Digitalisierung als Katalysator der Kreislaufwirtschaft

Die globale Erwärmung stellt eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts dar. Ihre Auswirkungen manifestieren sich in extremen Wetterereignissen und steigenden Temperaturen, die sowohl ökologische Systeme als auch menschliche Zivilisationen vor immense Herausforderungen stellen [1].

Die zunehmende Entnahme und Nutzung von Rohstoffen stehen dabei in engem Zusammenhang mit diesen klimatischen Veränderungen. Seit 2017 hat die Weltwirtschaft fast mehr Material abgebaut und verwendet als im gesamten 20. Jahrhundert. In Zahlen sind das über 500 Milliarden Tonnen [2].

Die steigende Nachfrage nach Ressourcen zur Sicherung des wachsenden Lebensstandards einer expandierenden Weltbevölkerung führt zu übermäßigen Materialentnahmen und einer erhöhten Belastung der Ökosysteme [3]. Vor dem Hintergrund dieser Bedrohungen warnen die Vereinten Nationen vor einem möglichen umfassenden Kollaps und betonen die Notwendigkeit eines nachhaltigen Umgangs mit Ressourcen [4].

Kreislaufwirtschaft als Teil der Lösung gegen die globale Erwärmung

Angesichts der sich verschärfenden ökologischen und wirtschaftlichen Herausforderungen legen politische Gremien wie die Umweltversammlung der Vereinten Nationen (UNEA) und die Gruppe der Sieben (G7) verstärkt den Fokus auf Kreislaufwirtschaft und nachhaltige Lieferketten [5]. Bei der Implementierung von Kreislaufwirtschaftsstrategien kommt dem Beschaffungswesen produzierender Unternehmen eine Schlüsselrolle zu [6, 7]. Durch den Einsatz digital vernetzter Plattformen können die Transparenz und Rückverfolgbarkeit von Materialien und Produkten entlang der gesamten Wertschöpfungskette verbessert werden [8].

Die Optimierung der Lieferketten im Kontext der Nachhaltigkeit durch das Beschaffungswesen führt nicht nur zu einer Reduktion der CO₂-Emissionen, sondern ermöglicht es Unternehmen zudem, ihre Produktionsprozesse nachhaltiger und ressourcenschonender zu gestalten [9]. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die vorliegende Studie mit der explorativen Untersuchung der Digitalisierung als Katalysator für Kreislaufwirtschaftspraktiken im Beschaffungswesen produzierender Unternehmen.

Twin Transformation im Beschaffungswesen

Die zunehmende Fokussierung vieler Unternehmen auf die Digitalisierung geht einher mit dem wachsenden Druck, Nachhaltigkeitsziele zu erreichen [10]. Dabei eröffnen sich große Chancen, wenn die Digitale Transformation und die Nachhaltigkeitstransformation synergetisch miteinander verknüpft werden. Diese Integration, auch bekannt als „Twin Transformation“, kann das Potenzial beider Transformationsprozesse verstärken, indem sie ihre jeweiligen Stärken zur wechselseitigen Förderung nutzt [10].

Auf diese Weise können Digitalisierungs- und Nachhaltigkeitsziele trotz anfänglich widersprüchlicher Anforderungen effektiv kombiniert werden, was zu vielen Wettbewerbsvorteilen führen kann [10]. Ein zentraler Ansatzpunkt zur Realisierung dieser Synergie liegt in der Implementierung von Kreislaufwirtschaftsprinzipien im Beschaffungswesen. Der Beschaffungsprozess bietet – unter Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus von Waren und Dienstleistungen – die meisten positiven ökologischen, sozialen und ökonomischen Effekte [11].

