Smart Recycling mit der Blockchain

Smart Recycling Blockchain

Smart Recycling und Smart Waste in der Smart City: So entsorgen und verwerten wir zukünftig. Es dürfte klar sein, dass die Menschheit ohne eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft nicht die Probleme von plastikverseuchten Meeren und schadstoffbelasteten Böden lösen kann.

Smart Recycling – Technologie der Zukunft

Kunststoffmüll setzt der Weltbevölkerung rund um den Globus zu. So praktisch der Rohstoff einerseits sind, so groß sind die Probleme der Entsorgung. Vor allem, wenn Kunststoff, wie beispielsweise PET in Form von Getränkeflaschen, nicht mehr gebraucht wird. Deponien und Verbrennungsanlagen können auf Dauer nicht unser Müllproblem lösen. Smart Recycling könnte die Lösung sein, bei der die Blockchain als Distributed-Ledger-Technologie zum Einsatz kommt.

Smart Recycling und Smart Waste sind wichtige Strategien innerhalb von Smart Cities und den Stadtenwicklungsaufgaben der Zukunft. Bei der Kreislaufwirtschaft ist das Ziel, Produkte und Rohstoffe so lange wie möglich zu nutzen. Danach erfolgt die Zerlegung in ihre Ausgangsstoffe. Anschließend kommt es idealerweise zur Wiederverwertung. Dabei wäre die automatische Sortierung wünschenswert und sinnvoll.

Je nach Ausgangsmaterial erfolgt das Sortieren manuell oder mit manuell bedienter Technik. Das gestaltet jeden Recyclingprozess langsam und kostenintensiv. Aus Bequemlichkeit oder Unwissenheit gelangen so zu viele wertvolle Rohstoffe in den Restabfall. Dort werden sie anschließend bestenfalls geringwertig verwertet oder verbrannt.

Smart Waste Management

Smart Waste Management gestaltet mit Hilfe vernetzter Technologien Prozesse nachhaltig und effizient. Mit innovativen Ansätzen und Blockchains lässt sich Abfall zukünftigt umfassend sammeln und optimal entsorgen. Auch das Pfandsystem braucht neue Technologien, denn bis Ende 2025 sollen die rund 50 Milliarden Kunststoff-Einweggebinde nach dem Willen der EU mit einer Quote von 90 % recycelt werden.

Angesichts zugemüllter Autobahnabfahrten und Meeresplastik fällt es schwer zu glauben: Der Markt für Recycling-Plastik ist stark verknappt. Das macht den Rohstoff PET zu begehrter Ware. Umso wichtiger ist der nachhaltige Kreislauf seiner Verwendung. Denn eine Verknappung bezahlt der Bürger am Ende mit höheren Preisen.

Die Umweltkooperation von Oliver Hanstein setzt auf IOTA und seinen innovativen Tangle. Mit BIOTA und seinem Konzept Deposy will das Start-Up Einfluss auf die Kreislaufwirtschaft nehmen, denn das Recycling von Kunststoffen ist deutlich teurer als seine Herstellung. Aus dem Wortspiel von “Deposit” und “System” entstand die Idee zu Deposy. Mit der Blockchain als Distributed-Ledger-Technologie entstehen monetäre Anreize für die Partizipierung.

Das angeschlossene Belohnungssystem soll das Umdenken in der Bevölkerung vorantreiben und die Menschen motivieren, sich aktiv an Prozessen der Beseitigung von Plastikmüll zu beteiligen. Der azyklische Graph von IOTA dient beim DEposy als Speicher für digitale Identitäten von Rohstoffen. Auf ihm sind die jeweiligen Angaben transparent und sicher in Echtzeit abgespeichert.

Geplant ist auch eine Möglichkeit, automatisch den CO2-Abdruck jedes Rohstoffes im System berechnen zu können. Zunächst konzentriert sich das Team aus der Open-Source-Gemeinde bei Github auf die Plastikpfandflaschen für Getränke. Mit dem Deposy Non Transactiontime Algorithm NTA lassen sich Produkt-IDS unabhängig von Transaktionszeiten generieren. Bald soll das Deposy-Projekt im industriellen Maßstab implementiert werden. Die Gespräche mit großen Kunststoff-Herstellern laufen dafür bereits, so das Unternehmen auf seiner Homepage.

 

Der Preis für reinsortiertes Kunststoff beträgt 400 €/Tonne, erklärt Hanstein. Quelle

Transparente Supply-Chain für Ressourcen

In der Stadt der Zukunft ist alles digital. Oder zumindest sind in vielen Teilen der Smart City digitale Anwendungen im Alltag zu finden. Doch damit eine Stadt wirklich smart ist, braucht sie ein nachhaltiges Konzept mit Blick auf alle Ressourcen. Smarter Müll lässt sich entlang der Supply Chain mithilfe von Blockchains transparent nachverfolgen. Eine nachhaltige Supply Chain endet nicht mit der Lieferung eines Produktes an den Kunden. Sie geht darüber hinaus bis ans Lebensende eines Rohstoffes.

