Für zirkuläre Elektronik sensibilisieren | Über Tools für Nachwuchswisschaftler:innen und die Industrie
Elektroabfälle gehören weltweit zu den am schnellsten wachsenden Abfallströmen. Gleichzeitig steigt der Bedarf an kritischen Rohstoffen für Smartphones, Computer oder andere elektronische Geräte kontinuierlich. Die Elektronikindustrie muss entsprechend dringend ressourcenschonender werden und Produkte so gestalten, dass Materialien möglichst lange im Kreislauf bleiben. Daher ist es wichtig, dass sich Forschung und Industrie mit dem Thema auseinandersetzen und Lösungen für bestehende Probleme der aktuellen linearen Wirtschaft finden. Außerdem gilt es, schon heute den wissenschaftlichen Nachwuchs für diese Probleme zu sensibilisieren.
Theresa Aigner vom Fraunhofer IZM hat daher gemeinsam mit Alexandra Morozov (Fraunhofer IZM) und der Agentur Loewn mit dem Browsergame »ICT.Factory« einen Grundstein für spielerische Nachwuchssensibilisierung im Bereich ressourceneffiziente Elektronik gelegt. Mit dem von Aigner und Thijs Feenstra von der PEZY Group entwickelten Playbook »Developing Recyclable Electronic Devices: A playbook for design for & from recycling« gibt sie zudem konkrete Handlungsempfehlungen an Entwickler:innen und die Industrie. Im Interview spricht sie über »ICT.Factory«, zirkuläres Produktdesign und das Playbook.
Frau Aigner, Sie beschäftigen sich am Fraunhofer IZM mit nachhaltiger Elektronik und Kreislaufwirtschaft. Warum gewinnt dieses Thema zunehmend an Bedeutung?
In nahezu allen Bereichen unseres Alltags setzen wir elektronische Geräte ein. Für ihre Herstellung benötigen wir große Mengen metallischer und mineralischer Rohstoffe, deren Abbau häufig mit erheblichen ökologischen und sozialen Auswirkungen verbunden ist.
Deshalb müssen wir Wege finden, Produkte länger zu nutzen und Materialien möglichst lange im Kreislauf zu halten. Dabei betrachten wir nicht nur das Recycling, sondern auch Strategien wie Reparatur, Wiederverwendung und nachhaltiges Produktdesign entlang des gesamten Lebenszyklus eines Gerätes.
Warum ist es so entscheidend, bereits junge Menschen für nachhaltige Elektronik zu begeistern?
Die digitalen Technologien, die wir täglich nutzen, basieren auf physischen Strukturen, die wertvolle Ressourcen und Energie benötigen. Um deren ökologischen Fußabdruck langfristig zu reduzieren, reicht es nicht aus, aktuelle Symptome zu bekämpfen. Ein echter Wandel gelingt nur, wenn wir frühzeitig die nächste Generation sensibilisieren. Junge Menschen werden die Technologien von morgen nicht nur nutzen, sondern als zukünftige Ingenieur:innen, Entwickler:innen und Entscheidungsträger:innen selbst gestalten. Daher ist es wichtig, dass sie Nachhaltigkeit in der Elektronik von Anfang an ganz selbstverständlich mitdenken.
Mit der »ICT.Factory« – einem kostenlosen Browsergame, das wir gemeinsam mit der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) und der Agentur loewn im Rahmen des Kompetenzzentrums »Green ICT @ FMD« entwickelt haben – wollten wir genau hierfür einen spielerischen, niedrigschwelligen Zugang schaffen.
Wie genau funktioniert das Spiel?
»Im Spiel können Spieler:innen eine alte Radiowecker-Fabrik Schritt für Schritt in ein nachhaltiges, modernes Werk für Smartphones und Smartwatches umbauen. Dabei übernehmen sie die Rolle der Geschäftsleitung, treffen entlang der gesamten Wertschöpfungskette strategische Entscheidungen, und kümmern sich um den Rohstoffeinkauf, die Modernisierung der Fertigung bis hin zum Recycling- und Energiemanagement. Dabei lernen sie echte Konflikte der Industrie kennen und vertiefen ihr Wissen zu Technologien und Nachhaltigkeitsaspekten über die integrierte »Elektropedia« sowie wöchentliche In-Game-Zeitungsartikel.
Bei der Wissensvermittlung setzt die »ICT.Factory« viel auf Humor. Begleitet werden die Spieler:innen von einem schrulligen Onkel mit einer Schwäche für Enten – vertont von Christoph Jablonka, der deutschen Synchronstimme von Homer Simpson. Zudem ist das Spiel komplett browserbasiert und somit auf Tablets, PCs und Smartphones nutzbar. Das wurde extra so gestaltet, damit es unkompliziert auch als Lehrmaterial im Unterricht genutzt werden kann. Ergänzt wird das Spiel auch durch fertige Unterrichtsmaterialien für 60 bis 90 Minuten, sodass Lehrkräfte das Thema direkt in MINT-Fächern oder Projekttagen platzieren können.«
Welche Herausforderungen der Elektronikbranche werden durch die »ICT.Factory« besonders deutlich?