Für den Begriff der Kreislaufwirtschaft gibt es in der Literatur eine Vielzahl von Definitionen, wie der Fachartikel „Conceptualizing the Circular Economy (Revisited): An Analysis of 221 Definitions“ verdeutlicht [12]. Die Kreislaufwirtschaft wird u. a. als eine Wirtschaft definiert, in der der Wert von Produkten, Materialien und Ressourcen über den gesamten Lebenszyklus hinweg maximiert und damit ein minimales Abfallaufkommen angestrebt wird. Im Gegensatz zur linearen Wirtschaft, deren Fundament ein lineares Produktions- und Konsummodell bildet, basiert die Kreislaufwirtschaft auf der Schließung von Stoffkreisläufen [5].

Die ideale Vision der Kreislaufwirtschaft basiert auf dem Gedanken, dass kein Abfall im herkömmlichen Sinne erzeugt wird [13]. Um die Kreislaufwirtschaft im Detail zu betrachten, bedarf es einer Erläuterung der sogenannten 11R-Strategie von Lehmacher und Bödecker [14]. Bild 1 zeigt eine schematische Darstellung dieser 11R-Prinzipien samt Beschreibungen und Beispielen.

Das grundlegende Ziel aller 11R-Strategien ist die Erhaltung bzw. Steigerung des ökonomischen Werts eines Produkts für jeden Nutzungszyklus. Je weiter oben sie in Bild 1 dargestellt werden, desto eher schließen sie den Materialkreislauf wieder und desto weniger CO₂-Emissionen entstehen dabei [15]. In der Industrie gewinnt die Implementierung von Kreislaufwirtschaftsstrategien im Beschaffungswesen eine zunehmende Relevanz, insbesondere in stark vernetzten Sektoren wie der Automobilindustrie [17]. Diese Kombination von Digitalisierung und Kreislaufwirtschaft eröffnet neue Möglichkeiten zur transparenten und effizienten Gestaltung von Materialflüssen.

Vorstellung der Interviewpartner und angewandte Forschungsmethodik

Im Zuge der vorliegenden Studie wurden acht Experten aus fünf global führenden Unternehmen der deutschen Industrie für die Durchführung von Experteninterviews ausgewählt. Die Auswahl der Unternehmen basierte auf ihrer führenden Stellung in der weltweiten Automobil- und Luftfahrtbranche, der Diversität ihrer Lieferketten sowie ihrer aktiven Teilnahme an Innovationsprojekten im Bereich der digitalen Vernetzung und der Kreislaufwirtschaft. Folgende Unternehmen wurden im Zuge dieser Studie befragt:

• Unternehmen 1: Führender Produzent im Bereich der Luft- und Raumfahrt sowie Rüstungsindustrie mit weltweit über 100.000 Mitarbeitenden.
• Unternehmen 2: Automobilzulieferer mit einem weltweiten Netzwerk aus Produktionsstätten und Forschungszentren sowie einer diversifizierten Kundenbasis und mehreren zehntausend Mitarbeitenden.
• Unternehmen 3: OEM der Automobilindustrie mit weltweit über 100.000 Mitarbeitenden, der Fahrzeuge für den privaten und gewerblichen Sektor herstellt und Mobilitätsdienste anbietet.
• Unternehmen 4: Weltweit tätiges Industrieunternehmen mit einem Schwerpunkt in der Automobilindustrie und international weit über 100.000 Mitarbeitenden beschäftigt.
• Unternehmen 5: Spezialist für Antriebs- und Fahrwerkstechnik der Automobil- und Industrietechnikbranche, mit über 100.000 Mitarbeitenden.

Bei der Zusammenstellung der Expertengruppe aus den jeweiligen Unternehmen wurde darauf geachtet, Vertreter unterschiedlicher Bereiche des Beschaffungswesens einzubeziehen, um eine umfassendere Perspektive der Ergebnisse zu gewährleisten. Die Auswahl fiel dabei auf Führungskräfte und Fachleute aus den Bereichen Beschaffung, Supply-Chain-Management, Nachhaltigkeit und After-Sales-Management. Aus Gründen des gewünschten Datenschutzes wurden die teilnehmenden Unternehmen sowie Interviewpartner anonymisiert.

