Digitale Produktpässe: Wegbereiter für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft

Weltweit steigt sowohl der Konsum von elektronischen Geräten – Smartphones, Kühlschränken und Akkuschraubern – als auch von Kleidungsstücken stetig an. Im Jahr 2022 kauften die Europäer durchschnittlich rund 19 Kilogramm Textilien und warfen etwa 16 Kilogramm davon weg.¹ Zudem entsorgt jeder EU-Bürger jährlich etwa 11,2 Kilogramm an Elektro- und Elektronikaltgeräten. Im Jahr 2022 wurden in der EU etwa 14,4 Millionen Tonnen Elektro- und Elektronikgeräte verkauft und 5 Tonnen Millionen E-Schrott gesammelt.²

Die Nachfrage der Verbraucher*innen und die Vielfalt der Produkte wachsen kontinuierlich. Der Anteil an nachhaltigen, reparatur- und recyclefähigen Produkten ist jedoch im Vergleich zu den Marktzahlen sehr gering. Die Zirkularität betrug 9,1 Prozent im Jahr 2018, 8,6 Prozent im Jahr 2020 und 7,2 Prozent im Jahr 2023.³

Um die Produktion, Nutzung und Wiederaufbereitung von kreislauffähigen Konsumgütern zu fördern, plant die Europäische Kommission die Einführung von digitalen Produktpässen (DPP). Ziel ist es, die Umweltauswirkungen von Produkten transparenter zu machen und eine längere Produktlebensdauer zu ermöglichen.

Der DPP wurde 2019 erstmals im EU Green Deal erwähnt und ist Teil der Sustainable Product Initiative. Die Ökodesign-Anforderungen umfassen neben Haltbarkeit, Reparierbarkeit und Recyclingfähigkeit auch Informationen zum CO2-Fußabdruck und Angaben zu Höchstgehalten an besorgniserregenden Stoffen, zur Ressourceneffizienz und zum Rezyklatanteil.⁴

Im Jahr 2023 lag der Anteil der Sekundärmaterialien, die nach ihrer Nutzungsdauer wieder in die Kreislaufwirtschaft zurückgeführt wurden, bei 7,2 %.³ | © Fraunhofer IZM

Von linearen zu zirkulären Geschäftsmodellen: Digitale Produktpässe als Schlüssel zur Wiederverwendung und Recycling

Digitale Produktpässe sollen umfassende Informationen bieten, die Konsumierenden, Herstellern, Reparaturdiensten und Recyclingunternehmen als Entscheidungshilfe dienen. Recyclingunternehmen erhalten wichtige Daten zu Wert- und Schadstoffen, die für eine effiziente Wiederverwertung entscheidend sind. Konsumierende profitieren von spezifischen Informationen, die ihnen helfen, fundierte Entscheidungen zur Pflege und Reparatur ihrer Geräte zu treffen.

Der DPP soll nicht nur statische Daten zum Zeitpunkt der Produktherstellung enthalten, sondern bietet auch die Möglichkeit über die gesamte Lebensdauer Daten zur Nutzung und Wartung sammeln, um einen lückenlosen »Lebenslauf« des Produkts zu gewährleisten. Um von den verschiedenen Akteur*innen genutzt werden zu können, muss der DPP technische Anforderungen erfüllen: Die enthaltenen Informationen müssen strukturiert, maschinenlesbar und durchsuchbar sein. Man kann sich den DPP als einen Transportcontainer vorstellen, der sämtliche Informationen sammelt und weitergibt.

Fahrplan für die Umsetzung des DPP | © Fraunhofer IZM

Forschungsbedarf

Der DPP befindet sich derzeit in der Entwicklung. Eine Schlüsselrolle spielte dabei das CIRPASS-Forschungsprojekt (Collaborative Standardization of a European Digital Product Passport for Stakeholder-Specific Sharing of Product Data for a Circular Economy), das von 2022 bis 2024 durchgeführt wurde. Ziel war es, die Grundlagen für die Einführung digitaler Produktpässe in der Europäischen Union zu schaffen. Im Rahmen des Projekts wurden Produktgruppen festgelegt, die zuerst geregelt werden sollen und die Informations- und Technikarchitektur des DPP entwickelt.

Batterien werden die erste Produktgruppe sein, für die 2027 ein DPP verpflichtend eingeführt wird ⁵, gefolgt von über 30 weiteren Produktgruppen, die in den darauffolgenden Jahren über einen DPP verfügen sollen. Zu den prioritären Produktgruppen zählen u.a. Textilien, Möbel, Spielzeuge und auch Elektronik.

