Auch die Wirtschaftlichkeit stelle ein Problem dar. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, sei ein vielschichtiger Ansatz erforderlich, der technologische, regulatorische und wirtschaftliche Bereiche umfasst. Die Blockchain-Technologie könne Teil dieses Ansatzes sein, wie polnische Wissenschaftler*innen zeigen wollen. Der Artikel ist in „Energies“ erschienen.
Das mechanische Recycling könne durch Blockchain rationalisiert werden, indem eine transparente und unveränderliche Aufzeichnung des Abfalls von der Sammlung bis zum Recycling erstellt wird. So könnten Verunreinigungen reduziert und hochwertigere Rezyklate hergestellt werden. Blockchain könne auch Zahlungen für Recyclingdienste automatisieren und digitale Belohnungen bereitstellen, um bessere Sortier- und Recyclingpraktiken zu fördern und so die Gesamteffizienz und Rentabilität des mechanischen Recyclings zu verbessern.
Auch beim chemischen Recycling könnten Rückverfolgbarkeit und Qualitätskontrolle mittels Blockchain verbessert werden. Die Technologie könne die Zusammensetzung der Abfälle verfolgen und sicherstellen, dass diese für das chemische Recycling geeignet sind. Zudem könnte geprüft werden, ob die Produkte den erforderlichen Qualitätsanforderungen entsprechen.
Beim biologischen Recycling kann die Blockchain die Überwachung und Optimierung von mikrobiellen und enzymatischen Abbauprozessen erleichtern. Durch die Aufzeichnung von Daten über die Art und Menge der abgebauten Kunststoffe gewährleistet Blockchain eine genaue Verfolgung und Berichterstattung über die Recycling-Ergebnisse. Eine Blockchain-gestützte Rückverfolgbarkeit kann die Qualität und Reinheit der durch biologisches Recycling hergestellten Monomere zertifizieren und so ihren Marktwert erhöhen. Darüber hinaus kann Blockchain mit KI und IoT integriert werden, um die Effizienz biologischer Recyclingprozesse vorherzusagen und zu optimieren, was zu effektiveren und skalierbareren Abläufen führt.
Das Recycling von Kunststoffen stehe vor mehreren Herausforderungen. Dazu gehörten vor allem Probleme bei der Sortierung und Qualitätsverluste im Recyclingprozess. So sei eine genaue Sortierung erforderlich, um Verunreinigungen zu vermeiden. Die Kunststoffe müssten möglichst sortenrein erfasst werden, da eine Vermischung zu minderwertigen Rezyklaten führen kann. Zwar gebe es eine Reihe fortschrittlicher Technologien, diese erforderten aber zum Teil erhebliche Investitionen, was für viele Recyclinganlagen ein Hindernis darstellen könne. Verunreinigungen durch Lebensmittelreste, Etiketten oder andere Materialien würden das Recycling weiter erschweren und zum Teil umfangreiche Reinigungsprozesse erfordern. Zudem komme es beim mechanischen Recycling zu einer Reduzierung der Polymerketten.
Auch unter dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit gebe es Probleme. So sei die Herstellung neuer Kunststoffe oft billiger als das Recycling. Dies verhindere notwendige Investitionen in Recyclingtechnologien und -infrastrukturen. Zudem sei der Markt für Rezyklate volatil. Hinzu komme, dass mit den bestehenden Recyclingtechnologien nicht alle Arten von Kunststoffabfällen effizient verarbeitet werden können. Chemische Recyclingtechnologien seien hier zwar vielversprechend, befinden sich aber meist noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Auch regulatorische Herausforderungen gehörten dazu. Hier nennt der Bericht vor allem eine fehlende globale Standardisierung. Der Mangel an einheitlichen Vorschriften erschwere die internationale Zusammenarbeit und behindere die Entwicklung einer global integrierten Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe.
Schließlich spielten auch das Verhalten und das Bewusstsein der Verbraucher eine wichtige Rolle. Trotz des wachsenden öffentlichen Bewusstseins für die Kunststoffverschmutzung wüssten viele Verbraucher*innen nicht, wie sie Kunststoffe ordnungsgemäß entsorgen und recyceln können. Es bestehe ein großer Bedarf an Bildungsinitiativen und Anreizprogrammen. Ohne ein umfassendes öffentliches Engagement und eine Verhaltensänderung bleibe das Erreichen einer echten Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe eine gewaltige Herausforderung.
Bei der Kennzeichnung von Kunststoffen mit Wasserzeichen mithilfe der Blockchain-Technologie werden während der Herstellung digitale Markierungen oder Tags in die Kunststoffprodukte integriert. Diese digitalen Wasserzeichen kodieren wichtige Daten zu jedem Kunststoffartikel, einschließlich der Art des Materials, des Produktionsdatums, der Herstellerangaben und spezifischer Recyclinganweisungen. Die Daten werden dann in Formate wie QR-Codes oder RFID-Etiketten eingebettet, die physisch gedruckt und auf dem Produkt oder seiner Verpackung angebracht werden. Sobald das digitale Wasserzeichen erstellt ist, wird es in einer Blockchain registriert, womit der Lebenszyklus des Kunststoffprodukts von der Herstellung bis zur Entsorgung verfolgt werden kann.
