Was ist „Cradle to Cradle?“ in der Produktentwicklung

Die Industrie muss sich einer wirtschaftlichen und energieeffizienten Produktion widmen. Wir müssen alle möglichen Umweltanforderungen erfüllen und den Einsatz von Schadstoffen minimieren.

Rohstoffe werden immer knapper. Zwar verschmutzen wir unsere Umwelt weniger, aber wir verschmutzen sie immer noch. Umweltverschmutzung wurde lediglich verlangsamt. Die Erneuerung von Materialien durch Recycling allein ist auch nicht die Lösung. Recycling von PET-Kunststoffen zur Herstellung von Kleidung produziert beispielsweise einen geringerwertigen Kunststoff als das ursprüngliche Material. Dies wird auch als Downcycling bezeichnet.

Des Weiteren enthalten die Fasern Giftstoffe wie Antimon, ultraviolette Stabilisatoren, Weichmacher und Antioxidantien. Diese synthetischen Fasern enden schließlich in unserer Umwelt, wenn wir die Kleidung waschen. Daher ist der Zyklus immer noch Cradle to Grave (von der Wiege zur Bahre).

Ihre Vorteile beim Wechsel von der Linear- zur Kreislaufwirtschaft

Es geht um eine Billionen-Dollar-Chance und um die größten Herausforderungen der Menschheit

Tendenziell sind Kunden eher bereit, für Produkte und Marken, mit denen sie sich identifizieren können, einen Aufpreis zu zahlen. Und staatliche Stellen verschärfen im Zuge der von der UN für 2030 gesteckten Ziele für eine nachhaltige Entwicklung die gesetzlichen Regelungen, um schädliche Auswirkungen der Linearwirtschaft zu reduzieren.

Auf die Verbraucherwünsche transparent zu reagieren, ist dringend geboten. Es ist aber auch eine einmalige Gelegenheit.

Cradle to Cradle – Aus Alt mach Neu

Schon in der Konzeptions- oder Designphase sollte man die gesamte Lebensdauer eines erfolgreichen Kreislaufprodukts im Auge haben.

Dann müssen die Design-, Produktions- und After-Sales-Prozesse neu konzipiert werden. Dazu ist eine Vernetzung der verschiedenen Akteure und Abteilungen während der gesamten Entwicklungsphase erforderlich. Zum Beispiel Business Development mit F&E. Wenn Sie das hinkriegen, wird Ihr Unternehmen daraus Kapital schlagen.

Nehmen wir an, Sie haben ein Produkt entworfen, das Sie an Endkunden vermieten. Bei so einem Geschäftsmodell zahlt sich Ihre Investition umso mehr aus, je länger das Produkt und die Materialien in Gebrauch sind.

Je nach seiner Lebensdauer kann Ihr Produkt den Besitzer auch mehrmals wechseln. Da Ihr Unternehmen aber die ganze Zeit Eigentümer des Produkts bleibt, kann es, wenn die Nutzungsdauer dann doch beendet ist, das Restmaterial oder die Komponenten noch zu Geld machen.

Das Konzept der Kreislaufwirtschaft basiert auf mehreren Lehrmeinungen: Biomimikry, Industrielle Ökologie, Natural Capitalism, dem System der Blue Economy. Hier erfahren Sie mehr zu diesen Themen:  www.ellenmacarthurfoundation.org.

Die Cradle-to-Cradle-Philosophie

Cradle-to-Cradle, übersetzt „von der Wiege zur Wiege“, ist eine Konstruktionsphilosophie, die von Michael Braungart und William McDonough entwickelt und in ihrem Buch „Cradle to Cradle — Remaking the Way We Make Things“ vorgestellt wurde. Dieser Ansatz der Kreislaufwirtschaft fördert den Erhalt von Materialien innerhalb des biologischen oder technologischen Zyklus, anstatt sie zu verschwenden. Abfall ist ein Nährstoff, entweder für die Biosphäre oder für die Technosphäre. Daher ist es wichtig, diese Rohstoffe entweder als vollständig kompostierbares biologisches Material oder im Sinne der Kreislauffähifkeit als hochwertige technologische Ressourcen wiederzuverwenden. Jedes Produkt ist Teil eines ewigen Zyklus, in dem es – bei gleichem oder höherem Wert – wiederverwendet wird. Upcycling statt Downcycling. Jetzt geht der Kreislauf von“Cradle-to-Cradle“ (von der Wiege zur Wiege).

Produkte, die gemäß der Cradle-to-Cradle-Philosophie entwickelt wurden, enthalten keine schädlichen Substanzen. Die im Produktionsprozess verwendeten Rohstoffe erfüllen die gleichen Anforderungen wie jene Rohstoffe, die ursprünglich extrahiert wurden. Die benötigte Energie wird nachhaltig produziert. Verpackungsmaterialien haben einen Wert: biologische Materialien wie Reishülsen sind beispielsweise ein Abfallprodukt der Reiserzeugung. Sie können als Verpackungsmaterial verwendet und anschließend wiederverwendet werden oder als Nährstoffe für den biologischen Zyklus dienen.

