Circular Economy (CE) entwickelt sich zunehmend zu einem strategischen Erfolgsfaktor für die Automobil- und Zulieferindustrie – auch in der Wirtschaftsregion Heilbronn-Franken. Im Rahmen des Projekts TRANSFORMOTIVE wurde nun die Potenzialstudie „Circular Economy für die Automobil- und Zulieferindustrie“ veröffentlicht.

Das Projekt TRANSFORMOTIVE wird von der Wirtschaftsförderung Raum Heilbronn GmbH (WFG) gemeinsam mit der Wirtschaftsregion Heilbronn-Franken GmbH verantwortet. Ziel der CE-Potenzialstudie war es, zirkuläre Wertschöpfungsansätze systematisch zu identifizieren, ihren Reifegrad zu bewerten und daraus strategisch nutzbare Handlungsoptionen für Unternehmen sowie regionale Akteure abzuleiten. Erarbeitet wurde die Studie von TIM Consulting in Zusammenarbeit mit dem INEC – Institute for Industrial Ecology der Hochschule Pforzheim. Im Fokus stand die Frage, wie Circular Economy praxisnah und wirtschaftlich sinnvoll in der industriellen Realität – insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen – umgesetzt werden kann.

Martin Schunkert, Projektleiter TRANSFORMOTIVE bei der WFG, betont die besondere Ausgangslage vieler Unternehmen: „Transformation entscheidet sich im Alltag von Unternehmen – nicht in Leitbildern.“ Gerade für KMU bedeute Transformation häufig „steigende Kosten, unsichere Märkte, neue regulatorische Anforderungen und gleichzeitig der Anspruch, wettbewerbsfähig zu bleiben.“ Die Studie setzt genau hier an. Sie versteht Circular Economy nicht als zusätzliche Belastung, sondern als „wirtschaftlichen Ansatz, um Ressourcen effizienter zu nutzen, Abhängigkeiten zu reduzieren und neue Wertschöpfungspotenziale zu erschließen“.

Methodisch basiert die Studie auf einem mehrstufigen, integrierten Forschungsdesign, das quantitative, qualitative und KI-gestützte Analyseansätze kombiniert. Zentrale Grundlage ist eine datengetriebene Unternehmensanalyse von rund 800 Unternehmen der regionalen Automobil- und Zulieferindustrie. Ergänzt wird diese durch eine globale Trend- und Technologieanalyse auf Basis von über 1.300 wissenschaftlichen Publikationen (2015–2025) sowie durch qualitative Expertengespräche mit Vertreterinnen und Vertretern aus Unternehmen und Forschung.

Inhaltlich orientiert sich die Analyse an den etablierten R-Strategien der Circular Economy (Refuse bis Recover) und betrachtet sowohl material- als auch produkt- als auch geschäftsmodellbezogene Kreislaufansätze (vgl. Lang-Koetz et al., 2025; vgl. Woidasky et al., 2024).

Die Ergebnisse bieten Orientierung und konkrete Ansatzpunkte für Unternehmen der Automobil- und Zulieferindustrie in Heilbronn-Franken und darüber hinaus – als Einladung, Circular Economy strategisch weiterzudenken und aktiv umzusetzen.

Download der Studie

Ihre Einschätzung zu folgender Fragestellung ist gefragt:

Welche Rolle spielt Nachhaltigkeit bei der Entwicklung von Innovationen in Ihrem Unternehmen?

An der Hochschule Pforzheim führen wir dazu eine Studie mit Industrieunternehmen in Deutschland zur Anwendung von Nachhaltigkeitsaspekten im Innovationsmanagement durch.

Die Umfrage richtet sich an Fach- und Führungskräfte aus Innovations-, F&E- und Nachhaltigkeitsbereichen in Industrieunternehmen in Deutschland.

Teilen Sie Ihre Erfahrungen mit uns und erhalten Sie eine Zusammenfassung der Studienergebnisse per E-Mail. Außerdem haben Sie die Chance, eines von drei Kartensets „Revolutionary Minds“ zu gewinnen.

Ziel unserer Studie ist die Ermittlung des aktuellen Standes in der deutschen Industrie zu Rolle und Anwendung von Nachhaltigkeitsaspekten im Innovationsmanagement.

Hier geht es zur Umfrage: https://www.unipark.de/uc/MA25_Dickerhof/eb7f/

Die Umfrage ist anonym, dauert circa 10 Minuten und steht bis zum 21.12.2025 zur Verfügung.

