Die Circular Economy-Strategie der Europäischen Kommission hat das Bewusstsein für eine nachhaltige Ressourcennutzung in der Wirtschaft und Gesellschaft geschärft und wurde durch den European Green Deal noch enger gefasst. Politische Maßnahmen zielen darauf ab, die Umweltauswirkungen von Altprodukten zu verringern oder negative Einflüsse zu reduzieren, zum Beispiel beim Handel mit Konfliktmineralien. Gesetze und Verordnungen der Europäischen Union wie das Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz sollen die Circular Economy europaweit stärken mit dem Ziel, durch Ressourceneffizienz Produkt- und Materialwerte möglichst lange zu bewahren.
Ein wesentlicher Aspekt der Circular Economy ist es, Ressourcen in ihrer reinsten und wertvollsten Form zu erhalten, somit Reparatur zu ermöglichen und Verluste zu minimieren. Spätestens am Ende des Kreislaufs sollen die ursprünglich investierten Ressourcen wieder in den Kreislauf zurückkehren. Dies vermeidet Abfall, schafft langfristige Ressourcensicherheit und Unabhängigkeit vom außereuropäischen Ausland. Um dies zu erreichen, müssen Stoffströme detailliert über die Kreisläufe der Circular Economy verfolgt, technisch analysiert und effiziente Rücknahme- und Recyclingprozesse etabliert oder verbessert werden. So können investierte Ressourcen effektiv zurückgewonnen und erneut im Kreislauf genutzt werden.
Kreislaufwirtschaftliche Strategien wie das Urban Mining können Recycling, Ressourceneffizienz und verantwortungsvolle Beschaffung fördern, dadurch die Abhängigkeit von Importen verringern und die Auswirkungen auf die Umwelt minimieren. Ziel ist es, möglichst früh zukünftige Stoffströme prognostizieren zu können und bestmögliche Verwertungswege abzuleiten, noch bevor die Materialien als Abfall anfallen.
Die Digitalisierung fungiert entlang aller Kreisläufe als Innovationstreiberin. Sie steigert die Transparenz über Stoffströme, Komponentenzustände und Produktnutzungsinformationen und ermöglicht damit eine gezielte Wieder- und Weiterverwendung. In der Recyclingindustrie kann die Digitalisierung zum Beispiel bei der Sortierung feinkörniger, metallhaltiger Stoffströme unterstützen. Durch die Installation von optischen Erkennungssystemen wird der Sortierprozess überwacht und Daten zu Massendurchsatz, Partikelgröße und Störstoffen werden gewonnen. Diese Daten dienen zur Regelung und Kontrolle des Sortierprozesses. Darüber hinaus können sie mit weiteren Maschinenparametern und Sensoren zu einem vollumfänglichen Datenbild in Form eines digitalen Zwillings zusammengeführt werden, also zu einer virtuellen Abbildung des Prozesses. Zusätzlich können die gewonnenen Daten auch im digitalen Produktpass Verwendung finden.
Das Zukunftslabor Circular Economy entwickelt digitale Tools und Verfahren, um Stoff-, Wert- und Produktströme im Kontext von Elektrogeräten zu analysieren und zu bewerten. Dies trägt dazu bei, die Verfügbarkeit und den Bedarf von kritischen Rohstoffen (z. B. Lithium, Aluminium) zu ermitteln und zu steuern. Zudem sollen Anreize für Nutzer*innen geschaffen werden, mit geeigneten Rücknahmestrukturen Produkte und Materialien in den Kreislauf zurückzuführen. Darüber hinaus sollen mithilfe intelligenter und digitaler Recyclingprozesse und Recyclingtechnologien kritische Ressourcen besser erschlossen werden.
An dieser Forschung sind folgende Wissenschaftler*innen beteiligt:
