Kreisläufe sind im Institut für Umwelt und natürliche Ressourcen der ZHAW ein zentrales Thema. Wasser aus dem Meer verdunstet, kondensiert zu Wolken, fällt als Regen auf die Erde, sammelt sich zu Seen und Flüssen und strömt zurück ins Meer: der Wasserkreislauf. Blätter fallen zu Boden, zersetzen sich, geben Nährstoffe frei und werden von den Wurzeln der Bäume und Sträucher wieder aufgenommen: der Nährstoffkreislauf. «Kreislaufwirtschaft hat für uns bisher vor allem bedeutet, Kreisläufe in Prozessen aus naturwissenschaftlicher Sicht zu optimieren», sagt Institutsleiter Rolf Krebs . «Die Wirtschaftlichkeit war da eher nachgelagert.» «Der Übergang zur Kreislaufwirtschaft braucht Lösungen, die ökologisch sinnvoll sind – aber auch technisch machbar und wirtschaftlich attraktiv.» Rolf Krebs, Leiter Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen, Departement Life Sciences und Facility Management So wie am Departement Life Sciences und Facility Management in Wädenswil klingt es auch in anderen Abteilungen der ZHAW: Das Thema Kreislaufwirtschaft ist in den letzten Jahren zwar immer wichtiger geworden, wurde aber bisher vor allem durch die eigene Departementsbrille betrachtet. «Der Übergang zur Kreislaufwirtschaft braucht aber nicht nur Lösungen, die ökologisch sinnvoll sind – sondern auch technisch machbar und wirtschaftlich attraktiv», betont der Dozent für angewandte Bodenökologie. Genau aus diesem Grund wird in diesem Herbstsemester der neue interdisziplinäre Masterstudiengang Circular Economy Management eingeführt. Geleitet wird er von Krebs gemeinsam mit Christian Zipper von der ZHAW School of Engineering und Christian Vögtlin von der ZHAW School of Management and Law. «Ressourcen sparen und Energie effizienter nutzen war schon Ende der achtziger Jahre ein Thema», sagt Christian Zipper, der Stoff- und Energieflussanalysen, Ökobilanzierung und Risikomanagement unterrichtet. Nur habe das, was wir heute Kreislaufwirtschaft nennen, damals eigentlich nur ressourcen- und energieintensive Branchen wie die Stahl- und Zementindustrie interessiert. «Im Vordergrund stand nicht die Umwelt, sondern der Wunsch, Kosten für Produktion und Entsorgung zu senken.» Seit einigen Jahren nimmt vor dem Hintergrund der allgegenwärtigen Debatte um die Folgen des Klimawandels und des Ressourcenverbrauchs laut dem promovierten ETH-Umweltnaturwissenschaftler in Unternehmen ganz grundsätzlich das Bewusstsein zu, dass man Rohstoffe zurückgewinnen und wiederverwerten kann und muss. «Die EU ist weiter als die Schweiz, wenn es darum geht, Produkte langlebiger, reparierbar und rezyklierbar zu machen.» Christian Zipper, Dozent für Stoff- und Energieflussanalysen, Ökobilanzierung und Risikomanagement, School of Engineering Es sind vor allem neue Gesetze und Regulierungen, die diese Entwicklung vorantreiben. «Gerade im Rahmen des Green Deal der Europäischen Union ist die Kreislaufwirtschaft ein grosses Thema», sagt Christian Vögtlin, Co-Leiter des Center for Corporate Responsibility an der School of Management and Law. Der Green Deal bündelt politische Initiativen mit dem Ziel, alle Mitgliedstaaten bis 2050 klimaneutral zu machen. Die EU ist aus seiner Sicht weiter als die Schweiz, wenn es darum gehe, das Wirtschaftswachstum von der Ressourcennutzung abzukoppeln und Produkte langlebiger, reparierbar und rezyklierbar zu machen, ergänzt Zipper. Etwa das sogenannte «Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz»: Grosse Unternehmen in Deutschland sind seit Anfang 2023 verpflichtet, nicht nur in ihren Werken faire, soziale und umweltfreundliche Bedingungen zu garantieren, sondern müssen diese entlang der gesamten Lieferkette sicherstellen. Wer also beispielsweise Bürostühle herstelle, müsse gewährleisten, dass auch der dafür verwendete Stahl oder die Baumwolle für die Stoffbezüge unter menschenwürdigen und nachhaltigen Bedingungen produziert wurden. Das Gesetz hat direkte Auswirkungen auf ein Exportland wie die Schweiz: Wer als Zulieferer für deutsche Grossunternehmen wie zum Beispiel Siemens produziert, werde diese Vorgaben künftig ebenfalls umsetzen müssen, gibt Zipper zu bedenken. «Ob es sich um einen Betrieb mit mehreren Tausend oder ein KMU mit zehn Angestellten handelt, spielt dabei keine Rolle.» «Unternehmen, die für ihre wenig nachhaltigen Praktiken bekannt sind, haben heute deutlich mehr Probleme bei der Personalsuche als früher.» Christian Vögtlin, Co-Leiter Center for Corporate