An den Beratungen mit über 40 Interessengruppen, darunter Akteuer*innen seitens Produktion, Handel, Reparatur und Verbraucher, nahmen auch die Umweltexpert*innen für Elektronik des Fraunhofer IZM teil. Das Fraunhofer IZM bringt langjährige Erfahrung in der Ökobilanzierung von Elektronikprodukten mit und berät Unternehmen bei der Erstellung digitaler Produktpässe sowie der Erfüllung der ESPR-Anforderungen.

Gemeinsam mit den Projektpartnern wurden verschiedene Anwendungsfälle in den drei vorrangigen Sektoren – Batterien, Elektronik und Textilien – qualitativ analysiert. Ziel war es, die Vorteile und Hindernisse bei der Nutzung des DPP zu identifizieren. Außerdem sollte geklärt werden, welche technischen Module sinnvoll sind, wie ein solches System ganzheitlich gestaltet sein sollte und welche Informationen es enthalten muss.

2024 ist das Nachfolgeprojekt CIRPASS-2 gestartet. In dem dreijährigen Projekt werden DPP in der Praxis getestet, indem Anwendungsfälle für die Kreislaufwirtschaft in den Wertschöpfungsketten von Textilien, elektrischen und elektronischen Geräten, Reifen und Baumaterialien durchgeführt werden.

»Für diese Produktgruppen werden Indikatoren wie z.B. Haltbarkeit, Reparierbarkeit und Recyclingfähigkeit hinsichtlich ihrer Umweltrelevanz bewertet«, erläutert Eduard Wagner, Nachhaltigkeitsexperte am Fraunhofer IZM. »Je nach Produkt und Einsatzszenario sind die Indikatoren unterschiedlich zu gewichten.« Einwegtextilien wie Atemmasken müssen vor allem recyclingfähig sein. Andere Produkte hingegen müssen langlebig sein, aber nicht unbedingt reparierbar.

Um die Umweltauswirkungen zu ermitteln, führt das Fraunhofer IZM im Rahmen von CIRPASS-2 Impact Assessment Studien durch. Der Fokus liegt auf energieverbrauchenden Endverbrauchsprodukten wie Waschmaschinen, Kühlschränken und Klimaanlagen. »Wir betrachten auch industrielle Elektrogeräte wie große Wasch- und Geschirrspülmaschinen, um zu klären, ob sie einen digitalen Produktpass (DPP) benötigen und welche Anforderungen gelten. Ob diese Geräte einen DPP erhalten, ist noch offen«, führt Wagner auf Nachfrage aus.

Wettbewerbsvorteile durch Nachhaltigkeit

Der Beratungsbedarf steigt stetig an. Eduard Wagner erklärt: »Die großen Elektronikhersteller bereiten sich proaktiv auf den DPP vor.« Aktuell geht es bei den Anfragen, die die Umweltexpert*innen für Elektronik am Fraunhofer IZM erhalten, vor allem darum, die Mitarbeitenden auf das Thema Ökodesign vorzubereiten, weniger um die Ökobilanzierungen.

Wagner betont, dass jetzt der beste Zeitpunkt für produzierende Unternehmen ist, sich auf den DPP vorzubereiten. Dabei sollten sie überlegen, wie sie ihre Produkte verbessern können, welche Informationen künftig bereitgestellt werden müssen und wie sie sich darauf einstellen. Hersteller, die sich frühzeitig mit diesen Themen befassen und ihre Nachhaltigkeitsaktivitäten zeigen, können sich einen Wettbewerbsvorteil verschaffen. Dazu gehört auch, wie man elektronische Produkte haltbarer und recyclingfreundlicher gestaltet und dies kommuniziert.

Wertschöpfungsketten im Fokus: Austausch von Informationen zwischen Akteur*innen

Die verschiedenen Akteur*innen entlang der Wertschöpfungskette von Elektronikprodukten sollen untereinander Informationen in Form eines DPP austauschen. Dies schließt sowohl die Materialproduzenten als auch die Hersteller von Produkten bis hin zu den Recyclern ein. Der DPP soll nicht nur von den verschiedenen Akteur*innen eingesehen werden, sondern auch durch Maschinen und Anwendungssysteme lesbar sein.

Die harmonisierten und vergleichbaren Daten sollen nachhaltige Einkaufentscheidungen ermöglichen. Die Verbraucher*innen sollen zudem während der Nutzungsphase von Informationen zur Nutzung, Wartung und Reparatur profitieren. Für die sachgerechte Entsorgung des Abfalls bzw. das Recycling sollen Informationen zur Materialherkunft und -zusammensetzung sowie zur möglichen Wiederaufbereitung verfügbar gemacht werden.

