Was sind eigentlich die R-Strategien in der Zirkulären Wertschöpfung?

Produkte und Materialien mit der Hilfe der R-Strategien im Kreislauf führen

Friederike von Unruh, Julian Mast und Wolfgang Irrek

Es existieren Strategien, die den Verbrauch von natürlichen Ressourcen reduzieren und die Kreislaufführung von Materialien unterstützen, wodurch die Entstehung von Abfall verringert wird (vgl. Potting et al. 2017, S. 4). Häufig werden solche Strategien als R-Strategien bezeichnet, die als Kerngerüst der Transformation hin zur Zirkulären Wertschöpfung gesehen werden. Im Folgenden soll das auf Potting et al. (2017, S. 5) beruhende 9-R-Framework von Kirchherr et al. (2017, S. 224) vorgestellt werden und jeweils ein Beispiel für jede Strategie anhand des Produktes Fahrrad veranschaulicht werden.

Die R-Strategien erhielten ihren Namen durch den Anfangsbuchstaben der einzelnen Strategien. Das Präfix „re“ stammt aus dem Lateinischen (dt.: „wieder“ oder „zurück“) (vgl. Langenscheidt) und steht für neu oder erneut (vgl. Sihvonen und Ritola 2015, S. 640). In der Wissenschaft besteht kein Konsens darüber, wie viele R-Strategien dem Framework zuzuordnen sind. Die Anzahl der R-Strategien schwankt je nach Veröffentlichung zwischen drei und neun Strategien, daher sind die R-Strategien nicht immer vollständig überschneidungsfrei (vgl. Kirchherr et al. 2017, S. 223). Es lassen sich auch nicht alle Maßnahmen der Zirkulären Wertschöpfung leicht subsumieren bzw. einer R-Strategie zuzuordnen, beispielsweise prozess- und systembezogene Maßnahmen. Dies ist auch anhand der Struktur der R-Strategien erkennbar, welche zirkuläre Maßnahmen anhand des klassischen Produktlebenszykluses aufführen (vgl. hierzu Abb. 1) und so als eine praxisorientierte Sortierhilfe für produktbezogene zirkuläre Maßnahmen verstanden werden.

Das 9-R-Framework sortiert die Strategien absteigend nach ihrem Zirkularitätslevel. Das heißt, ein höheres Zirkularitätslevel bei Materialien in einer Produktkette bedeutet, dass diese Materialien für einen längeren Zeitraum im Kreislauf geführt werden können und nach dem Entsorgen des Produktes wiederverwendet werden, vorzugsweise unter Beibehaltung ihrer ursprünglichen Qualität. Infolge dessen werden weniger natürliche Ressourcen aufgewendet, um Materialien für die Produktherstellung zu produzieren. Die Autoren gehen in ihrer aufgestellten Faustregel davon aus, dass eine höher priorisierte R-Strategie geringere Umweltwirkungen in der Erzeugung eines Produktes (oder eigentlich eines Nutzens) mit sich führt, da der Bedarf an Primärmaterial zur Produkterzeugung sinkt. Eine solche Aussage muss für jeden konkreten Fall verifiziert werden. Zwar sinkt der Bedarf an Primärmaterial, unter Umständen wird diese Senkung jedoch durch einen gesteigerten Aufwand im Rückführungs- und Wiederaufbereitungssystem überkompensiert. Daher kann es auch zu Abweichungen von dieser Faustregel kommen. Dennoch wird erwartet, dass ein Gros der Anwendungen konform mit dieser Faustregel ist (vgl. Potting et al. 2017, S. 4f).

Grundsätzlich lassen sich die R-Strategien nach drei Leitprinzipien gliedern: Durch die Strategien R0 bis R2 soll der Rohstoffaufwand der Produktion vermieden oder gesenkt werden. Dies ist dadurch möglich, dass Produkte überflüssig gemacht werden, da die mit ihnen verbundenen Funktionen anderweitig bereitgestellt werden. Zudem kann Rohstoffaufwand durch eine gesteigerte Produktionseffizienz oder eine gesteigerte Nutzungsintensität gesenkt werden. So kann der gleiche Gesamtnutzen für die Kund:innen mit weniger benötigten Rohstoffen bereitgestellt werden.

R0 Refuse: Der Produktnutzen kann auch anderweitig erfüllt werden, für Kund:innen ist das Produkt also nicht notwendig und sie können darauf verzichten.

Beispielsweise muss für kurze Strecken nicht zwingend ein Fahrrad verwendet werden; die Strecke kann auch zu Fuß zurückgelegt werden.