Biodiversität, konzeptionelle Vielfalt und kulturelle Vielfalt werden gefördert. Das Ergebnis sind robuste Prozesse und Produkte, Kreativität und Effektivität. Unternehmen, die sich für die C2C-Prinzipien einsetzen, tragen zu einer nachhaltigen Nutzung von Ressourcen bei und reduzieren die Menge an Müll, der produziert wird.

Was ist Cradle to Grave im Vergleich zu Cradle to Gate?

Im Bereich der Ökologie und Nachhaltigkeit bezieht sich „Cradle to Grave“ auf die Analyse des gesamten Lebenszyklus eines Produkts, von der Gewinnung der Rohstoffe bis zur Entsorgung. Dabei werden alle Umweltauswirkungen berücksichtigt, die das Produkt während seiner gesamten Lebensdauer verursacht. Im Gegensatz dazu betrachtet eine „Cradle to Gate“-Analyse nur die Umweltauswirkungen bis zur Produktion des Produkts.

Cradle to Gate, im Deutschen manchmal auch als „Wiege zu Werkstor“ bezeichnet, ist ein Konzept im Bereich der Umweltverträglichkeitsprüfung und bezieht sich auf die Analyse eines Produkts oder einer Dienstleistung von der Gewinnung der Rohstoffe (der „Wiege“) bis zu dessen Verlassen der Produktionsstätte (dem „Werkstor“). Es handelt sich also um eine Teilbetrachtung des Produktlebenszyklus, die die Phasen der Verwendung und Entsorgung nicht berücksichtigt.  Der Schwerpunkt liegt auf den Umweltauswirkungen, die während der Herstellung eines Produkts entstehen, einschließlich der Rohstoffgewinnung, der Produktionsprozesse und des Transports. Cradle to Gate ist einfacher anzuwenden und kostengünstiger als eine vollständige „Cradle-to-Grave“-Analyse.

Wer vergibt Cradle to Cradle Zertifikat?

Zertifizierung nach dem C2C-Standard erfolgt durch das Cradle to Cradle Products Innovation Institute (C2CPII). Die Kriterien für die Zertifizierung umfassen die Materialgesundheit, die Kreislauffähigkeit des Produkts, das Wassermanagement, soziale Gerechtigkeit und die Nutzung von erneuerbaren Energien.  Entwickelt wurde der Produktstandard von Dr. Michael Braungart und William McDonough, die ihn an das Institut übertragen haben. EPEA (Environmental Protection Encouragement Agency) ist ein akkreditierter Assessor für die C2C-Zertifizierung in Deutschland.

Der Zertifizierungsprozess umfasst die Bewertung eines Produkts anhand von fünf Prinzipien:

Materialgesundheit: Alle Materialien im Produkt müssen nach dem Cradle to Cradle Certified™-Standard für Materialgesundheit bewertet werden.
Kreislauffähigkeit: Das Produkt muss so konzipiert sein, dass es nach seiner Nutzungsphase in einem Kreislauf wiederverwendet, zerlegt oder kompostiert werden kann und kein Müll anfällt.
Wassermanagement: Das Produkt muss so hergestellt werden, dass der Wasserverbrauch und die Wasserverschmutzung minimiert werden.
Soziale Gerechtigkeit: Das Produkt muss unter fairen und ethischen Bedingungen hergestellt werden.
Erneuerbare Energie und Klimaschutz: Das Produkt muss so hergestellt werden, dass der Einsatz von fossilen Brennstoffen, Müll und Treibhausgasen minimiert wird.

Die Vergabe des Cradle to Cradle Certified™-Zertifikats erfolgt durch akkreditierte Assessoren. In Deutschland ist beispielsweise die EPEA GmbH (Environmental Protection Encouragement Agency) einer von vier akkreditierten Assessoren.

Weitere Informationen zum Cradle to Cradle Certified™-Zertifikat finden Sie auf der Website des C2CPII: https://www.c2ccertified.org/.

Gerechtigkeit und wirtschaftliche Aspekte

Cradle to Cradle zeichnet sich auch dadurch aus, dass es auf Gerechtigkeit und Wirtschaftlichkeit Wert legt.

Gerechtigkeit stellt sicher, dass alles in einem Ökosystem respektvoll behandelt wird. Die Produktion geht nie auf Kosten von Menschen- oder Tierrechten. Angestellte arbeiten in einer sauberen, gesunden und natürlichen Umgebung, werden keinen schädlichen Substanzen ausgesetzt – die schließlich ja auch nicht eingesetzt werden – und erhalten angemessene Bezahlung.