Wirklich nachhaltig wird das Konzept von Smart Recycling erst dann, wenn alle enthaltenen Rohstoffe von ihrem Ursprung bis zur Wiederverwertung entlang der Wertschöpfungskette abgebildet sind. Der digitale Zwilling, unter anderem eine interessante IOTA-Technologie, erlaubt die Vergabe von digitalen Identitäten an Objekte, Güter und Rohstoffe.

Noch ist die Supply Chain überaus lückenhaft digital abgebildet, auch wenn deutliche Fortschritte erkennbar sind. Dass liegt auch an dem verstärkten Einsatz der Blockchain-Technologie. Spätestens bei der Trennung der einzelnen Stoffe ist allerdings Schluss mit Transparenz und Nachhaltigkeit. Denn einmal in der Verbrennung oder dem gelben Sack, entzieht sich die Verantwortung über die Nachhaltigkeit aus unserem Bewußtsein.

Doch für das funktionierende Zusammenleben in einer Smart City, sind viele Aspekte zu berücksichtigen und es kommen auch zahlreiche Herausforderungen auf die Systeme zu. Das Vinci Energies Smart City Portfolio zeigt anschaulich, wie eine Smart City konizipiert ist. Leider fehlt in dem digitalen Ansatz des Unternehmens offenbar bisher die Blockchain-Technologie. Denn die Suche nach dem Begriff führt auf der Homepage zu keinem Treffer.

 

Vinci Energies Smart City Portfolio
Vinci Energies Smart City Portfolio, Quelle: www.axians-ewaste.com

Zahlen und Fakten über Plastikmüll

In Deutschland produziert laut der Spektrum Verlagsgesellschaft jeder Bundesbürger rund 38 Kilogramm Kunststoff-Verpackungsmüll. 2017 kamen rund sechs Millionen Tonnen Plastikmüll zusammen, die Hälfte davon wurde recycelt. Mit den anderen 50 % leisteten die Verbraucher indirekt einen Beitrag zur Stromerzeugung, denn der Müll wird thermisch verwertet. Das liegt daran, dass Plastik aufgrund seiner fossilen Inhaltsstoffe wie Öl, Gas oder Kohle, einen hohen Heizwert besitzt.

Das Ergebnis der Misswirtschaft der verganenen Jahre zeigt sich deutlich durch gigantische Müllhalden an Stränden und auf dem Meer. Oder in Form von Mikropartikeln, die sich praktisch überall ansammeln und ihren Weg bis in unsere Nahrung finden. Paradoxerweise passiert dass, obwohl der Rohstoff rar ist.

Hierzulande besteht überdies ein großer Bedarf an Kunststoffen für die Fertigung von PET-Flaschen. Doch nicht nur so kann Plastik mehrmals eingesetzt werden. Große Konzerne recyceln das sogenannte Meeresplastik für Kleidung und Schuhe, Taschen oder Accessoires. So sollen in jedem Adidas Schuhpaar 11 PET-Flaschen stecken.

Smart Recycling hat Grenzen

Wir zweifeln an, ob die Qualität zur Herstellung von Textilien taugt. Es ist nicht ohne Weiteres möglich und kostenintensiv, die Schadstoffe aus dem Material zu trennen. In Ozeanplastik wurden etwa Pestizide nachgewiesen, die seit Jahrzehnten verboten sind, so Thomas Fischer, Leiter für Kreislaufwirtschaft bei der Deutschen Umwelthilfe. Quelle

Schwimmt Plastik jahrelang in den Ozeanen, dann ist es nicht leicht zu recyceln. Grund dafür sind Schadstoffe wie Pestizide oder Schweröl. Die Weiterverarbeitung für Textilien beispielsweise ist bisher nicht weitgehend genug erforscht, um Auskunft darüber zu geben, ob die recycelte Kleidung unbedenklich ist. Außerdem sind die chemischen Prozesse kosten- und energieintensiv, was den Gedanken der Nachhaltigkeit beeinflusst.

Die Blockchain-Technologie kann einen wesentlichen Beitrag leisten und wird sicherlich viele Bereiche im Handel mit wiederverwertbaren Rohstoffen und Materialien revolutionieren.

Ein zentraler Punkt ist dabei die Transparenz der Supply Chain und die Sicherheit der gewonnenen Daten. Die Verwaltungszeit dürfte sich auf jeden Fall erheblich reduzieren, wenn die jeweiligen Partner Zugriff auf relevante Daten und Dokumentationen bekommen.

Künstliche Intelligenz ergänzt Smart Recycling

Unter dem Projektbegriff SmartRecycling befassen sich in Deutschland unter Berücksichtigung Künstlicher Intelligenz und Robotik vier Einrichtungen bzw. Unternehmen mit einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft, darunter das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz und die Nehlsen Stoffstrom GmbH & Co. KG in Bremen.

