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Ob die Rückführung von industriellen und gewerblichen Sekundärkunststoffen, das heißt von Abfällen bzw. von bereits wiederaufbereiteten Kunststoffrezyklaten, gelingen kann, ist von mehreren Faktoren wie insbesondere den spezifischen Materialeigenschaften, den Mengen, in denen sie anfallen, den aktuellen Marktpreisen (auch gegenüber Neuware) und auch der räumlichen Nähe von Sortier- bzw. Wiederaufbereitungsinfrastruktur abhängig. Trotz eigentlich guter Voraussetzungen für ein werkstoffliches Recycling, gelangen einzelne in Unternehmen anfallende Abfallchargen häufig in eine thermische Verwertung, weil sich ein Recycling wirtschaftlich nicht lohnt. Grund hierfür ist unter anderem, dass der Informationsaustausch zu den oben genannten Faktoren für Unternehmen häufig noch sehr mangelhaft ist.
Aktuell in Entwicklung befindliche digitale Plattformen und Applikationen sowie zugehörige Geschäfts- und Betreibermodelle, welche Kunststoffverarbeiter untereinander sowie Wertstofferzeuger und -verwerter vernetzen sollen, können künftig höhere Recyclingquoten ermöglichen und ökologische Einsparpotenziale heben.
Der Artikel führt Entwicklungen und Ergebnisse aktueller Forschungsprojekte zu solchen Vernetzungen zusammen, zeigt die aktuelle Situation des werkstofflichen Recyclings von industriellen und gewerblichen Kunststoffabfällen auf und beleuchtet welche Voraussetzungen für eine erfolgreiche Kreislaufführung von industriellen Kunststoffen gegeben sein müssen. Es wird insbesondere analysiert, in welcher Weise digitale Technologien und die durch sie erzielbare Informationstransparenz eine verbesserte Kreislaufwirtschaft bewirken können und in welcher Weise dies Wertschöpfungsnetzwerke räumlich beeinflussen kann.
Unvermeidbare Emissionen aus der Abfallbehandlung : Optionen auf dem Weg zur Klimaneutralität
(2022)
Auch die thermische Abfallbehandlung in Deutschland kann zu einem Baustein des klimaneutralen Wirtschaftens werden. Allerdings sind dafür noch verschiedene Voraussetzungen zu schaffen. Technisch sind neben den bereits bekannten weitere innovative Verfahren in der Entwicklung; nicht zu vernachlässigen ist zudem die anspruchsvolle Aufgabe des CO2-Handlings. Hier ist zum einen der Aufbau der benötigten Infrastruktur zu nennen. In Bezug auf die Nutzung des abgetrennten CO2 ist auch die Industrie gefragt, um sektorübergreifende, klimafreundliche Use-Cases und Geschäftsmodelle rund um CCU und die weitmöglichste Schließung von Kohlenstoffkreisläufen zu entwickeln. Entsprechende Regularien und Marktanreize sind politisch zu setzen.
Electronics containing growing quantities of high value and critical metals are increasingly used in automobiles. The conventional treatment practice for end-of-life vehicles (ELV) is shredding after de-pollution and partial separation of spare parts. Despite opportunities for resource recovery, the selective separation of components containing relevant amounts of critical metals for the purpose of material recycling is not commonly implemented. This article is aimed to contribute to recycling strategies for future critical metal quantities and the role of extended material recovery from ELVs. The study examines the economic feasibility of dismantling electronic components from ELVs for high value metal recycling. The results illustrate the effects of factors as dismantling time, labour costs and logistics on the economic potential of resource recovery from ELVs. Manual dismantling is profitable for only a few components at the higher labour costs in western/northern parts of Europe and applicable material prices, including the inverter for hybrid vehicles, oxygen sensor, side assistant sensor, distance and near distance sensors. Depending on the vehicle model, labour costs and current material prices, manual dismantling can also be cost-efficient for also some other such as the heating blower, generator, starter, engine and transmission control, start/stop motor, drive control, infotainment and chassis control.
Germany's eco-innovation performance has declined compared to previous reports and scores 123 against 100 of the EU average. It is still quite high with respect to the input side of eco-innovation and relatively good, i.e. above EU average concerning socio-economic and eco- innovative outputs. However, the revised eco-innovation index shows weaknesses in eco-innovation activities and environmental outcomes. All in all, Germany ranks 6 this year.
Ohne die Transformation unserer Wirtschaft in eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft werden wir die planetaren Grenzen weiter überschreiten, die Klimaziele verfehlen und die Ökosysteme schädigen. Deutschlands Politik hat sich in einem Flickenteppich aus Strategien und Gesetzen verfangen, aus dem eine echte Kreislaufwirtschaft nicht in der notwendigen Geschwindigkeit hervorgehen kann. Der Versuch, einer verschwenderischen Wirtschaft allein mit den Mitteln des Abfallrechts beizukommen, kann nicht glücken.
Nötig ist vielmehr eine ganzheitliche, übergeordnete deutsche Kreislaufwirtschaftsstrategie mit ambitionierten nationalen Zielen. Das vorliegende Papier will zeigen, was sich konkret verändern muss und welche Hebel es braucht, um die Kreislaufwirtschaft signifikant voranzubringen.
Es ist Zeit zu handeln. Innovative Ideen, Konzepte und Forderungen liegen auf dem Tisch. Sie machen es möglich, Deutschland auf eine zirkuläre Zukunft auszurichten, Rohstoffe und Materialien konsequent im Kreislauf zu führen und der Wirtschaft Planungssicherheit zu geben. Kreislaufwirtschaft ist Zukunftswirtschaft. Sie muss Kernthema einer neuen Regierung werden.
Der Anlass für die Evaluation des Deutschen Ressourceneffizienzprogramms ProgRess ist seine Fortschreibung im Jahr 2020. In zahlreichen Interviews identifizieren die Autorinnen und Autoren Stärken und Schwächen und zeigen Wege für eine institutionelle und strategische Weiterentwicklung auf. Die Bedeutung des Programms wird als überwiegend positiv, die bisherigen Ressourceneffizienzwirkungen hingegen als durchwachsen bewertet. Den Umsetzungsstand konnten die Befragten wenig beurteilen, da Indikatoren bislang nur für einen Teil der Maßnahmen vorhanden sind. Eine Priorisierung der Aktivitäten, verbindlichere Instrumente und Zielvorgaben sowie eine bessere Mittelausstattung gehören zu den Empfehlungen.
Durch vielfältige Innovationen und technologische Errungenschaften wird die Kreislaufwirtschaft stetig weiterentwickelt. Gleichzeitig existieren viele Unsicherheiten und Risiken im Hinblick auf die langfristigen Wirkungen dieser neuen Technologien. Zudem tragen viele Innovationen aufgrund von Rebound-Effekten zweifellos immer noch zur Beschleunigung des Ressourcenverbrauchs und der Verschwendung bei.
Digitalisation is taking place at a fast pace in all European countries and it is transforming the economies, societies, communication, jobs and the necessary skills for the workplace and everyday life. The Covid-19 pandemic is also accelerating digitalisation at many levels.
To address the great challenges resulting from this, the European Commission has launched the Green Deal, a long-term transformation strategy towards an innovative and sustainable society. Three important initiatives under the Green Deal are the New Circular Economy Action Plan, the Biodiversity Strategy for 2030 and the Zero Pollution Action Plan. The various strategies and action plans draw up a large portfolio of measures, instruments and milestones that are always linked to digital technologies. Ideally, these are eco-innovative and sustainable and contribute to improving living conditions in Europe.
The EIO Biennial Report 2020, which looks at a different topic every two years, considers digitalisation a major opportunity to accelerate the transition to a circular Europe. In the current report, the authors provide an overview of eco-innovation trends, illustrated by digital technology and policy practices that can further drive the circular economy.
The paper undertakes a closer look on the relation of institutions and policy mixes within the multi-level scope of the European Union in the policy field of resource efficiency and maps out different configurations. Based on an extensive analysis of scope, foci, instruments and especially the distribution of institutional responsibilities in 32 EU countries, the paper aims to amplify the categorisation of policy mix characteristics developed by Rogge and Reichardt by considerations on the institutional background of policy mixes. It specifically brings into question the potential impact of different institutional settings on the consistency and coherence of approaches in this evolving policy field. Resource efficiency is an eminently cross-cutting policy concept and a specific interesting unit of analysis due to the observable heterogeneity of implementation approaches. However, it is still mainly disconnected from energy issues and, at the same time, EU policy has shifted to the circular economy approach, indicating further need for streamlining with the resource efficiency approach. The paper stresses the need to include institutional and multi-level governance issues for policy design and the development of policy mixes, especially in the context of the now refocused resource efficiency agenda to the transition to a circular economy.
