Circular Economy Wer Circular Economy wirklich umsetzen will, muss das ganz große Rad drehen

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Produkte möglichst lange im Wirtschaftskreislauf halten, Stoffkreisläufe schließen, Abfälle (auch CO₂) vermeiden – dass Circular Economy mehr ist als „nur“ Recycling, hat sich längst herumgesprochen. Wie groß die Transformation allerdings sein muss, wird erst allmählich sichtbar. Beim Tutzing-Symposium der Dechema war man sich einig: Wer die Circular Economy wirklich umsetzen will, muss das ganz große Rad drehen.

Einzelne Technologieansätze gibt es viele. Doch wer versucht, die Circular Economy – und sei es nur in Stichworten – als Gesamtsystem zu erfassen, dem schwirrt schnell der Kopf ob der vielen Perspektiven, die zu berücksichtigen sind: die Stoffsicht (Metalle, anorganische Rohstoffe, Kohlenstoff usw.), die Produktsicht (Kunststoffteile, Batterien, Windräder uvm.) und die Frage nach geeigneten Prozessen vom ganz großen Maßstab (Sammlungssysteme, Auseinanderbauen von Komponenten usw.) bis zum ganz kleinen (etwa die Abtrennung einzelner Seltener Erden). Dazu bestehen vielfältige Wechselbeziehungen zwischen den Stoffkreisläufen, die zudem noch Wasser und Energie benötigen, um zu laufen. Was an einer Stelle passiert, hat Auswirkungen an zahlreichen anderen Stellen. Die Circular Economy zu beschreiben, ist eine Mammutaufgabe. Der fokussierte Blick auf einzelne Kreisläufe zeigt, wo die Herausforderungen liegen.

Produktdesign und Recycling koppeln – gerne, aber…

Eine Forderung, wenn es um die Kreislaufschließung geht, ist die Einbindung der Recycler in das Produktdesign. Das klingt logisch: Wer das Produkt hinterher zerlegen muss – ob in Bauteile oder Moleküle – weiß am besten, welche „Sollbruchstellen“ gebraucht werden und welche Materialkombinationen sich gut trennen lassen.

Allerdings stößt das Konzept bei vielen Produkten schnell an Grenzen. Das Beispiel Batterien zeigt das eindrucksvoll. Derzeit nimmt die Menge an produzierten Batterien dramatisch zu, hauptsächlich getrieben durch die Elektromobilität. Dabei entwickelt sich die Materialzusammensetzung ständig weiter, und es kommen unterschiedlichste Zellformen zum Einsatz. Ein Fall für „Design for Recycling“ – sollte man meinen. Doch angesichts der Lebensdauer von Batterien (wenn man Sekundärnutzungskonzepte noch einbezieht) werden viele der heute gebauten Zellen erst in etwa 20 Jahren die Recyclingunternehmen erreichen. So ist es für diese heute noch viel zu früh, sich mit den Herausforderungen zu beschäftigen oder gar entsprechende Kapazitäten aufzubauen. Und auch die Frage, welche Rohstoffe in 20 Jahren überhaupt zurückgewonnen werden sollen und wie es dann um die Wirtschaftlichkeit bestellt ist, lässt sich heute noch nicht beantworten.

Woher kommt der Kohlenstoff?

Mag die Kreislaufschließung bei einzelnen Metallen oder Phosphat noch „einfach“ wirken, wird es spätestens beim Kohlenstoff hochkomplex. Die Besonderheiten liegen in der vielfältigen Gestalt der Moleküle und der kaum überschaubaren Zahl an Anwendungen, in denen Kohlenstoff eine Rolle spielt, und in der engen Verschränkung mit dem Energiesystem.

Trotzdem lassen sich auch für den Kohlenstoffkreislauf einige Faustregeln aufstellen. So gilt hier noch mehr als an anderen Stellen: Am nachhaltigsten und kostengünstigsten ist es, CO₂ gar nicht erst entstehen zu lassen. Dazu gehört neben dem Einsatz erneuerbarer Energie auch die derzeit oft in den Hintergrund gerückte Energieeffizienz der Prozessindustrie. Stoffliches Recycling trägt ebenfalls dazu bei, CO₂-Vermeidungskosten niedrig zu halten. Diese steigen mit dem Einsatz von Biomasse und neuen Prozessen an und erreichen ihren Höchststand bei der Rückgewinnung von CO₂ aus der Luft und dem Einsatz neuer Kraftstoffe.

Gerade bei Kunststoffen als einer der größten C-basierten Anwendungen gilt es daher besonderes Augenmerk auf das Recycling zu legen. Dafür muss die gesamte Verarbeitungskette in den Blick genommen werden. Denn wieviel und welches Recycling möglich ist, richtet sich ganz entscheidend nach dem Materialportfolio. Deshalb sollten bei dessen Entwicklung nicht nur die Performance und der Preis des Werkstoffs selbst berücksichtigt werden, sondern auch die Recyclingmöglichkeiten bzw. die parallele Entwicklung von neuen Recyclingverfahren eine Rolle spielen.

Doch selbst wenn Kunststoffe so weit wie möglich wiederverwertet werden, wird auf mittlere Sicht die CO₂-Nutzung einen wesentlichen Beitrag leisten müssen. Die Vision einer Wirtschaft, in der Kohlenstoff vor allem aus Biomasse stammt, ist angesichts der benötigten Mengen und der Konkurrenz um biologische Ressourcen und Anbauflächen kaum zu verwirklichen. Experten sehen den Anteil der Biomasse am industriellen Kohlenstoffkreislauf auch langfristig bei deutlich unter einem Drittel. Stattdessen werden „ewige“ CO₂-Punktquellen wie Zementwerke und die direkte Gewinnung von CO₂ aus der Luft („Direct Air Capture“, DAC) den Rohstoff liefern müssen. Um so wichtiger ist die Weiterentwicklung von Technologien zur CO₂-Abscheidung und -Aufreinigung.

