Im Rahmen des Elektronikforums beschäftigen wir uns auch mit Möglichkeiten und Chancen einer zirkulären Wertschöpfung.  


Die zirkuläre Wertschöpfung wird als wirtschaftliches System beschrieben, das nach Intention und Design restaurativ und regenerativ ist. Es ersetzt das Konzept des End-of-Life bestehender linearer Wertstoffketten durch geschlossenen Wertschöpfungskreisläufe und erzeugt positive gesamtgesellschaftliche Vorteile.
Die zirkuläre Wertschöpfung

  • vermeidet oder verwertet Abfälle durch eine entsprechende Gestaltung von Materialien, Produkten, Systemen und Geschäftsmodellen,
  • integriert Stoffstrommanagement und Energiesystem auf nacchhaltige Weise,
  • minimiert Klima- und Umweltbelastungen ganzheitlich.

Quelle: VDI, www.vdi.de/themen/zirkulaere-wertschoepfung 

Das Prinzip Cradle to Cradle (C2C - wörtlich: „von Wiege zu Wiege“; sinngemäß: „vom Ursprung zum Ursprung“) verfolgt dieselbe Philosophie wie Circular Economy. Der Ansatz existiert bereits seit den 1990er Jahren und kennt zwei Kreisläufe: Entweder das Produkt besteht aus biologischen Nährstoffen, die in einen biologischen Kreislauf zurückgeführt werden oder es wird aus technischen Wertstoffen herstellt und in einem technischen Kreislauf gehalten. Für eine sogenannte C2C Zertifizierung werden die folgenden Kriterien bewertet:   

  • Materialgesundheit
  • Kreislauffähigkeit
  • Einsatz von erneuerbaren Energien
  • verantwortungsvoller Umgang mit Wasser und
  • soziale Gerechtigkeit

Die zirkuläre Wertschöpfung ist definiert durch die drei R-Strategie (Reduce, ReUse, Receycling): Mehr Material und Verbrauch zu reduzieren, mehr wieder- und weiterzuverwenden. Weiterhin sind die Möglichkeiten der Einsparung von Ressourcen groß. Repair, Refurbishment, Retrofitting, Remanufacturing sind nur einige der Methoden, die zur erheblichen Reduzierung von Material, Kosten und Emissionen führen.
Für einen großen Teil des weltweiten Müllberges ist mittlerweile Elektroschrott verantwortlich und er ist einer der am schnellsten anwachsenden Teile des weltweiten Müllberges - und gleichzeitig einer der bedenklichsten. Die europäische Umweltbehörde hat berechnet, dass die Menge an Elektroschrott - jährlich nahezu 40 Millionen Tonnen - rund dreimal schneller wächst, als jede andere Art von Hausmüll. Füllt man den jährlich weltweit anfallenden Elektroschrott in Müllwagen, ergäbe dies eine Schlange, die sich um den halben Erdball erstreckt. Und nur 20% dieses Abfalls wird recycelt. Immer kürzere Produktzyklen lassen den Elektroschrottberg immer rasanter anwachsen. Gleichzeitig ist das Wachstumspotential für Elektrogeräte, auch bedingt durch die Digitalisierung und loT Entwicklung enorm.
Neben Edelmetallen wie Gold, Palladium und Silber spielen seltene und endliche Elemente eine immer wichtigere Rolle bei der Herstellung elektronischer Bauteile. Daher lohnt es sich, bzw. wird in Zukunft wahrscheinlich zwingend erforderlich, diese endlichen und knapper werdenden Rohstoffe in Kreisläufen zu halten.
Der Verein Deutscher Ingenieure hat das Thema Zirkuläre Wertschöpfung zu seinem Jahresthema 2020 gemacht und dazu eine informative Übersicht erstellt "VDI Zirkuläre Wertschöpfung, VDI Handlungsfelder", die unter anderem auf verschiedene relevante Richtlinien verweist.
www.vdi.de/themen/zirkulaere-wertschoepfung