Eine sich vorrangig auf technologische Innovationen und Entlastungsgewinne stützende Wirtschafts- und Umweltpolitik wird für die dauerhafte Senkung der Ressourcennutzung nicht ausreichen. Es bedarf auch kultureller Veränderungen im Umgang mit Ressourcen und ambitionierter und wegweisender politischer Maßnahmen.
Die Transformation der bisher linearen Strukturen von Produktion und Konsum ("take-make-dispose") hin zu einer Circular Economy (CE) - im Sinne einer weiterentwickelten Kreislaufwirtschaft - gilt als zentrales Konzept zur Steigerung der Ressourceneffizienz und Kreislaufführung von Materialien und Produkten, zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der einheimischen Industrie sowie zur Schaffung neuer Arbeitsplatzpotenziale. Ziel dieses Forschungsmoduls ist es, die bisherige Umsetzung dieses Konzepts im Rahmen der Nachhaltigkeitsstrategie NRW zu analysieren und durch geeignete Impulse zu begleiten. Durch die Entwicklung eines Leitbilds für eine nachhaltige Circular Economy und zu seiner Messung geeigneter Indikatoren soll das noch an vielen Stellen unscharfe Konzept präzisiert und insbesondere an die spezifischen Ausgangsbedingungen und Herausforderungen von Nordrhein-Westfalen angepasst werden. Dazu sollen Bausteine für ein mittel- und langfristiges Leitbild (2030) entworfen werden, das einen konsistenten Entwicklungspfad für diesen komplexen Transformationsprozess beschreiben soll. Die bestehenden stark abfallwirtschaftlich geprägten Indikatoren zum Thema Kreislaufwirtschaft sollen durch Vorschläge für zusätzliche Indikatoren zur Nachhaltigkeit im Rahmen der Kreislaufwirtschaft (Circular Economy, CE) ergänzt werden.
The key objective of this deliverable is to gain insights on and assess how CE is being implemented and R&I is being funded at regional level, e.g., via the RIS3 strategy and Structural Funds. As such it sets the scope for the project and provides the background against which programmes and measures can be understood, assessed, developed and recommended in succinct tasks and work packages. The objective of this report is to provide a concise overview of the current R&I priorities, as expressed in running and newly introduced funding and legislative measures with respect to Circular Economy in European countries and regions.
Against the background of the question which role tax based instruments have to play in policy mixes to counteract the unbroken growth trend of global resource use, this chapter initially describes how the insights from a country comparative study on national resource policy frameworks could be linked to instruments for the internalisation of external environmental costs on a European scale. On the basis of a project specific but substantiated resource use vision and potential governance principles for three transition processes to reach the goals, the tax concepts are subsequently connected to simulation scenarios in order to illustrate the resource impacts that could be achieved by those policy reforms. Conclusively, barriers to such fundamental changes of framework conditions are briefly reflected upon and some conclusions are drawn.
On the basis of a literature research, this subtask develops a conceptional framework for a common understanding of CE within the project team and for the following work packages and tasks. After a brief introduction into the objectives and the context of a circular economy, a more elaborated look into the necessity of an explicit understanding of CE, the objectives, the spatial perspective of CE and the specific challenges within the CICERONE context will be done, in order to develop a basis for a common understanding within the project context. Circular economy can and has to be understood as an (eco-)innovation agenda. Therefore, the paper investigates the role policy has to play to support innovation for a CE transition, for creating the framework conditions and why CE has also to be build from the ground up. Finally, the paper looks from two perspectives at emerging trends and business models in a CE to sketch next steps towards the transition in a selection of central sectors. Conclusions are drawn on the basis of the insights gained by the preceding chapters.
Aufgrund der Wechselwirkungen mit sozialen, ökonomischen und ökologischen Zielen ist die Kreislaufwirtschaft möglicherweise ein Handlungsbereich mit systemischer Schubkraft für die integrierte Nachhaltigkeitsentwicklung von NRW. Sie ist deswegen auch für die Umsetzung der NRW-Nachhaltigkeitsstrategie, die 2016 zum ersten Mal aufgelegt und 2020 aktualisiert wurde, von besonderem Interesse. Aus diesem Grund hat sich das Wuppertal Institut im Rahmen des Forschungsprojekts "Nachhaltigkeitsstrategie NRW - Vertiefungsanalysen zur Umsetzung aus wissenschaftlicher Sicht" in einem Forschungsmodul mit der Umsetzung der Kreislaufwirtschaft im Kontext der Gesamtwirtschaft von NRW beschäftigt und hier insbesondere die Auswirkungen des europäischen, politischen Rahmens auf die Aktivitäten in NRW in den Blick genommen. Mit anderen Worten, das nachfolgende Arbeitspapier nimmt den European Green Deal und seine Bedeutung für NRW in den Blick und fragt: Welche Herausforderungen für NRW lassen sich aus dem Green Deal ablesen, wie und in welchen Sektoren kann/soll NRW eine Transformation zur Kreislaufwirtschaft einleiten und welche Bedingungen müssen dabei beachtet werden? Methodisch basiert diese Auswertung auf der Analyse relevanter Primärdokumente sowie der Sekundärliteratur zur Umsetzung der Kreislaufwirtschaft im politischen Mehrebenensystem. Dabei soll das Papier kein industriepolitisches Innovationsprogramm entwerfen, sondern eine Handreichung zur weiteren Diskussion von potenziellen Maßnahmen und Politikvorschlägen im Hinblick auf die zu entwickelnde Kreislaufwirtschaftsstrategie darstellen.
The earth as we know it can only continue to exist if humanity finds a way to switch to a sustainable use of energy and resources. This work contributes to the research carried out to achieve this goal by improving the coating of adsorptive materials. These are used in heat transformation and drying processes that allow for efficient temperature and humidity control in buildings. A central component of these adsorptive coatings is the binder that acts as "glue" in the manufacturing of the coating. In this work the methods to evaluate binder performance regarding their thermal stability under the process conditions, their mechanical stability and their influence on the adsorptive properties of the coating were established. The coatings have to meet special requirements due to the thermal stresses and low pressure atmosphere they experience in these applications. A selection of silicone binders was then characterized with the established tests according to these requirements. Additionally a selection of inorganic binders was investigated because they allow for the use of high desorption temperatures and thus a high energy efficiency of the process. Out of these binders Silres® MP50E emerged as the most promising one due to very good adsorptive properties of the coating, its good temperature stability and ease of use. While some of the inorganic binders showed very good adsorptive properties and temperature stability the mechanical stability of all inorganic binders was not sufficient for their use in adsorption heat transformation technology. This is the first time that a broad selection of binders was evaluated with regards to adsorptive coatings and the results published in literature. With a suitable binder identified, the next step was to optimize the coating of the heat exchangers in order to work out how to manufacture the most efficient and powerful heat exchangers. Samples with different coating thicknesses were manufactured in small scale and full scale and their adsorption behavior was characterized. It could be shown for the first time that it is possible to increase energy efficiency by improving the mass ration of adsorber to coating and increase the delivered power at the same time. This was shown for small and full scale samples. It was shown that under the corresponding conditions the heat transfer from the coating layer to the adsorber metal substrate is the limiting step in the process. These results can now be used for the planning and construction of adsorbers. With knowledge of a suitable binder and how to coat efficient, powerful adsorbers, the coating process itself was improved to allow for industrial scale manufacturing. A central point here is the ability to control slurry rheology. Out of many rheology additives those that are suited for the application in adsorption heat transformation were identified and their influence on the slurry rheology thoroughly characterized. Additionally the process of slurry preparation could be simplified for several different adsorbents. Here it was shown that the supersonic deagglomeration step is not necessary to prepare a slurry. Extending the possible coating techniques and in addition to the dip coating process used so far, the spray coating of adsorptive coatings was established for the first time in literature. This process is widely used in the industry and allows for easier plugin into existing coating processes. For the coating of high resolution patterns a proof of concept of the screen printing process was carried out.
The construction sector is the second largest area for the application for plastics. Due to the long life times of construction products, the implementation of the circular economy faces its own challenges. To investigate this challenge, the study covers a market study for Germany, voluntary take-back and recycling schemes of construction products, as well as the use of plastic recyclates in construction products. In addition, plastic packaging of construction products is covered. Opportunities and barriers to the use of recycled plastics in construction products are derived from the intersection of available technologies, recyclate supply, and technical requirements for construction products. The report concludes with recommendations to various stakeholders on how to promote the use of recyclates in construction products and their packaging. Important points here are the introduction of a recyclate quota for films as construction product packaging and the description of recycling possibilities and recyclate content in the technical documentation of construction products.
