SAP : Wie die Kreislaufwirtschaft die Industrie verändert

Kreislaufwirtschaft hat im Gegensatz zur Wegwerfwirtschaft zum Ziel, Ressourcen und Energie zu schonen, Abfall zu vermeiden und Mateialkreisläufe zu schließen. IOT und Blockchain können dabei helfen, wie Beispiele von Rolls-Royce und Renault zeigen.

Man findet ihn in keinem Reiseführer, aber einer der bekanntesten Orte in Dänemark ist ein unspektakulärer Industriepark in der kleinen Küstenstadt Kalundborg. Hier entstand 1972 ein alternatives Modell zur linearen Industrieproduktion (beschaffen, produzieren, nutzen und wegwerfen). Eine Ölraffinerie begann, überschüssiges Gas an einen nahegelegenen Gipskartonhersteller weiterzuleiten. So entstand ein positiver Kreislauf, bei dem der Abfall eines Unternehmens zum Rohstoff für ein anderes wurde. Der Grund für diesen Austausch war ganz einfach: Es ging um Gewinn. Die Ölraffinerie erhielt eine neue Einnahmequelle, und der Gipskartonhersteller konnte Geld für den Kauf von Gas sparen. Der Nebeneffekt, dass kein Gas verschwendet wurde, spielte dabei keine sonderliche Rolle.

Mehr als vier Jahrzehnte später ist Kalundborg berühmt als äußerst effektives Beispiel für ein neues Wirtschaftsmodell namens Kreislaufwirtschaft. Für viele Umweltschützer, Regierungen und Firmenchefs ist die Kreislaufwirtschaft das beste Zukunftsmodell in einer Welt, die durch zunehmende Ressourcenknappheit und Müllberge gekennzeichnet ist.

Bei der Kreislaufwirtschaft wird das letztendliche Ziel von Nachhaltigkeit konsequent umgesetzt, nämlich überhaupt keinen Abfall mehr zu erzeugen. In der Kreislaufwirtschaft ist Abfall weder erwünscht noch akzeptiert. Abfall gilt dort als Versagen. Recycling ist kein Thema, über das man sich hinterher Gedanken macht, sondern ein wichtiger Teil der Geschäftsstrategie. Nach Schätzungen von Accenture könnten Unternehmen eine Wertschöpfung von bis zu 4,5 Billionen US-Dollar bis 2030 erzielen, wenn sie die Prinzipien der Kreislaufwirtschaft in größerem Stil umsetzen würden.

Bisher ist es zwar noch keinem Unternehmen - nicht mal in Kalundborg - gelungen, das Kreislaufmodell komplett zu verwirklichen und überhaupt keinen Abfall mehr zu erzeugen. Dennoch finden die Verfahren, die dieses Ziel vor Augen haben, eine immer größere Verbreitung. Dabei geht es darum, Produkte ohne Abfall zu konstruieren und die Materialien so lange wie möglich durch Wiederverwendung, Reparatur, Refabrikation (Aufarbeitung) und Recycling nutzbar zu halten.

Gewinn als Motivation

Wie alle Revolutionen fing auch die Bewegung der Kreislaufwirtschaft klein an. Schon kurz, nachdem der Austausch von Materialien zwischen Unternehmen im Jahr 1972 seinen Anfang genommen hatte, dämmerte es den anderen Unternehmen im Industriepark Kalundborg, wie profitabel dies für ihre Nachbarn war. Sie begannen, eigene Austauschmodelle zu konzipieren, bei denen wenig oder gar kein Abfall entstand. Mehr als 40 Jahre später sparen 13 ganz unterschiedliche Unternehmen in der Region jährlich rund 100 Millionen US-Dollar ein - und reduzieren gleichzeitig deutlich ihren Abfall und ihre Emissionen.

