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Clara Löw and Siddharth Prakash have already presented five contentious hypotheses on the #CircularEconomy, and now numbers 6 and 7 follow. In them, the two researchers raise and discuss questions behind the scenes in their group at the Öko-Institut. Over the course of the year, the blog series will provide insights into the – partly controversial – debates on the circular economy.

Hypothesis 6
Circular Business Models are effective, when they operate in short and well-known supply chains

Logistics and value chain management play an important role in the environmental impact of a product. Thus, for example control of quality and compliance with supply chain agreements and standards is easier with fewer, well-known suppliers. The fewer suppliers, the better you can control them, which is especially important in large, volatile markets.

Let us give some examples of different dimension: Currently, we are supporting several countries in Southeast Asia in their ambition to reduce single-use plastics, for example through design and a strong recycling market. The share of recycled plastic continues to be very low in packaging due to higher costs of recycled material, existing subsidies for virgin plastics and possible contaminants. We repeatedly emphasize that measures such as recycled content targets can only be effective if applied in the context of the domestic recycling market: Ideally, increased demand for recycled plastic would trigger enhanced collecting and sorting practices in the domestic economy. But if the target is only being achieved through well-sorted, imported plastics, the recycled content target isn’t unfolding its potential and this transformation will not be achieved. Thus, no benefits for the local littering problems.

In addition, transportation of goods and waste to and from consumers is often inefficient: Take the example of delivery services in a European context. Packaging material is widely distributed to customers and later collected again by waste collection services. Wouldn’t it be most efficient, if for example food delivery services use reusable packaging and take back food boxes and pizza packaging from yesterday’s meal when driving by? Benefits would include: less transportation needed, less resource consumption. However, more collaboration and information exchange would be needed to implement such a system.

So, if we agreed that Circular Business Models operate in short and well-known value chains, open questions arise in two areas: First, are we heading towards a broad logistics system that requires not only the transmission of goods but also of a bundle of information on compliance, trace substances, origin of materials incl. reverse logistics – much more extensive than today? And we remain with the second area of open questions: How do regional value chains work within existing globalization processes? Do they exist in parallel or do they need to be supported with policies against globalization processes? How would such policies relate to world trade regulations? What problems and opportunities would this bring? Is the solution for each country to make its own circular economy?

Hypothesis 7
Handling increasing complexity of contamination of products in non-toxic material cycles – a Sisyphean task

We have observed two diametral trends: On the one hand side, more and more complex products are brought to the market, containing various additional complex additives to fulfil very detailed functions in a very short time. The more products there are, the more complicated it becomes to separate the material cycles from one another. Today, innovations in the recycling sector are not that fast to keep track with new products and to disentangle the complexity effectively!

. On the other side, from a realistic perspective, circular economy measures must in many cases implicitly lead to a reduction in the complexity in order to achieve the desired longevity, easy separability, reparability and better recyclability. This includes the phase-out of harmful chemicals for recycled materials to be an attractive substitute of primary resources.

An example are certain components in Electrical and Electronic Equipment that contain flame retardants: Today – for higher effectiveness through an interplay of several flame retarding mechanisms – (non-brominated) organic and inorganic flame retardants are mixed (Qian et al. (2014) MatChemPhys 143, 3, 1243ff).

Besides the (unknown) environmental impact that such mixtures have, which manufacturing process would use recycled plastics containing such mixtures including unknown reaction products that were formed during recycling? Potentially contaminated recycled material will therefore only be used in specific applications where certain pollutants and interfering substances „do not matter“. There will be a need to better distinguish between different recycled material streams for different applications.

Or, another example: The furnishing style of some people relies on old furniture, for instance from the household clearance of family members. However, lacquers and paints of such furniture may contain heavy metals, such as lead, which was not prohibited in the past, but is today. Heavy metals in indoor air or dust can have serious health effects. Does that actually mean the end of life for old, lacquered furniture, and everyone would have to buy new closets and sideboards? But that would not be in the spirit of the circular economy.

How to steer effectively the circularity trend on the one hand and complexity of products and contamination of recycled materials on the other hand?

Our current presumption: Some sectors, such as packaging, will have to very much simplify and reduce material. Harmful chemicals need a quick phase out. And for other complex products – such as Information and Communications Technologies (ICT) and Electrical and Electronic Equipment – reuse, repair and recycling centres need to be well equipped with financial resources, manpower, time and knowledge. Additionally, these services will need high appreciation and reputation of the society. The organization of all that is unclear and unassigned.

Everyone seems to be talking about the Circular Economy and Circular Business Models. There seems to be a general consensus that they have a very important role to play when it comes to reducing global environmental pressures and achieving environmental goals. In the #CircularEconomy blog series, Oeko-Institut scientists raise a few questions about the current state and potential of Circular Business Models and present their proposals on how the circular economy can really contribute to climate protection. Read all posts to the #CircularEconomy blog here.

