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Die Ausgangssituation: Was ist die ökologische Herausforderung?
Kunststoff-Abfälle werden in Deutschland etwa zur Hälfte energetisch verwertet, sprich zur Energiegewinnung verbrannt. Das führt nicht nur zu einem direkten CO2-Ausstoß, sondern vernichtet auch die wertvollen Kunststoffmaterialien. Viele dieser Kunststoffe könnten sortiert und aufbereitet als Rezyklat genutzt werden und somit den Energieaufwand bei der Produktion von neuen Kunststoffprodukten senken.
Allerdings bestehen die entsorgten Post-Consumer-Produkte – zum Beispiel Elektronik, Bekleidung, Verpackungen - zunehmend aus schwer sortier- und recycelbaren Materialien. Produzenten, Entsorger und Recyclingbetriebe tauschen sich noch nicht ausreichend über Produktdesign und Wertschöpfungsketten aus. Auf der Seite der Produzenten fehlen daher häufig Informationen, um die Recyclingfähigkeit von Produkten zu verbessern. Währenddessen fehlt der Entsorgungswirtschaft das Wissen über Quantitäten und Qualitäten der zu erwartenden Stoffströme. Dieses Informationsdefizit behindert die logistische und technologische Weiterentwicklung der Recyclingprozesse.
Die Idee: Welchen Beitrag kann KI konkret leisten?
ReCircE hat zum Ziel, eine digitale „Lebenszyklusakte“ zu entwickeln, um die Transparenz der Produktlebenszyklen zu erhöhen und so die Kreislaufwirtschaft zu verbessern. Die Cloud-basierte Lebenszyklusakte teilt Informationen mit Produzenten und Entsorgern, um mit den gesammelten Daten eine recycling-freundlichere Produktentwicklung zu unterstützen. Zudem kombiniert ein KI-System die Daten der Lebenszyklusakte mit den Sensordaten einer hocheffizienten Sortieranlage und verbessert so die Präzision und Effizienz des Sortiervorgangs. Dadurch sind geringere Ausschussmengen und höhere Produktqualitäten zu erwarten. Zudem wird ein Ressourceneffizienz-Tool entwickelt, das unterschiedliche Varianten von Produktgestaltung, Wertschöpfungsketten und Recyclingverfahren miteinander vergleicht und unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten optimiert.
Der Ausblick: Welchen Leuchtturmcharakter hat das Projekt?
Das Ziel von ReCircE ist eine KI-gestützte Sortierung zu ermöglichen, um so auch den Rezyklatanteil in Verpackungen zu erhöhen. Im Projekt wird die verbesserte Sortierung von Kunststoffabfällen mittels KI-basierter Sortierverfahren zum ersten Mal in einem Anwendungsfall erprobt. Dieses Pilotprojekt in der Kunststoffbranche zeigt zum einen modellhaft die Potenziale der KI für die Kreislaufwirtschaft auf. Zum anderen sollen die Projektergebnisse durch den geplanten Arbeitskreis “Digitale Lebenszyklusakte” auch in andere Branchen übertragen werden. Außerdem wird das Ressourceneffizienz-Tool open source veröffentlicht und kann so von allen Interessierten genutzt und weiterentwickelt werden.