Bei Fragen wenden Sie sich gerne an Anna Dickerhof (dickerho@hs-pforzheim.de), die diese Umfrage im Rahmen ihrer Masterarbeit durchführt.

Vielen herzlichen Dank für Ihre Unterstützung!

In den vergangenen Jahren ist Nachhaltigkeit von einem Randthema zu einem zentralen Bestandteil unternehmerischer Entscheidungen geworden. Treiber dieser Entwicklung sind nicht nur die zunehmende Regulierung und politische Initiativen in der EU, sondern auch ein wachsendes Bewusstsein auf Seiten der Investoren sowie steigende Anforderungen von Kundinnen und Kunden.

Gleichzeitig stehen Unternehmen unter Druck: Lieferketten sind zunehmend störanfällig, kritische Rohstoffe knapp, der Zugang zu Märkten durch Regularien erschwert. Vor diesem Hintergrund reicht es nicht mehr aus, lediglich regulatorische Vorgaben zu erfüllen. Nachhaltigkeit muss als strategische Chance verstanden werden, für Innovation, Resilienz und neue Wertschöpfungspfade.

Circular Economy: Mehr als Effizienz und Recycling

Die Circular Economy (CE) bietet einen überzeugenden Rahmen für diesen Wandel. Anstatt sich nur auf Effizienz oder Emissionsreduzierung zu konzentrieren, fordert die Kreislaufwirtschaft eine grundlegende Umgestaltung der Art und Weise, wie Werte geschaffen, geliefert und erhalten werden. Das Kernprinzip ist einfach: Materialien und Produkte sollen so lange wie möglich im Kreislauf bleiben, indem Ressourcenkreisläufe geschlossen, verlangsamt oder eingeengt werden.

Dieser Ansatz verlagert den Schwerpunkt von der Minimierung des Schadens auf die Maximierung der positiven Auswirkungen und damit auf die Schaffung von mehr wirtschaftlichem Wert mit weniger Input. Analysten schätzen, dass CE-Strategien bis 2030 bis zu 4,5 Billionen Dollar an zusätzlicher globaler Produktion freisetzen könnten, die bis 2050 auf 25 Billionen Dollar ansteigen. Für Unternehmen, die sich auf volatilen Märkten bewegen, stellt zirkuläres Wirtschaften einen konkreten Weg dar, um die Materialabhängigkeit zu verringern, neue Einnahmequellen zu erschließen und die Kundenbeziehungen zu stärken und gleichzeitig einen bedeutenden Beitrag zu einer nachhaltigeren Entwicklung zu leisten.

Zirkuläre Geschäftsmodelle: Potenziale freisetzen

Um dieses Potenzial auszuschöpfen, bedarf es jedoch mehr als technischer Lösungen oder Recyclingziele. Erforderlich ist eine Neukonzeption des zugrunde liegenden Geschäftsmodells und der Mechanismen, mit denen ein Unternehmen Werte schafft, liefert und erfasst. Traditionelle Modelle, die auf einmaligen Verkäufen und Eigentumsübertragungen beruhen, belohnen oft nicht die Langlebigkeit, Wiederverwendung oder Ressourceneffizienz. Im Gegensatz dazu werden zirkuläre Geschäftsmodelle (CBMs) unter Berücksichtigung dieser Prinzipien entwickelt.

Solche zirkulären Modelle gibt es in vielen Formen, z. B. als Product-as-a-Service-Modelle, lebenslange Garantien, Reverse-Logistik-Systeme, Wiederaufbereitungsprogramme und digitale Plattformen für Reparatur oder Wiederverkauf. Diese Modelle ermöglichen es den Unternehmen, die Kontrolle über ihre Produkte zu behalten, wiederkehrende Einnahmen zu erzielen und die Kundenbindung zu vertiefen. Ein wachsender Bestand an Forschung bietet nun strukturierte CBM-„Muster“, die Unternehmen auf ihre Branche und ihre strategischen Ziele zuschneiden und so abstrakte Prinzipien in umsetzbare Lösungen verwandeln können.

