei Design und Entwicklung aller Produkte mitgedacht wird. Über die bedeutende Rolle von Produktdesign und Produktentwicklung für die Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft sprachen bei einem Webinar am 8. Juli von Ressourcen Forum Austria und STENUM GmbH im Rahmen der “Webinarreihe zur Förderung von Ressourceneffizienz- und Kreislaufwirtschaftsaktivitäten in Österreichs Produktionsbetrieben“ ExpertInnen aus Wissenschaft und Wirtschaft und diskutierten mit den über 70 TeilnehmerInnen. Die Webinarreihe wird finanziert durch das Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (und bildet in Kooperation mit den Webinaren des Schweizer Reffnet.ch Teil ein grenzüberschreitendes Informationsangebot).  Kooperationspartner waren weiters der Fachverband der Elektro- und Elektronikindustrie sowie die Industriellenvereinigung Salzburg.

Kreislaufwirtschaft als Antwort auf ökologische und wirtschaftliche Probleme 

In seiner Begrüßung stellte Andreas Van-Hametner, Geschäftsführer des Ressourcen Forum Austria das Thema Thema Circular Design zu Beginn in den Kontext der globalen ökologischen und ökonomischen Herausforderungen. Er skizzierte eine Welt mit global stark steigenden Ressourcenverbräuchen und deshalb massiven Umweltproblemen und einer noch in den Kinderschuhen steckenden Kreislaufwirtschaft. Außerdem stellte er klar, dass dieser Ressourcenverbrauch neben dem Energieverbrauch ganz wesentlich zur Klimakrise beiträgt, alle Kreislaufwirtschaftsaktivitäten deshalb auch als Klimaschutzmaßnahme verstanden werden müssen. Dann rückte Van-Hametner aber auch die wirtschaftlichen Probleme des hohen Ressourcenverbrauchs in den Fokus: Hohe Materialkosten, Preisschwankungen und Versorgungsunsicherheiten sowie Knappheiten. Von diesen können sich Unternehmen mit ressourceneffizienter Produktion und Kreislaufwirtschaftsmaßnahmen unabhängiger machen, so schloss Van-Hametner um zum Kernthema des Webinars überzuleiten. 

Circular Design – Schritte zum kreislauffähigen Produkt 

Rainer Pamminger von der Forschungsgruppe ECODESIGN an der TU Wien stellte dann in seiner spannenden Keynote Circular Design in allen Facetten vor. Neben den erwähnten ökologischen Herausforderungen stellte Pamminger zu Beginn die aktuellen EU-Regularien betreffend Kreislaufwirtschaft als Rahmenbedingung vor.  Der Circular Economy Action Plan zielt unter anderem auf die Produktion nachhaltiger Produkte (zB durch die Verdoppelung des Anteils kreislauffähiger Materialien), die Stärkung der Verbraucher und verbesserte Abfallstrategien ab und konzentriert sich dabei vor allem auf besonders ressourcenintensive Sektoren und somit eben auch auf Elektronik und IKT. Zur Adressierung der Produktebene wurde im März 2021 die Ecodesignrichtlinie  – die sich bislang sehr stark auf das Thema Energieeffizienz konzentrierte – um Reparaturaspekte erweitert (zB die verpflichtende Verfügbarkeit von Ersatzteilen und Reparaturanleitungen für bestimmte Produktgruppen). Zu Österreich verwies Pamminger auf Ambitionen im aktuellen Regierungsprogram (österreichweiter Reparaturbonus), die FTI Initiative Kreislaufwirtschaft sowie die in Ausarbeitung befindliche Kreislaufwirtschaftsstrategie.  

Anhand des Value Hill Modells stellt Pamminger anschließend unterschiedliche Strategien vor, mit denen entlang des Produktlebenszyklus die Ziele der Kreislaufwirtschaft verfolgt werden können, um den Wert von Ressourcen möglichst lange erhalten zu können. Für die Wertaufbauphase nennt er hierzu “Kreislauffähige Materialien”, “Steigerung der Produktionseffizienz”, “Kreislaufdesign” und “Langlebigkeit”, für die Tophill Phase das Anbot unterschiedlicher wertschöpfender Dienstleistungen und für die Downhill Phase “Wiederverwendung”, “Remanufacturing” bzw. “Refurbishmemt” sowie zu guter Letzt “Recycling”. Entlang des gesamten Lebenszyklus bieten sich trotz eines gewissen Mehraufwands in einer Kreislaufwirtschaft zusätzliche Wertschöpfungspotentiale, stellte Rainer Pamminger klar und illustrierte dies mit Beispielen aus unterschiedlichen Branchen (u.a. Victorinox (Uphill), Fairphone (Uphill), Hilti (Tophill), Refurbished (Downhill), Philips (Tophill). Am Beispiel eines Profi-Voice Recorders von Philips zeigte er zudem auf, wie verschiedene Strategien für unterschiedliche Komponenten miteinander verknüpft werden können. 