This study presents in detail: the use of plastic products and the opportunities for recyclate use in the construction sector, quantities of plastic used, take-back systems, recycling techniques, current recyclate use and plastic construction product packaging.Potentials for increasing high-quality recyclate use were identified. Existing hurdles and options for action for industry and politics are presented. Current recyclate use as well as its potential use are strongly dependent on the application area of plastics. The biggest hurdles for the use of recycled materials are product life time, dismantling and technical requirements.
In dieser Studie werden detailliert dargestellt: die Verwendung von Kunststoffprodukten und Möglichkeiten des Rezyklateinsatzes im Baubereich, verwendete Kunststoffmengen, Rücknahmesysteme, Verwertungstechniken, aktueller Rezyklateneinsatz und Bauproduktverpackungen aus Kunststoff. Potentiale zur Steigerung des hochwertigen Rezyklateinsatzes wurden identifiziert und bestehende Hürden und Handlungsoptionen für Politik und Wirtschaft dargestellt. Aktueller Rezyklateinsatz sowie technische und mengenmäßige Potentiale sind stark abhängig vom Einsatzbereich der Kunststoffe. Die größten Hürden für einen Rezyklateinsatz sind dabei Produktlebensdauer, Rückbaufähigkeit und technische Anforderungen.
This paper analyses the potential of digital information technology to enable the reliable provision of product information along the plastics supply chain. The authors investigate the possible contribution of a product passport equipped with decentralised identifiers and verifiable credentials to overcome information deficits and information asymmetry in the circular plastics economy. Through this, high-quality plastics recycling could be enabled on a larger scale than currently possible.
Ziel dieses Berichts im Rahmen des Projekts "Erfolgsbedingungen für Systemsprünge und Leitbilder einer Ressourcenleichten Gesellschaft" ist es, eine solche Ressourcenleichte Gesellschaft zu definieren. Hierzu wird zunächst der Rahmen für eine Ressourcenleichte Gesellschaft durch Aufbereitung der relevanten Diskurse bestimmt. Kapitel 1 zeichnet die zeitgeschichtliche Entwicklung des ressourcenbezogenen Nachhaltigkeitsdiskurses von 1972 bis in die Gegenwart nach. Aus dieser Analyse werden relevante Gesichtspunkte für eine Ressourcenleichte Gesellschaft identifiziert und am Ende des Kapitels in einer Übersicht dargestellt. Das zweite Kapitel entwickelt darauf aufbauend den bereits genannten definitorischen Rahmen, d.h. es erfolgt eine grundsätzliche Erarbeitung der normativen Kriterien, die eine solche Gesellschaft ausmachen sollte. Kapitel 3 skizziert dann existierende Zugänge zur Ressourcenleichten Gesellschaft und zeigt wichtige Merkmale dieser Ansätze auf, welche zur Entwicklung der Ressourcenleichten Gesellschaft durch Kontrastierung oder Übernahme von Merkmalen beitragen können.
Digitale Treffen, Videokonferenzen, Streaming - die Coronakrise hat unseren beruflichen und privaten Alltag mit einem Schlag in virtuelle Räume katapultiert und die Digitalisierung vorangetrieben. Daraus lassen sich auch Lehren für den Einsatz von digitalen Technologien für die nachhaltige Entwicklung ziehen.
Der vorliegende Bericht fasst die Inhalte des Projekts "Erfolgsbedingungen für Systemsprünge und Leitbilder einer Ressourcenleichten Gesellschaft" im Überblick zusammen und diskutiert diese. Er stellt damit den ersten Band der Berichte zu diesem Projekt dar. Nach einer Einführung wird die Ressourcenleichte Gesellschaft als ressourcenschonende, weitgehend dematerialisierte Gesellschaft mit hoher Lebensqualität definiert. Es folgt eine Vorstellung der Methodik bei der Leitbildentwicklung und die Skizzierung der Leitbilder selbst. Daraufhin werden die Ergebnisse von Diskussionen zu den Leitbildern mit Expertinnen und Experten in sogenannten Stakeholder-Workshops auf der einen Seite sowie mit Vertreterinnen und Vertretern der verschiedenen sozialen Milieus in Fokusgruppen und einer moderierten Online Community auf der anderen Seite dargestellt.
Digital platforms may yield a host of advantages in putting circular economy into effect. This paper analyses the related chances and discusses requirements of digital platforms for the realization of a circular economy. It specifically points to potential solutions offered by digital platforms for existing barriers. From there it identifies issues that need specific attendance to create economically and ecologically functional platforms. Three economically relevant perspectives are discussed for this: a management perspective, a legislative perspective and a social/systems perspective.
In diesem Bericht wird das Wohngebäudemodell der Abteilung Kreislaufwirtschaft des Wuppertal Instituts präsentiert. Der Bericht zielt darauf ab, die Materialströme, die durch Abriss, Neubau, Sanierung und Austausch im Wohngebäudesektor des Bundeslandes Nordrhein-Westfalen während des Zeitraums von 2022 bis 2060 verursacht werden, abzuschätzen. Das Modell verknüpft dabei Angaben zu tatsächlichen Wohngebäudezahlen, entnommen aus den Daten des Statistischen Bundesamts und der Zensuserhebung 2011, mit typischen Baumaterialien je Gebäudetyp und Baujahr. Die Gebäudetypologie basiert dabei auf Arbeiten des Instituts für Wohnen und Umwelt. Bis zum Jahr 2060 können so über Festlegung von Abriss-, Neubau- und Sanierungsraten sowie Austausch einzelner Bauteile mögliche Materialströme des Landes NRW im Wohnbausektor modelliert werden.
Mit verschiedenen Wohnbauoffensiven versuchen viele Kommunen dem vorherrschenden Wohnraummangel entgegenzuwirken. Der Neubau von Häusern nimmt viel Fläche in Anspruch und verbraucht viele Ressourcen. Dabei lässt sich ein Großteil des Wohnraumbedarfs durch bestehende Wohngebäude decken, wenn sich Menschen an biografischen Wendepunkten, wie etwa Auszug der Kinder, für kleinere Wohnflächen und alternative Wohnkonzepte entscheiden würden.
Das Projekt OptiWohn ging darum der Frage nach, wie eine optimierte Nutzung der Wohnfläche proaktiv gefördert werden kann. Herzstück bildet die Entwicklung und Gründung von kommunalen Wohnraumagenturen. Sie identifizieren Wohnraumbedarfe im Quartier, bieten Beratung für Wohnungssuchende an, vermitteln alternative Wohnungen oder initiieren Angebote zum Wohnungstausch.
Neben dem Beratungs- und Förderangebot zur Optimierung der Wohnflächennutzung in den Städten Köln, Göttingen und Tübingen wurden die Ergebnisse in kommunale Handlungsempfehlungen übertragen, die neben Städten und Kommunen auch weitere Akteure ansprechen sollen. Darüber hinaus entwarfen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein bundesweites Förderprogramm für flächeneffizientes Wohnen.
A main goal of this study - which also functions as deliverable 210078-D07 of the Circular Economy Beacons (CEB) project - is to evaluate currently available frameworks that measure and operationalise Circular Economy (CE), with a particular focus on the urban context. The regional focus lies on the Western Balkan region, which is at the centre of the project. Such "Urban Circularity Hotspot Frameworks" (UCHF) aim at providing decision support for policy makers, companies, citizens etc. regarding the transition to CE within cities. Based on the analysis of different frameworks, suggestions are derived regarding UCHF suitable for the specific characteristics of Western Balkan municipalities, i.e. a Circular Economy Beacons Urban Circularity Hotspot Framework (CEB-UCHF) ready for short-term implementation.
By use of macro-economic model EXIOMOD, the expected impacts of actions described in the Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) have been analyzed. The results of this analysis show that the R&I actions described in the SRIA contribute to decoupling economic growth from resource use. The actions are expected to cause an increasing gross domestic product and a decreasing raw material demand. This results in an increasing extracted resource productivity, a measure used to show the decoupling of economic growth and resource use. It can however be questioned whether the actions in the SRIA - or the measures implemented in the model - assume a strong enough pace for decoupling economic growth and material use. The actions contribute to the climate goals of the European Commission, by showing a pathway through which the emissions of greenhouse gas can be reduced.
Diese Kurzstudie ist Teil des Verbundvorhabens "Circular Economy als Innovationsmotor für eine klimaneutrale und ressourceneffiziente Wirtschaft (CEWI)" der Stiftung 2°, dem WWF Deutschland und dem Wuppertal Institut und hat zum Ziel, die Potenziale des Automobilsektors und der dazugehörigen Wertschöpfung im Hinblick auf die Umsetzung von zirkulären Ansätzen zu analysieren und den Beitrag zur Ressourceneinsparung und dem Klimaschutz zu bewerten.
