Warum klassisches Recycling nicht mehr reicht: Zero-Waste Strategien für Produktdesigner

Recycling wurde über viele Jahrzehnte hinweg als die Lösung für unsere Probleme im Umgang mit Abfällen angesehen. Die Realität konfrontiert uns mit einer anderen Darstellung der Dinge. Etwa die Hälfte von insgesamt 19 Millionen Tonnen gewerblichem Siedlungsabfall könnte potenziell eingespart werden. Im Durchschnitt erzeugt jeder Angestellte in einem Büro jährlich eine Menge von etwa 120 Kilogramm an Abfall. Diese statistischen Daten zeigen deutlich auf, dass ein fundamentales Problem besteht:

Das herkömmliche Recyclingverfahren stößt an seine Kapazitätsgrenzen.“

Was ist die genaue Definition von echter Kreislaufwirtschaft? In diesem Ansatz gibt es keine festgelegte Lebensdauer mehr für Produkte. Materialien werden unaufhörlich recycelt und zurück in den Kreislauf der Produktion geleitet. Das Recycling und die Wiederverwendung haben tatsächlich die Fähigkeit, die Kosten für die Produktion zu verringern und die Abhängigkeit von Primärrohstoffen zu mindern. Produktdesigner spielen eine zentrale Rolle bei dieser Transformation, da ihre Entscheidungen während der Entwurfsphase maßgeblich darüber entscheiden, ob ein Produkt in der Lage ist, in einem Kreislaufsystem zu funktionieren.

Indem wir Abfälle minimieren und Rohstoffe effizient nutzen, können wir einen stabileren Materialkreislauf schaffen, der langfristig die Umwelt weniger belastet. Es ist erfreulich, dass über 91 Prozent der Verbraucher in Deutschland mehrheitlich positiv auf die Einführung von Mehrwegverpackungen reagieren würden.

Warum sind Zero-Waste-Strategien heutzutage für Hersteller und Produktdesigner so unerlässlich und auf welche konkreten Maßnahmen greifen sie zurück, um diese effektiv zu verfolgen?

Warum klassisches Recycling an seine Grenzen stößt

Die Grenzen des traditionellen Recyclings sind durch mehrere Faktoren bedingt. Obwohl Deutschland oft als Vorreiter im Recycling angesehen wird, belegen die aktuellen Zahlen eine enttäuschende Realität. Das herkömmliche System zur Abfallverwertung erreicht allmählich seine Kapazitätsgrenze, was auf verschiedene strukturelle Ursachen zurückzuführen ist.

1. Geringe Recyclingquoten bei Kunststoffen

Im Jahr 2021 betrug die Gesamtmenge der in Deutschland angefallenen Kunststoffabfälle laut dem Umweltbundesamt 5,67 Millionen Tonnen. Wirklich werkstofflich recycelt wurden nur etwa 35 Prozent dieser Menge, sodass diese recycelten Materialien als Sekundärrohstoffe für die Produktion neuer Produkte dienen konnten.

Etwa 64,4 Prozent wurden thermisch verwertet, indem die erzeugte Energie zum Erzeugen von Strom und Wärme verwendet wurde. Es ist besonders alarmierend, dass der Kunststoffabfall, der durch Verpackungen entsteht, seit Mitte der 1990er-Jahre einen Anstieg von mehr als 100 % zu verzeichnen hat.

2. Downcycling statt echter Kreislauf

Downcycling ist eine Praxis, bei der Materialien nach der Wiederverwendung in einem minderwertigen Zustand sind, anstelle von echtem Recycling. Dies ist das Gegenteil von einem geschlossenen Kreislauf, wo Materialien kontinuierlich in einem gleichwertigen Zustand wiederverwendet werden.

Das System zur Materialwiederverwertung, wie wir es derzeit haben, arbeitet oft in einer Wirtschaft des Downcyclings. In diesem Prozess wird Abfall lediglich verlangsamt, anstatt ihn komplett zu vermeiden. Das Recycling von Materialien, die bereits einen oder mehrere Recyclingzyklen durchlaufen haben, führt zu einer kontinuierlichen Qualitätsminderung; sie sind deshalb immer weniger geeignet, um neue Produkte von hoher Qualität zu schaffen.