Clara Löw and Siddharth Prakash are experts in the Sustainable Products & Material Flows Division in Freiburg. Their research focuses on sustainable materials, products and consumption.

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#CircularEconomy_4: Umgang mit komplexen Lieferketten und Produkten

Fünf streitbare Hypothesen zur #CircularEconomy haben Clara Löw und Siddharth Prakash schon präsentiert, nun folgen dir beiden letzten, Nummer 6 und 7.  Die beiden Forschenden werfen darin Fragen auf, die sie in ihrer Gruppe am Öko-Institut hinter den Kulissen diskutieren. Die Blogreihe gibt im Laufe des Jahres Einblicke in die – zum Teil kontrovers geführten – Debatten zur Kreislaufwirtschaft.

Hypothese 6
Circular Business Models sind effektiv, wenn sie sich innerhalb kurzer und bekannter Lieferketten bewegen

Wie eine Wertschöpfungskette gemanagt und logistisch gestaltet wird, hat wichtige Auswirkungen auf die Umweltbelastung eines Produktes. In diesem Zusammenhang ist die Qualitätskontrolle und die Überwachung der Lieferkette mit gut bekannten Zulieferern deutlich einfacher. Je weniger Zulieferer, desto besser können diese kontrolliert werden, was besonders auf großen, volatilen Märkten wichtig ist.

Zum Beispiel: Momentan unterstützt ein Forschungsteam des Öko-Instituts verschiedene Länder in Südostasien, Politikmaßnahmen zur Reduzierung von Einwegplastik umzusetzen. Dafür kommen unterschiedliche Ansätze in Frage, wie Designanforderungen an Verpackungen für verbessertes Recycling oder die Förderung des Marktes für rezyklierte Kunststoffe. Der Anteil an recyceltem Kunststoff in Verpackungen ist aufgrund der höheren Kosten für recyceltes Material, bestehender Subventionen für Primärkunststoffe und möglicher Verunreinigungen weiterhin sehr gering.

Die Forschenden betonen immer wieder, dass Maßnahmen nur effektiv sein können, wenn sie im jeweiligen Kontext des heimischen Recyclingmarktes eingeführt werden. Ein Beispiel ist es, eine Quote für den Anteil eines Rezyklats in einem Produkt vorzugeben: Idealerweise würde eine erhöhte Nachfrage nach rezykliertem Plastik verbessertes Sammeln und Sortieren in der heimischen Wirtschaft auslösen. Wenn das Ziel aber nur durch gut sortiertes, importiertes Plastik erreicht wird, wird das Ziel die Vermüllung der Umwelt zu vermeiden vor Ort verfehlt.

Mehrweglösungen brauchen ein Umdenken

Auch gestaltet sich der Transport von Waren und Abfall zu und von den Verbraucherinnen und Verbrauchern oft ineffizient: Man nehme nur das Beispiel von Zustelldiensten im europäischen Kontext. Verpackungsmaterial wird in großem Umfang an Kunden und Kundinnen verteilt und zu einem späteren Zeitpunkt wieder von Abfallentsorgungsdienstleistern eingesammelt.

Wäre es nicht am effizientesten, wenn zum Beispiel Lebensmittel-Lieferdienster wiederverwendbare Verpackungen benutzen und die Lebensmittelboxen und Pizzakartons beim erneuten Liefern wieder einsammeln würden? Die Vorteile wären unter anderem weniger Transporte, weniger Ressourcenverbrauch. Um solch ein System umzusetzen, müsste allerdings mehr Zusammenarbeit und Informationsaustausch stattfinden.

Kurze Wertschöpfungsketten mit zuverlässigen Partnern

Wenn wir uns also einig sind, dass sich zirkuläre Wirtschaftsmodelle in kurzen Wertschöpfungsketten am besten umsetzen lassen, stellen sich Fragen in zwei Bereichen:

Erstens, befänden wir uns nicht dann auf dem Weg hin zu einem breitgefächerten Logistiksystem, dass nicht nur die Weitergabe von Waren, sondern auch eines ganzen Bündels an Informationen über Konformität, Rückverfolgbarkeit und Herkunft von Materialien, inklusive Rücknahmelogistik erfordert? In weitaus größerem Umfang als heute?

Weitere offene Fragen wären: Wie gliedern sich regionale Wertschöpfungsketten in die Globalisierung ein? Laufen sie parallel oder müssen sie von der Politik gegen Globalisierungsprozesse geschützt werden? Wie wäre eine solche Politik innerhalb der Regeln für den Welthandel zu verorten? Ist die Lösung, dass jedes Land seine eigene Kreislaufwirtschaft etabliert?