Das Ergebnis dieser Kurzstudie leitet sich aus einem intensiven Bewertungsprozess verschiedener Maßnahmen-Cluster ab und besteht aus sechs Handlungsfeldern, die ein Potenzial für den Ausbau von Klimaneutralität und Ressourceneffizienz im Automobilsektor aufweisen. Diese Handlungsfelder bilden die Grundlage für den weiteren Projektverlauf von CEWI, in dem Akteure aus der Praxis in Workshops gemeinsam Pilotprojekte modellieren werden.
Diese Kurzstudie ist Teil des Verbundvorhabens "Circular Economy als Innovationsmotor für eine klimaneutrale und ressourceneffiziente Wirtschaft (CEWI)" der Stiftung 2°, dem WWF Deutschland und dem Wuppertal Institut und hat zum Ziel, die Potenziale des Gebäudesektors und der dazugehörigen Wertschöpfung im Hinblick auf die Umsetzung von zirkulären Ansätzen zu analysieren und den Beitrag zur Ressourceneinsparung und dem Klimaschutz zu bewerten.
Das Ergebnis dieser Kurzstudie leitet sich aus einem intensiven Bewertungsprozess verschiedener Maßnahmen-Cluster ab und besteht aus sechs Handlungsfeldern, die ein Potenzial für den Ausbau von Klimaneutralität und Ressourceneffizienz im Gebäudesektor aufweisen. Diese Handlungsfelder bilden die Grundlage für den weiteren Projektverlauf von CEWI, in dem Industrieakteure in Workshops gemeinsam Pilotprojekte modellieren werden.
Assessing global resource use : a systems approach to resource efficiency and pollution reduction
(2017)
In Deutschland werden jährlich über sieben Millionen gebrauchte Matratzen entsorgt, die überwiegend verbrannt und nur zu einem Bruchteil recycelt werden. Dieser lineare Ansatz belastet die Ressourcen, erhöht die Emissionen und birgt Umweltrisiken. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, kann die erweiterte Herstellerverantwortung (Extended Producer Responsibility, EPR) als Instrument zur Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft dienen. In dieser Masterarbeit wird daher untersucht, wie ein EPR-System für Matratzen in Deutschland gestaltet sein sollte, um Kreisläufe effizient zu schließen. Gleichzeitig zielt diese Thesis darauf ab, die damit verbundenen Anforderungen und Herausforderungen bei der Umsetzung eines solchen Systems zu identifizieren.
Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurden mithilfe von Expert*innen-Interviews und einer umfassenden Literaturrecherche drei EPR-Modelle entwickelt und anhand von ausgewählten Kriterien bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung ergaben, dass ein Modell präferiert werden sollte, in dem eine sogenannte Producer Responsibility Organisation (PRO) gebündelt die Verantwortung der Hersteller übernimmt. Ein solches System würde unter anderem eine angemessene Kontrolle ermöglichen und Anreize für Forschung und Entwicklung im Bereich der Recyclingtechnologien und des zirkulären Designs der Matratzen schaffen. Obwohl die Datenlage über Altmatratzen und deren Verwertung in Deutschland derzeit noch begrenzt sind und die hier präsentierten Ergebnisse von der gewählten Methodik abhängen, dient diese Masterarbeit als erste Grundlage für die weitere Entwicklung eines EPR-Systems für Matratzen in Deutschland.
With the introduction of the Roadmap to a Resource Efficient Europe (2011) and the more recent commitment of The Action Plan towards the Circular Economy (2015), the European Commission (EC) has expressed its fundamental interest to substantially improve the resource efficiency of the European economy and enable the transition towards the Circular Economy (CE). This policy push has meanwhile been complemented by some quite ambitious national programmes for RE and CE and institutional advances but it is not yet bound to targets or mandatory reporting.
Against this background, the objective of this paper is to give a comprehensive overview of the current policy frameworks at EU and a selection of MSs and provide insights into the elements shaping policy processes. The analytical framework relies on three essential interconnected components: the policy framework, the economic incentive system and economic side policies which are relevant in the context of RE and CE and actor constellations. The paper does this looking at the interface between EU-MSs. The analysis is based on different empirical surveys in which the policy development is observed and discussed (EEA 2011, 2016a, 2016b, EIO 2013, 2014, 2016) and a comprehensive review of legislative and policy frameworks at the EU and selected MSs, undertaken as part of the project POLFREE (Policy option for a Resource-Efficient Economy) (Domenech et al., 2014, Bahn-Walkowiak et al., 2014). The analysis reveals that policy frameworks for RE/CE are complex and fragmented as competing goals and visions reduce effectiveness of measures. The paper makes recommendations as to how EU and MS policies could improve RE in a coordinated way, but recognizes that achieving such coordination will be challenging in the current political context.
Seitdem Einweg-Plastikartikel wie Kunststofftüten und Strohhalme verboten wurden, sind Straßen und Strände sauberer geworden. Zudem wurde auch die öffentliche Diskussion über nachhaltigen Konsum intensiviert. Die Gesamtmenge an Kunststoff-Abfällen ließ sich mit "Plastikverboten" hingegen nicht signifikant reduzieren. Zu diesem Ergebnis kommt der vorliegende Polyproblem-Report der gemeinnützigen Röchling Stiftung und des Beratungshauses Wider Sense in Zusammenarbeit mit dem Wuppertal Institut. Die Autor*innen haben die Wirkung staatlicher Verbote von Einweg-Plastikprodukten unter die Lupe genommen und die Erfahrungen aus Deutschland, Kenia und Kalifornien analysiert.
Kunststoffverpackungen im geschlossenen Kreislauf : Potenziale, Bedingungen, Herausforderungen
(2021)
Die Wirtschaftsleistung von Deutschland ist durch die Corona-Pandemie stark beeinträchtigt. Um die Wirtschaft zu beleben, einigten sich die Regierungsparteien am 3. Juni 2020 in ihrem Koalitionsausschuss auf ein "Konjunktur- und Krisenbewältigungspaket" sowie ein "Zukunftspaket" in Höhe von insgesamt 130 Milliarden Euro. Für 2020 und 2021 sind fast 60 Maßnahmen vorgesehen, die von steuerlichen Vergünstigungen bei der Mehrwertsteuer bis hin zu konkreten Investitionen in Zukunftstechnologien reichen. Mit Blick auf den Klimaschutz beinhaltet das Maßnahmenpaket der Großen Koalition zwar gute Ansätze und viele wichtige Impulse, die allerdings zu verpuffen drohen, wenn sie nicht durch eine konsequente und nachhaltig ausgerichtete Klimapolitik flankiert werden. Zudem fehlen für den Klimaschutz wichtige Bereiche, wie Investitionen in die Kreislaufwirtschaft. Außerdem werden Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz nur unzureichend berücksichtigt. Gerade in diesen Bereichen hätten sich konjunkturbelebende Effekte und Klimaschutz in idealer Form ergänzen können, kritisiert das Wuppertal Institut. Dieses Diskussionspapier reagiert auf die vorliegenden Vorschläge und fasst zusammen, welche Maßnahmen im Rahmen der jetzt anstehenden Umsetzungsphase nachgebessert werden sollten und wo Ergänzungen notwendig sind.
Transformative Innovationen : die Suche nach den wichtigsten Hebeln der Großen Transformation
(2021)
Der hier vorliegende Zukunftsimpuls soll den Grundgedanken der Transformativen Innovationen und ihre Notwendigkeit beschreiben sowie erste Kandidaten für solche Transformativen Innovationen aus diversen Arbeitsbereichen des Wuppertal Instituts vorstellen. Er dient vor allem als Einladung, gemeinsam mit dem Wuppertal Institut über solche Innovationen zu diskutieren, die irgendwo zwischen den großen Utopien und kleinen Nischenaktivitäten liegen. Denn es braucht nicht immer den ganz großen Wurf, um Veränderungen in Gang zu setzen.
This report is a deliverable of the project "Bridging the raw materials knowledge gap for reuse and remanufacturing professionals" (ReUK) and of the second work package "Identification of knowledge gaps and industry needs". Funded by the Knowledge and Innovation Community for Raw Materials, ReUK will develop life-long education services tailor-made for the needs of the reuse- and remanufacturing sector in Europe. The present "Report on ten knowledge gaps" represents a further key step in delivering these services.
Stepping up waste prevention : challenges and opportunities for national waste prevention programmes
(2017)
The transition to a greener and more circular economy has been a European policy priority for several years. The Circular Economy Action Plan of 2020 underlines the ambition. The following EEA initiatives are meant to support the transition process:
- Bellagio Process on circular economy monitoring principles (EPA network);
- Enhancement of EEA indicators on circular economy (ETC/WMGE);
- Explorative work on novel data streams (FWC);
- Co-creation work - knowledge sharing of monitoring experience (ETC/Eionet).