Responsibility, School of Management and Law Den Wandel treiben aber nicht nur Gesetzgeber und grosse Unternehmen an, die exponierter und entsprechend grösserem Druck ausgesetzt sind und Reputationsrisiken fürchten. «Heute verlangen auch Konsumentinnen und Konsumenten immer öfter nach Produkten, die länger halten und sich reparieren lassen», sagt Vögtlin. Stellensuchende wollen nicht einfach irgendeine Arbeit, sondern eine sinnvolle Tätigkeit, die sie mit gutem Gewissen ausüben können. «Unternehmen, die für ihre wenig nachhaltigen Praktiken bekannt sind, das Dirty Business, wenn man so will, haben heute deutlich mehr Probleme bei der Personalsuche als früher.» Nicht zuletzt werde Nachhaltigkeit auch für Investorinnen und Investoren immer mehr zum entscheidenden Kriterium. So sehr die Kreislaufwirtschaft als Idee immer mehr in Unternehmen präsent ist: «An Fachkräften, die den Übergang begleiten können, fehlt es», weiss Vögtlin. Natürlich gebe es heute in vielen Betrieben bereits Nachhaltigkeitsbeauftragte. «Es braucht jedoch noch mehr Menschen, die ein transdisziplinäres und ganzheitliches Wissen über die Kreislaufwirtschaft mitbringen.» Neben technischen, wirtschaftlichen und naturwissenschaftlichen Fähigkeiten und Kenntnissen sind mehr denn je auch sogenannte Soft Skills gefragt, wie der habilitierte Betriebswirtschaftler ergänzt. «Die Wende zur Kreislaufwirtschaft setzt voraus, dass Gewohntes kritisch betrachtet und neu gedacht wird.» Genau da will der neue Masterstudiengang der ZHAW in die Bresche springen. «Wir wollen Fachleute ausbilden, die über ein breites Verständnis davon verfügen, was Kreislaufwirtschaft alles bedeutet», sagt Zipper. Das heisst: Studierende setzen sich etwa vertieft mit den natürlichen Kreisläufen sowie der Endlichkeit von Ressourcen auseinander. Phosphor, zum Beispiel, sagt Krebs, werde im grossen Stil abgebaut, sei es doch zentral für die Landwirtschaft als Düngemittel. «Wenn der Rohstoff erst einmal aufgebraucht ist, fehlt die Alternative.» Beim Phosphorrecycling nehme die Schweiz übrigens weltweit eine Vorreiterrolle ein: Ab 2026 muss Phosphor hierzulande aus Abwasser, Klärschlamm oder Klärschlammasche gewonnen und als Dünger stofflich verwertet werden. Zur Ausbildung gehört auch ein Überblick über verschiedene Instrumente zur Ökobilanzierung, sie messen die Nachhaltigkeit eines Produkts auch anhand seiner Auswirkungen auf die Umwelt. So sind zum Beispiel Elektroautos nur dann klimafreundlicher als herkömmliche Fahrzeuge, wenn die Energie im Tank nicht aus Kohle, sondern aus Wasserkraft oder anderen erneuerbaren Quellen kommt. Gleichzeitig erfahren Studierende viel über Materialeigenschaften und Produktionsprozesse. Was das bedeutet, erklärt Zipper an einem aktuellen Projekt der ZHAW, einem Velohelm aus Pilzmaterial: Angehende Spezialistinnen und Spezialisten in Sachen Kreislaufwirtschaft lernten entsprechend nicht nur die Charakteristiken herkömmlicher Materialien und deren Herstellungsart kennen, sondern auch jene nachhaltigerer Alternativen: Haben Pilze dieselben Dämpfungseigenschaften wie Styropor, bessere vielleicht sogar? Wie produziert man einen biologisch abbaubaren Velohelm? Welche natürlichen Beschichtungstechnologien gibt es, damit er dem Regen standhält? Nicht zuletzt: Wie bringt man, um beim Beispiel zu bleiben, einen solchen Helm aus Naturstoffen an die Velofahrerin und den Velofahrer? Was kostet seine Herstellung und welche Transformationsprozesse muss ein Betrieb dazu durchlaufen? Was für Normen muss er erfüllen, welche Tests bestehen? Wie verdient man mit einem Pilzvelohelm letztlich auch Geld? «Die Nachhaltigkeit eines Produkts allein reicht nicht aus, damit es auf dem Markt bestehen kann», gibt Vögtlin zu bedenken. «Es muss auch dieselbe Funktionalität und Qualität haben.» Arbeit dürfte es laut den Initiatoren des neuen Studiengangs für die künftigen Absolventinnen und Absolventen mehr als genug geben: Denn wo auch immer physische Produkte hergestellt werden, seien es Hörgeräte oder Smartphones, Velohelme oder Notizblöcke, wird sich in nächster Zeit einiges ändern müssen. Ümit Yoker

