Zusammenfassung
Angesichts einer begrenzten Deponiekapazität der Erde und einer zunehmenden Kritikalität von Ressourcen und Lieferketten gewinnt die Kreislaufführung der Stoffflüsse zentrale Bedeutung. Der Abfall wird zum Wertstoff. Kenntnisse über seine stoffliche Zusammensetzung werden zum zentralen Ansatzpunkt der Steuerung umweltökonomisch effizienter Wertschöpfungskreisläufe. Durch die digitale Spiegelung der realen Prozesse wird dies möglich. Das Konzept des Total Design Management ermöglicht das simultane Optimieren von Werkstoff-, Produkt- und Recycling-Design. Nachhaltigkeit wird stringent in Bezug auf die durch den digitalen Raum gegebenen Systemgrenzen definiert. Aus volkwirtschaftlicher Sicht entsteht eine transaktionsökonomisch begründbare Abwägung zwischen internationaler Arbeitsteilung und Technologiesouveränität. Wie diese ausfällt, hängt stark von der Regulierung der Märkte und den Lieferkettenrisiken ab.
Abstract
In view of the earth’s limited landfill capacity and the increasing criticality of resources and supply chains, the recycling of the material flows is of central importance. Waste becomes a resource. Knowledge of its material composition becomes the central starting point for the control of eco-economically efficient value cycles. The digital mirroring of real processes in the sense of Industry 4.0 makes this possible. The concept of Total Design Management presented here enables the simultaneous optimisation of material, product and recycling design. Sustainability is strictly defined in relation to the system boundaries given by the digital twin. From an economic perspective, there is an economically justifiable trade-off between international division of labour and technology sovereignty. How this ultimately turns out depends heavily on the regulation of the markets and the supply chain risks.
Article PDF
Literatur
Acatech (2007), acatech diskutiert, Werkstoffe als Motor für Innovationen, Hartwig Höcker (Hrsg.), acatech workshop, Berlin, 17. Oktober.
Blum, U., T. Bahke und G. Eickhoff (2002), Normen und Wettbewerb, Beuth Verlag.
Blum, U. (2018), Der Kampf um Wertschöpfungsketten — Krieg gegen den Freihandel?, Wirtschaftsdienst, 98(10), 737–743.
Blum, U. (2020), Wirtschaftskrieg — Rivalität ökonomisch zu Ende denken, Springer.
Blum, U. und P. Boroskikh (2021), Mehrstufiges Recycling im System des Total Design Management: Das Zwiebelmodell, in U. Blum und R. W. Wehrspohn (Hrsg), Substitution, Recycling, Design und Nachhaltigkeit: Neue Wege der Werkstoffökonomik, Series in Political Economy and Economic Governance, 15.
Bocken, N. M. P., I. de Pauw, C. Bakker und B. van der Grinten (2016), Product Design and Business Model Strategies for a Circular Economy, Journal of Industrial and Production Engineering, 33(5), 308–320.
Büttner, P. und J. Gutzmer (2017), Re-Mining: Ressourcen aus Bergbauhalden, 248, in U. Blum (Hrsg.), Die Nutzung von Ressourcenknappheit — mehr als eine ökonomische Fragestellung, Series in Political Economy and Economic Governance, 10, 213–225.
Cludius, J., H. Hermann, F. C. Matthes und V. Graichen (2014), The Merit Order Effect of Wind and Photovoltaic Electricity Generation in Germany 2008–2016: Estimation and Distributional Effects, Energy Economics, 44, Juli, 302–313.
Coase, R. H. (1937), The Nature of the Firm, Economica, 4, 386–406.
Cossu, R. und I. D. Williams (2015), Urban Mining, Concepts, Terminology, Challenges, Waste Management, 45, 1–3.
Dietz, S. (2021), Designer tragen eine große Verantwortung (Interview), Magazin der Frankfurter Allgemeinen Zeitung, Januar, 30–32.
Ettenson, R., J. Krogstad und J. Shanteau (1987), Expert Judgment: Is More Information Better?, Psychology Reports, 60, 227–238.
EU (2020), Circular Economy Action Plan, https://ec.europa.eu/environment/circular-economy/ (22. Februar 2021).
Evans, D. S. (2003), The Antitrust Economics of Multi-Sided Platform Markets, Yale Journal on Regulation, 20(2), 325–382.
Evans, D. S. und R. Schmalensee (2010), Failure to Launch: Critical Mass in Platform Businesses, Review of Network Economics, 9(4), 1–26.
Fraunhofer-Verbund Materials, Materials Data Space® — Der Werkstoff wird digital, https://www.fraunhofer-materials-data-space.de/.