The scope of the present task was to report on the co-creation process that was undertaken at the end of 2020. The co-creation process was organised to identify:
(i) best practices on monitoring strategies, data sources and target setting; and
(ii) areas of circularity measuring and monitoring that remain challenging and require additional investment.
The co-creation process partially built on the work done during the Bellagio Process/Initiative which was run in parallel. This ETC report presents and documents the evidence gathered throughout the co- creation process as well as providing a retrospective analysis of the links to the Bellagio Principles.
Elektro- und Elektronikaltgeräte zählen zu den am schnellsten wachsenden Abfallströmen in Europa. Reparatur und Wiederverwendung können durch eine Verlängerung der Produktnutzungsdauer dazu beitragen, dass weniger Abfall entsorgt werden muss und Ressourcen durch die Vermeidung von Neuproduktion eingespart werden. In der Europäischen Abfallrahmenrichtlinie (2008/98/EG) wird der "Vorbereitung zur Wiederverwendung" ein hoher Stellenwert eingeräumt; die Abfallvermeidung hat, gefolgt von der "Vorbereitung zur Wiederverwendung", eindeutig Priorität gegenüber dem Recycling. Die Abfallhierarchie verspricht zwar implizit ökologische Vorteile der "Vorbereitung zur Wiederverwendung", allerdings wurden die institutionell-ökologischen Zusammenhänge des Konzepts in der Forschungsdebatte bislang vernachlässigt. Somit sind die tatsächlichen Ressourceneinsparpotenziale der "Vorbereitung zur Wiederverwendung" noch weitgehend unerforscht. Vor diesem Hintergrund zielt das Dissertationsprojekt darauf ab, ein Verständnis dafür zu entwickeln, wie spezifische Kontexte (beispielsweise die rechtlichen Rahmenbedingungen, ökonomische oder informatorische Aspekte) die "Vorbereitung zur Wiederverwendung" von Produkten aus der Ressourcenperspektive beeinflussen. Dafür wurden die institutionell-ökologischen Zusammenhänge der "Vorbereitung zur Wiederverwendung" integrativ betrachtet, und zwar mit Fokus auf ausgewählte Geräte - Flachbildmonitore (FlaMo's), Kaffeefiltermaschinen (KaFil's), Kaffeepadmaschinen (Ka-Pad's), Lautsprecherboxen (LauS) und Waschmaschinen (WaMa's) - und im Sinne einer vergleichenden Analyse von zwei abfallstrukturell-charakteristischen Regionen - Flandern und Nordrhein-Westfalen. Die interdisziplinäre Fragestellung der Arbeit erforderte die Anwendung qualitativer Methoden für die tiefgründige Untersuchung der "Vorbereitung zur Wiederverwendung" in den verschiedenen institutionellen Systemen, aber auch quantitative Methoden im Hinblick auf die zahlenmäßige Bewertung der Ressourceneinsparpotenziale. Zentrale Datenerhebungsinstrumente waren fallbeispielbezogene öffentliche Dokumente und Webseiten, die Analyse betriebsinterner Dokumentationen, Literaturauswertungen, Stichprobenerhebungen, Beobachtungen und Experteninterviews.
Im Rahmen des Projektes werden mögliche Bewertungsmaßstäbe für die Erfolgsmessung von Abfallvermeidungsmaßnahmen vertiefend analysiert und bewertet sowie ein passendes Set an Indikatoren erarbeitet und ein geeignetes Daten-Erfassungskonzeptes entwickelt. Bezogen auf das Datenerfassungskonzept gibt es im Bereich Wiederverwendung (WV) erhebliche Datenlücken zu den tatsächlich wiederverwendeten Mengen gebrauchter Produkte. Der vorliegende Zwischenbericht enthält die Ergebnisse einer ersten Datenerhebung auf Basis einer Befragung der 400 Wiederverwendungseinrichtungen in Deutschland. Ergänzend wurde das Potential der aus Online-Angeboten gewinnbaren Gebrauchtprodukte zur WV recherchiert.
Digital product passport : the ticket to achieving a climate neutral and circular European economy?
(2022)
The introduction of a Digital Product Passport (DPP) is an opportunity to create a system that can store and share all relevant information throughout a product's life cycle. This would provide industry stakeholders, businesses, public authorities and consumers with a better understanding of the materials used in the product as well as their embodied environmental impact.
With the COVID-19 pandemic, the Russian invasion of Ukraine and the cost-of-living crisis, now is a critical moment to transform our economic and business models, while also addressing the huge scale of material emissions. DPPs can be a pivotal policy instrument in this goal. Furthermore, DPPs can accelerate the twin green and digital transitions as part of EU efforts to deliver positive climate action and sustainable economies.
In 2020, the European Commission (EC) adopted a new Circular Economy Action Plan (CEAP), which emphasised the need for circular economy initiatives to consider the entire life cycle of products, from the production of basic materials to end-of-life disposal. The Circular Economy Package published in March 2022 includes a proposal for an Ecodesign for Sustainable Products Regulation (ESPR), which builds upon the Ecodesign Directive that covers energy-related products.
A DPP will form a key regulatory element of the ESPR by enhancing the traceability of products and their components. This will provide consumers and manufacturers with the information needed to make better informed choices by taking their environmental impact into consideration.
As discussed in the report, there is widespread agreement amongst business leaders that a well-designed DPP could have both short- and longer-term benefits, improving access to reliable and comparable product sustainability information for businesses, consumers and policymakers.
A well-designed DPP can unify information, making it more readily accessible to all actors in the supply chain. This will support businesses to ensure an effective transformation towards a decarbonised industry. It could also create incentives for companies to make their products more sustainable, as improving access to reliable and consistent information across supply chains will make it easier for customers to make comparisons.
At the end of March 2022, the European Commission published its new EU Strategy for Sustainable and Circular Textiles. Its ambitious vision is to reduce textile waste, promote circular measures and minimise the negative environmental impacts of the textile industry. But what would a textile industry that keeps textiles in a closed loop look like, and what political conditions would be required in Germany? This Zukunftsimpuls paper by the Wuppertal Institute points to the role that Germany could play in the transformation towards a circular textile industry.
Ende März 2022 veröffentlichte die Europäische Kommission ihre neue EU-Strategie für nachhaltige und zirkuläre Textilien. Die ambitionierte Vision: Textilabfälle sollen reduziert, zirkuläre Maßnahmen gefördert und negative Umweltfolgen der Textilindustrie minimiert werden. Doch wie sieht eine Textilwirtschaft, die Textilien im Kreislauf führt, aus und welche politischen Anforderungen ergeben sich daraus für Deutschland? Der vorliegende Zukunftsimpuls des Wuppertal Instituts zeigt, welche Position Deutschland in der Transformation hin zu einer zirkulären Textilindustrie einnehmen könnte.
Kreislaufwirtschaft beschreibt ein Konzept, bei dem Abfall und Verschmutzung nicht per se im Wirtschaftsdesign vorausgesetzt werden. Sie greift damit die Ursachen der derzeit global dringlichsten Querschnittsthemen nachhaltiger Entwicklung mit dem Ziel auf, verantwortungsvoll mit Ressourcen, Wertstoffen, Produkten und der Umwelt umzugehen. Entstehen soll damit eine Welt, in der kein Müll produziert wird. Das Konzept verfolgt dabei einen multidimensionalen Ansatz und umfasst alle Wirtschaftsbereiche - von der Ressourcengewinnung über die Produktion, die Lagerung und den Konsum bis hin zur Entsorgung beziehungsweise zum Recycling. Mithilfe der Kreislaufwirtschaft können multiple Nachhaltigkeitsziele der Agenda 2030 schneller erreicht werden, weshalb sie als ein zentraler Baustein nachhaltiger Entwicklung gilt.
Addressing food waste prevention is one target of the Sustainable Development Goals (SDGs) and a major task for the UN Environmental Programme and the European Commission. It is promising in terms of its environmental saving potential. However, it also leads to consumers being able to save money, which they then are likely to spend, thus again causing a negative environmental impact. This dimension of the so-called indirect rebound effect, which prevents the desired ecological benefits from being achieved, is investigated in this paper. By using a single-region environmentally extended input-output model from a production perspective, the indirect rebound effects from food waste prevention in Germany are analysed. Any political action needs to consider not only a differentiation in income class, but also alternative concepts such as the principles of sufficiency in order to achieve all ecological benefits and specifically the third target of SDG 12.