Das Spiel zeigt vor allem, dass Nachhaltigkeit selten auf einer einzelnen Entscheidung beruht. Vielmehr müssen wirtschaftliche, technische und ökologische Faktoren gleichzeitig berücksichtigt werden. Wer beispielsweise in Recyclingkapazitäten investiert, kann sekundäre Rohstoffe einsetzen und spart somit beim Rohstoffeinkauf. Gleichzeitig beeinflussen Materialwahl, Energieverbrauch und Produktionsprozesse die Umweltbilanz eines Produkts. Diese Zusammenhänge werden im Spiel erfahrbar.
Mit der »ICT.Factory« adressieren Sie potentielle Nachwuchswissenschaftler:innen, aber wie können Entwickler:innen bereits jetzt für einen Unterschied in der Nachhaltigkeit von Elektronik sorgen? Dockt hier u. a. das Playbook »Developing Recyclable Electronic Devices: A playbook for design for & from recycling« an und wo liegen die Schnittstellen zwischen den Projekten?
Beide Projekte verfolgen das Ziel komplexen Zusammenhänge der Kreislaufwirtschaft greifbar – nur eben für unterschiedliche Zielgruppen und mit unterschiedlichem Fokus. Während die »ICT.Factory« das Bewusstsein junger Menschen schärft, liefert das Playbook den konkreten Werkzeugkasten für die Industrie. Es schließt damit die Lücke zwischen dem theoretischen Anspruch an Nachhaltigkeit und der täglichen Arbeit in der Produktentwicklung.
Konkret ist das Playbook ein sehr praxisorientierter Leitfaden für Entwickler:innen, Ingenieur:innen und Produktdesigner:innen. Es zeigt Schritt für Schritt, wie sich Recyclingfähigkeit bereits in der Designphase berücksichtigen lässt und wie Rezyklate sinnvoll in neue Produkte integriert werden können.
Entstanden ist die Publikation im Rahmen des europäisch geförderten Forschungsprojekts INCREACE. Über vier Jahre hinweg hat das Fraunhofer IZM hierbei mit Partner:innen entlang der gesamten Wertschöpfungskette zusammengearbeitet, darunter Forschungseinrichtungen wie die KU Leuven und ETH Zürich sowie Industriepartner wie Philips, Vorwerk oder SAP. Gemeinsam wurden die Ergebnisse in konkrete Handlungsempfehlungen, Checklisten und Fallstudien übersetzt.
An welchen Stellschrauben setzt das Playbook konkret an, um Produkte recyclingfähiger zu machen? Welche Designentscheidungen entscheiden in der Praxis darüber, ob ein Gerät kreislauffähig ist oder im Müll landet?
»Recyclingfähigkeit entsteht nicht erst am Lebensende eines Geräts im Schredder, sondern beim ersten Entwurf auf dem Zeichenbrett. Welche Materialien wähle ich aus? Wie sind Bauteile miteinander verbunden? Sind sie verschraubt, geklebt oder geklickt? Gibt es störende Oberflächenbeschichtungen und werden gefärbte Kunststoffe von Sortiertechnologien erkannt? All diese Faktoren beeinflussen maßgeblich, ob wertvolle Rohstoffe später effizient zurückgewonnen werden können. Genau hier setzt das zum Playbook begleitende Recyclability Assessment Tool an, welches von Pezy Group & Philips im Rahmen des INCREACE Projektes entwickelt wurde. Es macht diese Zielkonflikte sichtbar und übersetzt sie in konkrete Handlungsanweisungen und Fallstudien für Entwicklerteams. So ermöglicht das Tool Entwicklerteams, die Recyclingfähigkeit von Produkten bereits in sehr frühen Entwicklungsphasen systematisch zu bewerten. Ziel ist es, solche Schwachstellen direkt in der Produktdesign-Phase sichtbar zu machen und zu korrigieren, lange bevor ein Produkt gebaut wird.«
Wie kann Kreislaufwirtschaft in der Elektronikindustrie vom Forschungsprojekt zum flächendeckenden Standard werden?
Wir müssen als Gesellschaft lernen, mit den vorhandenen Ressourcen deutlich effizienter umzugehen. Langfristig sollten hochwertige Produkte möglichst lange genutzt, repariert und wiederverwendet werden. Gleichzeitig braucht es klare politische Rahmenbedingungen, die nachhaltige Produktgestaltung fördern und Kreislaufstrategien unterstützen. Forschung kann dafür wichtige Werkzeuge entwickeln. Mit dem Playbook und dem Recyclability Assessment Tool stehen bereits konkrete Hilfsmittel zur Verfügung, die Unternehmen dabei unterstützen können, Recyclingfähigkeit früher in Entwicklungsprozesse zu integrieren.
Wenn Sie zehn Jahre in die Zukunft blicken: Was wünschen Sie sich für den Bereich Elektronik?
Für die Zukunft würde ich mir wünschen, dass wir als Gesellschaft stärker zu einem »Weniger ist mehr« finden. Der Wettbewerb um die Ressourcen, die wir für elektronische Geräte, Elektrofahrzeuge und die grüne Transformation verwenden, nimmt weltweit zu. Gleichzeitig geht der Abbau dieser Rohstoffe oft mit erheblichen ökologischen und sozialen Folgen einher.
Deshalb hoffe ich, dass wir künftig stärker auf hochwertige Produkte setzen und diese möglichst lange nutzen. Reparatur, Wiederverwendung und kreislaufgerechtes Design sollten selbstverständlich werden. Letztlich leben wir auf einem Planeten mit begrenzten Ressourcen. Diese Grenzen können wir nicht ignorieren.
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