Greenhut, M., G. Norman und L.-S. Hung (1987), The Economics of Imperfect Competition: a Spatial Approach, Cambridge University Press.
Hoenderdaal, S., L. Tercero-Espinoza, F. Maerscheider-Weidemann und W. Graus (2013), Can a Dysprosium Shortage Threaten Green Energy Technologies?, Energy, 49, 344–355.
IMWS (2018), Sachsen-Anhalt beschließt Förderung für Fraunhofer-Pilotanlage CARBONTRANS in Leuna, 18. April, https://www.imws.fraunhofer.de/de/presse/pressemitteilungen/pilotanlage-carbontrans.html (16. Februar 2021).
Kahneman, D. und T. Tversky (1979), Prospect Theory: An Analysis of Decision under Risk, Econometrica, 47(2), 263–291.
Kerr, R. A. (2015), Wann wird Kupfer knapp, Spektrum der Wissenschaft, 1, 14–17.
Low, J. S. C., W. F. Lu und B. Song (2014), Methodology for an Integrated Life Cycle Approach to Design for Environment, Key Engineering Materials, 572, 20–23.
Perey, R., S. Benn, R. Agarwal und M. Edwards (2018), The place of waste: Changing business value for the circular economy, Business Strategy and the Environment, 27(5), 631–642.
Rajan, K. (2015), Materials Informatics: The Materials “Gene” and Big Data, Annual Review of Materials Research, 45, 153–169.
Ramakrishna, S., T.-Y. Zhang, W.-C. Lu, Q. Qian, J. S. C. Low, J. H. R. Yune, D. Z. L. Tan, S. Bressan, S. Sanvito und S. R. Kalidini (2018), Materials Informatics, Journal of Intelligent Manufacturing.
Reuter, M. A., A. v. Schaick und M. Ballester (2018), Limits of the Circular Economy, Fairphone Modular Design Pushing the Limits, World of Metals — ERZMETALL, 71(2), 68–79.
Rochet, J. C. und J. Tirole (2003), Platform Competition in Two-sided Markets, Journal of the European Economic Association, 1(4), 990–1029.
Schleich, B., N. Anwer, L. Mathieu und S. Wartzack (2017), Shaping the digital twin for design and production engineering, CIRP Annals — Manufacturing Technology, 66/1, https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01513846 (24. September 2019).
Sensfuß, F., M. Ragwitz und M. Genoese (2008), The Merit-Order Effect: a Detailed Analysis of the Price Effect of Renewable Electricity Generation in Spot Market Prices in Germany, Energy Policy, 36(8), 3086–3094.
Tseng, M. L., R. R. Tan, A. S. F. Chiub, C.-F. Chien und T. C. Kuo (2018), Circular Economy Meets Industry 4.0: Can Big Data Drive Industrial Symbiosis?, Resources, Conservation & Recycling, 131, 146–147.
VDI (2014), Studie Werkstoffinnovationen für nachhaltige Mobilität und Energieversorgung.
Vidal, O., B. Goffé und N. Arndt (2013), Metals for a Low-Carbon Society, Nature Geoscience, 6, 894–896.
Wang, Z., X. Yang, Y. Zheng, Q. Yong, H. Su und C. Yang (2014), Integrated Materials Design and Informatics Platform, within the Materials Genome Framework, China Science Bulletin, 59(15), 1755–1764.
Wehrspohn, R. B., W.-G. Drossel und R. Stauber (2018), Kritikalität seltener Erden, Fraunhofer Gesellschaft, Abschlussbericht, V, 370.
Williamson, O. E. (1985), The Economic Institutions of Capitalism: Firms, Markets, Relational Contracting, The Free Press.
Williamson, O. (2002), The Theory of the Firm as Governance Structure: From Choice to Contract, Journal of Economic Perspectives, 16(3), 171–195.
Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie (2013), 18 Factsheets zum Thema Mobiltelefone und Nachhaltigkeit.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Additional information
Der Verfasser dankt Manfred Füting für die intensive Diskussion beim Verfassen der Arbeit. Dem Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitalisierung des Landes Sachsen-Anhalt sei für die Förderung von Teilen dieser Forschung unter der Bewilligungsnummer I 108 gedankt.
Prof. Dr. Dr. h. c. Ulrich Blum ist Inhaber des Lehrstuhls für Wirtschaftspolitik und Wirtschaftsforschung an der Universität Halle-Wittenberg und Gründungsdirektor des Center for Economics of Materials (CEM) dort.
Rights and permissions
Open Access: Dieser Artikel wird unter der Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz veröffentlicht (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de).
Open Access wird durch die ZBW — Leibniz-Informationszentrum Wirtschaft gefördert.