Deutschlands zirkuläre Zukunft : wie Missionen die Transformation zur Circular Economy beschleunigen
(2023)
A large number and variety of activities are being undertaken to introduce Digital Product Passports (DPPs). However, only a few DPPs have made it into practice so far, so there is some uncertainty about which impact DPPs will actually have. With this paper, we aim to provide a structured overview of the current development of DPPs. We provide insights of 76 current corporate, policy, and research activities that exist and their objectives. To allow for a structured assessment and discussion of the diverse approaches we defined 13 criteria for a comparable description, categorization and evaluation. We expect that this overview will not only encourage feedback and contributions from the DPP community, as well as valuable discussions with and among experts. It is also intended to help promote and facilitate the adoption of DPPs for the Circular Economy by facilitating collaborations and suggestions for ongoing activities.
The Digital Product Passport (DPP) is a concept for collecting and sharing product-related information along the life cycle of a product. DPPs are currently the subject of intense discussion, and various development efforts are being undertaken. These are supported by regulatory activities, especially in the case of the battery passport. The aggregation of product life-cycle data and their respective use, as well as the sharing of these data between companies, entrepreneurs, and other actors in the value chain, is crucial for the creation of a resource-efficient circular economy. Despite the urgent need for such a solution, there is currently little attention given to the digital infrastructure for the creation and handling of the DPPs (i.e., the so-called DPP system). Moreover, there is so far no common understanding of what the requirements for a DPP system are. This is the background and underlying motivation of our paper: we identify the requirements for a DPP system in a structured way, i.e., based on stakeholder involvement and current literature from science and industry. In addition, we compose, categorize, and critically analyze the results, i.e., the list of requirements for DPP systems, in order to identify gaps. Summarized, our research provides insights into the criteria to be considered in the creation of an actual DPP system.
Accelerating circular economy solutions to achieve the 2030 agenda for sustainable development goals
(2022)
Circular economy seems a vital enabler for sustainable use of natural resources which is also important for achieving the 2030 agenda for sustainable development goals. Therefore, a special session addressing issues of "sustainable solutions and remarkable practices in circular economy focusing materials downstream" was held at the 16th International Conference on Waste Management and Technology, where researchers and attendees worldwide were convened to share their experiences and visions. Presentations focusing on many key points such as new strategies, innovative technologies, management methods, and practical cases were discussed during the session. Accordingly, this article compiled all these distinctive presentations and gave insights into the pathway of circular economy towards the sustainable development goals. We summarized that the transition to circular economy can keep the value of resources and products at a high level and minimize waste production; the focus of governmental policies and plans with the involvement of public-private-partnership on 3Rs (reduce, reuse, and recycle) helps to improve the use of natural resources and take a step ahead to approach or achieve the sustainability.
Mit dem Ziel, das Kunststoffrecycling weiter zu steigern, wurden in diesem Vorhaben die Verfahren und Prozesse der werkstofflichen Verwertung von Kunststoffabfällen in den Blick genommen - von der Sortierung über die Aufbereitung bis hin zu einem erneuten Einsatz in der Produktion. Ausgehend von der Beschreibung des Standes der Technik wurden mögliche, innovative technische Optimierungspotenziale identifiziert und dargestellt, die zur Verbesserung der Rezyklatqualitäten und ihren Einsatzmöglichkeiten in Neuprodukten beitragen können. Für eine Bewertung der Umweltwirkungen der technischen Innovationen im Vergleich zum Stand wurden ökobilanzielle Berechnungen vorgenommen.
Mit dem Ziel, das Kunststoffrecycling weiter zu steigern, wurden in diesem Vorhaben die Verfahren und Prozesse der werkstofflichen Verwertung von Kunststoffabfällen in den Blick genommen - von der Sortierung über die Aufbereitung bis hin zu einem erneuten Einsatz in der Produktion. Ausgehend von der Beschreibung des Standes der Technik wurden mögliche, innovative technische Optimierungspotenziale identifiziert und dargestellt, die zur Verbesserung der Rezyklatqualitäten und ihren Einsatzmöglichkeiten in Neuprodukten beitragen können. Für eine Bewertung der Umweltwirkungen der technischen Innovationen im Vergleich zum Stand wurden ökobilanzielle Berechnungen vorgenommen.
Der vorliegende Beitrag analysiert die Bedeutung der Abfallvermeidung auf kommunaler Ebene. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Rolle von Städten bei der Abfallvermeidung und der Notwendigkeit strategischer Konzepte sowie praktischer Umsetzungsstrategien. Es wird herausgearbeitet, dass das Initiieren von Abfallvermeidungsmaßnahmen auf kommunaler Ebene auf verschiedene Herausforderungen stoßen kann, wie beispielsweise die Abstimmung bestehender Konsum- und Entsorgungsmuster sowie das Fehlen geeigneter Anreize für Akteure. Es wird gezeigt, inwiefern der Ansatz der Zero Waste City ein Instrument zur Förderung der kommunalen Abfallvermeidung darstellen kann und welche Ziele und Maßnahmen die Zero Waste Cities Kiel und München in ihre Zero-Waste-Konzepte aufgenommen haben. Darüber hinaus werden Handlungsempfehlungen zur Stärkung der Abfallvermeidung in der Kommune, in der Verwaltung und in Bezug auf spezifische Abfallfraktionen präsentiert.
Abfallvermeidung steht an der Spitze der Abfallhierarchie und sollte daher mit höchster Priorität behandelt werden - auch in den Kreislaufwirtschaftspolitiken auf kommunaler Ebene. Ein Leitfaden mit 19 praxisorientierten Handlungsempfehlungen soll Kommunen nun unterstützen, Abfallvermeidung systematisch und erfolgreich umzusetzen.
Der Handlungsleitfaden ist ein Ergebnis des Projekts Circular Cities NRW: Das Wuppertal Institut hat gemeinsam mit der FernUniversität Hagen die 22 kreisfreien Städte in Nordrhein-Westfalen (NRW) sowie sechs internationale Referenzfälle in Bezug auf ihre Abfallvermeidungsmaßnahmen analysiert. Das Ergebnis: Die NRW-Städte gehen Abfallvermeidung zwar zunehmend an, allerdings bestehen große Unterschiede bei der Breite der Maßnahmen und den thematischen Schwerpunkten. Darüber hinaus haben die Forschenden viele nicht ausgeschöpfte Handlungspotenziale identifiziert.
Der Leitfaden enthält Maßnahmen, mit denen Kommunen Abfallvermeidung systematisch, verwaltungsweit, sektorenübergreifend und verknüpft mit anderen Klimaschutz- und Nachhaltigkeitsaktivitäten angehen können. Besonders interessant für die Kommunen: Einige der Handlungsempfehlungen sind einfach umzusetzen, kostengünstig und ermöglichen schnelle Abfallvermeidungserfolge.
The rising popularity and strong increase in the number of electric bicycles make it necessary to consider the built-in resources as well as possible treatments after the use phase. The time lag between the purchase and the occurrence of relevant defects suggests significant increases in defective components. Especially the great dynamics of the market due to regular innovations, product renewals, and the lack of spare parts availability for older models make the long-term use by customers much more difficult than for conventional bicycles. Therefore, it is necessary to analyze circular business models for the electric bicycle market. In this way, the required structures for a sustainable electric bicycle industry can be created so that valuable materials do not go into disposal but undergo a new use phase. Based on the results of "AddRE-Mo-Value Preservation Scenarios for Urban Electromobility of Persons and Loads through Additive Manufacturing and Remanufacturing," a research project funded by the German Federal Ministry of Education and Research, this paper addresses four circular business models, two sales models, and two service models. The guiding research interest of this paper is the combination of remanufacturing and additive manufacturing from a business model perspective, analyzing the extent to which additive remanufacturing can be considered a solution for electric bicycles' circularity. After describing the approach and methods used to develop these four circular business models the business models are described and analyzed using the Business Model Canvas. Based on this analysis, it is shown that the combination of remanufacturing and additive manufacturing can be applied to the electric bicycle market and be integrated into both sales and service models. The description of these business models will help managers design viable business models in the context of sustainable electric bicycles. It also shows that the individual partners within the value chain must collaborate more closely. In the electric bicycle industry, a single company will probably not be able to close the product cycle completely. Further research is needed to develop concepts of the business models and examine their practical feasibility in technical and organizational operations to achieve a circular economy.
Auf dem Weg zu einer ressourceneffizienten Gesellschaft bedarf es richtiger Rahmenbedingungen, Informationen und Handlungsalternativen. Eine Möglichkeit, diese Voraussetzungen zu schaffen, ist ein kommunales Zero-Waste-Konzept. Zero Waste lässt sich übersetzen mit "Null Abfall, null Verschwendung" und verfolgt das Ziel, möglichst wenig Abfall zu produzieren sowie effizient und sparsam mit Ressourcen umzugehen. Ein solches Konzept wie in Kiel ist die Basis für eine Zertifizierung als Zero Waste City, eine Auszeichnung, die der europäische Verein Zero Waste Europe vergibt. 2007 wurde die italienische Gemeinde Capannori zur ersten Zero Waste City in Europa erklärt, seitdem sind knapp 400 europäische Gemeinden dieser Bewegung gefolgt.