Kunststoffe durchleben einen komplizierten Sortierprozess; danach werden sie entweder verbrannt oder in Produkte von geringerer Qualität umgewandelt, bevor sie schließlich als Abfall enden. Geschlossene Stoffkreisläufe, die Materialien zu 100 Prozent wiederverwenden, sind leider immer noch die Ausnahme.

Ein häufiges Problem ist der Mangel an Rückführung in hochwertige Erzeugnisse. Das heißt, dass die Wiederverwendung von Materialien in Erzeugnissen von hoher Qualität nicht ausreichend beachtet wird. So kann es passieren, dass Ressourcen ineffizient genutzt werden und die Umwelt stärker belastet wird.

3. Fehlende Rückführung in hochwertige Produkte

Metalle wie Weißblech und Aluminium können nahezu unbegrenzt in einem unendlichen Kreislauf recycelt werden, ohne dass eine Begrenzung erkennbar ist.

Im Gegensatz dazu kann Kunststoff den Recyclingprozess nur etwa sieben Mal durchlaufen, bevor er seine ursprünglichen Eigenschaften verliert und letztlich entsorgt werden muss. Deswegen kommen recycelte Materialien oft in Produkten zum Einsatz, die nicht so hohe Anforderungen an die Materialleistung stellen. Während des gesamten Prozesses des Sortierens und Behandelns, Schritt für Schritt, verbleibt zudem ein Teil der Fraktionen, der nicht für eine materielle Verwertung geeignet ist.

4. Hoher Energieverbrauch beim Recycling

Um Materialien im Recyclingprozess zu verarbeiten und wiederzubeleben, wird eine erhebliche Energiemenge benötigt. Die Beschaffenheit verschiedener Materialien weist erhebliche Unterschiede auf. Metall- und Papier-Recyclingbetriebe haben im Durchschnitt einen spezifischen Endenergieeinsatz von nur etwa 50 Kilowattstunden pro Tonne, wenn sie diese Materialien wiederaufbereiten.

Im Vergleich dazu benötigen Recyclinganlagen für Kunststoffe etwa 450 Kilowattstunden pro Tonne Material, was erheblich mehr ist. Auch im Vergleich zu Materialien wie Zinn und Aluminium erfordert der Transport und die Sortierung von Kunststoffen eine erheblich größere Menge an Energie.

Zero-Waste-Prinzipien als neue Designgrundlage

Um Zero-Waste zu erreichen, ist es notwendig, den Prozess der Produktgestaltung grundlegend umzustrukturieren. Anders als das herkömmliche Recycling setzt diese neue Strategie schon in der Planungs- und Entwurfsphase an und bewirkt eine tiefgreifende Veränderung der Produktgestaltung und -herstellung.

Abfall als Ressource denken

Die Grundidee der Zero-Waste-Philosophie ist es, dass wir unser Denken ändern: Abfälle sind nicht mehr unerwünschte Nebenprodukte, sondern wertvolle Ressourcen. Durch diese Maßnahme erfahren Materialien, die bislang als Abfall galten, eine gesteigerte Wertschätzung. Dies bewirkt eine fundamentale Veränderung des Designansatzes: Produkte werden schon in der Entwurfsphase so gestaltet, dass sie problemlos in Materialkreisläufe integriert werden können.

Gerade in Zeiten, in denen Produkte immer sachlicher entworfen werden, können Materialien mit Geschichte durch ihre Vergangenheit eine erhöhte Einzigartigkeit und eine Art „Seele“ erhalten.

Lebenszyklusorientiertes Produktdesign

Das Konzept des Lebenszyklusdesigns umfasst die Berücksichtigung aller Phasen im Lebenszyklus eines Produkts, von der Rohstoffgewinnung bis zur Entsorgung, wenn es am Ende seiner Nutzungsdauer ist. Dieser Ansatz berücksichtigt bereits frühzeitig die Einschränkungen aus den Bereichen Instandhaltung und Recycling. Indem man Computer-unterstütztes Design (CAD), Produkt-Lebenszyklus-Management (PLM) und Software zur ökologischen Bewertung zusammenführt, erhalten Entwickler sofort nach dem Abschluss des Entwurfsprozesses eines virtuellen Produktdesigns detaillierte Informationen über den Ressourcenbedarf des Produkts.