Komplexe Entscheidungsbäume

Wo Technologien so aufwändig und Ressourcen knapp sind, verschärft sich der Druck, ihren Einsatz genau abzuwägen: Wo sind kohlenstoffhaltige Energieträger notwendig (etwa wegen der Energiedichte oder aus logistischen Erwägungen), wo leisten Batterien bessere Dienste? Wird Biomasse nur als Kohlenstoffquelle für die Pyrolyse betrachtet, oder kann die Synthesevorleistung der Natur wertsteigernd genutzt werden? Die Entscheidungspfade sind komplex und setzen Bewertungssysteme voraus, die möglichst objektive Kriterien liefern. Dazu gehören Lebenszyklusanalysen, deren Aussagekraft jedoch stark von den gewählten Indikatoren und dem Bilanzraum abhängt. Und selbst die vermeintlich „harten Zahlen“ erfordern häufig die Formulierung von Zielhierarchien, weil nicht alle Parameter gleichzeitig optimiert werden können.

Neue Konkurrenzen

Ein, wenn nicht der Schlüssel für die Schließung der Kreisläufe ist Energie. Mit genügend erneuerbarer Energie – gespeichert vorzugsweise in grünem Wasserstoff – lässt sich rein theoretisch fast alles erreichen. Doch wo soll all der regenerative Strom herkommen? Allein die chemische Industrie würde für eine treibhausgasneutrale Produktion rund 600 TWh regenerativer Energie benötigen – das ist mehr als der derzeitige Gesamtelektrizitätsbedarf Deutschlands. Gleichzeitig konkurrieren viele um das rare Gut: Die Stahlindustrie setzt Wasserstoff anstelle von Koks zur Reduktion ein, auch Glas, Zement und andere energieintensive Branchen prüfen, wie sie CO₂-frei arbeiten können. Und dabei sind Wärmeversorgung und Mobilität noch gar nicht berücksichtigt.

Die Gesellschaft mitnehmen

Wer soll da entscheiden, wohin der Wasserstoff fließt? Neue gesellschaftliche Aushandlungsprozesse sind notwendig – einmal, um den Ausbau der erneuerbaren Energien deutlich zu beschleunigen, zum anderen, um die Verteilung zu klären, solange nicht alle Bedürfnisse gleichzeitig gedeckt werden können. Das schließt auch die Frage ein, wo ggf. das Konsumverhalten geändert werden muss. Gerade am Beispiel Mobilität wird schnell deutlich: Alle Verbrennungsmotoren durch E-Antriebe zu ersetzen, löst nur einen Teil der Probleme und schafft gleichzeitig neue, etwa beim Rohstoffbedarf für Batterien oder der Ladeinfrastruktur. Das E-SUV ist nicht die Lösung.

Das heißt aber auch: Die breite Gesellschaft muss informiert und mitgenommen werden. Mehr noch: es bedarf der aktiven Beteiligung vieler, um sowohl technische als auch wirtschaftliche und soziale Lösungen zu entwickeln. Damit dies gelingt, darf die Kommunikation nicht nur problemgetrieben sein. Faszination für Neues und die Inspiration durch gute Beispiele können (nicht nur) Nachwuchswissenschaftler und Nachwuchswissenschaftlerinnen dazu motivieren, sich aktiv an der Umsetzung zu beteiligen. Sie können auch die Bereitschaft erhöhen, Dinge auszuprobieren und bei Bedarf zu korrigieren, statt auf die vermeintlich perfekte Lösung zu waren und solange nichts zu tun.

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Es geht nur global

Wer es mit der Circular Economy im Hinblick auf globalen Klima- und Ressourcenschutz wirklich ernst meint, kommt nicht darum herum: Die Transformation erfordert einen globalen Ansatz. „Global“ in mehrerer Hinsicht: Weder kann eine Branche, noch kann das Industriesystem allein die Circular Economy umsetzen. Dafür sorgen die vielen Verflechtungen und Konkurrenzen, aber auch die Notwendigkeit, Zielkonflikte zu benennen und zu diskutieren. Die Bewertung, welches Bedürfnis Vorrang hat oder welche Zugeständnisse an Wohlstand, Landschaftsschutz oder geopolitische Bedeutung gemacht werden müssen, kann nicht innerhalb der Industrie oder der Naturwissenschaft vorgenommen werden.

„Global“ heißt aber auch „international“. Angefangen von Standortvoraussetzungen – wo finden sich sowohl erneuerbare Energie als auch Wasser für die Wasserstofferzeugung? – über die ethische Frage nach Teilhabe bis hin zu praktischen Erwägungen bei Nachhaltigkeitslabeln ist die internationale Zusammenarbeit unabdingbar. Der Klimawandel ist ein weltweites Problem, und er lässt sich nur weltweit bekämpfen.

Wir können keinen Hebel umlegen und unser Wirtschaftssystem von einem Tag auf den anderen umstellen. Wir können auch nicht alles stilllegen und in einigen Jahren neu und zirkulär wieder starten. Die Transformation hin zu einer Circular Economy muss im laufenden Betrieb stattfinden und wirtschaftlich abgebildet werden. Verlässliche Rahmenbedingungen, Technologieoffenheit, Unternehmergeist, offene Diskussionen und Kompromissfähigkeit sind nötig, um diese Herausforderung zu meistern.

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