Beispiele aus der Praxis

Drei Praxisbeispiele zeigen, wie zirkuläres Denken zu handfesten Vorteilen führt:

• Gorenje (Haushaltsgeräte): Das Unternehmen testet ein Pay-per-Wash-Modell, bei dem Waschmaschinen geleast statt verkauft werden. Die Geräte bleiben im Besitz von Gorenje, werden regelmäßig gewartet und aufbereitet. Ergebnis: weniger Abfall, zusätzliche Einnahmen über den Lebenszyklus und geringere Kosten für die Nutzer.
• Apple (Elektronik): Mit den Demontagerobotern DAISY und TAZ recycelt Apple jährlich über eine Million iPhones. Dabei werden strategisch wichtige Rohstoffe wie Seltene Erden oder Kobalt zurückgewonnen – ein gezielter Schritt zur Sicherung der Lieferkette und zur Reduktion geopolitischer Abhängigkeiten.
• Everdrop (Konsumgüter): Das deutsche Start-up ersetzt flüssige Reinigungsmittel durch Tabletten, die in kompostierbaren Verpackungen geliefert werden. Kunden nutzen wiederbefüllbare Glasflaschen – das spart Verpackung, senkt Emissionen und stärkt zugleich das Markenerlebnis.

Diese Beispiele zeigen: Zirkuläres Wirtschaften ist kein theoretisches Konstrukt, sondern bereits gelebte Praxis – und wirtschaftlich sinnvoll.

Von der Inspiration zur Innovation: Eine praktische Methode

Doch wie lassen sich solche Ansätze im eigenen Unternehmen initiieren? Diese Frage war Ausgangspunkt für die Entwicklung eines praxisnahen Workshop-Formats für zirkuläre Innovation.

Das eintägige Format wurde mit Industriepartnern erprobt und richtet sich an funktionsübergreifende Teams. Es verbindet strukturiertes Vorgehen mit kreativen Methoden – und orientiert sich konsequent an den realen Produkten und Herausforderungen der Teilnehmenden.

Der Workshop folgt einer Drei-Phasen-Struktur:

1. Logische Phase: Die Teilnehmer beginnen damit, ihr aktuelles Wertversprechen durch eine „zirkuläre Perspektive“ zu betrachten. Anstatt ein abstraktes Brainstorming zu veranstalten, untersuchen sie, wo der Wert über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg verloren geht, durch kurze Nutzungsdauer, ineffizientes Design oder verpasste Verwertungsmöglichkeiten.
2. Intuitive Phase: Hier kommen Kreativitätstechniken ins Spiel, wie z.B. die „Kopfstand-Methode“, die die Teams auffordert, zu überlegen, wie sie Kreisläufe aktiv verhindern können. Diese Umkehrung entlarvt oft eingefahrene Annahmen und zeigt unerforschte Wege auf. Ein Kartenspiel „Make it Circular“, das aus der Forschung zu zirkulären Geschäftsmodellen stammt, bietet weitere Inspiration. Es ist kostenlos bei der Circular Economy Initiative Deutschland erhältlich.
3. Kritische Phase: Schließlich werden die Ideen mit Hilfe von Methoden priorisiert und verfeinert, wie dem Sustainable Business Model Canvas und einer Matrix, die Impact dem Aufwand gegenüberstellt. Am Ende haben die Teams mindestens ein tragfähiges Konzept entwickelt, das als Prototyp verwendet werden kann.

Warum das funktioniert

Das Feedback der teilnehmenden Unternehmen ist durchweg positiv. Die Methode beschleunigt den Lernprozess, entmystifiziert das Circular Economy-Thema und setzt hochgesteckte Ziele in praktische nächste Schritte um. Ein entscheidender Erfolgsfaktor ist das Gleichgewicht zwischen Inspiration und klaren Zeitvorgaben. Die Teams werden nicht einfach dazu ermutigt, über den Tellerrand hinauszuschauen, sondern sie können bewährte Methoden und Tools nutzen, um kreativ zu arbeiten.

Wichtig ist aber auch, dass der Workshop eine interne Dynamik erzeugt. Er schafft eine gemeinsame Sprache über alle Funktionen hinweg und befähigt die Mitarbeitenden, Nachhaltigkeit nicht als Einschränkung, sondern als Kerndimension der Innovationsentwicklung zu sehen.

Fazit

Angesichts instabiler Lieferketten, regulatorischer Anforderungen und ökonomischer Unsicherheiten steigt der Druck auf Unternehmen, neue Wege zu gehen. Nachhaltigkeit ist dabei kein Kostenfaktor, sondern ein entscheidender Hebel für Zukunftsfähigkeit.

Die Circular Economy bietet hier eine Antwort, nicht als Compliance-Übung, sondern als Innovations-Herausforderung mit strategischen Vorteilen. Unternehmen können erst einmal klein anfangen, ein Produkt untersuchen, ein Team aufsetzen, einen Workshop veranstalten und damit beginnen, das kreative Potenzial des zirkulären Wirtschaftens zu erschließen.