Die Betriebe in Kalundborg haben also rein zufällig entdeckt, dass Nachhaltigkeit, insbesondere die Kreislaufwirtschaft, eine der besten Methoden ist, um profitabel zu arbeiten. Ihre Gewinne sind aber ein Bruchteil dessen, was erwirtschaftet werden könnte, wenn jedes Unternehmen Methoden der Kreislaufwirtschaft in sein Geschäftsmodell aufnehmen würde.

Diese Verfahren finden eine immer größere Verbreitung, da sich die Bevölkerung zunehmend auf Städte konzentriert, die Weltwirtschaft sehr schwankend ist und Verbraucher eindeutig Produkten, Dienstleistungen und Marken den Vorzug geben, die sich für Nachhaltigkeit einsetzen. Das Marktforschungsunternehmen Nielsen fand in seinem neuesten Global Corporate Sustainability Report heraus, dass Markenhersteller, die mit Nachhaltigkeit in Verbindung gebracht werden, in der Vergangenheit um drei Prozent mehr pro Jahr gewachsen sind als vergleichbare Unternehmen.

Ein weiterer Faktor, der immer mehr die Kreislaufwirtschaft voranbringt, sind digitale Technologien. Sie heben eine der wichtigsten Einschränkungen der Kreislaufwirtschaft auf: die Notwendigkeit, dass Unternehmen physisch nah beieinanderliegen müssen, damit der Austausch profitabel ist. So können beispielsweise das Internet der Dinge (IoT) und Blockchain als virtuelle Bindeglieder fungieren, die die physische Entfernung ausgleichen und ein Kreislaufmodell zwischen weit entfernt voneinander gelegenen Unternehmen ermöglichen. Mit Big Data, Analysesoftware und maschinellem Lernen können Unternehmen schnellere und kostengünstigere Materialaustausche realisieren und ihre internen Praktiken für das Kreislaufmodell optimieren. Inzwischen ist digitale Technologie das Herzstück der immer populärer werdenden Sharing Economy (Ökonomie des Teilens), die die Kreislaufwirtschaft weiter voranbringt, da Produkte länger im Umlauf gehalten werden.

Wirtschaftliche, gesellschaftliche und technologische Fortschritte machen das Kreislaufmodell besser umsetzbar - und profitabler - ohne Rahmenbedingungen wie in Kalundborg zu erfordern.

Warum die Kreislaufwirtschaft sinnvoll ist

Die zunehmende Knappheit und das schwankende Angebot von Ressourcen tragen dazu bei, dass sich immer mehr Unternehmen der Kreislaufwirtschaft zuwenden. Zudem ist es durch die explodierende Nachfrage nach Konsumgütern immer riskanter geworden, zuverlässige Rohstofflieferanten zu finden und bei der Stange zu halten.

Ein Beispiel sind die Rohstoffe für die Herstellung von elektronischen Geräten. Die wichtigsten Bestandteile kommen aus armen und politisch instabilen Ländern oder Ländern, die von mächtigen Monopolen kontrolliert werden. In der Demokratischen Republik Kongo wütet ein Bürgerkrieg um die Besitzrechte an den Kobaltminen. Inzwischen beherrscht China 97 % des Marktes für die sogenannten Seltenen Erden wie Yttrium und Lutetium, die Bestandteile der meisten elektronischen Geräte sind. Die Produktionskosten sind dadurch gestiegen.

Diese Umstände trugen in den 00er-Jahren dazu bei, dass die Metallpreise in noch nie dagewesenem Ausmaß schwankten - mehr als in jedem anderen Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts, wie das McKinsey Global Institute in einem Bericht feststellt. Zudem errechnet der Bericht, dass bis 2030 weltweit voraussichtlich 3 Milliarden neue Mittelklassekonsumenten hinzukommen werden. Bewahrung, Reparatur und Wiederverwendung von Stoffen sind somit die einzig logischen - und profitablen - Antworten auf die steigende Ressourcenvolatilität.

