Seit der industriellen Revolution basiert unser Wirtschaftssystem auf dem Prinzip “Take, Make, Dispose“: Endliche Ressourcen werden verbraucht, Produkte werden in Massen hergestellt und was nicht mehr taugt, wird entsorgt. Als lineare Wirtschaft bezeichnet man genau das – den langen oder kurzen Weg der Produkte von der Erde auf die Halde.
In diesem Dossier beschäftigen wir uns mit einer Alternative zu diesem Wirtschaftssystem, das dem wachsenden Wunsch und der Notwendigkeit der Nachhaltigkeit gerecht wird: Der Kreislaufwirtschaft.
Ausgewählte Beiträge unserer Kreislaufwirtschaftsexpertinnen
- Einführung in die Kreislaufwirtschaft
Kreislaufwirtschaft fordert alle handelnden Akteure auf, die bislang vorrangig linear gedachten Wertschöpfungsketten zu schließen, branchen- als auch länderübergreifend zu denken und zu handeln. Sie ist damit wesentlich mehr als Recycling: Vielmehr beginnt zirkuläres Wirtschaften bereits bei der Produktentwicklung, muss im Design von Produkten und Prozessen mitgedacht werden und erstreckt sich weiter über die Phase der Nutzung bis hin zur Entsorgung.
Kreislaufwirtschaft ziel darauf ab, Wirtschaftswachstum und Ressourcenverbrauch zu entkoppeln: So soll zum einen die Resilienz gesteigert und die Abhängigkeit von Rohstoffimporten gesenkt werden. Besonders vor dem Hintergrund der geopolitischen und wirtschaftlichen Herausforderungen ist eine Unabhängigkeit von Rohstoffimporten ein enormer Vorteil im globalen Wettbewerb. Zum anderen soll so sichergestellt werden, dass zukünftige Generationen denselben Zugang zu Rohstoffen haben wie wir und die planetaren Grenzen eingehalten werden.
Um den Wandel von Linearität zu Zirkularität zu vollziehen, ist eine Sensibilisierung aller Beteiligten notwendig – von Produzent bis Konsument. Oftmals bedeutet ein nachhaltigerer Ansatz zu Beginn höhere Kosten, die langfristig jedoch durch Ressourcenschonung und geringere Abfallmengen ausgeglichen werden können. Unternehmen müssen diese Perspektive in ihre betriebswirtschaftlichen Planungen und Strategien integrieren und sich den Herausforderungen stellen, die damit einhergehen. Dazu braucht es politische Rahmenbedingungen, die klare Ziele und Vorgaben enthalten.
Weiterhin sind Innovationen essenziel – nicht nur bei Produkten und Prozessen, sondern auch bei Geschäftsmodellen. Forschung ist von entscheidender Bedeutung, um zirkuläre Konzepte wirklich in die Anwendung zu bringen. Innovationen werden der Schlüssel dazu sein, wie wir den Übergang von einem linearen zu einem zirkulären Wirtschaftsmodell erfolgreich meistern.
Dr. Antje Zehm hat an der Universität Dresden zu Kreislauf- und Abfallwirtschaft geforscht und gelehrt. Sie ist Seniorberaterin im Bereich Elektronik- und Mikrosysteme.
- Der Kunststoffkreislauf
Eine klimaneutrale Chemie- und Kunststoffindustrie erfordert die Abkehr vom fossilen Kohlenstoff zur Herstellung von Kunststoffen. Als alternative Kohlenstoffquellen rücken dabei auch Kunststoffabfälle in den Fokus, die durch chemisches Recycling einen Teil der für die Industrie benötigten organischen Rohstoffe abdecken können. So entsteht zwar ein wirksamer Kreislauf, der Abfälle weiterverwertet. Im Sinne der Ressourcenschonung und des Klimaschutzes ist allerdings ein systemischer Umbau von linearem zu zirkulärem Wirtschaften erforderlich.