R1 Rethink: Die Nutzungsintensität eines Produktes wird erhöht, indem verschiedene Kund:innen das Produkt nutzen, ohne dieses zu erwerben.

Ein an Popularität gewinnendes Beispiel hierfür ist das Fahrrad-Sharing in vielen Großstädten.

R2 Reduce: Auch die Steigerung der Effizienz kann zu weniger Materialeinsatz für die gleiche Nutzenerzeugung führen. Hierbei ist es einerseits möglich durch Designmaßnahmen den Materialbedarf des Endproduktes zu senken oder durch Prozessoptimierung den Bedarf der Herstellungsprozesse zu optimieren.

So ist es je nach Lackierverfahren möglich, Farbpulver und Energie einzusparen.

Die Strategien R3 bis R7 haben das Ziel, die Rohstoffe innerhalb des Wirtschaftssystems zu halten, die sich bereits in Form von Produkten in diesem befinden. Durch die Wieder- oder Weiterverwendung von Produkten oder Produktteilen kann der Nutzen ohne weitere Rohstoffentnahmen bereitgestellt werden.

R3 Reuse: Bei der Anwendung der Reuse-Strategie wird ein Produkt unverändert an Dritte verkauft und von diesen weitergenutzt.

Im Rahmen privater Fahrradverkäufe sind Flohmärkte ein bereits lange etabliertes Beispiel. Als digitale Variante von Flohmärkten dient die Plattform eBay.

R4 Repair: Die Repair-Strategie kann dann angewendet werden, wenn ein Produkt defekt und die Ausübung dessen Funktion nicht mehr möglich ist. Durch die Reparatur wird das Produkt in den Ausgangszustand rückgeführt, so dass die Funktion wieder ausgeübt werden kann und somit eine Nutzenerfüllung möglich ist.

Öffentliche Fahrradwerkstätten bieten die Möglichkeit einer angeleiteten Fahrradreparatur, wie beispielsweise das Flicken des Fahrradschlauches.

R5 Refurbish: Das Refurbishment beschreibt die Verbesserung von Produkten. Diese werden nicht nur repariert, sondern darüber hinaus auch auf den aktuellen Stand der Technik gebracht.

Um die Lichtqualität der Fahrradlampe zu verbessern, kann eine LED-Lampe eingesetzt werden.

R6 Remanufacture: Gegenteilig zu der oben genannten Strategie werden beim Remanufacturing noch tadellos intakte Produktkomponenten in neue Gesamtprodukte integriert.

So ist es durchaus üblich, dass Radfahrer weiterhin ihren alten Sattel für ein neues Fahrrad verwenden.

R7 Repurpose: Die Strategie Repurpose beschreibt die Möglichkeit, Produktkomponenten in ein völlig anderes Produkt einzubauen, um dadurch einen komplett anderen Nutzen zu erzeugen.

Als Vorbild hierfür dienen oft Privatpersonen. Beispielsweise nutzen Heimwerker:innen in „Do-it-yourself“-Kanälen die Lenker als Fahrradhalterung (siehe Abbildung 2).

Wenn R0 bis R7 nicht angewendet werden können, ist es möglich, durch die Strategien R8 und R9 die Rohstoffe von solchen Produkten oder Produktteilen zu sichern, welche nicht mehr genutzt werden können. Dabei werden die Komponenten zerstört. Durch die Gewinnung von Sekundärrohstoffen kann der Bedarf an Primärrohstoffen verringert werden. In anderen Worten bedeutet das, dass weniger Rohstoffe neu aus der Umwelt entnommen werden müssen.

R8 Recycle: Sofern Produkte oder -komponenten nicht weiter nutzbar sind, bietet es sich an, die verwendeten Rohstoffe durch Recyclingvorgänge zurückzugewinnen. Die Recyclingmöglichkeiten werden bereits durch das Produktdesign weitgehend festgelegt. Teilweise ist ein Recycling nicht in dem Sinne möglich, dass die Rezyklate wieder so in den Kreislauf gelangen können, dass sie den ursprünglichen Rohstoffeinsatz für das jeweilige Produkt ersetzen können. Wenn die Materialien nicht mehr in derselben Hochwertigkeit wiederverwertet werden können, wird von einem „Downcycling“ gesprochen. Für eine maximale Kreislaufführung von Materialien ist daher auch das Ziel eines hohen Rezyklatanteils in Produkten bedeutender als das Ziel einer hohen Recyclingfähigkeit nach Ende der Nutzungszeit. Die in manchen „R-Frameworks“ gesondert aufgeführte R-Strategie des Remining lässt sich im weitesten Sinne als Recycling-Strategie einordnen. Hierbei werden werthaltige Materialien aus bereits deponierten Produkten oder Produktionsreststoffen gewonnen.