Rücknahmesysteme und Wiederverwendung

Die Bedeutung von Rücknahmesystemen wächst, weil sie helfen, Produkte, ihre Komponenten und die Materialien erneut in den Wertschöpfungskreislauf zu integrieren. Unternehmen haben die Chance, Altprodukte strukturiert zurückzunehmen, um ihre Verantwortung als Hersteller über den gesamten Lebenszyklus hinweg zu erfüllen.

Erfolgreiche Rücknahmesysteme folgen verschiedenen Motivationen:

• Rechtliche Verpflichtungen
• Ökonomische Vorteile
• Ökologische Zielsetzungen

Transparenz über Materialströme

Eine klare Transparenz über die Materialbewegungen ist entscheidend für eine effektive Kreislaufwirtschaft. In diesem Zusammenhang sind digitale Produktpässe ein entscheidendes Werkzeug, das Unternehmen mit einer Vielzahl von Transparenzverpflichtungen konfrontiert. Sie erlauben es, den Standort von Materialien und Chemikalien zu verfolgen, was das Recyclingverfahren erheblich vereinfachen kann.

Eine gründliche Analyse aller Rohstoffe und jeder einzelnen Produktionsstufe zeigt außerdem Potenziale auf, die oft nicht sichtbar sind, wenn man den gesamten Wertschöpfungsprozess detailliert betrachtet.

Schulung und Sensibilisierung im Designprozess

Um die Prinzipien des Zero-Waste-Designs im Designprozess erfolgreich zu integrieren, ist es entscheidend, dass alle Beteiligten geschult und sensibilisiert werden. Das erfordert ein tiefgreifendes Umdenken und die Entwicklung neuer Fähigkeiten sowie Kompetenzen. Designer sollten lernen, jedes Materialstück gründlich zu nutzen, und ihr Entwurf sollte sich nach den verfügbaren Materialmengen richten.

Mitarbeiterschulungen und Sensibilisierungsmaßnahmen sichern die Einhaltung der Vorschriften auf regionaler Ebene und der Unternehmensstandards. Um langfristigen Erfolg zu garantieren, ist es entscheidend, dass die Ausbildung der Designer:in (und derjenigen, die es werden wollen) zirkuläre Prinzipien berücksichtigt.

Strategien für Produktdesigner: von der Idee bis zur Umsetzung

Heutzutage gibt es für Produktdesigner innovative Optionen zum Handeln, die in jeder Phase des Entwicklungsprozesses ansetzen.

1. Entscheidung für langlebige und recycelbare Materialien

Die Entscheidung für bestimmte Materialien beeinflusst die Performance, die Kosten, die Lebensdauer und die Umweltfreundlichkeit eines Produkts. Die Materialien der ersten Wahl sind dabei solche, die über eine lange Lebensdauer verfügen und zudem am Ende ihrer Nutzung einer hochwertigen Wiederverwertung zugeführt werden können.

Metalle wie Aluminium und Stahl sind nahezu unbegrenzt recycelbar. Im Gegensatz dazu haben Kunststoffe nur etwa sieben Recyclingzyklen, bevor sie ihre Eigenschaften verlieren. Diese Unterschiede sollten von Designern bereits in der Planungsphase berücksichtigt werden.

2. Design für Demontage und Reparatur

Heutzutage werden Produkte vor allem so konzipiert, dass sie sich leicht montieren lassen – die Möglichkeit zur Demontage wird kaum berücksichtigt. Es wird immer dringlicher, ein Produktdesign zu entwickeln, das den gesamten Lebenszyklus in Betracht zieht. Mit dem „Design for Disassembly“ (DfD) wird es möglich, Komponenten einfach zu zerlegen und wiederzuverwenden. Reparaturen werden vereinfacht, und wertvolle Rohmaterialien werden zurückgewonnen.

Schrauben und Stecksysteme, die lösbare Verbindungen bieten, sind verklebten oder verschweißten vorzuziehen. Obwohl diese Entscheidung in der Produktion aufwändiger erscheinen mag, lohnt sie sich langfristig.