Der Einsatz halbstrukturierter Leitfadeninterviews erlaubte eine adäquate Berücksichtigung der Komplexität des Untersuchungsgegenstandes und gewährleistet eine flexible Vorgehensweise [18]. Diese Strukturierung mittels Leitfadens gewährleistet, dass jeder Experte im Verlauf des Interviews mit denselben Themenblöcken und Kernfragen konfrontiert wird, was eine fundierte Vergleichsbasis für die Auswertung sicherstellt [19].

Gleichzeitig erlaubt die Interviewform eine flexible Handhabung, die es ermöglicht, während des Gesprächs auf relevante Punkte einzugehen, die zur besseren Beantwortung der Forschungsfrage beitragen. So besteht die Möglichkeit, bei interessanten Gesprächsthemen aktiv tiefergehende Fragen zu formulieren, um noch detailliertere Informationen zu erlangen [19]. Der Interviewleitfaden wurde bewusst offener konzipiert, um sowohl die Beantwortung der zentralen Forschungsfrage als auch die Identifikation weiterer relevanter Forschungsschwerpunkte zu ermöglichen. Der Interviewleitfaden kann auf Wunsch ausgehändigt werden.

Alle Interviews wurden im Zeitraum von Mai bis Juli 2024 vor Ort in den jeweiligen Unternehmen oder digital durchgeführt. Alle Interviews wurden aufgezeichnet und sorgfältig transkribiert, um eine detailgetreue, kategoriengeleitete, qualitative Inhaltsanalyse zu ermöglichen. Zur Unterstützung der Auswertung wurde die qualitative Textanalysesoftware MAXQDA verwendet, eine interaktive und strukturierte Softwarelösung für die qualitative Datenanalyse (QDA) [20].

State-of-the-Art der Kreislaufwirtschaft im vernetzten Beschaffungswesen

Die Auswertung der Befragungen hat tiefgehende Einblicke in die Potenziale der vernetzten Kreislaufwirtschaft im Beschaffungswesen geliefert. Im Sinne des dominierenden Transfercharakters der vorliegenden Veröffentlichung wurden die Ergebnisse leicht verständlich in die folgenden sechs Hauptkategorien unterteilt:

Motivation und Anreize

Die wichtigsten ökonomischen Motivationen der Kreislaufwirtschaft sind laut den Experten die langfristige Kostenreduktion durch Materialwiederverwendung und die Sicherung der Materialverfügbarkeit. Gleichzeitig gewinnen ökologische Faktoren an Bedeutung, wobei insbesondere die Schonung natürlicher Ressourcen und die Verringerung von CO₂-Emissionen zu nennen sind. Diese Ziele wurden in zunehmendem Maße in den strategischen Planungsprozessen der Unternehmen verankert.

Soziale Anreize resultieren aus dem wachsenden Druck seitens der Verbraucher sowie aus gesetzlichen Vorgaben. Die Begeisterung neuer Bewerber oder des vorhandenen Personals stand nach Einschätzung der Unternehmen bisher nicht im Fokus ihrer Bestrebungen. Obwohl ökonomische Faktoren nach wie vor dominieren, gewinnen Nachhaltigkeitskriterien bei der Lieferantenauswahl zunehmend an Bedeutung.

Best Practices und Erfahrungen

Prinzipien der Kreislaufwirtschaft sind bislang bei den teilnehmenden Unternehmen nicht vollständig implementiert. Dennoch gewinnen insbesondere die R-Strategien Recycling, Reuse und Remanufacturing zunehmend an Bedeutung. Besonders Recycling erfolgt bereits durch die sortenreine Trennung von Produktionsabfällen. Die Umsetzung dieser Prinzipien erweist sich in der Luftfahrt aufgrund strenger Sicherheitsvorschriften als besonders herausfordernd. Insbesondere für nicht sicherheitsrelevante Komponenten besteht ein signifikantes Potenzial für den Einsatz recycelter Materialien.

