Rezyklat statt Neuware: Weidmüller erschließt Schaltschränke als Materialquelle

In der heutigen Verwertung von Schaltschränken treffen zwei sehr unterschiedliche Ansätze aufeinander. Beim Massengeschäft werden komplette Schaltschränke zerkleinert und die enthaltenen Wertstoffe anschließend getrennt. Daneben gibt es Unternehmen, die gezielt wertvolle Komponenten ausbauen und weiterverkaufen. Dieses sogenannte Cherry Picking ist jedoch stark vom Wissen einzelner Fachleute abhängig und erfolgt weitgehend manuell.

Weidmüller möchte die Vorteile beider Wege zusammenführen. „Wir wollen keinen komplett neuen Kreislauf aufbauen. Wir wollen bestehende Verwertungswege so verbessern, dass mehr Komponenten und Materialien erhalten bleiben“, sagt Mark Edler, Head of Corporate Sustanability bei Weidmüller.

KI bewertet, welcher Weg sich lohnt

Ein ausgedienter Schaltschrank soll zunächst digital analysiert werden. Die KI erkennt, welche Komponenten verbaut sind, ermittelt ihren möglichen Wert und ordnet sie verschiedenen Verwertungswegen zu. Manche Bauteile könnten direkt wiederverwendet oder aufgearbeitet werden. Andere eignen sich für ein Remanufacturing, also eine industrielle Aufarbeitung in einen definierten Zustand. Erst wenn eine höherwertige Nutzung nicht sinnvoll ist, geht es ins Recycling.

Was sich weiterverwenden lässt, soll ein Roboter anschließend gezielt ausbauen. Andere Komponenten können weiter zerlegt werden, damit Materialien möglichst sortenrein zurückgewonnen werden.

Beim heutigen Schreddern geht diese Möglichkeit verloren. Der Schaltschrank wird zuerst zerstört, anschließend werden die Wertstoffe getrennt. Im GoProZero-Demonstrator soll dagegen schon vor der Demontage klar sein, welche Komponenten noch einen eigenen Wert besitzen und welche Materialien zurückgewonnen werden können.

Ob das funktioniert, hängt stark davon ab, welche Informationen über die verbauten Produkte verfügbar sind.

Was ein Roboter über einen 25 Jahre alten Schaltschrank wissen muss

Ein Schaltschrank kann 25 Jahre im Einsatz sein. Für viele seiner Komponenten wird es deshalb keinen digitalen Produktpass geben. Trotzdem benötigt die KI Informationen zu Materialien, Bauteilen und Einbauverfahren. Der Roboter wiederum muss wissen, wie eine Komponente befestigt ist, bevor er sie ausbauen kann.

Bei älteren Produkten greift Weidmüller deshalb auf Daten zurück, die bereits heute in Onlinekatalogen und auf Herstellerwebseiten verfügbar sind. Sie liefern beispielsweise Angaben zu Inhaltsstoffen, Komponenten oder Einbauverfahren.

Parallel hat das Projektteam einen Schaltschrank vollständig in einer Asset Administration Shell, der Verwaltungsschale für digitale Produkt- und Anlagendaten, abgebildet. An diesem Modell lässt sich erproben, wie Informationen aus einem künftigen digitalen Produktpass die Analyse und Demontage unterstützen.

„Beim digitalen Produktpass interessiert uns vor allem die Praxis: Reichen die Daten wirklich aus, damit die KI besser analysiert und der Roboter gezielter demontiert?“, sagt Edler.

Der Demonstrator liefert darauf eine konkrete Antwort. Gleichzeitig wird sichtbar, welche Angaben im digitalen Produktpass noch fehlen, wenn Produkte später automatisiert zerlegt, wiederverwendet oder recycelt werden sollen.

Wenn Rezyklat teurer ist als Neuware

Technisch hochwertiger zu recyceln, reicht Weidmüller allein nicht. Der Kreislauf muss auch wirtschaftlich funktionieren.

„Für uns geht es bei Kreislaufwirtschaft zuerst um die Kosten. Im besten Fall sind Materialien aus dem Kreislauf günstiger als Neuware“, sagt Edler.

