design und geschäftsmodelle - circular futures

Strategien der Kreislaufwirtschaft Design und Geschäftsmodelle

Knowledge Alliance on Product-Service Development towards Circular Economy and Sustainability in Higher Education 2

Übersicht

• Vorstellung und Zugang zum Thema

• KATCH_e-Projekt und Ziel

• Der Value Hill als Orientierungsmodell für die

Kreislaufwirtschaft

• KATCH_e Tools und Ausblick zum Workshop

Themenfelder:

• Life Cycle Assessment (LCA/PCF)

• Umweltgerechte Produktentwicklung

• Circular Economy

• Produkt-Umweltkommunikation (EPD)

TU Wien, Forschungsgruppe ECODESIGN

• Methodenentwicklung

• F&E mit Industrie

• Wissensvermittlung

ECODESIGN company - TU Spin-off

• Umsetzung mit Unternehmen

• Trainings

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Analysieren

Verbessern

Kommunizieren

www.ecodesign.at

www.ecodesign-company.com

Vorstellung

Unsere Referenzen

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ECODESIGN Circular Economy

Von einer linear orientierten Wirtschaft, geprägt von

• Billigen Rohstoffen

• Wirtschaftlichen Anreizen für kurze Produktlebensdauern

• kurzlebigen Produkten

• einem hohem Verbrauch nicht-erneuerbarer Rohstoffe und Energieträger

• kauforientierten Konsumenten

• Teuren Dienstleistungen zur Lebensdauerverlängerung (z.B. Reparaturen)

• Ungünstigen fiskalischen Rahmenbedingungen (niedrige Ressourcenbesteuerung)

• …

Zu einer kreislauforientierten Wirtschaft, geprägt von

• Langlebigen, effizient genutzten Produkten

• Bevorzugung erneuerbarer Rohstoffe und Energieträger

• Wirtschaftlichen Anreizen zur Langlebigkeit (z.B. durch Produktdienstleistungssysteme, erweiterter Herstellerverantwortung, etc.)

• Usern statt Konsumenten (“Verwenden statt Besitzen”)

• Kooperativen, regionalen Wertschöpfungsketten

• Fiskalischen Anreizen für mehr Ressourceneffizienz

• ...

Definition der Kreislaufwirtschaft

Von der Abfallwirtschaft zu den „inneren Kreisläufen“

Unter der Kreislaufwirtschaft versteht man die

Wiederverwendung, Reparatur, Wiederaufbereitung und das Recycling bestehender Materialien und Produkte. Was bisher als Abfall gewertet wurde, soll künftig als Ressource verwendet werden. Alle Ressoucen müssen künftig effizienter im Verlauf ihrer Lebensdauer genutzt werden.

Europäische Kommission, 2014

Aktuelles Forschungsprojekt

KATCH-e

• EU Erasmus+ Programm

• Laufzeit: 2017-2019

• 4 Länder

• Ziel: Entwicklung eines CE-Lehrunterlagen für Universitäten/FHs und Unternehmen

• Bau- und Möbelbranche

• www.katche.eu

Warum? Ressourcenintensive Bauwirtschaft

verursacht rund 40 % des österreichischen Energie- und

Ressourcenverbrauchs

Bauwirtschaft verursacht rd. 70 % des gesamten

Abfallaufkommens

Konkurrenz Landnutzung, Fläche begrenzte Ressource

Quelle: BAWPL, 2017

Enba.rma.at https://www.loacker.cc/recycling/wertstoffe/holz/ umweltprofis.at

Was bedeuted das für die Zukunft?