Anschließend präsentierte er vier Schritte zu einem kreislauffähigen Produkt. Erstens muss sich ein Unternehmen bei der Entwicklung oder Überarbeitung eines Produktes um den Material- und Energieeinsatz bewusst sein und herausfinden, welche Lebenszyklusphase die höchsten Umweltauswirkungen aufweist und ob das eigene Produkt somit eher Rohstoff-, Herstellungs-, Nutzungs- oder Entsorgungsintensiv ist. Für die Analyse und Darstellung eignet sich eine Ökobilanz. Diese Analyse entlang des gesamten Lebenszyklus ist anschließend kritisch zu interpretieren. Auf Basis dieser Interpretation und dem Erkennen eigener Stärken und Schwächen ist zweitens eine Strategie zu erarbeiten (Dabei können externe Tools hilfreiche Unterstützung bieten; siehe unten). Drittens ist dann das Produkt nach Prinzipien des Kreislaufwirtschaft anzupassen und zu verbessern. Aber was bedeutet das überhaupt? Dies beginnt beim Einsatz kreislauffähiger Materialien über die Steigerung der Produktionseffizienz bis zu einer Produktgestaltung, welche Recycling erleichtert und Reparierfähigkeit und Remanufacturing bzw. Wiederverwendung und Langlebigkeit gewährleistet. Um den Nutzen von Circular Design auch unternehmerisch abzuholen ist schlussendlich noch eine Adaption des eigenen Geschäftsmodells zentral, wenn die zusätzliche Wertschöpfung in unternehmerischen Erfolg umgemünzt werden soll. Wichtig ist dabei, systematisches und gesamthaftes Vorgehen und Denken entlang des gesamten Produktlebenszyklus um keine Insellösungen zu erstellen.  

Circular Design in der Praxis 

Im Anschluss stellten drei Unternehmensvertreter Beispiele von Circular Design-Ansätzen bei österreichischen Betrieben aus der Elektro- und Elektronikindustrie vor. Den Beginn machte David Schönmayr von Fronius am Beispiel des aktuellen GEN24-Wechselrichters. Auch er betonte die Bedeutung einer Lebenszyklusanalyse für die weiteren strategischen Schritte und Umsetzungsmaßnahmen. Diese Analyse kam zum Ergebnis, dass die Herstellung der knapp 500 Komponenten den größten Teil der Ökobilanz ausmacht. Da die Wechselrichter von Fronius bereits eine sehr hohe Lebensdauer aufweisen, setzt man neben erhöhtem Rezyklateinsatz, den Fokus auf Energie-Effizienzsteigerungen, die weitere Erhöhung der Langlebigkeit der Komponenten und die Reparaturfähigkeit. Für letzteres bietet Fronius hauseigene Reparaturzentren. Schönmayr skizzierte aber auch die Komplexität in der Umsetzung, beispielsweise den teilweise bestehenden Trade-Off zwischen Langlebigkeit von Komponenten und Ihrer Recyclingfähigkeit. 

Christoph Knogler stellte dann die bereits umgesetzten Maßnahmen und Potentiale für Kreislaufwirtschafts-Design entlang der Bereiche ressourceneffiziente Produktion, Qualität und Langlebigkeit, Lebensdauerverlängerung und 3R (Repair, Retrofit und Refurbishment) bei KEBA Energy Automation vor, beleuchtete aber auch die bestehenden Grenzen von Kreislaufwirtschaftsansätzen. KEBA setzt Maßnahmen beispielsweise im regionalen Sourcing, aber auch in der regionalen Produktion von Teilgruppen und hat die Fertigungstiefe erhöht – Maßnahmen, die bereits im Produktdesign berücksichtigt werden müssen. Zudem achtet man auf die Optimierung der Materialauswahl und setzt ebenso auf Langlebigkeit beispielsweise durch modularen Aufbau und Reparaturfähigkeit. Dafür bietet KEBA eigene Reparaturzentren aber auch die Möglichkeit der Produktrücknahme samt Refurbishments. Konkret führte Knogler dies an der klimaneutralen Wallbox KeContact P30 Green Edition aus. Grenzen der Nachhaltigkeit setzen unter anderem das Fehlen lokaler Produzenten im Halbleiterbereich, Schwierigkeiten hoher Kunststoff-Rezyklatanteile, aktuell die Verfügbarkeiten von Hardware sowie rechtliche Einschränkungen beim Refurbishment. 