Akteur*innen entlang der Wertschöpfungskette | © Fraunhofer IZM

Herausforderungen der Datenerhebung: Umweltschutz versus Datenschutz

Nicht alle Produkte sind für den DPP geeignet. In der ersten Phase werden Unternehmen zunächst einseitig Informationen an die Konsumierenden bereitstellen. Um neue zirkuläre Geschäftsmodelle zu entwickeln, wären Daten zum Nutzungsverhalten für Re-Commerce-Unternehmen hilfreich, beispielsweise Informationen über den Kaufzeitpunkt, den ersten Nutzungstag und den Zeitpunkt des ersten Ausfalls. Die Erhebung dieser Daten ist jedoch herausfordernd und setzt die Zustimmung der Konsumierenden voraus, welche Daten erfasst und verarbeitet werden dürfen. Die Umsetzung ist derzeit noch unklar.

Es muss eine Balance zwischen dem Nutzen für die Unternehmen und dem Schutz der Konsumierenden gefunden werden. »Der Umweltvorteil, der Schutz der Konsumenten und die wirtschaftlichen Vorteile für die Unternehmen werden in den Vorstudien zum DPP daher sehr genau analysiert, um nachhaltige und umweltfreundliche Produkte zu gestalten. Sobald Nutzungsdaten jedoch personenbezogen werden, gelten strenge Ausschlusskriterien«, fasst Wagner die Herausforderungen für die Betrachtung von Umwelteinfluss versus Datenschutz zusammen.

Inhaltliche und technische Grundlagen für transparente Produkt- und Umweltinformationen

Der DPP muss bestimmte Informationen enthalten und elektronisch über einen Datenträger z.B. in Form eines QR-Code-Labels oder RFID-Chips zugänglich sein. Der Datenträger muss auf dem Produkt, seiner Verpackung oder den dem Produkt beigefügten Unterlagen angebracht werden. Obwohl der DPP erst beim Verkauf des Produkts angebracht werden muss, enthält er bereits Informationen von den Zulieferern.

Um Umweltinformationen und den CO2-Fußabdruck darstellen zu können, müssen verschiedene Datenpunkte entlang der gesamten Wertschöpfungskette erfasst werden. Die meisten Informationen müssen von den Herstellern bereitgestellt werden, etwa zur Nachhaltigkeit der Inhaltsstoffe, den Herkunftsländern der Materialien sowie zur Reparier- und Recyclingfähigkeit des Produkts. Diese Daten sind relativ einfach zu sammeln.

»Eine detaillierte Ökobilanzierung gestaltet sich jedoch schwierig, da Informationen zu Prozessen sowie Energie- und Materialströmen zu Beginn der Wertschöpfungskette oft nicht leicht verfügbar sind, was zu Datenlücken führt«, erläutert Wagner die Herausforderung, die verzweigten Lieferketten im Detail nachzuvollziehen. Welche Prozesse wurden bei der Rohstoffgewinnung und Herstellung verwendet, welche Materialien und Ressourcen wurden benötigt, und welche Transportwege und -arten kamen zum Einsatz. Zudem erschweren Zuliefererwechsel, Produktvielfalt und Prozessvielfalt die Identifikation. Langfristig sollen zentrale Datensätze zur Berechnung bereitgestellt werden. In Diskussion sind nationale oder EU-Datenbanken.

Es wäre wichtig zu untersuchen, welche Technologien und Prozesse zur Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit von Lieferketten beitragen können. Dies könnte die Datenerhebung während der Produktion und in den Vorlieferketten verbessern und somit auch die digitalen Produktpässe unterstützen.

Vor der Einführung des DPP für Elektronik sind neben der Datenerhebung folgende Fragen zu klären: Welche Methode(n) zur Berechnung des CO2-Fußabdrucks werden verwendet? Wie werden Haltbarkeit, Wiederverwendbarkeit, Reparierbarkeit und Recyclierbarkeit ermittelt? Wie wird der Rezyklatanteil in Produkten verifiziert? Welche Materialinformationen sind für Recycler wichtig, um Schadstoffe von Wertstoffen zu unterscheiden?

Zusätzlich muss das Datenmanagement geregelt werden. Die Vergabe von Identifikationsnummern und die Kontrolle der Datenmenge sind grundsätzlich möglich. Allgemeine Informationen könnten in einem einheitlichen Datensatz für alle Produkte erfasst werden, während individuelle Daten, wie etwa Reparaturaufzeichnungen, in separaten Datensätzen dokumentiert werden könnten. Offen sind noch die Fragen zur Speicherung der Daten, deren Form, Sicherheitsmechanismen, Identifikation von Informationen, Zugriffsrechten und dem Vergleich der Daten mithilfe von Standards.