Durch das Recycling des Fahrradschlauches kann Butylkautschuk für die Produktion neuer Fahrradschläuche zurückgewonnen werden. Während ein Fahrradrahmen aus Aluminium so recyclebar ist, dass das Aluminium wieder für die Produktion eines neuen Fahrradrahmens genutzt werden kann, ist bei faserverstärkten Werkstoffen nur ein „Downcycling“ möglich (für die End of Life-Behandlung von faserverstärkten Kunststoffen vgl. bspw. Oliveux et al. 2015).

R9 Recover: Die Strategie Recover gehört nicht zu den Strategien der Zirkulären Wertschöpfung im engeren Sinne, da sie nicht dazu führt, dass Materialien im Kreis geführt werden und nimmt so die letzte Position in der Priorisierungsliste ein. Sie wird in der heutigen Praxis vielfach noch in solchen Fällen angewendet, in denen ein Recycling der Rohstoffe wirtschaftlich oder auch technisch (noch) nicht möglich ist. Dann soll aus dem Abfall Nutzenergie erzeugt werden. Durch adäquate staatliche Rahmenbedingungen, Produktdesign und verbesserte Recyclingtechnik kann dieser nicht-zirkuläre Strategieeinsatz weitgehend vermieden werden.

In Müllverbrennungsanlagen werden zum Beispiel Fahrradteile aus Kunststoff verbrannt, wodurch  Energie aus diesen Abfällen gewonnen wird.

Im Rahmen der „Circular Economy“-Strategie der Europäischen Kommission (vgl. European Commision (Hrsg.) 2020) wie auch in Cradle to Cradle®-Ansätzen (vgl. z.B. Braungart und Mcdonough 2016) werden ergänzende Strategien als notwendig erachtet, um die Wertschöpfungskette nicht nur zirkulär, sondern auch risikoarm, d. h. weitgehend emissions- und schadstofffrei zu gestalten. Dazu gehören der Einsatz erneuerbarer Energien und nachwachsender Rohstoffe (vgl. Ellen MacArthur Foundation 2013, S. 7), was als R-Strategie „Renewable“, sowie die Verwendung gesundheitlich unbedenklicher Materialien in der gesamten Wertschöpfungskette und die Produktion schadstofffreier Produkte (vgl. ebd), was als R-Strategie „Respect“ (Respekt vor Mensch und Umwelt) bezeichnet werden könnte.

Um die R-Strategien umzusetzen, sind Veränderungen in der Produktgestaltung („Redesign“) und in der Organisation von Produktions- und Logistikprozessen in den Wertschöpfungsnetzwerken („Reorganisation“) zentral (vgl. Potting et al. 2017, S.17f).

 

Literaturverzeichnis

Braungart, Michael; Mcdonough, William (2016): Cradle to Cradle. Einfach intelligent produzieren. Ungekürzte Taschenbuchausgabe, 4. Auflage. München, Berlin, Zürich: Piper.

Ellen MacArthur Foundation (Hg.) (2013): Towards the Circular Economy. Economic and business rationale for an accelerated transition. Ellen MacArthur Foundation.

European Commision (Hrsg.) (2020): Circular Economy Action Plan. For a cleaner and more competitive Europe. European Commision. Brüssel.

Kirchherr, Julian; Reike, Denise; Hekkert, Marko (2017): Conceptualizing the circular economy: An analysis of 114 definitions. In: Resources, Conservation and Recycling 127, S. 221–232.

Oliveux, Géraldine; Dandy, Luke O.; Leeke, Gary A. (2015): Current status of recycling of fibre reinforced polymers: Review of technologies, reuse and resulting properties. In: Progress in Materials Science 72, S. 61–99.

Potting, José; Worrell, Ernst; Hekkert, M. P. (2017): Circular Economy: Measuring innovation in the product chain. Hg. v. PBL Netherlands Environmental Assessment Agency. PBL Netherlands Environmental Assessment Agency. The Hague.

Sihvonen, Siru; Ritola, Tuomas (2015): Conceptualizing ReX for Aggregating End-of-life Strategies in Product Development. In: Procedia CIRP 29 (no. 3), S. 639–644.

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