Besonders relevant ist sogenanntes Post-Consumer-Material: Rohstoffe, die aus Produkten zurückgewonnen werden, nachdem diese bereits genutzt wurden. Mit der Wiederverwertung eigener Produktionsreste hat Weidmüller bereits Erfahrungen gesammelt. Schwieriger ist es, geeignete Materialien aus Produkten zurückzugewinnen, die beim Kunden im Einsatz waren.

Nach den bisherigen Erfahrungen des Unternehmens kostet geeignetes Post-Consumer-Rezyklat häufig mehr als Neuware. Gleichzeitig rechnet Weidmüller damit, dass die Nachfrage nach diesen Materialien steigt und Unternehmen künftig größere Rezyklatanteile in ihren Produkten nachweisen müssen.

Für Weidmüller können ausgediente Schaltschränke deshalb zu einer zusätzlichen Materialquelle werden. Das Unternehmen möchte frühzeitig eigene Zugänge zu Post-Consumer-Material erschließen, bevor die Nachfrage weiter steigt und geeignete Rezyklate möglicherweise knapp werden.

Auch der Weiterverkauf einzelner Komponenten kann zusätzliche Erlöse bringen. Für Weidmüller ist das allerdings eher ein Zusatzgeschäft. Im Mittelpunkt steht die Frage, ob sich Materialien und Bauteile wirtschaftlich in hochwertige Kreisläufe zurückführen lassen.

Kompetenzen, die ein Unternehmen nicht allein vorhalten kann

Der Ansatz verlangt Know-how aus sehr unterschiedlichen Bereichen: Kreislaufwirtschaft, Geschäftsmodellentwicklung, Produktdaten, Künstliche Intelligenz und Robotik. Weidmüller kann nicht alle dafür benötigten Kompetenzen und personellen Ressourcen selbst vorhalten.

Im GoProZero-Konsortium kommen diese Fähigkeiten zusammen. Forschungspartner bringen unter anderem Expertise in Robotik und KI ein, Unternehmen diskutieren Geschäftsmodelle und Erfahrungen mit zirkulären Ansätzen.

„Ohne it’s OWL und das Projekt GoProZero würden wir uns mit dem Thema heute nicht in dieser Tiefe beschäftigen. Gerade Kompetenzen in Robotik und KI könnten wir intern so schnell und unkompliziert nicht abdecken“, sagt Edler.

In sechs Leuchtturmprojekten erproben CLAAS, DENIOS, GEA, HARTING, WAGO und Weidmüller unterschiedliche Wege zur zirkulären Wertschöpfung. Unterstützt werden sie vom Heinz Nixdorf Institut, dem Fraunhofer IEM, dem Fraunhofer IOSB-INA, der Hochschule Bielefeld, der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe und der Universität Bielefeld. Das Projekt schafft einen vorwettbewerblichen Raum, in dem die Partner Erfahrungen teilen und neue Ansätze gemeinsam testen können.

Die Fragestellungen aus dem Weidmüller-Demonstrator reichen über den Schaltschrank hinaus. Auch bei anderen langlebigen Industrieprodukten muss entschieden werden: Welche Komponenten lassen sich noch nutzen? Welche Informationen braucht eine automatisierte Demontage? Und wann lohnt sich Wiederverwendung gegenüber Recycling?

Solche Erkenntnisse will das Technologie-Netzwerk it’s OWL aus den einzelnen Anwendungen herauslösen und für weitere Unternehmen nutzbar machen.

Vernetzen, einfach anfangen, Produktdaten verbessern

Unternehmen, die selbst mit Kreislaufwirtschaft starten möchten, rät Edler vor allem von einem zu komplexen Einstieg ab. Rückhollogistik, geschlossene Kreisläufe und neue Geschäftsmodelle gleichzeitig aufzubauen, könne gerade am Anfang schnell überfordern.

Seine Empfehlung ist deutlich einfacher: „Vernetzen, einfach anfangen und die Produktdaten auf Vordermann bringen.“

Gerade bei langlebigen Produkten ist der letzte Punkt entscheidend. Ältere Produktdaten sind laut Edler nicht immer vollständig, korrekt oder ausreichend digital verfügbar. Für den Weidmüller-Demonstrator hat das unmittelbare Folgen: Die KI muss erkennen können, was verbaut ist, und der Roboter muss wissen, wie sich eine Komponente ausbauen lässt.