Als drittes Unternehmen stellte das W&H Dentalwerk seine Circular Design Aktivitäten vor. Leon Koopman erläuterte, dass W&H vor allem auf Langlebigkeit und Kundenzufriedenheit wert legt. Dabei setzt man neben open loop Recycling von Metallen, Kühlschmierstoffen und Kunststoffen in der Produktion, auf hohe Reparaturfähigkeit der Produkte, auf Modularität für Synergieeffekte sowohl für die eigenen Werkzeuge, wie für die Produktpalette. Das Upgrade von bestehenden Produkten ist gelebte Praxis und möglich durch den modularen Aufbau der Produkte. Auch ein zeitloses Design for Longevity erhöht die Langlebigkeit der eigenen Produkte.  

Anforderungen des Recyclings an das Produktdesign 

Welche Anforderungen an das Design von Elektro- und Elektronikgeräten stellen sich schlussendlich für gutes Recycling am Ende der Nutzungsphase? Dies zeigte Petra Lehner von der UFH Holding, zu der unter anderem eine Recyclinganlage für Kühl- und Gefriergeräte gehört, anschaulich am Praxisbeispiel von Kühlgeräten. Trotz diverser rechtlicher Verpflichtungen (u.a. Elektro-Altgeräte RL, AWG und ElektroaltgeräteVO) stellen fehlende und auch falsche gerätespezifische Informationen nach wie vor eine Herausforderung dar. Auch ist die notwendige Kennzeichnung der Geräte nicht immer erkennbar. In Bezug auf das Design ist zum einen die Materialwahl und dabei der Einsatz heterogener Kunststoffe und von Verbundstoffen, zum anderen aber auch die Produktvielfalt und beispielsweise das Fehlen einer “Soll”-Absaugstelle problematisch für das Recycling. Bei neuen Gerätetypen sind zudem aufwendige Versuchsreihen (mind. 70-140 Geräten) notwendig, um die Eignung der Verfahren (Shredder, Querstromzerspanung, etc.) zu testen. 

Tools zur Bewertung und Entwicklung kreislauffähiger Produkte 

Zum Abschluss stellt Rainer Pamminger Online-Werkzeuge zur Steigerung der Kreislauffähigkeit von Produkten vor. Diese können online kostenfrei eingesehen und getestet werden:  

  • ECODESIGN+ https://www.ecodesignplus.com 
  • D4R PILOT https://d4r-pilot.ecodesign.at/pilot/ 
  • CE Strategist https://www.katche.eu 

Diskussion 

In der anschließenden Diskussion erteilten alle Referenten dem Thema geplante Obsoleszenz eine klare Absage. Einigkeit herrschte auch über die Notwendigkeit einer ökosozialen Steuerreform, welche Arbeit am Standort Österreich günstiger und wettbewerbsfähiger und dadurch im Besonderen Reparaturen wirtschaftlicher macht, dafür Ressourcen- und Energieverbrauch aber verteuert. Zudem wurde der Vorschlag diskutiert, Produkte mit verwirklichten Kreislaufwirtschaftsansätzen (bspw. Refurbished Produkte) öffentlich zu incentivieren. Eine große Herausforderung gerade im Elektronik-Bereich stellt die immer größere Abhängigkeit von asiatischen Zulieferern dar. Die aktuell stark steigenden Preise für Rohstoffe und Komponenten werden eher lang- wie kurzfristig als Treiber für mehr Kreislaufwirtschaft betrachtet.  

Take Home Messages 

  • Kreislaufwirtschaft ist mehr wie Recycling, eine strategische Chance und vor allem ein Innovationsthema 
  • Kreislaufwirtschaft und Ressourceneffizienz ist wesentlicher Beitrag zur Klimaneutralität 
  • Die Beachtung von Designprinzipien für mehr Kreislaufwirtschaft (Circular Design) kann ganz wesentlich dazu beitragen, dass Produkte länger und intensiver genutzt, leichter wiederverwendet, wiederaufbereitet und zu guter letzt recyclet werden.  
  • Nur mit kreislauffähig designten Produkten ist eine tragfähige Kreislaufwirtschaft möglich. 
  • 4 Schritte zu einem kreislauffähigen Produkt: 1) Lebenszyklus interpretieren, 2) Strategie finden, 3) Produkt verbessern, 4) Geschäftsmodell anpassen 
  • Kreislaufwirtschaft auf Produkt- und Unternehmensebene ist individuell; Es gibt kein one-size-fits-all! 

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