Der Übergang zur Kreislaufwirtschaft der Kunststoffe sollte dabei ganzheitlich geschehen: branchenübergreifend entlang industrieller Wertschöpfungsketten sowie entlang des gesamten Produktlebenszyklus.
Dies umfasst zum einen vorgelagerte Lösungen wie kreislauffreundliches Produkt- und Materialdesign. „Design for Circularity“ heißt, dass Produkte so hergestellt werden, dass sie am Ende ihres Lebenszyklus möglichst getrennt in ihre Bestandteile und unterschiedlichen Materialien in den Kreislauf zurückgegeben werden können.
Zum anderen bezieht der Kreislauf auch nachgelagerte Lösungen zum Wiederverwenden oder Wiederaufbereiten von Kunststoffen als Sekundärrohstoffe ein. Dafür ist es erforderlich, dass in der Industrie die Akzeptanz für den Einsatz von Rezyklaten erhöht wird. Aktuell bestehen Vorbehalte aufgrund der geminderten Qualität im Vergleich zu „virgin plastic“ und aufgrund der hohen Kosten für Recyclingverfahren.
Für den Aufbau einer kosteneffizienten, qualitätserhaltenden Kreislaufwirtschaft für kunststoffbasierte Produkte brauchen wir deshalb politische Rahmenbedingungen und ökonomische Lenkungsinstrumente. Um Kreislaufwirtschaft zu etablieren kann die Ökobilanz („Life Cycle Assessment“), kombiniert mit technischen Möglichkeiten und wirtschaftlichen Aspekten, zu einem entscheidenden Kriterium für den Umgang mit Kunststoffströmen in der Europäischen Union werden.
Zum Lebensende der Produkte hin sollen die Prinzipien der Abfallhierarchie und der Übergang in eine Kaskadennutzung gewährleisten, dass Produkte so lange wie sinnvoll möglich verwendet werden. Wenn sie zu Abfällen geworden sind, sollen sie zunächst stofflich und erst am Ende des Lebenszyklus thermisch verwertet werden. So kann in jeder Stufe der Kaskade das Maximum an verbleibendem Wert genutzt werden, bevor der nächste Verwertungsschritt einsetzt. Dabei sollen für eine optimierte Abfallverwertung mechanische und chemische Recyclingverfahren in einem komplementären Ansatz eingesetzt werden.
Dr. Frauke Bierau-Delpont ist Expertin für Kohlenstoffkreisläufe und war Projektmanagerin der industriellen Klimaschutzplattform Chemistry4Climate. Sie ist Seniorberaterin für nachhaltige Transformation und Kreislaufwirtschaft im Bereich Mobilität, Energie und Zukunftstechnologien.
- Zirkuläre Städte
Die Bauindustrie steht weltweit vor enormen Herausforderungen. Die Errichtung und der Betrieb von Gebäuden verursachen in Deutschland rund 30 Prozent der jährlichen Treibhausgas-Emissionen (Umweltbundesamt, 2024). Global sehen die Zahlen – 38 Prozent - sogar noch dramatischer aus (UN, 2020). Hinzu kommt, dass der Bausektor in Deutschland für 55 Prozent des jährlichen Abfalls verantwortlich ist (Umweltbundesamt, 2021). Angesichts dieser Zahlen wird klar: Die Bauwirtschaft ist ein zentraler Faktor, um die nationalen und internationalen Klimaziele zu erreichen – und sie braucht neue, innovative Ansätze, um nachhaltige Wohnräume und Infrastrukturen zu schaffen. Wie kann die Kreislaufwirtschaft dabei helfen?
