Oldenburg. Forschende des Zukunftslabors Circular Economy arbeiten an digitalen Modellen, um die digitale nachhaltige Produktnutzung besser zu verstehen und den Lebenszyklus von Produkten zu verlängern. Als Beispiel dafür nutzen sie Pedelecs, um Nutzungskontexte zu analysieren und Entscheidungsprozesse zu unterstützen.
Nachhaltigkeit smarter nutzen: Digitale nachhaltige Produktnutzung im Fokus
Das Pedelec als Untersuchungsobjekt
Das Projekt betrachtet Pedelecs in verschiedenen Nutzungsszenarien: private Nutzung, Flottenbetrieb und Sharing. Dabei werden zwei Produkttypen einbezogen – das klassische Pedelec für den Personenverkehr und das E-Cargo-Pedelec als Lastenrad für den Transport von Gütern und Personen. Insgesamt ergeben sich sechs Referenzszenarien, die unterschiedliche Nutzungsintensitäten und Wartungsanforderungen abbilden. Zum Beispiel fährt eine Privatperson etwa 600 Kilometer pro Jahr, während Sharing-Dienste wie „Nextbike“ sowohl normale Pedelecs als auch E-Cargo-Modelle bereitstellen.
R-Strategien der Circular Economy
Im Zentrum der Forschung stehen sieben R-Strategien, die den Produktlebenszyklus verlängern können: Reuse (Wiederverwendung), Repair (Reparatur), Refurbish (Aufarbeitung), Remanufacture (Wiederaufbereitung), Repurpose (Weiterverwendung), Recycle (Recycling) und Recover (Energienutzung). Die Forschenden betrachten dabei nicht nur das Produkt als Ganzes, sondern analysieren auch einzelne Komponenten, etwa den Mittelmotor, hinsichtlich ihres Verschleißes und der Umweltwirkungen in den jeweiligen Phasen.
„Unser Ziel ist es, die Bandbreite der Optionen aufzuzeigen. Nur so wird die Komplexität der Circular Economy greifbar“, sagte Prof. Dr. Ina Schiering vom Institut für verteilte Systeme an der Ostfalia Hochschule.
Daten- und Informationsmodelle als Grundlage digitaler Werkzeuge
Zur Analyse der Referenzszenarien entwickeln die Forschenden Prozess- und Informationsmodelle, die ökonomische und ökologische Aspekte abbilden. Diese Modelle dienen als Basis für digitale Zwillinge und digitale Produktpässe. Digitale Zwillinge erfassen detailliert die Komponenten eines Produkts, während Produktpässe Informationen zur Rückverfolgbarkeit über den gesamten Lebenszyklus bereitstellen. Um die vielfältigen Datenquellen – von technischen Datenblättern über Nutzungsdaten der Motorsteuerung bis hin zu Reparaturinformationen von Werkstätten – zusammenzuführen, entstehen sogenannte Data Spaces. Diese verteilen Daten dezentral und gewährleisten den Stakeholdern die Kontrolle über ihre Daten.
Praxistests und weiterführende Entwicklungen
Die Forschenden integrieren Praxispartner, beispielsweise Fahrradwerkstätten, um verzahnte Abläufe wie Remanufacturing zu untersuchen. Bereits existieren Testumgebungen, in denen öffentliche Daten zur Nutzung der Pedelecs ausprobiert werden. Für die Zukunft sind weitere Studien geplant, zum Beispiel zur Datennutzung, zu Zugriffskontrollen und zu den Rahmenbedingungen für das Teilen von Daten. Zudem soll ein interaktiver Demonstrator entwickelt werden, der verschiedene Szenarien und R-Strategien abbildet und für Nutzer:innen verständlich macht.
Weiterentwicklung der digitalen nachhaltigen Produktnutzung
In den kommenden Jahren wollen die Forschenden die digitalen Zwillinge und Produktpässe für den Einsatz in der Praxis weiter ausgestalten. Ziel ist es, durch den gezielten Einsatz digitaler Technologien die nachhaltige Nutzung von Produkten zu fördern und Kreislaufwirtschaftssysteme effizienter zu gestalten.
Mehr Informationen zum Projekt und zur Circular Economy lesen Sie auf regionalupdate.de sowie auf der Website des Zukunftslabors Circular Economy am Zentrum für digitale Innovationen Niedersachsen (ZDIN).
Weiterführende Details zu Kreislaufwirtschaft und digitalen Produktpässen finden sich auf der Seite des Bundesumweltministeriums: Circular Economy – Bundesumweltministerium.