Das im Auftrag des Umweltschutzamts Kiel entwickelte Zero-Waste-Konzept zeigt anhand eines umfangreichen Handlungsplans, wie Kiel zur "Zero Waste City" werden kann. Das Konzept ist die Basis für eine Zertifizierung als "Zero Waste City" - eine Auszeichnung, die der europäische Verein Zero Waste Europe vergibt. Nachdem im Jahr 2007 die italienische Gemeinde Capannori zur ersten "Zero Waste City" in Europa erklärt wurde, haben sich knapp 400 europäische Gemeinden dieser Bewegung angeschlossen.
Für das Kieler Zero-Waste-Konzept stellten die Forschenden insgesamt 20 konkrete Ziele auf, die helfen, Abfall zu reduzieren, die Wiederverwendung von Produkten zu steigern und die Abfalltrennung zu verbessern. Kiels ambitioniertes Ziel: Die Stadt will die Maßnahmen, die innerhalb des Zero-Waste-Konzepts ermittelt wurden, zwischen 2025 und 2050 umsetzen und bis 2035 die Gesamtabfallmenge pro Kopf und Jahr durchschnittlich um 15 Prozent senken, die Haus- und Geschäftsabfälle - also Restabfälle - bis zum Jahr 2035 halbieren und langfristig auf 50 Kilogramm pro Kopf und Jahr reduzieren.
Der Verkehrssektor verursacht rund 20 Prozent der Treibhausgas-Emissionen in Deutschland und ist damit unverzichtbar, um die nationalen Klimaschutzziele zu erreichen. Doch in keinem anderen Sektor liegen Wunsch und Wirklichkeit auf dem Weg zur Klimaneutralität noch so weit auseinander wie im Verkehrssektor. Die vorliegende Studie zeigt daher neue Wege für den Einstieg in eine klimaschonende und nachhaltige Verkehrswende in Deutschland. Sie liefert Handlungsoptionen für die Umsetzung der Ziele des Koalitionsvertrags zum Ausbau ambitionierter, digitaler Mobilitätslösungen.
Die Forschenden formulieren acht Thesen, wie sich das Potenzial der Digitalisierung für eine nachhaltige Mobilität nutzen lässt und welche politische Flankierung und Unterstützung dafür erforderlich sind. Entscheidend sei demnach die finanziellen und regulatorischen Leitplanken so auszugestalten, dass sie einerseits den schnellen Ausbau des digitalisierten Umweltverbunds vorantreiben und andererseits zu einer schrittweisen Eingrenzung des Pkw-Verkehrs führen.
The transport sector accounts for 20 per cent of the greenhouse gas emissions in Germany and it is therefore key to success for German climate policy. At present, however, there is no other sector with a wider gap in missing the trajectory to climate neutrality. The present study, conducted on behalf of Huawei within the project "Shaping the Digital Transformation - Digital Solution Systems for the Sustainability Transition", points out new pathways towards a sustainable and climate friendly transition of the transport sector. The report specifies concrete options to follow up on the ambitious goals of the new coalition agreement to foster clean and digital mobility solutions.
The authors refined eight theses on how digitalisation can foster sustainable mobility solutions and how to shape a supporting policy framework, which is aligning the financial and regulatory guardrails for ramping up a sustainable mobility system while gradually phasing down the usage of private cars.
Immer mehr Unternehmen verkünden, klimaneutral sein zu wollen und zahlreiche Firmen bieten bereits klimaneutrale Produkte oder Dienstleistungen an: Von der klimaneutralen Paketzustellung bis zur Flugreise. Doch was bedeuten die Neutralitätsziele der Unternehmen genau? Ist das gesetzte Ziel ambitioniert? Und welche Rolle spielt Offsetting, also der Ankauf von Klimaschutzzertifikaten und deren Anrechnung auf das eigene Klimaschutzziel? Die hinter den verkündeten Zielen stehenden Ansätze sind häufig nur schwer nachvollziehbar. Vor diesem Hintergrund gibt der vorliegende Zukunftsimpuls zehn Empfehlungen für die Festlegung und Umsetzung von Neutralitätszielen. Die Autorinnen und Autoren sprechen sich dabei unter anderem für die Nutzung einer robusten Datenbasis als Grundlage für Neutralitätsziele aus, betonen die Bedeutung einer transparenten Kommunikation und zeigen auf, welche Rolle Offsetting spielen sollte. So sollten angekaufte Klimaschutz-Zertifikate einen möglichst begrenzten Beitrag zur Zielerfüllung leisen und ausschließlich zum Ausgleich von Emissionen genutzt werden, die nicht reduziert oder vermieden werden können. Insgesamt sollten Neutralitätsziele nicht zum alleinigen Kriterium für ambitionierten Klimaschutz von Unternehmen gemacht werden, sie stellen vielmehr ein Baustein einer weitaus umfassenderen unternehmerischen Klimaschutzstrategie dar.
More and more companies are announcing their intention to become climate-neutral and numerous companies already offer climate-neutral products or services: From climate-neutral parcel delivery to air travel. But what exactly do the companies' net-zero targets mean? Is the target set ambitious? And what role does offsetting play, i.e., purchasing carbon credits that are accounted against the company's own climate target? The approaches behind the proclaimed targets are often difficult to understand. Against this background, this Zukunftsimpuls provides ten recommendations for the definition and implementation of neutrality targets. Among other things, the authors advocate the use of a robust database as the basis for net-zero targets, emphasize the importance of transparent communication, and highlight the role that offsetting should play. Purchased carbon credits should make as limited a contribution as possible for meeting climate targets and should only be used to offset emissions that cannot be reduced or avoided. More generally, net-zero targets should not be made the sole criterion for ambitious climate strategies. Rather, they are a building block of a much more comprehensive strategy of corporate climate action.
The need for a transition towards a circular economy (CE) is evident, as the current economic model is based on the exploitation of far more resources than the planet can replenish sustainably. A significant part of this economic transition is the inception of new, CE-oriented startups and business activities. While business model frameworks (BMF), such as the Business Model Canvas (BMC), were at the center of discussions about structuring business ideas in the beginning of the millennium, the conversation must now shift towards circular BMFs (CBMF). This paper follows the Design Research Methodology (DRM) for an empirical approach to devising a novel CBMF, including expert interviews as well as a first application of the framework with a startup. Throughout this process, a new and innovative tool called Circular Business Framework (CBF) was created and tested based on CE principles.
This report examines the role of waste management in the context of a circular economy transition. Key challenges relate to moving beyond the perception of "waste as a problem" to "waste as a resource". To this end high levels of cooperation are needed between the waste industry and enterprises engaged in circular economy business models. Collecting high quality waste streams for re-use, remanufacturing and recycling also requires citizen engagement and integrated infrastructure development from the municipal to the EU level. Ultimately, both waste prevention as well as a widespread growth in circular economy activities will require a coherent and holistic approach that takes recovery options into account at every stage of the product life cycle. Co-benefits will include reducing environmental burden as well as creating both high-skilled and low-skilled jobs for an inclusive, green economy. In concrete terms, this report examines five waste streams identified in the EU's Circular Economy Action Plan: municipal waste, packaging waste, food waste, bio-waste and critical raw materials. It looks at the current state of policy development, presents trends and data comparing Member State performance, reviews the state of technological development, and assesses employment opportunities relevant to each waste stream in the overarching context of assessing progress toward the circular economy transition in the EU. Case studies of specific options for collecting and treating waste based on experiences in Denmark, Italy and Slovenia complement the more macro-level analysis of trends. Finally, key policy options are identified, in particular focused on ways to prevent waste, align circular economy and waste management objectives and improve the quality and reliability of indicators toward more robust monitoring.
Nowadays, high expectations are set for a digitally enabled circular economy (CE), to enhance resource efficiency. Tracing, tracking, and storing information is most important for this. In this paper, the application of Internet of Things (IoT) and Distributed Ledger Technology (Blockchain) are hence discussed by presenting the case of professional Electrical and Electronic Equipment (EEE) in Italy. Within the context of CE, prevention of electronic waste (WEEE) is extremely relevant as it is a fast-growing waste stream, and the products contain environmentally damaging substances as well as valuable and rare materials. The use of a proper combination of IoT and blockchain can help the producers to keep control on products until EEE end-of-life, while promoting CE strategies and supporting decision-making. Based on the outcomes of five interviews conducted in 2019 to companies of the EEE sector, potential improvements in the EEE end-of-use management are discussed. After providing the definition of requirements for both the technical solution and its testing are provided, three solution variations and the related business models are created and presented, as well as considerations on their environmental and economic impacts. The study shows how digital technologies can support the appropriate and circular management of EEE products and WEEE.