- „Urban Mining“ – Die Stadt als Rohstofflager
Der Ansatz des „Urban Mining“ sieht Städte als wertvolle Rohstofflagerstätten: Gebäude und Infrastrukturen beinhalten eine Vielzahl wiederverwendbarer Materialien. Die sogenannten „4 R’s“ bieten einen praktikablen Handlungsrahmen:
- Reduce: Den Ressourcenverbrauch und die Abfallmenge senken
- Reuse: Materialien effizient wiederverwenden
- Recycle: Recyclingfreundliches Design erleichtert die Wiederverwertung
- Repurpose: Hochwertige Rückgewinnung und Umnutzung von Baumaterialien
- Bioregionale Wertschöpfungsketten
Werden Bau- und Produktionsprozesse bioregional konzipiert, schließen sie optimal an natürliche Stoffkreisläufe an. Natürliche Ökosysteme bilden so eine nachhaltige, lokale Grundlage für die Errichtung und den Betrieb von Bauwerken. Beispiele:
- Holzbau und nachhaltige Forstwirtschaft als lokale Ressourcen
- Lokale Verortung der Produktionsstätten, um Transportwege und CO₂-Ausstoß zu reduzieren
- Regeneratives Bauen mit biobasierten Materialien
Biobasierte Baustoffe wie Holz, Bambus oder Lehm haben das Potenzial, CO₂ nicht nur zu kompensieren, sondern aktiv zu binden und zu speichern. Diese Materialien unterstützen den Aufbau einer klimapositiven Infrastruktur, die unsere natürlichen Lebensräume stärken und wiederherstellen kann.
EU-Förderprogramme, Architekturbüros, Immobilienentwickler und spezialisierte Dienstleister setzen sich bereits heute zunehmend für die Kreislaufwirtschaft in der Baubranche ein. Sie entwickeln Lösungen, um Ressourcen zu schonen und Emissionen zu verringern. Es braucht dafür jedoch nicht nur einzelne Projekte, sondern einen umfassenden systemischen Wandel, in dem Städte als regenerative Ökosysteme betrachtet werden.
Dr. Marlène de Saussure ist Stadt- und Zukunftsforscherin. Sie ist Beraterin im Bereich Demografie, Cluster und Zukunftsforschung.
- Batterierecycling
Um eine Kreislaufwirtschaft zu erreichen und die Ressourcen in der Batteriewertschöpfungskette nachhaltig zu nutzen, ist das Batterierecycling entscheidend. Zudem ist die Verfügbarkeit vieler Batterie-Rohstoffe in Deutschland begrenzt. Daher steigert die Rückgewinnung dieser wertvollen Ressourcen auch unsere nationale Resilienz.
Der Bedarf nach Lithium-Ionen-Batterien ist in den letzten Jahren bereits massiv gestiegen. Bis 2030 wird sich der weltweite Bedarf im Vergleich zu heute aber sogar noch verdreifachen (Bernhart et al. 2023: Battery Monitor 2023). Gründe sind die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen und die voranschreitende Digitalisierung und Technisierung – Batterien sind überall und werden überall benötigt. In Batterien sind heute und in absehbarer Zukunft zahlreiche wertvolle Rohstoffe wie Lithium, Nickel, Mangan, Graphit und Kobalt verbaut. Diese weltweit begehrten und knappen Rohstoffe zu recyceln kann zum einen die Resilienz der lokalen Wirtschaft stärken und zum anderen zum Umweltschutz beitragen. Heute wird intensiv daran geforscht, wie die Rückgewinnungsquote und der Reinheitsgrad der wiedergewonnenen Rohstoffe gesteigert werden kann. Bisher gibt es keine standardisierte Methode, da immer noch einige Herausforderungen zu bewältigen sind:
- Komplexität der Batteriezusammensetzung / Design: Batterien bestehen aus vielen verschiedenen Komponenten, die getrennt und aufbereitet werden müssen.
- Vielfalt an Batteriearten: Es gibt unterschiedliche Varianten von Lithium-Ionen-Batterien, für die verschiedene Recyclingprozesse benötigt werden, was eine Standardisierung erschwert. Hinzu kommen weitere Batterietypen wie Blei-Säure-Batterien oder neuartige Entwicklungen wie Natrium-Ionen-Batterien.