Recycling allein wird hier aber nicht ausreichen. Von den 16 US-Dollar an Edelmetallen, die in einem typischen Smartphone stecken, werden mit den aktuellen Recyclingverfahren nur Metalle im Wert von 3 US-Dollar wiedergewonnen. Und selbst bei weit verbreiteten Materialien wie Plastik und Papier ist Recycling ein ineffizientes Mittel, um die vom linearen Produktionssystem erzeugten Müllberge abzubauen. Obwohl Österreich und Deutschland Weltmeister im Recycling sind, werfen sie laut der Umweltschutzorganisation Planet Aid immer noch 40 Prozent ihres Abfalls weg.

Wie sieht Kreislaufwirtschaft aus?

Die zunehmende Urbanisierung führt zudem zu stärker konzentrierten Märkten, was der Kreislaufwirtschaft zu einem Aufschwung verhelfen wird. Heute leben 54 Prozent der Weltbevölkerung in Städten. Laut einem Bericht der Vereinten Nationen wird sich diese Zahl bis 2030 auf 66 Prozent beziehungsweise rund 2,5 Milliarden zusätzliche Stadtbewohner erhöhen.

Die Urbanisierung veranlasst Unternehmen dazu, ihre Fertigung näher bei ihren Kunden und Mitarbeitern anzusiedeln. Außerdem bietet sie auch mehr Möglichkeiten, Ressourcen und Logistik gemeinsam zu nutzen. An einigen Orten sind diese Möglichkeiten so verlockend, dass sich selbst direkte Konkurrenten zur Zusammenarbeit entschließen. In Belgien haben sich beispielsweise Nestlé und PepsiCo bei Lieferungen von gekühlten Produkten an Supermärkte zusammengetan und ihre LKW-Flotten und Routen zusammengelegt.

Die Zusammenarbeit löst das Problem halbvoller LKWs und sich überschneidender Lieferungen an den Einzelhandel: ein voller Lastwagen ist besser als zwei halbvolle, die zum gleichen Laden fahren. Dadurch dass kein Platz verschwendet wird, konnten die beiden Unternehmen die Transportkosten um 44 Prozent und die CO₂- Emissionen um 55 Prozent senken, so das Weltwirtschaftsforum. Auch Analysesoftware und Tracking-Technologien wie GPS, die Routen optimieren, haben ihren Teil dazu beigetragen. Um das Durchsickern von Geschäftsgeheimnissen oder das Eingreifen von Kartellbehörden zu vermeiden, organisiert ein Drittunternehmen die Logistik, das den Datenschutz zwischen den beiden Logistikströmen gewährleistet.

Produktdesign für Kreislaufmodelle

In Zukunft werden profitable und nachhaltige Partnerschaften wie die zwischen Nestlé und PepsiCo wahrscheinlich einfacher, da digitale Technologien wie Blockchain, maschinelles Lernen, Robotik und das Internet der Dinge (IoT) immer gängiger werden.

Blockchain könnte das Teilen einfacher und kostengünstiger machen, da es papiergebundene Verträge durch unveränderbare, verifizierbare internetbasierte Vereinbarungen ersetzt. So entwickelt ein von der EU-gefördertes Start-up namens Circularise derzeit eine Open-Source-Blockchain-Plattform. Unternehmen sollen darüber Logistikdienstleistern (in diesem Fall Recyclingunternehmen) die nötigen Informationen liefern können, um wiederverwertbare Stoffe eines Produkts effizienter und effektiver zu trennen, wenn es das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat, ohne dass dabei die Details an Wettbewerber gelangen.

Anstatt Produkte manuell daraufhin zu untersuchen, ob sie beispielsweise eine Batterie oder eine Leiterplatte enthalten, können Recycling-Unternehmen mithilfe von Circularise automatisch die Produkte nach den von den Herstellern gelieferten Informationen sortieren. Dadurch kann das Sortieren schneller durchgeführt werden - und gleichzeitig wird gewährleistet, dass die Designspezifikationen des Produkts für niemanden, nicht einmal die Recycler, sichtbar sind.

