Weltweites Bevölkerungswachstum und veränderte Konsum- und Produktionsmuster sorgen für einen steigenden Bedarf an Ressourcen. Vor diesem Hintergrund untersucht das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) in dem neuen Leitprojekt Produkt- und Materialkreisläufe sowie Umweltinteraktionen. Ziel ist es, integrative ressourceneffiziente Kreislaufsysteme zu entwickeln, die neben interdisziplinären Ansätzen auch nachhaltige Technologien und naturbasierte Lösungen berücksichtigen.
Mit den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen haben sich Staaten weltweit verpflichtet, den Verbrauch von Stoffen sowie Energie zu reduzieren und neue Produkte sowie Materialien umweltfreundlicher zu gestalten. Um diese Ziele zu unterstützen und eine nachhaltigere Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen, bündelt das KIT-Zentrum Klima, Umwelt und Ressourcen (CLEAR, ehemals KIT-Zentrum Klima und Umwelt) die vorhandene Expertise am KIT. Das neue Leitprojekt „Integrative ressourceneffiziente Kreislaufsysteme (REKS)“ zielt darauf ab, systemübergreifend nachhaltigere Lösungen für Produktionszusammenhänge zu entwickeln.
„Nachhaltiges Wirtschaften wird durch die Entwicklung von Kreislaufsystemen möglich“, sagt Professor Oliver Kraft, Vizepräsident Forschung, Lehre und Akademische Angelegenheiten des KIT. „Entscheidend ist, Klima- und Umweltwirkungen von Anfang an mitzudenken. Mit seiner natur-, ingenieur- und gesellschaftswissenschaftlichen Breite bietet das KIT einzigartige Voraussetzungen, die Grundlage hierfür dauerhaft in Forschung, Lehre und Transfer zu verankern.“
Systemanalyse als Kern des Projekts
Das Projekt bezieht besonders Forschende aus den Themenfeldern Maschinen- und Anlagenbau, Bauwesen sowie Bioökonomie des KIT ein. „Durch eine Analyse interagierender Kreisläufe verschiedener Disziplinen lassen sich neue Produkte und Materialien entwickeln, ihre Wechselwirkungen mit der Geosphäre reduzieren und die Kreislaufführung verbessern“, sagt Professor Christoph Hilgers vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT, der das Leitprojekt mitentwickelte. „Wir wollen eine zirkulär geprägte Produktion, in der die Wertschöpfung, die in das Produkt geflossen ist, möglichst vollständig und langfristig erhalten bleibt“, ergänzt Professor Volker Schulze vom wbk Institut für Produktionstechnik des KIT, der ebenfalls koordinierend im Leitprojekt tätig war.
Um dies zu gewährleisten, analysieren die Forschenden Material- und Produktkreisläufe hinsichtlich ihrer Stoff- und Energieströme. Zudem betrachten sie den Zustand von Produkten, die aus dem Markt zurückkehren. In diese Systemanalysen fließen außerdem Umweltinteraktionen wie anthropogene Einträge in Boden, Wasser und Atmosphäre, die Bewertung der Funktionalität und Stabilität von Ökosystemen sowie Aspekte der verantwortungsvollen Rohstoffgewinnung, Ressourcenschonung und optimierten Abfalllagerun. Ziel ist es, Optimierungspotenziale bereits bei der Entwicklung von Produkten auszuschöpfen. Die vielfältigen Industriekooperationen des KIT in zahlreichen Branchen stellen dabei sicher, dass sowohl die technische Relevanz gegeben, als auch ein zukünftiger Transfer der Ergebnisse möglich ist.
Neue Impulse für ressourceneffiziente Kreislaufsysteme
Ein Whitepaper des KIT-Zentrums Klima, Umwelt und Ressourcen (CLEAR) skizziert die inhaltliche Ausrichtung des Leitprojekts. Es empfiehlt neben verstärkter Forschung, die Arbeit an integrativen ressourceneffizienten Kreislaufsystemen langfristig am KIT zu verankern. Um fachliche Kompetenzen aufzubauen und einen transdisziplinären Zugang zum Thema zu bieten, sollen die ressourceneffizienten Kreislaufsysteme zukünftig auch ein fester Bestandteil des Studiums am KIT sein. Ergänzend sind für Mitarbeitende berufsbegleitende Weiterbildungsangebote an der HECTOR-School geplant. Die KIT-eigenen Business School bietet berufsbegleitende Weiterbildungsprogramme und Master-Studiengänge an. Eine Graduiertenschule soll zudem weiterführende Qualifikationen ermöglichen. (era)