Neben inhaltlichen Anforderungen muss der DPP auch technische Anforderungen erfüllen. Die technische Infrastruktur des DPP basiert auf acht Modulen, die als technisches Skelett dienen. Die erforderlichen Standards werden bis Ende 2025 erarbeitet; erst danach kann der DPP technisch aufgebaut werden. Die Inhalte werden später in den delegierten Rechtsakten festgelegt.

Zirkuläre Geschäftsmodelle: Wie Reparaturhistorien den Markt verändern könnten

Die individuelle Erfassung der Nutzungs- und Reparaturhistorie von Elektrogeräten könnte neue Services der Hersteller eröffnen. Bei IoT-fähigen Geräten könnten die Nutzungszyklen dokumentiert und bei Bedarf automatisch Wartungsservices angeboten werden. Zum Beispiel könnte eine Waschmaschine bei Fehlern den Hinweis »Kundenservice kontaktieren« anzeigen, um einen Termin mit einem Techniker zu vereinbaren.

Auch im Zweitnutzungsmarkt zeichnet sich ein großes Potenzial ab. Die Umsetzung erfordert jedoch eine sorgfältige Entscheidung pro Produktgruppe, um den maximalen Nutzen zu erzielen. Re-Commerce-Unternehmen könnten durch den DPP nachvollziehen, wie oft ein Gerät genutzt wurde, etwa durch Ladezyklen von Batterien oder Waschzyklen von Waschmaschinen. Diese Informationen hülfen, den Wiederverkaufswert gebrauchter Produkte besser einzuschätzen. Verkäufer profitierten ebenfalls, da sie beispielsweise den optimalen Zeitpunkt für den Verkauf eines Smartphones bestimmen können, basierend auf Ladezyklen und Akkukapazität, um den bestmöglichen Preis zu erzielen.

Zusätzlich könnten Unternehmen, die elektronische Produkte aufbereiten, den Reparaturbedarf gezielt und effizient angehen. Die Dokumentation von Reparaturen, die während der Erstnutzung durchgeführt wurden, könnte den Marktwert steigern. Wenn beispielsweise der Motor einer Waschmaschine ersetzt wurde, könnte dies den Wert des Geräts erhöhen.

CIRPASS 2

Laufzeit:                                 05/2024 – 04/2027

Förderkennzeichen:              101158775 — CIRPASS-2 — DIGITAL-2023-CLOUD-DATA-04

Projekt-Webseite:                 https://cirpass2.eu/

Projektpartner: AOC Innovation, Arcelik, ASCDI, atma.io, BIOIS, circ.fashion, CIT, Cobuilder, CEA, DDCC, Digital Europe, E Circular Aps, Eon, Energy Web, Extra Red, F6S, FJBE, FINATEX, Fraunhofer, GEC, Gorenje, Global Textile Scheme GmbH, GS1 in Europe, Innovalia, IOXIO.io, Kezzler, maki Consulting GmbH, Michelin, MWX, Obada, PIA, PTB, Scantrust, TalTech, Textile Exchange, TNO, TripleR, VDE, whatt.io., Wordline France und ZVEI e.V..

Das Innovationsprojekt wird vom Programm »Digitales Europa« der Europäischen Kommission finanziert.

CIRPASS

Laufzeit:                                 10/2022 – 03/2024

Förderkennzeichen:              101083432

Projekt-Webseite:                 https://cirpassproject.eu/

Projektpartner: BAM, CEA, Chalmers Industriteknik, Circular Fashion, DKE, Digital Europe, E Circular Aps, Energy Web, ERCIM, F6S, Fraunhofer, GEC, GTS, Global Battery Alliance, GS1 in Europe, Innovalia, InnoEnergy, iPoint, Politecnico Milano, RBA, RISE, SLR, SyncForce, TalTech, Textile Exchange, TU Delft, Veltha, Wuppertal Institut und Worldline Mint.

Das Projekt CIRPASS wurde von der Europäischen Union gefördert.

Quellen:

¹ EEA Briefing (03/2025): Circularity of the EU textiles value chain in numbers

² Eurostat (2022)

³ Circle Economy. (2023). Circularity Gap Report 2023. Circle Economy.

⁴ VERORDNUNG (EU) 2024/1781 DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 13. Juni 2024 zur Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Ökodesign-Anforderungen für nachhaltige Produkte, zur Änderung der Richtlinie (EU) 2020/1828 und der Verordnung (EU) 2023/1542 und zur Aufhebung der Richtlinie 2009/125/EG. Artikel 5 Ökodesign-Anforderungen

⁵ Verordnung (EU) 2023/1542 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 12. Juli 2023 über Batterien und Altbatterien, zur Änderung der Richtlinie 2008/98/EG und der Verordnung (EU) 2019/1020 und zur Aufhebung der Richtlinie 2006/66/EG. Kapitel IX, Digitaler Batteriepass