Wer sich mit Biointelligenz beschäftigt, weiß: Es geht um das Zusammenspiel von Biologie, Ingenieurwissenschaften und Informationstechnik – Soft-, Hard- und Bioware. Doch wie wird aus dieser Technologiekonvergenz eine kreislauffähige Wertschöpfung, in der Rest- und Abfallstoffe zu zentralen Ressourcen werden? Genau diesen Zusammenhang beleuchtet der Beitrag »Die Rolle der Biologisierung für die kreislauffähige Wertschöpfung« von Johannes Full et al. im Handbuch Kreislauffähige Wertschöpfung, erschienen bei Springer als Open-Source-Veröffentlichung.
Handbuch Kreislauffähige Wertschöpfung
Kreislauffähige Wertschöpfung weist den Weg zu einem ressourcenschonenden, klimaneutralen und zukunftsfähigen Umgang mit Materialien und Produkten. Eine Wirtschaft, die auf geschlossenen Kreisläufen basiert, schafft die Grundlage für nachhaltige Entwicklung, sichere Arbeitsplätze und Wohlstand in Deutschland – und ist zugleich Schlüssel für internationale Wettbewerbsfähigkeit und technologische Souveränität.
Aus dieser Überzeugung ist das Handbuch Kreislauffähige Wertschöpfung entstanden. Denn die Transformation von einer Linearwirtschaft nach dem Prinzip »Produzieren – Kaufen – Nutzen – Wegwerfen« hin zu einer echten Kreislaufwirtschaft ist kein Selbstläufer. Sie verlangt einen grundlegenden Perspektivwechsel: Weg von der kurzfristigen Nutzung – hin zu langlebigen, reparierbaren, rückführbaren und neu nutzbaren Produkten und Materialien.
Damit dieser Wandel gelingt, müssen alle zentralen Elemente der Wertschöpfung in den Blick genommen werden – von der Produktentwicklung über Produktion und Nutzung bis zur Wiederverwertung und neuen Nutzung. Genau hier setzt das Handbuch an: In sechs Teilen und einem Ausblick führt es Schritt für Schritt durch die unterschiedlichen Perspektiven und Handlungsfelder der kreislauffähigen Wertschöpfung und bietet Orientierung für Unternehmen, Forschung, Politik und Gesellschaft auf dem Weg in die zirkuläre Zukunft. Neben der Digitalisierung ist die Biologisierung dabei eines der Schlüsselkonzepte für eine kreislauffähige Wertschöpfung.
Biointelligenz als Motor kreislauffähiger Wertschöpfung
Die Biologische Transformation ist einer der wichtigsten Innovationstreiber des 21. Jahrhunderts. Sie verbindet Bio‑, Ingenieur‑ und Informationswissenschaft. Damit entsteht ein neuer technologischer Raum, in dem Stoffkreisläufe geschlossen und Rest- und Abfallstoffe gezielt genutzt werden.
Zentral sind dabei drei Transformationspfade: Inspiration, Integration und Interaktion. Sie führen zu biointelligenten Technologien, die eine kreislauffähige Wertschöpfung tatsächlich möglich machen. Ein Beispiel: HyBECCS (Hydrogen Bioenergy with Carbon Capture and Storage). HyBECCS erzeugt Biowasserstoff aus biogenen Reststoffen und trennt das entstehende, biogene CO₂ für eine dauerhafte Speicherung ab. So wird Energie gewonnen und der Atmosphäre aktiv Treibhausgas entnommen.
Oder EnCAM und MyCAM. Diese Ansätze nutzen Enzyme oder Pilze, um biogene Nebenströme in der additiven Fertigung einzusetzen. Materialien werden gezielt geformt, können nach der Nutzung wieder zerlegt und erneut verwendet werden. Darauf bauen biointelligente Waste-to-X-Systeme auf: Sie bestehen aus vernetzten, zellulär organisierten Produktionseinheiten. Aus Rest- und Abfallstoffen stellen sie bedarfsorientiert eine Vielzahl von Produkten her – von Energie über Baustoffe bis zu Konsumgütern.
Auch nicht-biogene Kreisläufe lassen sich schließen: Biomining und Bioleaching gewinnen Metalle aus Erz oder Elektroschrott mithilfe von Mikroorganismen zurück. Das zeigt: Biologisierung verändert nicht nur Denkweisen, sondern führt zu ganz konkreten Innovationen. Gleichzeitig bleiben Herausforderungen: Reststoffströme müssen systematisch erfasst werden. Logistik und Gesetzgebung müssen mit heterogenen Materialien umgehen können. Und die Gesellschaft muss den Wandel von zentralen, linearen Geschäftsmodellen hin zu dezentralen, zirkulären Netzwerken mittragen. Eine ganzheitliche Betrachtung hilft, diese technischen, ökologisch-ökonomischen und sozialen Fragen zusammenzudenken – und sicherzustellen, dass biointelligente Wertschöpfungssysteme tatsächlich nachhaltig sind.
Möchten Sie Ihre Idee zur Biologisierung, Biointelligenz oder kreislauffähigen Wertschöpfung weiterentwickeln oder bewerten? Das Fraunhofer IPA berät Sie gerne und entwickelt individuelle Lösungen für Ihren Bedarf.
Kostenloser Download:
Das Handbuch Kreislauffähige Wertschöpfung ist im Springer Verlag erschienen. Herausgeber sind Robert Miehe (Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA), Alexander Sauer (Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA) und Katharina Hölzle (Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO).
Download: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-658-46549-0