CO₂-Fußabdruck

Der CO₂-Fußabdruck nimmt laut Interviews eine zentrale Rolle in der Beschaffung ein. Dabei sind detaillierte CO₂-Daten von entscheidender Bedeutung für die Vergabe von Aufträgen. Es wird insbesondere in der Automobilindustrie erwartet, dass der CO₂-Fußabdruck in Zukunft einen gleichwertigen Stellenwert wie Preis und Qualität einnehmen wird. Ansätze der Kreislaufwirtschaft, insbesondere Recycling und Wiederverwendung, werden als zentrale Strategien zur Reduktion von CO₂-Emissionen betrachtet. Des Weiteren wurde die Nutzung nachhaltiger Energiequellen wie der Einsatz von grünem Strom genannt.

Chancen und Potenziale

Als wesentliche Chancen und Potenziale der Kreislaufwirtschaft wurden die Steigerung der Resilienz und Versorgungssicherheit von Lieferketten genannt. In Anbetracht globaler Störungen, wie beispielsweise der Covid-19-Pandemie, sowie Materialknappheit und geopolitischer Konflikte, eröffnet die Kreislaufwirtschaft die Möglichkeit einer stärkeren Lokalisierung und einer Verringerung der Abhängigkeit von kritischen Lieferanten. Der digitale Produktpass wurde hierbei als zentral für eine effizientere Nutzung von Ressourcen genannt. Er fördert laut Teilnehmer die Transparenz entlang der Lieferkette und könnte durch Technologien wie Blockchain die Nachverfolgbarkeit von Materialien verbessern.

Hindernisse und Herausforderungen

Die Implementierung von Kreislaufwirtschaftsstrategien wurde mit einer Vielzahl interner und externer Herausforderungen verbunden. Intern wurde die Höhe der Kosten für die Anpassung von Prozessen, die Komplexität der Integration in bestehende Prozesse, die Schulung von Personal sowie die notwendigen Investitionen in Forschung und Entwicklung genannt. Externe Herausforderungen betreffen insbesondere KMUs, die potenziell nicht über die erforderlichen Ressourcen verfügen, um die Anforderungen der Kreislaufwirtschaft zu erfüllen.

Zusätzlich erschwert die Komplexität globaler Lieferketten eine lückenlose Implementierung. Als weiteres Problem wurde die begrenzte Verfügbarkeit von Recyclingmaterialien genannt. Schließlich besteht ein Spannungsfeld zwischen der Entwicklung umweltfreundlicher Produkte und den damit einhergehenden, oft höheren, Produktionskosten. Auch regulatorische Hürden wurden genannt.

Kooperationen und Partnerschaften

Die Experten betonen die Notwendigkeit eines kooperativen Ansatzes in der Automobilindustrie, um zentrale Herausforderungen wie die Standardisierung und den effizienten Datenaustausch entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu adressieren. In diesem Kontext kommt Plattformen wie Catena-X eine entscheidende Bedeutung zu, da sie für Transparenz und Rückverfolgbarkeit sorgen, was für die Implementierung einer Kreislaufwirtschaft unerlässlich ist [21]. Zudem leistet der multilaterale Datenaustausch einen Beitrag zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen, insbesondere durch die präzise Erfassung und Nachverfolgung von CO₂-Emissionen entlang der Lieferketten.

Praktische Kreislaufwirtschaftsanwendungen in den befragten Unternehmen

In wechselseitiger Diskussion wurden insbesondere die folgenden beiden – partiell bei den befragten Unternehmen bereits umgesetzten – Kreislaufwirtschaftsanwendungen als in besonderem Maße interessant und vielversprechend eingestuft:

Dismantling-as-a-Service

Das Konzept zielt darauf ab, Produkte (etwa Fahrzeuge) in einer systematischen Vorgehensweise zu demontieren, um eine optimale Wiederverwendung der Materialien zu gewährleisten. Während herkömmliche Autoverwertungsbetriebe sich primär auf den Verkauf gebrauchter Ersatzteile fokussieren und somit lediglich einen begrenzten Beitrag zur Kreislaufwirtschaft leisten, wird erwartet, dass spezialisierte Unternehmen, die im direkten Austausch mit den Herstellern stehen und sich auf die systematische Demontage ihrer Produkte konzentrieren, künftig an Bedeutung gewinnen.

