Wie digitale Plattformen die Praktiken der Kreislaufwirtschaft in Wertschöpfungsnetzen verbessern

Das Aufkommen digitaler Technologien (DTs) zur Förderung zirkulärer Praktiken in allen Branchen spielt eine Schlüsselrolle bei der Bewältigung der Herausforderungen, denen wir uns derzeit gegenübersehen, um den Klimawandel zu überwinden. In diesem Zusammenhang sind digitale Plattformen ein wirksames Instrument, um verschiedene Technologien zu vereinen und den Informationsfluss zwischen den Akteuren gemeinsamer und sektorübergreifender Wertschöpfungsketten zu stärken. Die ersten Plattformen zur Förderung nachhaltiger Praktiken wurden bereits in den frühen 2000er Jahren entwickelt, aber bis heute gibt es keine Klarheit darüber, welches Rezept eine Plattform verfolgen muss, um Kreislaufstrategien zu fördern. Um diese Frage zu klären, haben wir eine erste Studie über den aktuellen Stand der Entwicklung von Plattformen für die Kreislaufwirtschaft (CE) durchgeführt.

Heutzutage ist die globale Industrie von einer «take, make, waste»-Mentalität geprägt, die auch als lineares Wirtschaftsmodell bekannt ist (Lacy & Rutqvist, 2015). Die Folgen dieses Narrativs sind bereits heute verheerend. In der Schweiz fallen jährlich rund 80 bis 90 Millionen Tonnen Abfall an, was eine der höchsten Mengen an Siedlungsabfällen weltweit ist (Bundesamt für Umwelt, 2022). Zudem sind wir mit einer sich beschleunigenden Klimakrise konfrontiert, die nur durch eine radikale Reduktion der Treibhausgasemissionen aufgehalten werden kann. Eine Kreislaufwirtschaft, die «restaurativ und regenerativ durch Absicht und Design» (Ellen McArthur Foundation, 2013) ist, versucht diesen Herausforderungen durch drei Prinzipien entgegenzuwirken: Verengung der Stoffströme durch einen optimierten Ressourceneinsatz, Verlangsamung der Lebensdauer durch Produktwiederverwendung und Schließen des Kreislaufs durch hochwertige Rückgewinnung von Materialien.

Übergang zur Kreislaufwirtschaft durch digitale Technologien

Die weit verbreitete Anwendung von Technologien der Informationsgesellschaft gilt als treibende Kraft für den Übergang zu zirkulären Industrien und Gesellschaften. Heute, da die digitale Transformation weit fortgeschritten ist, bieten DTs Lösungen zur Verbesserung der Markttransparenz und der Informationssymmetrien in Wertschöpfungsnetzwerken. Hier nehmen digitale Plattformen eine besondere Funktion ein, die oft als Marktplätze für den Austausch von ausrangierten Produkten und Materialien zwischen Unternehmen der Wertschöpfungskette anerkannt werden, um zirkuläre Aktivitäten wie Wiederverwendung oder Recycling zu fördern (Berg & Wilts, 2019).

In weiteren Studien werden digitale Plattformen als Bindeglied zu einem Online-Datenspeicher für umfangreiche Informationen über Produkte anerkannt (Honic et al., 2021, Çetin et al., 2021). In der aktuellen Forschung fehlt es jedoch noch an Erkenntnissen über die Funktionen und Dienstleistungen, die von den unzähligen Plattformen angeboten werden, um ihre ökologische und finanzielle Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Die hier vorgestellte Sekundärforschung umfasst daher eine Analyse von 24 Organisationen aus verschiedenen Branchen, wobei der Schwerpunkt auf den Merkmalen und Dienstleistungen liegt, die von jeder Plattform angeboten werden. Dabei wird unterschieden zwischen Plattformen, die als gewinnorientierte Geschäftsmodelle (12 Plattformen), als Forschungsprojekte (3 Plattformen) oder auf der Grundlage einer neuen Verordnung (9 Plattformen), die ihre Nutzung für Akteure aus bestimmten Branchen vorschreibt, ins Leben gerufen wurden. Es ist anzumerken, dass einige der aktuellen gewinnorientierten Plattformen ursprünglich in einem projektbasierten Rahmen initiiert wurden.

