E-Bikes und E-Cargobikes sind bereits heute fester Bestandteil unserer Mobilität. Mit der starken Verbreitung elektrisch unterstützter Räder geht die Frage einer ressourceneffizienten Verwertung nach der Erstnutzung einher. Im Verbundprojekt „LifeCyling²“ werden Lösungen für die ressourceneffiziente Nutzung der Räder und einzelner Komponenten entwickelt und erprobt. Hierzu gehört u.a. die Entwicklung von Informationsdiensten, Services, einem Geschäftsmodell sowie Recyclingmaßnahmen.
Ressourcenschonende Mobilität
Weltweit steigt das Verkehrsaufkommen für Individual-mobilität und Warendisposition an. E-Bikes und E-Cargobikes eignen sich, um insbesondere innerstädtische Mobilität emissionsärmer zu gestalten. Dem geringeren Ressourcen-einsatz während der Nutzungsphase von Pedelecs und E-Cargobikes stehen derzeit jedoch fehlende Lösungsansätze für die Weiternutzung ressourcen-intensiver Komponenten wie beispielsweise Akkus und der Verwertung des kompletten Fahrrades entgegen.
Da E-Bikes und E-Cargobikes zukünftig als Elektroschrott gelten, müssen Konzepte entwickelt werden, um einzelne Komponenten zielgerichtet zu recyceln oder in Zweitnutzungen zu überführen. Um die Ressourceneffizienz von E-Cargobikes über die Erstnutzung hinaus zu steigern, erforschen und erproben die Partnerinnen und Partner im Verbundprojekt "LifeCycling²" Lösungen für die gezielte Weiternutzung und Aufwertung von Produkten und Komponenten sowie für das Materialrecycling. Wirksamkeit und Innovationen sollen sich aus der interdisziplinären Zusammenarbeit und der starken Verknüpfung von Services und Produkten ergeben.
Lebenszyklusoptionen steuern
Das Verbundprojekt "LifeCycling²" zielt vor dem Hintergrund der zunehmenden Verbreitung von E-Cargobikes auf die Verbesserung der lebenszyklusübergreifenden Ressourceneffizienz ab. Es sollen technische Konzepte zur Verlängerung der Nutzungsdauer durch Produkt-Updates und Upgrades sowie zur Optimierung der Nutzungsintensität durch Sharing-Lösungen erarbeitet werden. Ergänzend werden Maßnahmen zur lebenszyklusorientierten Gestaltung von E-Cargobikes und Methoden für die Festlegung von Lebenszyklusstrategien entwickelt sowie organisatorische Maßnahmen für die gezielte Kreislaufführung von Elektronik-Komponenten untersucht. Die entwickelten Designkonzepte für Hard- und Softwaresysteme werden in Form von Demonstratoren für Pilotprojekte realisiert und praktisch erprobt. Es sollen des Weiteren technische Lösungen und Dienstleistungen als softwarebasierte Services entwickelt und erprobt werden, um Nutzungsverhalten und Ressourceneffizienz während der Erstnutzung durch Upgrades zu verbessern, um eine ressourceneffiziente Weiternutzung des gesamten Bikes oder einzelner Komponenten zu ermöglichen. Betrachtet werden hierbei die vier Handlungsfelder:
- Produkt: Aufwertung, Restwertbeurteilung und Zweitnutzung von E-Cargobikes.
- Komponenten: Rückführung und Umnutzung von Akkumulatoren sowie Antriebskomponenten.
- Material: Separation und Verwertung von Materialien.
- Information und Steuerung: Erfassung und Bereitstellung von Informationen zur Steigerung der
Ressourceneffizienz.
Ergebnisse (Stand Juni 2022)
Aufbauend auf den gemeinsam erarbeiteten Szenarien für den Einsatz von E-Cargobikes konnten im
Projekt bereits verschiedenste Konzepte zur Steigerung der Ressourceneffizienz von E-Cargobikes in
den Handlungsfeldern Produkt, Komponente - und hier insbesondere der Batterie -, App, Geschäftsmodelle und Kreislaufführung erarbeitet werden. Die Produktstruktur von E-Cargobikes wurde untersucht, um funktionale oder bauliche Abhängigkeiten zwischen einzelnen Modulen sowie Potentiale aufgrund heterogener Lebensdauern und -zyklusoptionen aufzudecken. Erkenntnisse aus diesen Analysen wurden genutzt, um Gestaltungsmaßnahmen wie Materialwahl, Füge- und Demontageprozesse für das E-Cargobike passend auswählen zu können. Hieran anknüpfend wurden Prozesse zur Kreislaufführung und Kriterien zur Entscheidung bzgl. Kreislaufführung erarbeitet.