Robotik, maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz werden auch eine große Rolle bei der vermehrten Nutzung des Kreislaufmodells im Bereich Logistik spielen. Liam, der Demontage-Roboter von Apple, nimmt mithilfe von maschinellem Lernen und ganzen 29 Armen ein iPhone in elf Sekunden auseinander und selektiert die wiederverwendbaren Einzelteile. Bisher hat Apple so 61 Millionen Pfund an wiederverwendbaren Stoffen gewonnen, darunter 2.204 Pfund Gold im Wert von 40 Millionen US-Dollar.

Nutzung bezahlen statt Produkt kaufen

Der Trend, dass Verbraucher für die Nutzung von Produkten bezahlen anstatt sie zu kaufen, trägt auch dazu bei, dass Hersteller Kreislaufmodelle entwickeln. Rolls-Royce wurde 1962 mit seinem Serviceangebot 'Power by the Hour' für teuere und komplexe Triebwerke zum Pionier für das nutzungsabhängige Geschäftsmodell.

Heute ist Rolls-Royce in der Lage, über IoT-Sensoren den Zustand einer neuen Generation an Triebwerken zu überwachen und das Flugzeug aus dem Verkehr zu nehmen, bevor es Triebwerkprobleme gibt. Inzwischen können Kunden von Rolls-Royce die Nutzung ihrer Flugzeuge anhand von IoT-Daten verfolgen und maximieren. Kerosineinsparungen von nur einem Prozent pro Jahr können hier 250.000 US-Dollar pro Flugzeug ausmachen. Durch ihre Zusammenarbeit haben Rolls-Royce und seine Kunden die Möglichkeit, die Lebensdauer der Flugzeuge zu verlängern, weniger Ausfallszeiten und Reparaturen zu erreichen und die Ersatzteilkosten zu senken.

Das nutzungsabhängige Modell veranlasst Hersteller dazu, ihre Produkte - die dabei zu Anlagevermögen werden - so lang wie möglich funktionsfähig zu halten und die Kosten für ihre Verschrottung zu reduzieren. Sie beginnen, Kreislaufprinzipien in ihr Produktdesign aufzunehmen - anstatt sich darüber Gedanken zu machen, wie man Produkte recycelt, die eigentlich nicht für dieses Ziel entwickelt wurden. Bei Produkten, die für die Wiederverwendung konzipiert werden, ist es unwahrscheinlicher, dass sie früher kaputtgehen oder ausrangiert werden, wenn ihre Lebensdauer noch nicht abgelaufen ist.

Das Konzept, Produkte für eine lange Lebensdauer und Wiederverwendung zu entwerfen, ist nicht neu. Als Frankreich nach dem zweiten Weltkrieg versuchte, seine Wirtschaft wiederaufzubauen, erkannte Autobauer Renault, dass die Unterhaltskosten für seine Fahrzeuge so niedrig wie möglich sein mussten, um den Verkauf anzukurbeln. 1949 begann er, Teile in einer Fabrik außerhalb von Paris zu überholen, sodass Kunden die Möglichkeit hatten, bei Reparaturen zu sparen.

Die instandgesetzten Teile, die 30 bis 50 Prozent weniger kosteten als neue und die gleiche Garantie und Qualitätskontrolle hatten, waren ein Hit. Im Laufe der Zeit baute Renault sein Angebot weiter aus und nahm alles - von Wasserpumpen bis zu kompletten Motoren - in sein Programm auf. Heute wird alles, was in die Fabrik kommt, entweder generalüberholt oder eingeschmolzen, um als Rohstoff wiederverwendet zu werden. Bei dem Prozess hat die Fabrik ihren Energie- und Wasserverbrauch um 80 Prozent und mehr gesenkt. Das Wiederaufbereitungsgeschäft erwirtschaftet einen Jahresumsatz von 270 Millionen US-Dollar und sorgt gleichzeitig für eine höhere Kundenbindung und wachsende Gewinne.

Dieser Erfolg hat Renault veranlasst, Kreislaufverfahren auch weiter oben in der Logistikkette zu etablieren. Jetzt entwickelt der Autobauer seine Hauptfahrzeugkomponenten so, dass sie sich leichter zerlegen lassen, um die Kosten für die Generalüberholung der Teile zu senken.