 

Hypothese 7
Es ist eine Sisyphus-Aufgabe, die durch Kontamination von Produkten verursache Komplexität in nicht-toxischen Stoffkreisläufen zu managen.

Es gibt zwei Tendenzen, die sich gegenüberstehen: Auf der einen Seite werden immer komplexere Produkte auf den Markt gebracht, die verschiedenste zusätzliche komplexe Additive enthalten, um sehr spezielle Funktionen in einer sehr kurzen Zeitspanne zu erfüllen. Je mehr Produkte es gibt, desto komplizierter wird es, die Materialkreisläufe voneinander zu trennen. Zum heutigen Zeitpunkt entstehen Innovationen im Bereich Recycling nicht so schnell, dass sie mit neuen Produkten mithalten und diese Komplexität effektiv meistern können.

Auf der anderen Seite müssen Maßnahmen der Kreislaufwirtschaft realistisch gesehen in vielen Fällen zu einer Reduktion der Komplexität führen, um die gewünschte Langlebigkeit, leichte Trennbarkeit, Reparaturfähigkeit und bessere Recyclingfähigkeit zu erreichen. Dies beinhaltet den Ausstieg aus dem Einsatz schädlicher Chemikalien, damit rezyklierte Stoffe ein attraktiver Ersatz für Primärressourcen werden können.

Beispiel Elektro- und Elektronikgeräte

Ein Beispiel sind bestimmte Bestandteile von Elektro- und Elektronikgeräten, die Flammschutzmittel enthalten: Heute werden (nicht bromierte) organische und anorganische Flammschutzmittel für eine höhere Effektivität gemischt (Qian et al. (2014) MatChemPhys 143, 3, 1243ff). Welche Herstellungsverfahren würden rezyklierte Kunststoffe einsetzen, wenn solche Mischungen unbekannte Reaktionsprodukte beim Recyclingprozess verursachen und die Qualität des Produkts negativ beeinflussen könnten? Potenziell verunreinigte rezyklierte Stoffe werden deshalb ausschließlich für spezifische Anwendungen benutzt, bei denen bestimmte Schadstoffe und Störsubstanzen weniger problematisch sind. Es wird nötig werden, genauer zwischen verschiedenen rezyklierten Materialströmen für verschiedene Anwendungen zu unterscheiden.

Beispiel Möbel

Oder ein anderes Beispiel: Manche Leute richten ihre Wohnung im Vintage-Stil mit alten Möbeln ein, zum Beispiel aus der Haushaltsauflösung von Familienmitgliedern. Lack und Farbe solcher Möbel können allerdings Schwermetalle wie Blei enthalten, was früher nicht verboten war, heute aber schon. Schwermetalle in Innenraumluft oder -staub können ernsthafte gesundheitliche Auswirkungen haben. Bedeutet das das Ende für alte, lackierte Möbel, und jeder müsste neue Schränke und Regale kaufen? Doch das wäre nicht im Sinne der Kreislaufwirtschaft. Wie lässt sich der Kreislauf-Trend der Komplexität von Produkten und der Kontamination von rezyklierten Stoffen auf der anderen Seite unter einen Hut bringen?

Unsere gegenwärtige Annahme:

Manche Sektoren, wie der Verpackungssektor, werden Materialien sehr stark vereinfachen und reduzieren müssen. Die Nutzung von schädlichen Chemikalien muss schnellstmöglich beendet werden. Und was komplexe Produkte angeht, wie Elektro- und Elektronikgeräte, müssen Wiederverwendungs-, Reparatur- und Recyclingzentren mit finanziellen wie personellen Ressourcen sowie Wissen ausgestattet werden. Zusätzlich werden diese Dienstleistungen eine hohe Wertschätzung durch die Gesellschaft benötigen. Die Organisation und Verantwortung von alldem ist allerdings derzeit unklar.

Die Kreislaufwirtschaft und zirkuläre Geschäftsmodelle scheinen in aller Munde. Es ist ein allgemeiner Konsens, dass die circular economy eine äußerst wichtige Rolle spielt, wenn globale Umweltbelastungen reduziert und Klimaschutzziele erreicht werden sollen. In der Blog-Reihe #CircularEconomy hinterfragen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Öko-Instituts die Entwicklung und die Potenziale zirkulärer Geschäftsmodelle kritisch. Und sie präsentieren Vorschläge, wie die Kreislaufwirtschaft tatsächlich einen Beitrag zum Klimaschutz leisten kann.

Clara Löw und Siddharth Prakash forschen zu nachhaltigen Materialien, Produkten und Konsummustern im Institutsbereich „Produkte & Stoffströme“ in Freiburg.