Wenn das Cradle-to-Cradle-Konzept erfolgreich sein soll, müssen die Aspekte der Ökologie und Gerechtigkeit realisierbar und kostendeckend sein. Daher sind Kosteneffizienz, Wettbewerbsfähigkeit und Rentabilität wichtige Voraussetzung für den Erfolg. Ein Produkt kann als Service betrachtet werden, wobei Rohstoffe das Eigentum des Herstellers bleiben. Daher werden sie dem Verbraucher nicht in Rechnung gestellt, und der Hersteller verliert die wertvollen Rohstoffe nicht. Da eine Cradle-to-Cradle-Fabrik die Umwelt nicht verschmutzt, muss sie keine teuren Lösungen finanzieren, um die Emissionen zu reduzieren oder zu filtern. Das Abwasser ist sauber und enthält keine schädlichen Substanzen.

Ein Produkt gilt nur dann als Cradle-to-Cradle, wenn es vollständig wiederverwendbar ist und keinen Abfall für die Mülldeponie verursacht und gleichzeitig wettbewerbs-fähig und profitabel ist. All das muss durch einen fairen Produktionsprozess erreicht werden.

Rendite und Umwelt – eine Win-Win-Situation

Um Strategien in die Tat umzusetzen, benötigt man die passenden Werkzeuge und Hilfsmittel.

In der Praxis kann sich die Verwirklichung der Kreislaufwirtschaft für Ihr Unternehmen als schwierig erweisen. Sie sollten versuchen, ein System zu konzipieren, nicht ein Produkt. Dabei kann Ihnen natürlich ein Product Lifecycle Management (PLM)-System von großem Nutzen sein.

Daher hat TECHNIA untersucht, inwieweit PLM-Systeme und die Digitalisierung die Kreislaufwirtschaft unterstützen und die Entwicklung von Kreislaufprodukten erleichtern können.

Bereits heute helfen wir Unternehmen, diese Chancen zu erkennen und wahrzunehmen.

Dazu setzen wir auf die Macht der Daten, Innovationen durch digitale Zusammenarbeit, Simulation und digitale Zwillinge (digital twins). All dies geschieht in einer frühen Phase des Innovationszyklus, gestützt auf modernste PLM-Software.

PLM steuert den Produktlebenszyklus von der Idee bis zum Endprodukt. Alle Daten bezüglich Design, Komponenten/Teile und Materialien werden dort erfasst. Mithilfe der virtuellen kollaborativen PLM-Plattform können dann wichtige Produktentscheidungen getroffen werden.

Ihr gesamtes Unternehmen hat Zugriff auf eine „Single Source of Truth“. Durch diese einheitliche und transparente Datenquelle können sich Ihre Ideen einer Kreislaufwirtschaft -vom Zeichenbrett bis zur erfolgreichen Umsetzung – realisieren.

Die Kreislaufwirtschaft zielt darauf ab, Produkte und Materialien länger nutzen zu können. Sie stellt den Unternehmen einen wichtigen Mechanismus zur Verfügung, mit dem diese intelligentere Produkte entwickeln und herstellen können. Dabei sollen gleichzeitig der Lebensstandard beibehalten, der Abbau der endlichen Ressourcen reduziert und die Auswirkungen auf die Umwelt verringert werden.

Nach unserer Erfahrung…

Um Cradle to Cradle in die Praxis umzusetzen, bedarf es einer ganzen Reihe von Maßnahmen. Zunächst muss man sich die verwendeten Materialien genau ansehen. Sind sie verantwortungsvoll beschafft, unbedenklich für die Anwender und das Resultat eines ungiftigen Herstellungsprozesses?

Im Anschluss daran stellt die Rückverfolgung und Sammlung der Produktmaterialien nach der Verwendung, das Recycling und die Wiederverwendung eine große logistische Herausforderung dar. Zusätzlich sind Investitionen für Produktionsanlagen, Schulungen und Produktentwicklung erforderlich.

Durch die Schaffung von Synergien zwischen Umwelt-, Wirtschafts- und Gerechtigkeitsaspekten können große Ergebnisse erzielt werden. Dazu gehören der Kampf gegen die globale Erwärmung und die Verschmutzung der Biosphäre sowie die Förderung der ökologischen und kulturellen Vielfalt. Ganz zu schweigen von der Aussicht auf biologisches, technologisches und Wohlstandswachstum.

Wenn Sie mehr über die einsetzbaren Instrumente und die technischen Aspekte der Implementierung einer Cradle-to-Cradle Product Lifecycle Management (PLM)-Strategie erfahren möchten, lesen Sie unseren Blog zum Thema „Was ist PLM?“