In einem wichtigen Schritt zur Förderung nachhaltiger Innovationen in der Industrie hatte TIM Consulting die Gelegenheit, bei Orgalim – dem Dachverband der europäischen Technologieindustrien – die Studie zu poly- und perfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) und deren möglichen Ersatzstoffen vorzustellen. Diese Initiative steht im Einklang mit den wachsenden Bemühungen um Umweltschutz und Gesundheitssicherheit auf europäischer Ebene.

Die von der Europäischen Kommission geplante Regulierung der PFAS stellt eine signifikante Herausforderung für diverse Industriezweige dar, von der Medizintechnik bis hin zur Automobilindustrie. PFAS sind aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften in vielen Anwendungen essentiell, gleichzeitig aber wegen ihrer potenziellen Gesundheitsrisiken und Langlebigkeit in der Umwelt umstritten.

Unser Projekt, durchgeführt in Zusammenarbeit mit dem Institute for Industrial Ecology der Hochschule Pforzheim (INEC), zielte darauf ab, mögliche Substitute für PFAS zu identifizieren. Dank des Einsatzes unseres KI-Systems CumulusAI konnten wir aus über 35.000 analysierten Artikeln weltweit vielversprechende Materialien erkennen, die das Potential haben, PFAS in bestimmten industriellen Anwendungen zu ersetzen.

Bei der Präsentation vor den Mitgliedern von Orgalim haben wir hervorgehoben, dass einige dieser Substanzen sich noch in einem frühen Forschungs- und Entwicklungsstadium befinden. Dies unterstreicht die Notwendigkeit weiterer Investitionen in die Forschung, um nachhaltige und sichere Alternativen zu finden und zu validieren. Die Studie zeigt auch, dass die Herausforderung des PFAS-Verbots viele Unternehmen betrifft, die direkt oder indirekt von diesen Chemikalien abhängig sind. Daher ist eine branchenübergreifende Zusammenarbeit für die Entwicklung von Ersatzstoffen und die Anpassung der Lieferketten unerlässlich.

Die Ergebnisse unserer Studie können wichtige Einblicke und neue Ansätze für Unternehmen bieten, die sich auf die Suche nach nachhaltigen Alternativen begeben. Die positive Resonanz bei Orgalim bekräftigt unser Engagement für die Unterstützung der Industrie bei diesem wichtigen Übergang.

Die Diskussionen mit den Branchenvertretern bei Orgalim waren ein wertvoller Austausch, der die Dringlichkeit und die Möglichkeiten für innovative Lösungen in den Vordergrund rückte. Wir freuen uns, Teil dieser wichtigen Debatte zu sein.

Für weitere Informationen zu unserer Studie und wie CumulusAI Ihr Unternehmen unterstützen kann, besuchen Sie unsere Website oder kontaktieren Sie uns direkt. Gemeinsam können wir die Herausforderungen von heute in die Chancen von morgen verwandeln.

Über Orgalim

Orgalim vertritt die europäischen Technologieindustrien, die aus 770.000 Unternehmen bestehen, die an der Schnittstelle zwischen digitaler und physischer Technologie innovativ tätig sind. Das Spektrum reicht von großen, weltweit tätigen Konzernen bis hin zu regional verankerten kleinen und mittleren Unternehmen. Die von Orgalim vertretenen Unternehmen beschäftigen direkt 11,9 Millionen Menschen in ganz Europa und erwirtschaften einen Jahresumsatz von 2,819 Billionen Euro. Orgalim ist die führende Stimme der europäischen Technologiebranchen auf EU-Ebene und arbeitet mit den politischen Entscheidungsträgern zusammen, um das Wachstum und die globale Führungsrolle seiner Branchen zu stärken, ihren Beitrag zur europäischen Wirtschaft und Gesellschaft zu maximieren und ein neues Vertrauensverhältnis zwischen Unternehmen und Bürgern zu fördern.

Der digitale (Unternehmens-) Zwilling zur Entscheidungsunterstützung – Nachhaltigkeit ist gefordert

Da ist doch in den letzten Jahren einiges ins Rutschen gekommen: innerhalb kürzester Zeit wurde nachhaltiges Wirtschaften zu einem wichtigen Entscheidungskriterium im Einkauf vieler Kunden. Und das nicht nur bei Endkonsumenten, sondern auch und gerade im B2B-Bereich: „Wir haben uns vorgenommen, CO2-Ziele zu einem wichtigen Kriterium für Lieferantenentscheidungen und -verträge zu mache“, so Ola Källenius, CEO von Mercedes-Benz, bereits 2019 gegenüber der Presse. So mancher Zulieferer hat dies schon praktisch zu spüren bekommen, indem lange Fragekataloge zu Nachhaltigkeitsdaten von den Kunden abgefragt werden.