Abbildung 1: Entwicklung der Plattformgründungen im Zeitraum 2000-2022

Welche Plattformfunktionen und -dienste fördern die Kreislaufwirtschaft?

In unserer Studie wurden zehn Merkmalskategorien identifiziert (siehe Abbildung 2). Da jede Plattform ein Datenbankmanagementsystem benötigt, wurde die entsprechende Funktion als Standardattribut des Plattformdesigns betrachtet. Die ersten CE-Plattformen wurden hauptsächlich entwickelt, um die Beteiligten bei der Einhaltung neuer gesetzlicher Vorschriften digital zu unterstützen, indem sie relevante Informationen sammeln und an andere Akteure in der Wertschöpfungskette weitergeben. Auch heute noch bietet die überwiegende Mehrheit der CE-Plattformen digitale Unterstützung bei der Einhaltung von Vorschriften, unabhängig davon, ob sie auf der Grundlage einer neuen Verordnung initiiert wurden.

Die Implementierung weiterer Funktionen kann zu einem späteren Zeitpunkt ab 2015 im Rahmen projektbasierter Plattformen verzeichnet werden, wie z. B. der Plattform Building as Material Banks (BAMB), die auf die Entwicklung von Materialpässen (MP) für Gebäude abzielt. Während digitale Produkt- oder Materialpässe als elektronische Datensätze anerkannt sind, die die Eigenschaften der enthaltenen Stoffe beschreiben, um ihr Kreislaufpotenzial zu bewerten (Honic et al., 2021), ist ein digitaler Zwilling eine virtuelle Simulation eines physischen Objekts, das sein Verhalten im Feld durch Datenerfassung in Echtzeit beobachtet (Posada et al., 2015). Die erste Plattform, die digitale Zwillinge implementiert hat, wurde ebenfalls im Bausektor gegründet und kombiniert Big Data, Geoinformationssysteme und Marktintelligenz zur Erstellung von Immobilienkarten, insbesondere für den Immobilienmarkt (Praedia | NOMOKO, 2022).

Eine weitere Funktion, die von den aufgeführten Plattformen im Bausektor häufig angeboten wird, ist die Synchronisierung des Building Integrated Modelling (BIM) und anderer Simulationstools, die die Grundlage für die Berechnung von Nachhaltigkeitskennzahlen wie der Recyclingrate oder Ökobilanzen bilden. In diesem Zusammenhang bieten einige Plattformen einen automatisierten Zertifizierungsprozess in Zusammenarbeit mit akkreditierten Bewertungsagenturen (z. B. Cradle-to-Cradle oder Umweltproduktdeklarationen). Darüber hinaus verspricht ein großer Teil der digitalen Unternehmen eine verbesserte Rückverfolgbarkeit von Produkten und Materialien durch die Plattformdienste. Circularise beispielsweise ermöglicht durch die Blockchain-Technologie einen dezentralen Informationsaustausch und eine dezentrale Speicherung für verschiedene Akteure in der Wertschöpfungskette (Circularise – Whitepaper, n.d.) und Circular Fashion verknüpft Produktkennungen mit Produkt- und Materialdaten, um zirkuläre Dienstleistungen in der umgekehrten Lieferkette zu optimieren (Circular.Fashion, 2022).

Ein weiterer Ansatz zur Verfolgung der Verwendung von Materialmengen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg ist die Anwendung von Material- und Abfallflussanalysen, eine Methode, die zunehmend für große Unternehmen eingesetzt wird. Auch wenn herkömmliche Websites zum Abgleich von Angebot und Nachfrage wie eBay absichtlich aus unserer Analyse ausgeschlossen wurden, bietet eine beträchtliche Anzahl von Plattformen den Handel mit Re-Use-Produkten und -Materialien an, von denen einige auch erweiterte Dienstleistungen wie eine vorherige Qualitätsprüfung anbieten.