Durch eine App (aktuell als Protoyp vorliegend) werden Nutzer:innen in der Nutzung von E-Cargobikes unterstützt. Beispielsweise wird die intensive Nutzung (und der Ersatz von Autofahrten) durch ein Punktesystem belohnt. Ebenfalls wird das Sharing von E-Cargobikes durch die App ermöglicht. Eine Erweiterung in Richtung anderer Mobilitätsträger oder auch anderer Gegenstände (bspw. Werkzeuge) ist denkbar. Auch im größeren Rahmen wird im Projekt an neuen Geschäftsmodellen geforscht. Für Miete, Sharing und Leasing wurden Business Model Canvases erarbeitet und diese Modelle werden hinsichtlich Marktpotential und Wettbewerb detailliert untersucht. Nachbarsysteme, wie das Laden von Batterien wurde in einem ersten Konzept eines Ladeschranks abgebildet. Auch hier geht es um die Möglichkeit, durch „Nutzen statt Kaufen“ mobiler zu sein
Lösungen in Pilotprojekten
Die Lösungsansätze werden in einem Verbund aus zwei Hochschulinstituten sowie vier Industriepartnern interdisziplinär erarbeitet und in Pilotprojekten erprobt. Aus den Pilotprojekten und Erkenntnissen werden allgemeingültige Handlungsempfehlungen, Strategien und technischeMaßnahmen sowie Prozesse für die Entwicklung und Realisierung von Produkt-, Komponenten- und Materialkreisläufen für E-Cargobikes abgeleitet. In das Verbundprojekt sind Forschende der Produkt- und Softwareentwicklung und der gesellschaftlichen Begleitforschung eingebunden. Die Industriepartner bringen Expertisen aus den Bereichen Recycling, Sicherheit von Akkumulatoren, Leasing und Service-Lösungen für E-Bikes und E-Cargobikes sowie Datenerfassung, -auswertung und -visualisierung ein.
Während der Projektbearbeitung sollen Verbände, Bürgerinnen und Bürger sowie Fahrradherstellende und Mobilitätsanbieter für die Erhebung von Anforderungen und Bewertung zukünftiger Einsatzszenarien für E-Cargobikes einbezogen werden.
Publikationen
Cudok A., Lawrenz, S., Rausch, A., Vietor, T.: Circular Economy Driven Communities – Sustainable Behavior Driven by Mobile Applications, In: Procedia CIRP, Volume 105, 2022, Pages 362-367, ISSN 2212-8271, https://doi.org/10.1016/j.procir.2022.02.060.
Cudok, A., Neugebauer, L., Vietor, T.: Increasing Acceptance for Refurbished Products at the Example of E-Cargo Bikes, In: Procedia CIRP, Volume 105, 2022, Pages 571-576, ISSN 2212-8271, https://doi.org/10.1016/j.procir.2022.02.095.
Krasteva, P., Cudok, A., Raulf, C., Huth, T., Vietor, T., Joachim, A. (2021). Vision Board. Zeitschrift für Zukunftsforschung, 1, (urn:nbn:de:0009-32-54552)
Projektflyer der Fördermaßnahme (deutsch / englisch) (März 2021)
Die Projektflyer bieten einen Einblick in die Inhalte und Ziele der ReziProK Projekte und stellen jeweils erste Ergebnisse vor.
Projektblätter der Fördermaßnahme (deutsch) (Dezember 2019)
Die Projektblätter bieten eine Kurzübersicht über die einzelnen Projekte und deren Ziele.
Beiträge zu der ReziProK Transferkonferenz im Juni 2022
Poster (Juni 2022)
Präsentation (Juni 2022)
Bildnachweis: NFF/Massel; TU Braunschweig/Cudok