Sollte dies noch nicht ausreichend Motivation sein auf nachhaltige Unternehmensführung umzustellen, hilft die EU mit ihrer Gesetzgebung nach: seit Januar 2023 ist die „Corporate Sustainability Reporting Directive“ (CSRD) in Kraft. Danach müssen Unternehmen mit mehr als 500 Mitarbeitenden ab 2025 und mit mehr als 250 Mitarbeitenden ab 2026 Nachhaltigkeitsdaten in ihren Jahresbericht aufnehmen (Vorsicht: Die Datenerhebung muss schon im jeweils vorauslaufenden Jahr erfolgen!). Und zwar nicht nur in Form einer zurückblickenden Berichtserstattung, sondern auch vorausschauend mit Zielen und Maßnahmen, wie denn nun das Unternehmen in Zukunft nachhaltig werden wird.

Wie wirkt sich „nachhaltiger werden“ auf mein Unternehmen aus?

Wie wirkt sich das nun auf mein Unternehmen aus, und wo sind die wirtschaftlich verträglichen Hebel zu verbesserter Nachhaltigkeit? Natürlich sind diese Fragen nicht einfach und schon gar nicht allgemeingültig zu beantworten. Möchte man sich umfassend dem Problem annähern ist klar, dass zunächst eine komplette Aufnahme aller Massen-, Energie- und Emissionsströme des Unternehmens erfolgen muss; Kosten- und Umsatzströme sind ja meist ausreichend bekannt.

Was aber jetzt tun mit dem unübersichtlichen Wust an Daten? Gerne würde man die Datenflut übersichtlich darstellen, miteinander in Relation bringen und verknüpfen, um damit „herumzuspielen“: Was passiert, wenn ich an dieser oder jener Stellschraube drehe, an ganz anderer Stelle im Unternehmen? Hat das negative Umweltauswirkungen an anderer Stelle, die ich so nicht gesehen habe? Und vor allem: was kostet mich der Spaß?
Wünschenswert wäre also eine gut und leicht verständliche Visualisierung aller relevanten Massen- und Energieströme sowie deren Auswirkung auf die Kosten. Sodann hätte man dann doch gerne – davon abgeleitet – eine Möglichkeit die Daten zu simulieren und damit Entscheidungen zu unterstützen, die ich als Unternehmensleitung auf dem Weg zur Nachhaltigkeit zu fällen habe – ein ressourcen-optimiertes Vorgehen zur Unternehmensplanung, ohne die Kosten aus den Augen zu verlieren.

Szenarienbildung mit dem digitalen Zwilling

Und genau das tut der digitale Zwilling, der am Karlsruher Institute of Techology (KIT) entwickelt wurde: durch die Anwendung moderner digitaler Methoden (digitaler Zwilling, poly-VR) wird das Gesamtsystem „fertigendes Unternehmen“ visuell in einer Virtual Reality-Umgebung dargestellt.
Diese Darstellung erlaubt dann durch KI-basierte Optimierungsalgorithmen eine pro-aktive, vorwärts-orientierte Simulation von Nachhaltigkeitsparametern, welche vorausschauend Stellhebel für die (kosten- UND ressourcen-) effiziente Unternehmensplanung zur Verfügung stellt. Es entsteht die Möglichkeit, Betriebsabläufe ganzheitlich (d.i. nicht nur unter betriebswirtschaftlichen, sondern auch nachhaltigen Aspekten) zu simulieren und damit verschiedene Szenarien durchzuspielen.

Voraussetzung ist, dass das Unternehmen seine Massen-, Energie- und Emissionsströme kennt. Diese sind vorab mit klassischen Verfahren, z.B. durch eine Umwelteinflussanalyse im PAAG- oder HAZOP-Verfahren, gerne auch unter BImSch-Richtlinien, zu erfassen. Interdependenzen und Ressourcenkonkurrenzen zwischen verschiedenen Fertigungsprozessen müssen zunächst „auf Papier“ evaluiert und dokumentiert, sowie die dazu notwendigen Datenflüsse erfasst werden.