Eine aktuell drängende Herausforderung ist es, Kreisläufe in der Elekromobilität zu schließen. Beispielsweise die wiederaufladbaren Batterien in batterie.elektrischen Fahrzeugen /BEV), Elektrofahrzeugen mit Reichweitenverlängerung (REEV) und Hybrid- (HEV) bzw. Plug-In-Hybridfahrzeuge (PHEV) enthalten wertvolle und teilweise auch versorgungskritische Ressourcen wie Kobalt, Lithium, Nickel und Kupfer, wofür eine nahezu vollständige zirkuläre Wertschöpfung stofflicher und energetischer Art noch nicht Stand der Technik in skalierbaren Größen ist. Nur ein großflächiges Batterierecyvling kann nach aktuellem Wissensstand die benötigten Ressourcen langfristig als Rohstoffquelle zur Verfügung stellen und damit einen Versorgungsengpass vermeiden.
Quelle: VDI, Zirkuläre Wertschöpfung, Antriebe für die Mobilität der Zukunft​
https://www.vdi.de/fileadmin/pages/vdi_de/redakteure/themen/Zirkulaere_Wertschoepfung/Dateien/9549_Flyer_Zirkulaere_Wertschoepfung_-_FVT_Internet.pdf 

Ansätze zur zirkulären Wertschöpfung im Elektronikbereich beleuchtet auch die 2019 erschienene Studie "A New Circular Vision for Electronics - Time for a global Reboot" des World Economics Forums. Hier werden vor allem auch die ökonomischen Potenziale der zirkulären Wertschöpfung beleuchtet sowie die Notwendigkeit verändeter Geschäftsmodelle.
https://pacecircular.org/sites/default/files/2019-03/New%2BVision%2Bfor%2BElectronics-%2BFinal%20%281%29.pdf 

Recycling 
Die umweltverträglichste Form des Recyclings von Elektronikschrott ist die Wiederverwendung der Geräte oder einzelner Komponenten unter Umständen nach einer Reparatur. Wenn das nicht sinnvoll oder möglich ist, bietet sich die stoffliche Verwertung der enthaltenen Metalle oder Kunststoffe an. Dabei muss – je nach Komplexität und Schadstoffgehalt (elektronische Bauteile) – das Gerät oder die Baugruppe manuell demontiert werden, bevor eine maschinelle Verarbeitung (z. B. Schredder) vorgenommen werden kann. Auch wirtschaftliche Aspekte sind neben den Umweltgesichtspunkten von Bedeutung: Gestiegene Preise für Metalle machen das Recycling von Elektroschrott kommerziell attraktiv, wobei nur etwa die Hälfte des Elektronikschrotts in der Europäischen Union dem Recycling zugeführt wird. Neben sekundären Rohstoffen wie Metallen aller Art fallen vor allem Kunststoffe an, die heute meist in Ergänzung zu den sonst benötigten Brennstoffen in Müllverbrennungsanlagen verbrannt werden.
Quelle: Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektronikschrott#cite_note-10

Unser Projektunterstützer Interseroh GmbH bietet Herstellern und Vertreibern ein zuverlässiges Rücknahmesystem für Elektroaltgeräte und entwickelt individuelle Lösungen nach Maß - auch für die Verwertung.
https://www.interseroh.de/leistungen/recycling/elektroaltgeraete/ 

Im Rahmen des chemPLANT-Wettbewerbs hat ein Team von angehenden Verfahrensingenieuren ein mehrstufiges Konzept zum Recycling von Smartphones entwickelt.  
www.vdi.de/news/detail/kreative-ingenieure-gegen-den-smartphone-schrott