Bestehende Gebäude

z. B. Arbeiten mit Bestand, Nachverdichtung,

Mehrfach/Nachnutzungen, Intensivierung der

Nutzung, Verlängerung der Nutzungsdauer,

Verwertungsorientierter Rückbau

Neue Gebäude

z. B. Abfallvermeidung und

Ressourcenschonung durch entsprechende

Bauplanung und Produktgestaltung,

Hinterfragen von Neubauten

+ neue Kooperationen, neue Anforderungen an

Produkten und neue Geschäftsmodelle

+ Alternative Finanzierungsmodelle und

Einnahmemöglichkeiten

Introduction to the CE

Value chains

Business models

Radical innovation and collaborative design

processes

Communication

Life cycle perspective

Basics

Business Design Processes and materials

Design and development

Assessment and

Communication

Übersicht der KATCH_e Lehrmodule

KATCH_UP Board game

Value Chain and

Stakeholder Analysis

CE Strategist

Circularity Indicator

CE Analyst

Basics

Business Design

Assessment and

Communication

CE Designer

CE Journey

Übersicht der KATCH_e Tools

Vom Cradle to Gate Denken

Raw Materials

Manufacturing

Distribution

Use

End of Life

Zu neuen Wertschöpfungsbereichen

Raw Materials

Manufacturing

Distribution

Use / Share / Maintain / Repair

Redistribute / Reuse

Refurbish / Remanufacture

Material Recapture

„Uphill“ Ressourceneffiziente Herstellprozesse und

Produkte

„Downhill“ Ressourcen intelligent in Kreisläufen führen

„Tophill“ Ressourcen optimal und lange nutzen

Uphill - Strategien

Ziel Ressourceneffiziente

Herstellprozesse und Produkte

• Ressourceneffiziente Produktion

• Kreislauffähige Materialien

• Langlebiges und zeitloses

Produktdesign

• Kreislaufdesign

Einfluss der Produktplanung auf Umweltwirkung Quelle: Heßling, T. 2006

Tophill - Strategien

Ziel: Ressourcen optimal und

lange nutzen

• Lebensdauerverlängerung

• Produktorientierte PDL

(„Produktdienstleistung“)

• Nutzerorientierte PDL

• Ergebnisorientierte PDL

Car2Go Quelle: Yale Environment

Downhill - Strategien

Ziel: Ressourcen intelligent in

Kreisläufen führen

• Gebrauchtmarkt

• Wiederaufbereitung /

Remanufacturing

• Materialwiedergewinnung

Mazuma Mobile Quelle: Ellen MacArthur Foundation

Bsp: Clickbrick, NL

• Ziegel können ohne Mörtel verbaut werden

• Befestigung über rostfreie Stahlklemmen u. Halterungen

• geringer Materialeinsatz -> geringerer CO2-Fußabdruck, geringere Feuchtigkeit in der Bausubstanz

• einfach rückbaubar

• einfache Wiederverwendung

Bsp: Fischer Lightning, LED ReThinKit, NLD

• Weiternutzung von Halogenlampen Bestand

• Upgrade mit LED-kits kompatibel zu älteren Halogenfassungen

• Einsparung von Energie in der Nutzungsphase durch höhere Effizienz der neuen Leuchtmittel.

Source: https://tinyurl.com/ya3cda29

Fairphone II

• Modulares Design

• Reparaturfreundlich

• Ersatzteile

• Komponentenupgrade

Fairphone 2, Quelle: Wired Magazine

Nutzungsorientiertes Service Bsp – Hilti Fleet Management, LIE

• Individuelle Auswahl an Werkzeugen für eine monatliches Mietgebühr – Hilti bleibt in besitz deren Produkte.

• Vorteile: Kostenersparnis, Effizienz und Produktivität für beide Seiten.

• Führt zu einer höheren Kundentreue.

• Langlebige Produkte und eine hohe Produktqualität werden gefördert.

Source: https://tinyurl.com/ybsbztce

Flughafen Schiphol, Quelle: Lux Review

Ergebnis-orientierte Produktdienstleistung Bsp. Philips „pay-per-lux“

• Langlebiges Lampendesign mit geringem Energieverbrauch

• Philips verkauft Licht als Gesamtpaket (ergebnisorientierte PDL)

• Abnehmer bezahlt für Leistung (lux)

• Ressourceneinsparungen ergeben die Profitmarge

• Reparatur, Austausch und Rücknahme durch Philips

Materialrückgewinnung Bsp. – Gamle Mursten, DK

• Wiederverwendung alter Ziegel vom Rückbau

• 98% weniger Energieintensiv als neue Ziegel

• Prozess: Automatische Reinigung manuelle Sortierung automatisches aufschlichten

Source: https://tinyurl.com/yakgc3dh

Source: https://tinyurl.com/y9vydq74

Remanufacturing Bsp. Caterpillar

• Robuste Industriemotoren

• Neupreis inkludiert Pfand

• Motorenteile werden wiederaufbereitet

• Auf firmenfremde Komponenten ausgeweitet (Ford, Honeywell, etc.)

