ReCircE

Transparente Gestaltung von Stoffkreisläufen und Optimierung von Abfallsortierung mithilfe Künstlicher Intelligenz

Das EU-Klimagesetz verankert das Ziel für Europa, bis 2050 zum ersten klimaneutralen Kontinent zu werden. Dafür ist der Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft zentral und erfordert die Teilnahme aller relevanten Stakeholder.

Derzeit tauschen sich Produzenten, Entsorger und Recyclingbetriebe noch unzureichend aus, insbesondere über die tatsächliche Recyclingfähigkeit eines Produktes am End-of-Life. 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.

 

Projekt ReCircE hat zum Ziel, eine digitale »Lebenszyklusakte« zu entwickeln, um die Transparenz der Produktlebenszyklen zu erhöhen und so die Kreislaufwirtschaft zu verbessern.
Zeitplan 01.10.2020 - 30.09.2023
Forschungsverbund
  • Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS
  • Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI)
  • GreenDelta GmbH
    CIRECON - Circular Economy Services
  • TU Darmstadt - Fachgebiet Stoffstrommanagement und Ressourcenwirtschaft (SuR) 
Förderung Das Projekt wird vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz mit einem Fördervolumen von 1,8 Mio € gefördert.

 

Lösungsansätze

Der digitale Lebenszykluspass ermöglicht es verschiedenen Interessengruppen, produktbezogene Daten zu lesen und zu schreiben

DLCP (Digital Lifecycle Passport) – Reibungslose Informations-Vernetzung entlang der Wertschöpfungskette:

Der Digital Product Passport (DPP) ist ein EU-Konzept und wird in naher Zukunft eine gesetzliche Anforderung für Unternehmen darstellen, die digitalen Lebenszyklusdaten ihrer Produkte bereitzustellen. Diese Transparenz in den Produktdaten ist entscheidend, um den Übergang zur Kreislaufwirtschaft zu beschleunigen und Recyclingprozesse zu optimieren. In ReCircE legen wir daher einen starken Fokus auf spätere Lebenszyklusphasen wie Sortierung und Recycling. Deshalb nennen wir unsere Implementierung des DPP den Digital Lifecycle Passport. Dieser verbindet die Stakeholder entlang der Wertschöpfungskette und macht eine schnelle und effiziente Kommunikation unterschiedlicher Akteure möglich.

KI-basierte Sortierung:

Zur Sortierung des Abfalls kommt im Rahmen des Projekts die digitalisierte, sensorgestützte Sortieranlage des Fraunhofer IWKS zum Einsatz. Diese Anlage besitzt beliebig miteinander kombinierbare Sensoren zur Farb- bzw. Formerkennung, Nahinfrarot-Sensoren sowie Metalldetektoren. Auf Basis der Sensordaten und der Informationen aus der digitalen Lebenszyklusakte wird der Sortierprozess iterativ optimiert. Hierfür werden KI-Entscheidungsmodelle für Elektrokleingeräte entwickelt, die es erlauben, spezifische Sortierregeln, auch unter Einbezug von Hintergrundinformationen, wie Unverträglichkeiten zwischen Materialien, automatisch zu generieren. Mithilfe dieser datenbasierten Verfahren kann der Recyclingprozess entscheidend verbessert werden.

Darstellung des Material- und Informationsflusses bei der Sortierung von Elektro- und Elektronik-Altgeräten

Nachhaltigkeit - Ressourceneffiziente Optimierung von Stoffkreisläufen:

Der „Digital Lifecycle Passport“ und die KI-basierte Sortierung verbessern die Datengrundlage und damit die Qualität der Nachhaltigkeitsbewertung. Eine Integration zwischen DPP, Nachhaltigkeit und Sortierungs-Prozesse wurde entwickelt und validiert.