Produkte für eine einfache Demontage zu entwerfen, ist jedoch nicht einfach. Selbst Billigprodukte sind inzwischen komplex geworden und bestehen aus vielen unterschiedlichen Stoffen und Baugruppen (beispielsweise Handy-Gehäuse), die mehrere starke Halterungen benötigen, um lange zu halten und eine einfache Wartung zu ermöglichen.

Forscher haben hierfür verschiedene Lösungen entwickelt, beispielsweise Halterungen und Baugruppen, die sich zerlegen lassen oder aus der Fassung springen, wenn sie erhitzt werden. Solche Innovationen setzen sich aber nur begrenzt durch. Denn bei einer linearen Produktion bedeuten sie Extrakosten, und gerade bei diesem Modell ist der Abfall nicht mehr das Problem des Herstellers, sobald das fertige Produkt die Fabrik verlassen hat.

Optimierung des Linearmodells ist begrenzt

Dem linearen Produktionsmodell geht aber langsam die Luft aus. Möglichkeiten zur Verbesserung linearer Fertigungsmethoden gibt es zwar, aber 'die Gewinne sind im Großen und Ganzen marginal und nicht hoch genug, um einen wirklichen Wettbewerbsvorteil oder eine Differenzierung zu erreichen', lautet das Fazit des Weltwirtschaftsforums.

Obwohl Kreislaufmodelle noch in den Kinderschuhen stecken, haben sie bereits gezeigt, welch großes Potenzial für Effizienz- und Profitabilitätssteigerungen sie bieten - und gleichzeitig die Umweltbelastungen senken. Digitale Technologien tragen dazu bei, dass sich die Kreislaufwirtschaft auf breiter Basis durchsetzt. Zudem bietet sie Unternehmen unzählige Möglichkeiten, sich vom Wettbewerb abzuheben.

Sensoren, die Daten über den Zustand, Standort und die Verfügbarkeit von Produktkomponenten erheben, machen nicht nur Pay-per-Use-Geschäftsmodelle profitabel. Sie schaffen auch die Voraussetzungen für eine Verlängerung der Lebensdauer, eine Optimierung der Nutzung und eine Senkung der Ersatzteilkosten, wie beispielsweise bei Rolls-Royce. Big-Data-Analysen und maschinelles Lernen können sofortige Anpassungen auf Nachfrageänderungen und eine reibungslose Logistik ermöglichen, wie sie für eine breit angelegte Kreislaufwirtschaft erforderlich sind und bei Nestlé und PepsiCo in Belgien und bei Apple mit seinem iPhone praktiziert werden. Und Blockchain könnte eines Tages den komplexen Austausch von Werten in Kreislaufsystemen automatisieren und vereinfachen, wie das Circularise vorhat.

Diese Fortschritte schaffen virtuelle Brücken innerhalb und zwischen Unternehmen, die Kreislaufmodelle noch tragfähiger, effektiver und profitabler als ihre linearen Vorfahren machen werden. Die Kreislaufwirtschaft wird dazu beitragen, Unternehmen vor drohenden größeren Ressourcenschwankungen und den Kosten für die Entsorgung von Milliarden Tonnen Abfall zu bewahren, wie sie von der Linearwirtschaft erzeugt werden. Die Verbraucher haben dies erkannt und honorieren es, wenn Unternehmen gezielt das machen, was man in Kalundborg ganz zufällig entdeckt hat: abfallarme Kreislaufverfahren zu nutzen, die sich auch noch wirtschaftlich rechnen.

Anders ausgedrückt: Bei der Kreislaufwirtschaft geht es nicht nur - oder hauptsächlich - um die Rettung der Erde. Sie ist auch die beste Methode für eine zukunftsgerichtete Geschäftsstrategie.

Lesen Sie den Executive Brief: Virtuous Circles: The Circular Economy Gets Rolling.

Der Artikel erschien ursprünglich im Digitalist Magazine.