Abbildung 2: Zuordnung der Funktions- und Dienstleistungskategorien nach ihrem Vorkommen in CE-Plattformen

Ausblick

Diese Voruntersuchung ebnet den Weg für eine erweiterte Studie, in der die ersten Erkenntnisse über Plattformmerkmale durch Experteninterviews validiert und vertieft werden sollen. Ein weiterer Schwerpunkt wird die Analyse sein, wie politische Instrumente die gemeinsame Nutzung von Daten fördern und die langfristige Lebensfähigkeit von Plattform-Ökosystemen unterstützen. Zusammenfassend lässt sich aus unserer Studie bereits ableiten, dass die Integration von DTs in die nachhaltige Entwicklung bei allen Unternehmen zunehmend an Bedeutung gewinnt, nicht nur um die Ressourceneffizienz und Kostenreduktion zu steigern, sondern auch um ihr nachhaltiges Image zu verbessern.


Referenzen

  1. Berg, H., & Wilts, H. (2019). Digitale Plattformen als Marktplätze für die Kreislaufwirtschaft – Anforderungen und Herausforderungen. NachhaltigkeitsManagementForum | Sustainability Management Forum, 27(1), 1-9. https://doi.org/10.1007/s00550-018-0468-9
  2. Bundesamt für Umwelt. (2022). Abfall und Rohstoffe: Das Wichtigste in Kürze. https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/thema-abfall/abfall–das-wichtigste-in-kuerze.html
  3. Circular.fashion. (2022). Circular.Fashion. https://circular.fashion
  4. Circularise-Whitepaper. (n.d.). Abgerufen am 26. Oktober 2022, von https://uploads-ssl.webflow.com/605b4d6308d1c40972116d02/6082d0465a3f766f1f673b2d_CirculariseWhitepaper.pdf
  5. Ellen McArthur Foundation. (2013). Towards the circular economy Vol. 1: An economic and business rationale for an accelerated transition. https://ellenmacarthurfoundation.org/towards-the-circular-economy-vol-1-an-economic-and-business-rationale-for-an
  6. Honic, M., Kovacic, I., Aschenbrenner, P., & Ragossnig, A. (2021). Materialpässe für die End-of-Life-Phase von Gebäuden: Challenges and potentials. Journal of Cleaner Production, 319, 128702. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128702
  7. Lacy & Rutqvist. (2015). Waste to wealth: The circular economy advantage (Erstveröffentlichung). Palgrave Macmillan.
  8. Posada, J., Toro, C., Barandiaran, I., Oyarzun, D., Stricker, D., de Amicis, R., Pinto, E. B., Eisert, P., Döllner, J., & Vallarino, I. (2015). Visual Computing als Schlüsseltechnologie für Industrie 4.0 und Industrial Internet. IEEE Computer Graphics and Applications, 35(2), 26-40. https://doi.org/10.1109/MCG.2015.45
  9. Praedia | NOMOKO. (2022). https://www.nomoko.world

AUTOR/AUTORIN: Ässia Boukhatmi

Ässia Boukhatmi ist Doktorandin im Bereich Digtal Technology Management und Circular Economy an der BFH und der TU Berlin. Sie hat einen Master-Abschluss in Wirtschaftsingenieurwesen mit Schwerpunkt auf Umweltressourcen und erneuerbare Energien.

AUTOR/AUTORIN: Stefan Grösser

Stefan Grösser ist Professor für strategisches Management und Business Analytics. und leitet die Abteilung Wirtschaftsingenieurwesen an der BFH Technik & Informatik. Er doziert im Master of Engineering (MSE) und arbeitet in mehreren Forschungsprojekten in den Bereichen Simulationsmethodik (System Dynamics, Agent-based Modelling), Entscheidungsfindung und Strategieinstrumente (Decision Making and Strategy Tools), Kreislaufwirtschaft (Circular Economy) und Geschäftsmodelle (Business Models).

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