Damit erhält die Unternehmensleitung (oder das Controlling) dann aber ein umfassendes und innovatives System zur Unternehmenssteuerung, welches die von der CSRD-Richtlinie und den Kunden geforderte vorausschauende Blickweise auf Strategien, Ziele und Maßnahmen zur Erreichung von Nachhaltigkeit abbildet. Und ganz nebenbei auch noch die Daten für eine CSRD-konforme Berichterstattung liefert.
Das Unternehmen dürfte damit nicht nur von einer verbesserten Vermarktbarkeit und Imagebildung gegenüber Kunden profitieren, sondern auch von gesenkten Kosten durch die Optimierung von Energie- und Materialver­bräuchen. Dazu dürften mittelfristig auch die Finanzierungskosten des Unternehmens gesenkt werden, da Kreditgeber zunehmend Nachhaltigkeitskriterien in ihre Zinsberechnungen mit einbeziehen.

Nachhaltigkeit gewinnen mit dem digitalen Zwilling

Der Aufwand für die Erfassung aller notwendiger Daten für die Unternehmens-Nachhaltigkeit ist zunächst natürlich groß, aber ohnehin zu leisten. Dann ist es besser, mit relativ überschaubarem Aufwand gleich eine innovative Lösung anzuschließen, die die gesamte Unternehmenssteuerung digital revolutioniert. Das Unternehmen gewinnt dadurch enorm an Entscheidungsfähigkeit und steigert so seine Wettbewerbsfähigkeit auf allen Ebenen.

Die Europäische Kommission plant ein Verbot der Stoffgruppe der poly- und perfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS). PFAS weisen eine Vielzahl einzigartiger Eigenschaften auf, die für zahlreiche Industriebranchen von essentieller Bedeutung sind. Gleichzeitig stehen sie im Verdacht, gesundheitsschädlich zu sein und eine hohe Beständigkeit in der Umwelt zu besitzen.

Vor diesem Hintergrund hat TIM Consulting gemeinsam mit dem THINKTANK Industrielle Ressourcenstrategien, dem Institute for Industrial Ecology der Hochschule Pforzheim (INEC) sowie Unternehmen aus besonders betroffenen Branchen (Medizintechnik, Pharma, Automobilzulieferer) das Projekt PFAS: Anwendung, technische Funktionen und Substitutionsmöglichkeiten in der Industrie im Mai diesen Jahres aufgelegt, welches bis Ende November 2023 läuft. Erste Ergebnisse liegen jetzt vor.

Projektziel war die Identifikation von Substanzen, die die bisher eingesetzten PFAs ersetzen können und die gleichen Funktionen in industriellen Anwendungen erfüllen. Hierzu wurden:

1. in den Unternehmen genutzte PFAS-Technologiefunktionalitäten ermittelt und sechs PFAS-Top-Technologiefunktionalitäten priorisiert,
2. das von TIM Consulting entwickelte KI-System CumulusAI mit ca. 2.000 Proben für die Fragestellung trainiert,
3. über 35.000 Artikel weltweit mit dem KI-System analysiert, von denen die KI 420 sowohl bekannte und etablierte als auch sich in der Forschung und Entwicklung befindende Substanzen identifiziert und in 32 Clustern strukturiert hat, sowie
4. materialspezifische Funktionsprofile für die Unternehmen erstellt und das anwendungsspezifische Substitutionspotenzial der identifizierten Materialien beurteilt.

Zentrale Erkenntnisse:

• Es konnten verschiedene Materialien identifiziert werden, die in spezifischen Anwendungen potenziell PFAS ersetzen könnten.
• Diese potenziellen Substitute befinden sich gegenwärtig im frühen FuE-Stadium und bedürfen weiterer umfangreicher Forschungs- und Entwicklungsarbeiten.
• Es sind viele Unternehmen vom aktuellen Verbotskonzept betroffen, die den PFAS-Einsatz aufgrund ihrer Lieferkettenposition nicht selbst in der Hand haben.
• Für deren strategische Fokussierung können die Projektergebnisse neue Ansatzpunkte aufzeigen sowie für die Ausrichtung ihrer Entwicklungsaktivitäten dienen.
• Die TIM-Consulting-Analysesoftware CumulusAI kann auch über PFAS hinaus für die Suche nach nachhaltigen Substituten eingesetzt werden.

Zentrale Studienergebnisse lagen der Pressemappe zum Pressegespräch von VDMA und SPECTARIS am 25. September in Frankfurt bei (s. https://www.vdma.org/viewer/-/v2article/render/84175348), die finale Studie wird im November 2023 als Publikation des THINKTANK veröffentlicht.