- Kosten: Das Recycling von Batterien ist derzeit noch teurer, als die Gewinnung von Primärrohstoffen. Das Extrahieren von Lithium aus Batterien ist beispielsweise teurer als die Gewinnung aus natürlichen Quellen.
- Wertschöpfungskette: Bisher ist der Markt für recycelte Materialien begrenzt, da ein erhöhter Aufbereitungsbedarf bei diesen anfällt um die Qualität von Primärrohstoffen zu erreichen. Zudem ist der Rücklauf von Altbatterien noch begrenzt.
Darüber hinaus gibt es zahlreiche weitere logistische, regulatorische, infrastrukturelle und ökologische Herausforderungen, die es zu lösen gilt. Wenn es gelingt, alle Bestandteile der Batterien ressourcen- und kosteneffizient zu recyceln, wird das einen enorm positiven Einfluss auf die nachhaltige Batteriewertschöpfungskette, die Kreislaufwirtschaft und den Umweltschutz haben.
Dr. Leona Faulstich ist Beraterin für Transformation und Kreislaufwirtschaft im Bereich Mobilität, Energie und Zukunftstechnologien.
- Zirkuläres Bauen
Klimakiller Baubranche? Bis zu 40 Prozent aller Treibhausgasemissionen werden durch die Herstellung von Baustoffen wie Zement, Stahl und Glas sowie die Heizung und Kühlung von Gebäuden verursacht. Viel Einsparpotenzial also für Energie und CO₂. Ein Ansatz dafür: Kreislaufwirtschaft!
Die Baubranche ist nicht nur einer der größten Ressourcenverbraucher der Welt, sondern trägt laut einer Studie des Umweltbundesamt auch zu 54 Prozent des Abfalls in Deutschland bei. Außerdem fließen 90 Prozent der inländischen mineralischen Rohstoffentnahme in den Bausektor. Der Anteil hochwertig recycelter Materialien, die in den Gebäudesektor zurückkehren, liegt hingegen im einstelligen Bereich. Durch die Kreislaufwirtschaft kann nicht nur die Abfallmenge reduziert, sondern auch die Abhängigkeit von begrenzten Ressourcen verringert werden.
Kreislaufwirtschaft bedeutet für die Baubranche, dass Rohstoffe und Bauteile in jedem Bauwerk – sowohl im Tief- als auch im Hochbau – einen möglichst langen Lebenszyklus haben. Um dies zu erreichen, ist eine Planung und ein Einsatz von Rohstoffen erforderlich, die entweder eine gleichbleibende Qualität gewährleisten und einer Wiederverwendung in einem technischen Kreislauf zugeführt werden können, oder aber eine vollständige Abbaubarkeit aufweisen und somit in den biologischen Kreislauf zurückgeführt werden können.
Einige der größten aktuellen Herausforderungen der Baubranche können durch zirkuläres Bauen adressiert werden:
- Ressourcenknappheit und Lieferengpässe können durch optimierten, zirkulären Ressourcenfluss vermieden werden.
- Steigende Energiekosten machen vor allem dem Tiefbau zu schaffen. Durch die Wiederaufbereitung von Baumaterialien aus Abrissen, Gebäuden und Renovierung können diese Kosten reduziert werden.
- Flächenknappheit: Zirkuläres Bauen zieht energetische Sanierung und Aufwertung dem Neubau vor. Neue Methoden, bestehende Gebäude und Infrastruktur beispielsweise durch Modularität und Multifunktionalität zu nutzen, helfen gegen die Flächenknappheit.
- Auch dem Fachkräftemangel kann durch neue Methoden und Prozesse begegnet werden: Neben der Digitalisierung von Bau- und Planungsprozessen zählen auch Modularbauweise, innovative Fertigungsverfahren und der Einsatz von KI- und Robotikanwendungen dazu.
