CYCLOMETRIC und EcoFrame: Vom Konzept zur Kreislaufwirtschaft

Auf der „12th International Conference on Life Cycle Management (LCM2025)“ in Palermo diskutierte die internationale Ökobilanz-Fachwelt praxisnahe Ansätze zur Kreislaufwirtschaft.Das Forschungsprojekt „Modellbasierte Entscheidungsunterstützung zur proaktiven sowie lebenszyklusgerichteten Entwicklung von Fahrzeug-Komponenten (CYCLOMETRIC)“ präsentierte seine abschließenden Forschungsergebnisse und das darauf aufsetzende Forschungsprojekt „EcoFrame“ des Forschungscampus Arena2036 zeigte seinen Entwicklungsstand. Die Arbeiten der beiden Projekte stießen auf reges Interesse und zeigten, wie relevant und zukunftsorientiert diese Forschungsinhalte für die nachhaltige Transformation der Industrie sind.

Ann-Kathrin Briem vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP stellte die Forschungsansätze und -ergebnisse der beiden vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) geförderten Forschungsprojekte vor.

Die Förderung von Nachhaltigkeit in der Automobilindustrie ist heute wichtiger denn je. Beide Projekte befassen sich dazu mit Datenintegration und der Lebenszyklusanalyse. Angesichts wachsender ökologischer Anforderungen und gesellschaftlicher Erwartungen stehen Unternehmen vor der Aufgabe, ihre Produkte und Prozesse entsprechend zu gestalten.

Laut der Forschungsergebnisse von CYCLOMETRIC und EcoFrame besteht eine zentrale Herausforderung darin, die Zusammenarbeit aller Akteure entlang der Lieferkette sicherzustellen. Nur durch ein gemeinsames Vorgehen könnten nachhaltige Lösungen effektiv entwickelt und umgesetzt werden. Zudem stelle die Verfügbarkeit und Verlässlichkeit von Daten eine weitere Hürde dar. In vielen Fällen seien relevante Informationen nicht vollständig, was eine Entscheidungsfindung erschwere.

Ziel der Projekte ist es, bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung Gestaltungspotenziale zu nutzen und kreislaufwirtschaftliche Prinzipien zu integrieren, um den gesamten Fahrzeuglebenszyklus positiv zu beeinflussen, Ressourcen effizienter zu verwenden und Umweltbelastungen zu reduzieren.

Als bewährtes Instrument zur Bewertung von Umweltwirkungen soll die Lebenszyklusanalyse (LCA) angewendet werden. Sie ermöglicht eine fundierte Entscheidungsgrundlage und unterstützt die Entwicklung nachhaltiger Produkte über alle Phasen hinweg. CYCLOMETRIC hat dazu erfolgreich eine Schnittstelle zwischen dem modellbasierten Systementwicklungstool CycloP und einem Lebenszyklusanalyse-(LCA)-Modul implementiert und demonstriert.

CycloP generiert LCA-kompatible Lebenszyklusinventar-(LCI)-Listen für eine Vielzahl deterministischer Lebenszykluspfade. Dabei werden auch potenzielle Maßnahmen zur Förderung der Kreislaufwirtschaft berücksichtigt und inventarisiert. Die Ergebnisse werden direkt im Tool visualisiert und interpretiert, sodass sie als Grundlage für fundierte Entscheidungen dienen können. Es wird transparent dargestellt, wo Daten möglicherweise nicht aussagekräftig genug sind, und Wahrscheinlichkeiten fließen in die Bewertung mit ein. Derzeit liegt der Fokus auf der Weiterentwicklung des Prototyps sowie auf der Verbesserung der Datenqualität, sowohl auf Seiten der LCA als auch der Produktarchitektur. Die Weiterentwicklung des Tools ist geplant; das Projekt, dessen Förderung durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) im März 2025 endete, bietet Raum für Kooperationen mit Partnern, die sich aktiv an der Optimierung beteiligen möchten.

Das Projekt EcoFrame startete Anfang 2024 und wird noch bis Ende 2028 durch das BMFTR gefördert.

Auch EcoFrame identifizierte systematisch Herausforderungen für die zirkuläre Wertschöpfung, darunter:

• fehlende Datenstandards,
• begrenztes Feedback entlang der Wertschöpfungskette,
• Zielkonflikte zwischen Entwicklung, Produktion und Recycling,
• geringe Recyclingfähigkeit verbunden mit Schwierigkeiten bei der Qualitätssicherung und
• unzureichende Anreize für Rückführungsprozesse.

Drei Lösungsansätze untersucht das EcoFrame Team nun: die Entwicklung integrierter Software- und Datenplattformen, die frühzeitige Integration von Zirkularität in den Designphasen und die Einführung wirtschaftlicher Anreize für Demontage und Rückführung zur Steigerung der Rückgewinnungsquoten.

Die gemeinsamen Erkenntnisse aus beiden Projekten zeigen, wie gemischte Konsortien aus Industrie und Wissenschaft anwendungsorientierte Forschung vorantreiben. Dabei wurde deutlich, dass die frühzeitige Integration von Nachhaltigkeitsinformationen als Entscheidungshilfe in Designprozessen essenziell ist. Mit zunehmender Komplexität der genutzten Daten braucht es geeignete Datenökosysteme und Modelle, eine enge Zusammenarbeit entlang der Lieferkette sowie Harmonisierungsinitiativen wie Catena-X.

Tools und kollaborative Ökosysteme spielen also eine entscheidende Rolle, um diese Herausforderungen zu bewältigen und die angestrebte kreislauffähige Wertschöpfung zu erreichen. Die positive Resonanz und das große Interesse an CYCLOMETRIC und EcoFrame verdeutlichen, wie die Forschungsförderung für datengetriebene Lösungen und interdisziplinäre Zusammenarbeit den Weg dazu ebnen können.

Das Projekt CYCLOMETRIC wurde vom BMFTR unter den Förderkennzeichen 02J21E030 bis 02J21E038 gefördert.

Das Projekt EcoFrame wird vom BMFTR unter den Förderkennzeichen 02P23Q860 bis 02P23Q865 gefördert.