Die Sortierung von Abfällen spielt auch bei großstückigen Wertstoffen eine Rolle. Dies ist zum Beispiel im Baugewerbe der Fall, wo durch das effizientere Recycling ein signifikanter ökologischer Nutzen möglich wäre. Die Abbruchabfälle machten im Jahr 2017 in Deutschland rund 220 Millionen Tonnen am Gesamtvolumen von 412 Millionen Tonnen aus. Das Vorhaben SmartRecycling will die Ressourceneffizienz durch den Einsatz von modernster Sensorik, KI-Methoden, Robotik und Blockchain verbessern.

Mit den sogenannten Rezyklaten, Stoffe und Gegenstände, die ganz oder teilweise aus recycelten Materialien bestehen, beschäftigt sich auch das Start-Up Cirplus aus Hamburg. Das Unternehmen will den Einkauf und den Vertrieb von recycelten Kunststoffen so einfach wie nie zuvor gestalten. Dafür soll ein B2B-Online-Marktplatz entwickelt werden. Dieser bietet der Abfall, – Recycling- und Kunststoff-Industrie globale Reichweite, sowie eine Standardisierung von Rezyklaten.

Derzeit sind rund 30 Unternehmen Teil des innovativen Pilotprojektes. Das Start-Up wurde in der Kategorie Service für den Bundespreis EcoDesign nominiert, der herausragende nachhaltige Projekte auszeichnet. Inwieweit hier die Blockchain-Technologie zum Einsatz kommt, ist leider der Webseite des Unternehmens nicht zu entnehmen. Jedoch ist der Mitgründer Volkan Bilici erfahrener Blockchain-Kenner und blickt auf mehr als 10 Jahre als IT-Entwickler zurück.

Verpackungsgesetz stärkt Smart Recycling

Die sogenannte Circular Economy, die Kreislaufwirtschaft, beschäftigt sich mit der Nachverfolgung von Materialien, Roh- und Reststoffen. Transparente Standards, die für die beteiligten Parteien jederzeit zugänglich sind, etablieren sich allerdings nur langsam entlang der Wertschöpfungsketten. Als innovative Technologie könnte die Blockchain für reales Wachstum in der Branche sorgen. Globale Lieferketten sind komplex und es gilt sensible Daten zu schützen. Die Distributed-Ledger-Technologie bietet die notwendigen technischen Voraussetzungen dafür.

Smart Recycling braucht Innovation genauso wie Zuverlässigkeit der Transaktionen und Datenströme. Finanzielle Anreize und Belohnungssysteme können Bürger und Unternehmen motivieren. Digitale Token lassen sich anschließend in Prämien eintauschen. Als Tauschmittel kommen grundsätzlich auch Kryptowährungen in Betracht. Mit ihnen können Nutzer beispielsweise online bezahlen oder in Krypto-Assets investieren. Vordergründig geht es aber um eine klima- und umweltschonende Lebensweise. Das fordert Verbraucher wie Unternehmen und natürlich die politischen Entscheidungsträger.

Der Kreislauf zwischen Herstellung, Recycling und Wiederverwendung gestaltet sich nur dann smart, wenn ein Umdenken stattfindet. Und das muss am Ende dazu führen, dass der Anteil von Plastikmüll auf Null sinkt. Denn es sind vor allem die Kunststoffe, die unter den Verpackungsabfällen herausstechen. Auf diese Problematik hat die Bundesregierung bereits mit dem neuen Verpackungsgesetz VerpackG reagiert.

Das Gesetz trat 2019 in Kraft und soll für bessere Verpackungen und mehr Recycling sorgen. Es wurde vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, kurz BMU, entwickelt. Das Verpackungsgesetz sieht deutlich höhere Recyclingquoten vor. Der Gesetzgeber belohnt Hersteller, die recyclingfähige Verpackungen einsetzen und Rezyklate verwenden.

Blockchain tokenisiert natürliche Ressourcen

Die Blockchain leistet mit ihren spezifischen Anwendungsbereichen einen wichtigen Beitrag zum Smart Recycling. Da ist einerseits das Anreizsystem und anderseits der Herkunftsnachweis für Produkte. Mit einem nachhaltigen Ressourcenmanagement, der deutlichen Abfallreduzierung sowie der Wiederverwendung und dem Recycling von Ressourcen können neue Verhaltensweisen und Anwendungen bei Verbrauchern und Unternehmen installiert werden.

Dafür muss jedoch Transparenz über alle Prozesse exitieren. Eine größere Transparenz der Produktherkunft kann dazu beitragen, einen positiven Konsum zu fördern. Die Blockchain fördert diese Transparenz und kombiniert sie mit Sicherheit. Das System ist zudem erweiterbar durch die Möglichkeiten der Tokenisierung.

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