Variations in quantity, quality and time availability of input materials pose a major risk to circular supply chains (CSC) and require new models for creating and evaluating adaptive and resilient CSC in the circular economy (CE). This can be achieved through consistent modelling of the overarching relationship between resource input- and output streams, without neglecting the associated risks.
The model proposed below consists of five components based on five resilience requirements for supply-chains (SCs). It provides a data-based recommended course of action for managers with a low entry-barrier. It consists of a CSC visualization, safety stock calculation, risk monitoring for each SC node, reporting logic, and a measurement catalogue. The inspiration for this model came from an innovative case study ("Zirkelmesser") in the metal processing industry, where secondary products and materials are used to produce new products. Here, the problem of maintaining the resource supply arose and led to resilience issues. The mentioned case study serves as an application example for the model application and contributes to making emerging circular supply chains predictable and more controllable, thus increasing their resilience.
Diese Kurzstudie beschäftigt sich mit der Frage, ob durch den Einsatz von Augmented Reality Anwendungen die Wiederaufbereitung (genauer das Refurbishment) von Produkten gesteigert werden kann. Gleichzeitig betrachtet sie, ob damit auch die Inklusion- und Re-Integration von Schwerbehinderten und langzeitarbeitslosen Menschen in den ersten Arbeitsmarkt unterstützt wird.
Diese Kurzstudie beschäftigt sich mit der Frage, ob durch den Einsatz von Augmented Reality Anwendungen die Wiederaufbereitung (genauer das Refurbishment) von Produkten gesteigert werden kann. Gleichzeitig betrachtet sie, ob damit auch die Inklusion- und Re-Integration von Schwerbehinderten und langzeitarbeitslosen Menschen in den ersten Arbeitsmarkt unterstützt wird.
Supply risks and environmental concerns drive the interest in critical raw material recycling in the European Union. Globally, waste electrical and electronic equipment (WEEE) is projected to increase by almost 40% until 2030. This waste stream can be a source of secondary raw materials. The determination of the economic feasibility of recycling and recovering specific materials is a data-intensive, time-consuming, and case-specific task. This study introduced a two-part evaluation scheme consisting of upper continental crust concentrations and raw material prices as a simple tool to indicate the potential and limitations of critical raw material recycling. It was applied to the case of light-emitting diodes (LED) lamps in the EU. A material flow analysis was conducted, and the projected waste amounts were analyzed using the new scheme. Indium, gallium, and the rare earth elements appeared in low concentrations and low absolute masses and showed only a small revenue potential. Precious metals represented the largest revenue share. Future research should confirm the validity and usefulness of the evaluation scheme.
Renewable energy targets in the European Union (EU) have raised the demand for timber and are expected to increase dependence on imports. However, EU timber consumption levels are already disproportionally high compared to the rest of the world. The question is, how much timber is available for the EU to sustainably harvest and import, in particular considering sustainable forest management practices, a safe operating space for land-system change, and the global distribution of "common good" resources. This article approaches this question from a supply angle to develop a reference value range for the current as well as future sustainable supply of timber at the EU-27 and global levels. For current supply estimates, national-level data on forest area available for wood supply, productivity in that area, as well as the rate available for harvest were collected and aggregated into three potential supply scenarios. For future supply estimates, a safe operating space scenario halting land use change, a sensitivity analysis, and a literature review were performed. To provide both a comparison of global versus EU sustainable supply capacities and to develop a benchmark toward evaluating and comparing levels of consumption to sustainable supply capacities, per capita calculations were made. Results revealed that the per capita sustainable supply potential of EU forests is estimated to be around three times higher than the global average in 2050. Whether a global or EU reference value is more appropriate for EU policy orientation, considering both strengthened economic and cultural ties to the forest in forest-rich countries as well as the need to prevent problem shifting associated with exporting land demands abroad, is discussed. Further research is needed to strengthen and harmonize data, improve methods for modeling future scenarios and incorporate interdisciplinary and multi-stakeholder perspectives toward the development of robust and politically relevant reference values for sustainable consumption levels.
The growing demand for timber, in particular for renewable energy, increases pressures on global forests and requires a robust monitoring system to ensure sustainability. This article takes a first step toward more systemic monitoring by asking how the global use of forests by EU consumers can be accounted for. Specifically, this article builds on and develops the method of global land use accounting to account for the EU-27's consumption of primary timber between 2002 and 2011 in terms of both volume and forest area. It assesses international trade flows for around 100 commodities and converts them into a volume of primary raw timber based on conversion values. Results reveal that both imports and exports increased over the assessed time period, with primary EU-27 timber estimated to be around 1 m3/cap in 2011. Gaps, uncertainty and a lack of harmonization regarding especially trade data and conversion values are key challenges to further improving the robustness of the method and reliability of results. Future research may focus on improving the method to address in particular recycled and recovered flows as well as the question of whether area or volume is the most appropriate metric for further development of a forest footprint indicator.
The growing demand for wood to meet EU renewable energy targets has increasingly come under scrutiny for potentially increasing EU import dependence and inducing land use change abroad, with associated impacts on the climate and biodiversity. This article builds on research accounting for levels of primary timber consumption - e.g., toward forest footprints - and developing reference values for benchmarking sustainability - e.g., toward land use targets - in order to improve systemic monitoring of timber and forest use. Specifically, it looks at future trends to assess how current EU policy may impact forests at an EU and global scale. Future demand scenarios are based on projections derived and adapted from the literature to depict developments under different scenario assumptions. Results reveal that by 2030, EU consumption levels on a per capita basis are estimated to be increasingly disproportionate compared to the rest of the world. EU consumption scenarios based on meeting around a 40% share of the EU renewable energy targets with timber would overshoot both the EU and global reference value range for sustainable supply capacities in 2030. Overall, findings support literature pointing to an increased risk of problem shifting relating to both how much and where timber needed for meeting renewable energy targets is sourced. It is argued that a sustainable level of timber consumption should be characterized by balance between supply (what the forest can provide on a sustainable basis) and demand (how much is used on a per capita basis, considering the concept of fair shares). To this end, future research should close data gaps, increase methodological robustness and address the socio-political legitimacy of the safe operating space concept towards targets in the future. A re-use of timber within the economy should be supported to increase supply options.
The contribution of the EU bioeconomy to sustainable development depends on how it is implemented. A high innovation potential is accompanied by considerable risks, in particular regarding the exacerbation of global land use conflicts. This article argues that a systemic monitoring system capable of connecting human-environment interactions and multiple scales of analysis in a dynamic way is needed to ensure that the EU bioeconomy transition meets overarching goals, like the Sustainable Development Goals. The monitoring should be centered around a dashboard of key indicators and targets covering environmental, economic, and social aspects of the bioeconomy. With a focus on the land dimension, this article examines the strengths and weakness of different economic, environmental and integrated models and methods for monitoring and forecasting the development of the EU bioeconomy. The state of research on key indicators and targets, as well as research needs to integrate these aspects into existing modeling approaches, are assessed. The article concludes with key criteria for a systemic bioeconomy monitoring system.
Die große Herausforderung der Industrietransformation ist von besonderer Bedeutung für Nordrhein-Westfalen als eine der wichtigsten Industrieregionen Deutschlands und Europas, in der etwa die Hälfte der Anlagen der energieintensiven Grundstoffindustrie Deutschlands verortet sind und in der die industrielle Produktion wirtschaftlich eine besonders große Rolle spielt. Gleichzeitig kann eine gelingende Transformation der Industrie in NRW als Blaupause für andere Regionen dienen. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse des Forschungsprojekts SCI4climate.NRW 2018-2022 dar, welches die Industrietransformation in NRW wissenschaftlich begleitet und untersucht hat.
Das Vorhaben analysiert 1.) die Argumente verschiedener Positionen im Wachstumsdiskurs und formuliert eine idealtypische "vorsorgeorientierte Postwachstumsposition". Er präsentiert zudem Ursachen von Wirtschaftswachstum und identifiziert gesellschaftliche Bereiche, deren Funktion vom Wirtschaftswachstum abhängen könnte. Darüber hinaus werden Reformvorschläge diskutiert, um diese Wachstumsabhängigkeit zu verringern. Das Vorhaben untersucht 2.) die Relevanz der Postwachstumsdebatte für Ressourcenpolitik und eine entsprechende Instrumentierung. Außerdem werden 3.) konstitutive Kernelemente einer nachhaltigen (Postwachstums-)Gesellschaft bestimmt. Das Vorhaben setzt damit Impulse zur gesellschaftlichen Debatte über die Ausgestaltung und Instrumentierung von Transformationspfaden für "gesellschaftliches Wohlergehen innerhalb planetarer Grenzen".