Des Weiteren wird prognostiziert, dass eine Verschärfung der gesetzlichen Rahmenbedingungen, beispielsweise in Form der „European Sustainability Reporting Standards“, die Implementierung kreislaufwirtschaftlicher Prozesse beschleunigen wird.

Pfandsystem

Beim Erwerb eines Produkts wird seitens des Kunden eine Pfandgebühr hinterlegt, die bei der Rückgabe des defekten Bauteils zurückerstattet wird, um die Rückführung von Altteilen zu gewährleisten. Damit werden defekte Komponenten aus dem Markt genommen und einer systematischen Prüfung unterzogen, um deren Kreislaufwirtschaftspotenzial zu evaluieren. Bauteile, die noch wiederaufzubereiten sind, werden im Rahmen eines definierten Wiederaufbereitungsprozesses instand gesetzt und erneut in den Markt eingeführt. Dabei erhält der Kunde nicht das ursprünglich eingesendete Bauteil zurück, sondern ein generalüberholtes Austauschprodukt.

Das aufbereitete Bauteil wird nach Abschluss der Instandsetzung an einen anderen Kunden weitergegeben. Dies soll zu einem effizienten Umlauf von Ressourcen beitragen und die Lebensdauer der Produkte verlängern. Die Festlegung eines angemessenen Preises für das Rücknahmesystem stellt dabei eine wesentliche Herausforderung dar. Des Weiteren erfordert das Geschäftsmodell eine effiziente Lagerhaltung sowie eine kontinuierliche Verfügbarkeit von Ersatzprodukten, um zügige Reparaturprozesse zu gewährleisten. Anwendung findet das System bereits heute in der Logistik und bei Verpackungsmaterialien.

Zukünftiges Kreislaufwirtschaftspotenzial in produzierenden Unternehmen

Abschließend kann festgestellt werden, dass die Implementierung von Kreislaufwirtschaftspraktiken ein attraktiver Ansatz sein kann, um den Produktlebenszyklus zu verlängern sowie den Rohstoffverbrauch und die CO₂-Emissionen in der produzierenden Industrie zu reduzieren. Die Studie legt nahe, dass Kreislaufwirtschaftsprinzipien in der Theorie hinreichend erforscht sind, aber in der Praxis nach wie vor noch zu wenig Anwendung finden. Unternehmen sind gut beraten, die Potenziale von Kreislaufwirtschaftspraktiken in relevanten Bereichen individuell zu analysieren, um ihren spezifischen Nutzen optimal zu erschließen.

Angesichts bereits verabschiedeter und anstehender Gesetzgebungen sowie der raschen technologischen Fortschritte ist es entscheidend, bereits heute eine Strategie zur Twin Transformation zu erarbeiten. Die Hochschule Kempten unterstützt interessierte Unternehmen hierbei langfristig und nachhaltig. Derzeit arbeiten die Mitarbeiter der Hochschule an konkreten Handlungsleitfäden, die dem produzierenden Mittelstand helfen sollen, Kreislaufwirtschaftspotenziale gezielt zu identifizieren und erfolgreich zu implementieren. Diese Leitfäden sind ein wesentlicher Bestandteil laufender Projektvorhaben an der Hochschule Kempten und sollen dazu beitragen, die Innovationsfähigkeit und Wettbewerbsstärke der Unternehmen nachhaltig zu stärken.

Dieser Beitrag entstand im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen den oben genannten Industrieunternehmen und der Hochschule für angewandte Wissenschaften Kempten. Einen operativen Schwerpunkt bildete dabei die Abschlussarbeit von Herrn David Pfister zum Thema „Chancen und Herausforderungen der digital vernetzten Kreislaufwirtschaft im Beschaffungswesen produzierender Unternehmen“. Unser besonderer Dank gilt den genannten Unternehmen und befragten Experten für ihre tatkräftige Unterstützung und ihr Engagement.

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