Um die Transformation zu gestalten, empfiehlt sich daher folgendes:
- Potenziale technologischer Innovationen wie digitale Planungstools und smarte Materialien nutzen.
- Gesetzliche Rahmenbedingungen und wirtschaftliche Anreize für Bauunternehmen schaffen.
- Über neue Berufs- und Geschäftsfelder informieren und Weiterbildungen sowie digitale Austauschplattformen fördern.
- Akteure der Baubranche vernetzen und Transformation gemeinsam mit politischen Entscheidungsträgern gestalten.
Faten Saleh ist Beraterin im Bereich Demografie, Cluster und Zukunftsforschung.
- Design for Circularity
„Design for Circularity“ bedeutet, Kreislaufprinzipien früh in den Designprozess zu integrieren. So entstehen Produkte, die nach der Nutzung recycelt, repariert oder wiederverwendet werden können. Dies reduziert Abfall, senkt den Ressourcenverbrauch und eröffnet Unternehmen neue Geschäftsmöglichkeiten – wesentliche Schritte, um von der linearen zur zirkulären Wirtschaft überzugehen.
Warum sollten Unternehmen auf „Design for Circularity“ setzen?
- Reduzierung des Ressourcenverbrauchs: Langlebige, recycelbare Materialien verringern den Bedarf an neuen Rohstoffen
- Verringerung von Abfall und Verschwendung: Produkte werden wiederverwertet – das schont die Umwelt und spart Kosten
- Wettbewerbsvorteil: Unternehmen mit zirkulärem Design werden von umweltbewussten Verbaucher:innen bevorzugt
- Langfristige Kostensenkung: Weniger Ressourceneinsatz und kleinere Abfallmengen führen zu Einsparungen, obwohl die Entwicklungskosten erst einmal höher sind
- Neue Geschäftsmodelle: Leasing oder Produkt-Service-Systeme als zusätzliche Einnahmequellen
- Es wird leichter regulatorische Anforderungen durch nachhaltiges, zirkuläres Design zu erfüllen
- Innovationsförderung: Kreislaufprinzipien fördern technologische Fortschritte und sichern Wettbewerbsvorteile
- Branchenübergreifende Anwendung: Prinzipien wie Modularität und Materialeffizienz sind in vielen Branchen umsetzbar
- Förderung von Kollaboration: Digitale Lösungen wie Produktpässe ermöglichen Transparenz entlang der Wertschöpfungskette
„Design for Circularity“ ist also mehr als Design – es ermöglicht eine Produktgestaltung mit verlängertem Lebenszyklus, die Rückkehr in den Produktionskreislauf und die Minimierung von Abfall. Durch Ressourcenschonung, Langlebigkeit und Wiederverwertbarkeit können Unternehmen ihren ökologischen Fußabdruck reduzieren, langfristig Kosten sparen und ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern. Ein wichtiger Schritt in die Zukunft – sowohl ökologisch als auch ökonomisch.
Bislang ist die Umsetzung der Kreislaufwirtschaft allerdings meist eine Herausforderung für Unternehmen: Bestehende Produktionsprozesse müssen umgestaltet, neue Materialien gefunden und komplexe Logistiklösungen entwickelt werden. Oft fehlen Expertise oder passende Geschäftsmodelle, um zirkuläre Prinzipien effektiv zu integrieren.
Spezielle Förderprogramme sind nun entscheidend, um die Integration von „Design for Circularity“ zu erleichtern und Kreislaufwirtschaft als wirtschaftliches Modell zu etablieren. Sie helfen bei der Finanzierung von zirkulären Geschäftsmodellen, neuen Technologien und Materialien und senken das Risiko für Unternehmen, insbesondere für kleinere.
Dr. Vera Tekken ist Beraterin für Transformation und Kreislaufwirtschaft im Bereich Mobilität, Energie und Zukunftstechnologien.