Poly- und perfluorierte Alkylsubstanz, kurz PFAS – ein Begriff, den bis vor kurzem kaum ein*e Technologiemanager*in überhaupt nur kannte. Doch das ändert sich gerade: Die Europäische Chemiekalienagentur ECHA hat Anfang des Jahres den Vorschlag zu einem EU-weiten Verbot der PFAS veröffentlicht, wovon bis zu 10.000 einzelne Stoffe betroffen sind.

Ob die Europäische Kommission dem ECHA-Vorschlag in Gänze folgt, steht noch nicht fest. Was aber feststeht, ist, dass das Verbot die Europäische Industrie vor enorme Herausforderungen stellt: PFAS werden überall dort eingesetzt, wo eine Kombination verschiedener Eigenschaften gefragt ist, beispielsweise Langzeitstabilität, Gleiteigenschaften, Permeabilität, Biokompatibilität, Brandschutz, oder ein breites Temperatureinsatzspektrum – all das können PFAS abbilden.

Leider hat auch diese Medaille zwei Seiten: PFAS werden auch „Ewigkeitschemikalien“ genannt, was die Ursache für das Verbotsverfahren gut beschreibt: Sie sind extrem persistent, zersetzen sich in der Umwelt also nicht, sondern reichern sich immer weiter an. Einige PFAS sind zudem toxisch.

Wer ist von einem Verbot betroffen?

Naheliegenderweise betrifft das Verbot die Hersteller von PFAS-haltigen Produkten wie beispielsweise Schmierölen und Kosmetik. Allerdings: keine Lebensmittelproduktion, kein Motor, kaum ein medizintechnisches Gerät ohne PFAS – als Dichtung, Gleitmittel oder Isolator kommen PFAS in Anwendungen vor, an die man zunächst gar nicht denkt. Somit sind nicht nur Chemieunternehmen betroffen, sondern auch die meisten Unternehmen des produzierenden Gewerbes.

Was können betroffene Unternehmen tun?

TIM Consulting ist in zwei Konsortialprojekten zum Thema beteiligt; dort zeigt sich, dass der Fokus zunächst auf der präzisen Analyse der Produkte und insbesondere der jeweils notwendigen Funktionalitäten liegen sollte: Welche Eigenschaftskombination macht PFAS für unsere Anwendungen momentan unerlässlich? So können die individuell wichtigsten Nutzendimensionen priorisiert und auf dieser Basis mögliche Substitute identifiziert werden. Wie ja nicht nur bei diesem Thema, sollten Unternehmen eine proaktive Herangehensweise verfolgen und frühzeitig Maßnahmen ergreifen, anstatt nur zu reagieren.

Die Geschwindigkeit, in der neue Durchbrüche im Bereich der künstlichen Intelligenz durch die Presse gehen, sucht ihresgleichen. Chats, fotorealistische Bilder, Software-Code – das Anwendungspotenzial ist riesig und wächst von Tag zu Tag weiter. Gleichzeitig wird in Politik und Bevölkerung das Thema Nachhaltigkeit zum Teil hart diskutiert; im Zentrum steht hier häufig die Frage, welche Formen der Intervention notwendig und angemessen sind, um dem menschengemachten Klimawandel adäquat zu begegnen.

Vor dem Hintergrund dieser beiden Entwicklungen liegt die Frage auf der Hand: Wie kann KI dabei helfen, nachhaltiger zu wirtschaften? Dieser Frage sind wir nachgegangen und haben die Forschung an der Schnittstelle von KI und Nachhaltigkeit ausgewertet, in Summe 772 Artikel aus den letzten gut vier Jahren.

Insgesamt konnten 16 Themencluster identifiziert werden, in denen KI und Nachhaltigkeit interagieren (s. Grafik) – Cluster 1 ist das einzige Cluster, in dem Nachhaltigkeit auf KI wirkt; es geht also darum, wie KI-Systeme nachhaltiger werden können und eine KI-Entscheidungsunterstützung rechtlich und ethisch besser abgesichert werden kann. Die anderen 15 Themencluster behandeln für verschiedene Domänen die Frage, wie KI dabei unterstützen kann, Systeme nachhaltiger zu gestalten.