Quelle: Caterpillar

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Vorschau Webtools

Untereinander verlinktes Webtool-Paket zu folgenden Fragestellungen

Wie muss das Produktdesign angepasst um eine Kreislaufwirtschaft zu unterstützen?

CE Designer

Welche Potentiale ergeben sich daraus für das Geschäftsmodell?

CE Strategist

Welche Umwelteffekte können erwartet werden?

CE Analyst

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Vorschau Webtools – CE Analyst

Zweck:

Semiquantitatives Tool zur Priorisierung, Bewertung und Ideenfindung für kreislauforientiertes Produkt- und/oder Servicedesign.

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Vorschau Webtool – CE Designer

Schritt 1 – Select

Evaluierung der Relevanz der Produktdesign Strategien für das eigene Produkt

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Vorschau Webtool – CE Designer

Schritt 2 – Score

Bewertung der Erfüllung der ausgewählten Strategien des Referenzprodukts

Erkennen der relevanten Merkmale für die jeweilige Strategie

Link zu Business-Strategien

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Vorschau Webtool – CE Designer

Schritt 3 – Improve

Verbesserung der Merkmale

Mit Hilfe von allgemeinen Hinweisen und Best Practise Beispielen

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Vorschau Webtool – CE Designer

Schritt 4 - Summary

Gegenüberstellung der evaluierten Varianten

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Vorschau Webtools – CE Strategist

Zweck:

Tool hilft bei der Potentialerhebung von vorausgewählten nachhaltigen Business-Strategien, zeigt Best-Practice-Beispiele auf und hilft bei der Definition des Geschäftsmodells.

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Vorschau Webtool – CE Strategist

Schritt 1 – Status Quo Darstellung

Business Model Canvas zur Darstellung des gegenwärtigen oder eines vergleichbaren marktüblichen Geschäftsmodells

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Vorschau Webtool – CE Strategist

Schritt 2 – Potentialerhebung

Ermittlung von Wertschöpfungspotenzialen nachhaltiger, kreislauf-orientierter Business-Strategien über den gesamten Produktlebenszyklus

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Vorschau Webtool – CE Strategist

Schritt 2 – Potentialerhebung

Reflexion und Bewertung der Eigenschaften des gegenwärtigen Produkt-Systems bzw. Geschäftsmodells

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Vorschau Webtool – CE Strategist

Schritt 3 – Strategienauswahl

Reihung der relevanten Strategien nach ermitteltem Potential

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Vorschau Webtool – CE Strategist

Schritt 3 – Strategienauswahl

Mit Beispielen

Link zu relevanten Designstrategien und Kalkulationsmethoden in den anderen Webtools

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Vorschau Webtool – CE Strategist

Schritt 4 – „Circular Canvas“

Import der Felder aus Schritt 1

Einblendung von grünen Hinweisfeldern mit Einflussfaktoren (in Abhängigkeit der gewählten Strategien) auf die 9 Geschäftsmodellbausteine und hinzufügen neuer Felder

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Beispiel - Philips “pay per lux”

Schlüsselpartner Schlüsselaktivitäten

Schlüsselressourcen

Wertangebote Kundenbeziehungen

Kanäle

Kundensegmente

Einnahmequellen Kostenstruktur

Partner für Monitoring und Tracking?

Neue Aufgabenbereiche (Installation, Wartung, Austauch, etc.)

Neues Personal und Expertise

Exakte Abstimmung auf Kunden-erwartung (Licht statt Lampen)

Geringere Kosten

Rücknahme eröffnet neue Möglichkeiten

Langzeitbindung der Kunden

Neue Kundensegmente (v.a. B2B, B2G)

Vorfinanzierung der Produkte Kosten für Servicepersonal

Regelmäßige Serviceeinnahmen Positive Umwelteffekte durch Material und Energieeffizienz

Anwendung der Tool-Strategien:

• Anwendung von Designstrategien

• Beispiel Teppichboden

• Entwicklung neuer Geschäftsmodelle

• Beispiel Fenster

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www.katche.eu

Rainer Pamminger rainer.pamminger@tuwien.ac.at Stephan Schmidt stephan.schmidt@tuwien.ac.at