Darüber hinaus helfen Blockchain-fähige digitale Wasserzeichen, Recyclingprozesse zu automatisieren und effizienter zu gestalten. Recyclingzentren, die mit der entsprechenden Scantechnologie ausgestattet sind, können die digitalen Wasserzeichen leicht lesen, um Kunststoffe entsprechend den eingebetteten Recyclinganweisungen genau zu sortieren, wodurch die Verunreinigung verringert und die Qualität der recycelbaren Materialien erhöht wird.
Das Konzept des digitalen Wasserzeichens für Kunststoffe, das durch die Blockchain-Technologie ermöglicht wird, ähnelt stark der Idee des digitalen Produktpasses. Beide Ansätze zielen darauf ab, wichtige Lebenszyklusinformationen in Produkte einzubetten, um die Rückverfolgbarkeit und Rechenschaftspflicht während ihrer gesamten Nutzungs- und Entsorgungsphase zu verbessern.
Die Implementierung von Blockchain für Kunststoff-Wasserzeichen ist jedoch nicht ohne Herausforderungen. Sie erfordert erhebliche Investitionen in Technologie und Infrastruktur sowie die Entwicklung von Industriestandards und die Akzeptanz durch die Regulierungsbehörden, um eine breite Akzeptanz zu gewährleisten. Darüber hinaus müssen die Sicherheit der Blockchain und der Datenschutz strikt eingehalten werden, insbesondere wenn das System sensible Informationen enthält.
Ein intelligenter Vertrag ist ein selbstausführender digitaler Vertrag, bei dem die Bedingungen des Vertrages direkt in Codezeilen geschrieben werden. Er wird in einem Blockchain-Netzwerk gespeichert und verwaltet. Intelligente Verträge werden zunehmend im Finanz- und Versicherungswesen bis hin zur Lieferkette und Immobilienwirtschaft eingesetzt, aufgrund ihrer Effizienz, Kosteneinsparungen und erhöhten Sicherheit.
Intelligente Verträge bieten mehrere Anwendungsvorteile für die Abfallwirtschaft. Diese Verträge können verschiedene Prozesse automatisieren und rationalisieren, wodurch sie effizienter, transparent und kostengünstig werden. Intelligente Verträge lösen automatisch Zahlungen aus, wenn bestimmte vordefinierte Bedingungen erfüllt sind. Außerdem können intelligente Verträge Pfandsysteme verwalten, bei denen Anreize für Bewohner und Unternehmen für das Recycling oder die ordnungsgemäße Entsorgung von Abfällen geschaffen werden.
Intelligente Verträge können auch die Datenerfassung und Berichterstattung an Regulierungsbehörden automatisieren. Diese Automatisierung stellt sicher, dass die Berichte in Echtzeit erstellt werden und immer auf den genauesten und aktuellsten Informationen basieren, was die Einhaltung von Umweltgesetzen und -vorschriften erleichtert.
Dezentrale Plattformen, die den Anwendungsbereich von Blockchain-Anwendungen weiter ausdehnen, können ganze Gemeinschaften in die Abfallbewirtschaftung einbeziehen. Dezentrale Anwendungen, die auf der Blockchain-Technologie basieren, werden zunehmend für ihr Potenzial zur Verbesserung der Bewirtschaftung von Kunststoffabfällen anerkannt, insbesondere zur Förderung von Nachhaltigkeit und Recycling. Diese Anwendungen arbeiten in einem dezentralen Netzwerk und werden von intelligenten Verträgen angetrieben, die die Ausführung vereinbarter Protokolle ohne Vermittler automatisieren und erzwingen.
Die Schaffung eines integrierten Ökosystems, das das Internet der Dinge, Datenanalyse, Blockchain-Technologie und künstliche Intelligenz (KI) kombiniert, kann die Effizienz und Nachhaltigkeit von Prozessen der Kunststoffabfallbewirtschaftung erheblich verbessern.
In der ersten Phase fungiert die Blockchain-Technologie als Kommunikationsbus, der die Integration verschiedener IoT-Lösungen fördert und als Plattform für die Ereignisprotokollierung dient. Darüber hinaus ist die Verwendung von Open-Source-Software und offenen Protokollen entscheidend, um die Interoperabilität und Flexibilität des Systems zu gewährleisten. Der Open-Source-Charakter von Blockchain-Umgebungen ermöglicht die Anpassung und Optimierung von Lösungen an die spezifischen Anforderungen des Kunststoffabfallmanagementsystems und gewährleistet, dass alle Komponenten des Systems effizient zusammenarbeiten können.
Sobald die Ereignisse von der Blockchain aufgezeichnet wurden, besteht der nächste Schritt in der Analyse der Daten mithilfe von KI-Algorithmen. Diese Algorithmen liefern wertvolle Erkenntnisse, sagen künftige Maßnahmen voraus und verbessern die Entscheidungsfindung bei der Bewirtschaftung von Kunststoffabfällen. Die Integration all dieser Technologien erfordert die Zusammenarbeit zwischen Kommunalbehörden, Technologieunternehmen, Abfallwirtschaftsunternehmen und lokalen Gemeinschaften. Sicherstellung der Offenheit des Systems, Datensicherheit und kontinuierliche technologische Aktualisierungen als Reaktion auf sich ändernde Bedürfnisse und Bedingungen sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Effektivität des Systems.