Hier lässt sich insbesondere ein Aspekt ausmachen, der KI zu einem wirkungsvollen Werkzeug auf dem Weg zu mehr Nachhaltigkeit werden lässt: KI kann dabei unterstützen, komplexe Systeme besser zu verstehen und zu steuern. Dies kann beispielsweise dabei helfen Wege zu minimieren, seien es die Wege von Daten (Cluster 4 und 7), Gütern (Cluster 11), Abfällen (Cluster 6) oder Menschen (Cluster 4 und 12). Außerdem ermöglicht es eine Monitoring-Granularität, die so bislang nicht möglich war – beispielsweise bei Wasserqualität und -verbrauch (Cluster 2), Produktion und Nachfrage von Erneuerbaren Energien (Cluster 3), Präzisionslandwirtschaft (Cluster 5), der Simulation nachhaltiger Baumaterialien (Cluster 10), Desaster-Resilienz von Lebensmittelsystemen (Cluster 13), Luftverschmutzung (Cluster 15) oder Tourismus-Belastungen (Cluster 16).

In beiden Bereichen – KI und Nachhaltigkeit – sind in den kommenden Jahren deutliche Entwicklungen und Veränderungen zu erwarten. Das macht die Prognose schwierig, wie es hier in Zukunft weitergehen wird. Doch eine Sache steht wohl schon fest. Wir können uns glücklich schätzen, dass die KI-Systeme gerade noch rechtzeitig eine Leistungsfähigkeit gewonnen haben, um uns dabei zu helfen, den menschengemachten Klimawandel in den Griff zu bekommen.

KI in aller Munde.

Das Jahr ist gestartet mit viel Wirbel um ChatGPT, dem auf generativen Transformermodellen entwickelten Chatbot von OpenAI. Welche Anwendungsmöglichkeiten sich langfristig aus diesem entwickeln und wie neuste KI-Modelle von Unternehmen eingesetzt werden, ist zu Beginn des Jahres noch nicht absehbar. Mit Sicherheit wird uns aber ChatGPT und vor allem die dahinter liegende KI auch nach dem Abklingen der ersten Faszinationswelle weiterhin beschäftigen. Denn nicht nur die Lösung von OpenAI zeigt, welche Quantensprünge im Bereich der künstlichen ­­Intelligenz in den letzten fünf Jahren gemacht wurden. Auch Google, Meta & Co entwickeln mit Hochdruck ihre eigenen KI-Modelle.

Die rasante Entwicklung bringt mit sich, dass die aktuell verfügbaren Produkte und Services im Innovations- und Technologiekontext noch größtenteils auf älteren KI-Modellen basieren. Wir sind also gespannt auf die Entwicklungen rund um Transformermodelle im Jahr 2023 und wie Startups, bestehende Softwareanbieter und andere Unternehmen diese nutzen werden, um neue Lösungen für konkrete Anwendungsfelder zu entwickeln. Wir selbst sind ebenfalls dabei, hier für das Innovations- und Technologiemanagement an neuen Lösungen zu arbeiten.

Und was noch?

Nicht zuletzt der von der EU jüngst vorgelegte Green Deal Industrial Plan, der im Kern die Vereinfachung des regulatorischen Rahmens für die Produktion von grünen Technologien in Europa hat, lenkt unsere Aufmerksamkeit auch dieses Jahr auf die Entwicklungen im Green Tech Bereich. So freuen wir uns, dass in unseren AI-gestützte Studien immer öfter auch der Fokus auf dem Identifizieren von nachhaltigen Alternativen liegt, bspw. bei Materialfragen oder dem Einsatz ressourcenschonender Produktionsprozesse und -technologien.

Darüber hinaus werden wir bei TIM Consulting auch in diesem Jahr einen besonderen Schwerpunkt auf der Weiterentwicklung von Circular Economy Ansätzen zur Erreichung der C02-Ziele setzen. So zeigen unsere Projekte und Erfahrungen mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft, dass hier insbesondere die Entwicklung von innovativen Geschäftsmodellen eine zentrale Rolle spielen wird, um ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft flächendeckend zu etablieren. Spannende Diskussionen und Insights erwarten uns beim Ressourceneffizienz Kongress BW im November.

Und daneben?

Innovation bedeutet im Kern immer auch Zusammenarbeit. So ist erfolgreiches Innovationsmanagement auch dadurch gekennzeichnet, Kollaborationsmodelle mit internen und externen Partnern aufzubauen, zu strukturieren, und moderieren. Wir sind gespannt, auf den Austausch mit Partnern, Kunden und unserem Netzwerk in unterschiedlichen Formaten und Foren, wie z.B. auf der COPETRI DIGICON23 oder dem Open Innovation Kongress Baden-Württemberg 2023 und freuen uns auf die Zusammenarbeit mit Ihnen!