3. Einsatz von Monomaterialien

Artikel aus Monomaterialien setzen sich aus einem einzigen Werkstoff zusammen, was das Recycling vereinfacht. Im Vergleich zu Verbundmaterialien haben sie erhebliche Vorteile:

• Einfache Kategorisierung in Recyclinganlagen
• Erhöhte Materialreinheit beim Recycling
• Verminderte Materialverluste

Dies wird besonders im Bereich der Verpackungen offensichtlich: Artikel, die aus mehreren, aber verbundenen Materialien bestehen, sind oft nur mit großem Aufwand oder gar nicht zu trennen.

4. Remanufacturing als Gestaltungsziel

Remanufacturing ist ein standardisierter Prozess, bei dem aus gebrauchten, jedoch aufbereiteten Teilen und neuen Komponenten ein Produkt entsteht, das mindestens so gut funktioniert wie ein Neuprodukt. Es braucht deutlich weniger Ressourcen und Energie, bereits verwendete Materialien aufzubereiten, als neue zu produzieren.

Die Zahlen sprechen für sich: Durch Remanufacturing können die Emissionen und der Energieverbrauch bei einem 4-Zylinder-Ersatzmotor um bis zu 62 % bzw. 63 % gesenkt werden. Es erfordert schon in der Designphase die richtige Vorbereitung, um solche Einsparungen zu erzielen.

5. Digitale Tools zur Materialbewertung

Designer werden durch digitale Werkzeuge bei der Bewertung von Materialien auf Grundlage ihrer Nachhaltigkeit und bei der Durchführung fundierter Entscheidungen unterstützt. Umweltfolgen können mit Lifecycle-Management-Software, Ökobilanzen und spezialisierten Sustainability-Tools quantifiziert werden. Diese Tools unterstützen zudem dabei, gesetzliche Vorgaben einzuhalten.

Beim virtuellen Entwurf des Produkts bekommen Designer sofortige Hinweise zum Ressourcenbedarf. Frühe Erkennung von Optimierungspotenzialen – eine unverzichtbare Bedingung für nachhaltiges Design.

Vorreiter zeigen den Weg: Inspiration aus der Praxis

Zahlreiche Unternehmen weltweit haben die Zero-Waste-Prinzipien schon erfolgreich in ihre Abläufe integriert. Diese Wegbereiter sind eine bedeutende Inspirationsquelle für Hersteller und Produktdesigner und zeigen, dass nachhaltige Lösungen nicht nur aus ökologischer Sichtweise effektiv sind, sondern auch am Markt erfolgreich bestehen können.

1. Mehrwegsysteme im Einzelhandel auf dem Vormarsch

Der Handel wird grundlegend durch unternehmensübergreifende Mehrwegsysteme verändert. Seit 2021 gibt es etwa ein branchenübergreifendes Mehrwegsystem für Drogeriewaren. Im Business-to-Business-Bereich ist der praktische Einsatz oft einfacher als im Endkundengeschäft. Die Statistiken sind eindeutig: Im Bereich Obst und Gemüse liegt der Anteil von Mehrwegkisten schon zwischen 25 und 50 Prozent. Das einfache Handling für Verbraucher ist entscheidend – 83 Prozent der Menschen wollen, dass sie Mehrwegverpackungen unabhängig vom Kaufort überall zurückgeben können.

2. Das Versprechen einer 100%igen Kreislaufwirtschaft

Der Premium-Anbieter von Reiseaccessoires NORTVI ist die erste Gepäckmarke, die einen nachhaltigen und innovativen Recyclingprozess für das komplette Produktsortiment implementiert hat. Die niederländische Marke recycelt ihre Gepäckstücke, die keine zweite Chance mehr haben, vollständig. Auf diese Weise erreicht der NORTVI einen 100-% abfallfreien Ansatz und schafft neue Produkte aus 100-% recycelten Komponenten.

Gleichzeitig wird für alle Produkte eine lebenslange Garantie mit kostenlosen Reparaturen angeboten.