ReUse / Remanufacturing / Remarketing 
Durch Remanufacturing, das heißt Wiedernutzung von Anlagenteilen oder -komponenten, lassen sich Kreisläufe in der Produktion erschließen. Aufgearbeitete Komponenten oder Geräte, die gleichwertig oder sogar höherwertiger als ein Neuprodukt sind, sollen dabei erneut in den Markteingeführt werden. Das spart Ressourcen, darunter Energie, CO2-Emissionen und viel Geld. Entsprechend breit angelegte Geschäftsmodelle, die auf einer Reverselogistik basieren, werden benötigt und stellen gleichzeitig eine große Herausforderung für die gesamte Wirtschaft dar. Erst wenn es gelingt, diese Rücklaufschleife in den Kreislauf zu integrieren, lässt sich das gesamte Potenzial der zirkulären Wirtschaft nutzen. Das Remanufacturing führt Produkte im Kreislauf. Ein Altteil wird entweder am Ende der Nutzungsphase oder zu Beginn der Entsorgungsphase in eine Aufarbeitung gegeben. Die Nutzung von Primärrohstoffen und der Einsatz u.a. von Energie, Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffen für eine Neuproduktion entfallen folglich für mindestens einen Lebenszyklus. Durch Remanufacturing bieten sich hohe Potenziale: Es erfährt eine breite Förderung und ein umfassendes Interesse insbesondere im Bereich Forschung und Entwicklung und wird zunehmend in politischen Instrumenten verankert, so etwa direkt über die Fortschreibung des Ressourceneffizienzprogramms oder indirekt über die Ökodesign-Richtlinie(2009/125/EG). 
Quelle: VDI Zirkuläre Wertschöpfung, Remanufacturing und Instandhaltung
www.vdi.de/fileadmin/pages/vdi_de/redakteure/themen/Zirkulaere_Wertschoepfung/Dateien/9545_Flyer_Zirkulaere_Wertschoepfung_-_GPL_Internet.pdf 

Ein gutes Beispiel für Remanucturing ist die AfB gGmbH, Europas größtes gemeinnütziges IT-Unternehmen. Als Refurbisher schafft AfB durch Aufarbeitung und Verkauf gebrauchter IT- und Mobilgeräte Arbeitsplätze für Menschen mit Behinderung. AfB ist Spezialisten für IT-Recycling und -Remarketing. AfB übernimmt gebrauchte IT von Unternehmen, die nach zertifizierter Datenlöschung für die Wiederverwendung aufgearbeitet wird. So werden der Produktlebenszyklus erweitert, natürliche Ressourcen geschont und Emissionen reduziert.  
www.afb-group.de/home/ 

In der Region Ostwestfalen-Lippe liefert die ZF Friedrichshafen AG ein gutes Beispiel. Als einer der führenden Erstausrüster von Fahrzeugherstellern und Zulieferer für den Aftermarket engagiert sich das ZF-Unternehmen in Bielefeld bereits seit 1963 im Remanufacturing und bietet ein breites Spektrum an industriell aufgearbeiteten Tauschaggregaten an. Bis zu 50 Tonnen Altteile werden hier pro Tag angeliefert, sortiert und aufgearbeitet. Überwiegend Kupplungen, Kupplungsscheiben, Ausrücksysteme und Drehmoment-Wandler, die ansonsten verschrottet werden müssten, erhalten in Bielefeld ein neues Leben. Die praktische Umsetzung einer zirkulären Wertschöpfung führt insbesondere in den Bereichen Kunststoff- und Elektrotechnik zu großen Herausforderungen. Wie diese gelöst werden können, zeigt das Beispiel des pneumatischen Ausrückzylinders ConAct® der ZF Friedrichshafen AG, der nach Cradle to Cradle zertifiziert wurde. 
Quellen: 
www.epea-hamburg.com/wp-content/uploads/2017/11/ZF-Friedrichshafen-AG_case-study.pdf
www.vdi.de/news/detail/conact-goes-circular-zirkulaere-wertschoepfung-in-der-automobilindustrie 

ReUse / Repair 
Die UNIS Group gibt defekter Elektronik ein zweites Leben, indem sie einen nachhaltigen Reparaturservice anbietet, um die Lebensdauer industrieller Geräte zu verlängern. Hier werden die Materialien so weit wie möglich wiederverwertet und nicht mehr brauchbare Teile umweltgerecht recycelt.  
https://www.unisgroup.de/ueber-uns/zirkulare-industrie/ 


Das Elekronikforum OWL ist Bestandteil von CirQuality OWL und wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) sowie vom Land NRW gefördert. Die Teilnahme ist kostenfrei.