3. Mode ohne Verschnitt: Puzzle statt Abfall

Die Modebranche demonstriert ebenfalls eindrucksvoll, was möglich ist. Die Modebranche steht häufig wegen Konsumismus und Fast Fashion in der Kritik, doch die ökologischen Verbesserungspotentiale im Fashionbereich sind riesig.

Es ist üblich, dass etwa 20 Prozent aller Materialien bereits nach dem Zuschneiden entsorgt werden. Designerinnen wie Natascha von Hirschhausen haben eine andere Denkweise: Ihre kreativen Schnittmuster lassen Kurven und Kanten wie Puzzlestücke zusammenkommen. Was ist das Resultat? Die Menge der Schnittreste reduziert sich auf unter 1 Prozent. Mit diesem Ansatz wird nicht nur Material gespart, sondern auch die CO₂-Emissionen werden um mehr als 60 Prozent reduziert.

4. Baukunst aus zweiter Hand

Im Bausektor entstehen beeindruckende Projekte mit recycelten Materialien. In der Schweiz zeigt das UMAR-Wohnmodul ein durchweg zirkuläres Baukonzept. Alle Teile sind aus Materialien gefertigt, die wiederverwendbar, wiederverwertbar oder kompostierbar sind. Es werden ausschließlich Schrauben, Klammern oder Steckverbindungen verwendet, statt Klebstoffen.

In Nigeria wird es besonders kreativ: Tausende von PET-Flaschen, gefüllt mit Sand, werden zu isolierenden Wänden umfunktioniert, die selbst im tropischen Klima eine konstante Raumtemperatur von 18 Grad ermöglichen.

5. Service statt Besitz: das Ende des Eigentums?

Produkt-Service-Systeme (PSS) bieten eine nachhaltige Alternative zum traditionellen Produktverkauf. Die Nutzung ist jetzt wichtiger als der Besitz. Anstatt Reifen zu verkaufen, kalkuliert Michelin Kilometerzahlen, während Signify (früher Philips Lighting) Licht als Service bereitstellt. Auf diese Weise entstehen langfristige Partnerschaften, anstatt dass nur einmalige Käufe getätigt werden.

Der entscheidende Vorteil: Hersteller behalten das Eigentum an ihren Produkten und verbessern daher deren Lebensdauer und Qualität.

6. Standards schaffen Klarheit: DIN SPEC 91436

Einen zertifizierbaren Standard für nachhaltiges Abfall- und Wertstoffmanagement bietet die DIN SPEC 91436, die im Jahr 2021 herausgegeben wurde. Ihr Urteil fällt nicht nur über die richtige Abfalltrennung, sondern auch über die Verbringung. Abhängig von der Recyclingquote können Unternehmen ein Bronze- (85%), Silber- (90%) oder Gold-Zertifikat (95%) erhalten. Der Standard ist eine Hilfe, um Ressourcen weise zu nutzen und Restabfälle zu minimieren – genau das verfolgt die Kreislaufwirtschaft.

Wie geht es weiter?

Die Fakten sind klar: Nur 35 Prozent der Kunststoffabfälle erfahren eine werkstoffliche Verwertung; alles andere landet in der energetischen Verwertung oder Entsorgung. Vieles, was wir als Recycling ansehen, ist in Wirklichkeit Downcycling – ein System, das Abfall verlangsamt, aber nicht verhindert.

Zero-Waste-Produkte, die auch am Ende ihrer Lebensdauer kostbare Ressourcen sind, entstehen hingegen durch die Wahl langlebiger Materialien, durchdachte Demontagekonzepte und die Verwendung von Monomaterialien. Pioniere zeigen schon heute: Stoffabfälle können von den üblichen 20 Prozent auf unter ein Prozent gesenkt werden, während die CO₂-Emissionen um über 60 Prozent reduziert werden.

Es geht nicht mehr darum, ob wir die Zero-Waste-Prinzipien anwenden sollten. Der Wandel ist durch Ressourcenknappheit und Umweltdruck unausweichlich. Hersteller und Produktdesigner sind Hauptakteure dieser Veränderung. Mit den Entscheidungen, die Sie heute treffen, bestimmen Sie, ob Produkte Teil des Problems oder Teil der Lösung sind.