Wussten Sie, dass die Informatik mehr CO 2 verbraucht als die Luftfahrt? Wissenschaftler der englischen Universität Lancaster sind zu diesem Ergebnis gekommen. Oder dass nur 5 Prozent der Kosten eines Produkts auf dessen Entwicklung fallen – aber 80 Prozent der CO 2 -Emissionen hier bestimmt werden? Das steht in einer Publikation der Vereinten Nationen. Fakt ist: Es gibt in diesen Bereichen bezüglich Nachhaltigkeit noch viel zu tun. Zwei Lehrprojekte, die vom Sustainable Impact Program (SIP) unterstützt werden, arbeiten an vielversprechenden Lösungsansätzen. Im ersten Projekt geht es darum, einen Leitfaden zu erarbeiten, wie das Thema nachhaltige Kreislaufwirtschaft in allen studentischen Arbeiten des Institute of Product Development and Production Technologies (IPP) berücksichtigt werden kann. Es wird von Salome Berger und Jens Baier vom IPP und von Corinna Baumgartner vom Institut für Nachhaltige Entwicklung (INE) umgesetzt. Das Ziel der ergänzenden Aufgabenstellung ist eine bewusste Auseinandersetzung mit dem Thema. Aus dieser können neue Ideen und Lösungsansätze generiert werden, welche wiederum einen kontinuierlichen Wissensaufbau am IPP mit sich bringen. Dass Nachhaltigkeit und im Speziellen das Thema Kreislaufwirtschaft im Bereich Produktentwicklung nicht nur die Reduktion von Rohstoffen und Energie bedeuten, sondern einer Vielzahl weiterer Massnahmen bedürfen, davon ist das Projektteam rund um Jens Baier überzeugt. «Unsere Vision ist es, dass Industriedesignerinnen oder Produktentwickler in ihrem Entwicklungsprozess neben Funktionalität und Kosten auch Aspekte rund um eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft automatisch mitdenken.» Salome Berger, wissensschaftliche Mitarbeiterin, Institute of Product Development and Production Technologies Salome Berger sagt dazu: «Unsere Vision ist es, dass Industriedesignerinnen oder Produktentwickler in ihrem Entwicklungsprozess neben Funktionalität und Kosten auch Aspekte rund um eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft automatisch mitdenken.» So kann man viel bewirken: beispielsweise die Lebensdauer verlängern, Produkte modular aufbauen und damit besser reparierbar machen oder Rohstoffe wiederverwenden beziehungsweise gar zur Erde zurückführen. Um das komplexe Thema anwendbar zu machen, wurde ein Leitfaden entwickelt, der die Studierenden und Betreuenden bei der Berücksichtigung des Themas unterstützen soll. Als Arbeitstool dient hierbei ein Miro Board. Dort gibt es verschiedene Möglichkeiten, den für sich passenden Aspekt im Bereich nachhaltiger Kreislaufwirtschaft herauszufinden. So führen beispielsweise unterschiedliche Fragestellungen direkt zu den inhaltlichen Modulen. «Diesen Leitfaden möchten wir fortlaufend mit den Erkenntnissen aus den abgeschlossenen Arbeiten füttern», sagt Corinna Baumgartner. «Die Antworten auf viele Fragen müssen nämlich erst noch gefunden werden.» Das zweite Projekt, das an der School of Engineering gefördert wird, widmet sich der Nachhaltigkeit im Informatikstudium. In seinem Lehrprojekt thematisiert Josef Spillner den CO 2 -Ausstoss von cloudbasierten Onlinediensten. Wir verfügen in Echtzeit über immer mehr Daten – doch das kostet die Rechenzentren entsprechend viel Strom. Josef Spillner hat sich also überlegt, wie ÖV-Verbindungsauskünfte ökologischer werden könnten. Er erklärt: «Die Anbieter versorgen uns bei einer Anfrage mit Infos zu Verspätungen, Anschlussverbindungen, freien Plätzen und so weiter. Eine einzelne Anfrage braucht eine winzige Einheit Energie. In der Rush Hour multipliziert sich das aber um das Hunderttausendfache. So geht es plötzlich um viel.» «Es sind wunderbare, innovative Lösungen herausgekommen. Teils bereits besser als das, was auf dem Markt derzeit verfügbar ist.» Josef Spillner, Dozent, Forschungsschwerpunkt Distributed Systems Die Informatikstudierenden setzen sich deshalb in dem Wahlmodul jeweils mit einem Thema dieser Art auseinander. Im vergangenen Herbstsemester haben neun Teams das Problem der ÖV-Verbindungsauskünfte untersucht. «Dabei sind wunderbare, innovative Lösungen herausgekommen», bilanziert Josef Spillner. Teils bis zuletzt fertiggedacht und damit bereits besser als das, was auf dem Markt derzeit verfügbar ist. Ein Ansatz, der Josef Spillner besonders gefiel, arbeitete mit dem Prinzip der Adaptivität. «Die Studierenden sahen vor, Berechnungen nur dann anzustellen, wenn sie gebraucht werden. Sind die Züge tagsüber oder nachts fast leer, braucht es etwa die Info zur Waggonbelegung nicht. Am Feierabend hingegen schon.» Viele Berechnungen basieren zudem auf einer riesigen historischen Datenmenge und müssen nicht zwingend topaktuell sein. «Solche Auswertungen könnte man in regelmässigen Abständen dann machen, wenn viel Ökostrom vorhanden ist, beispielsweise an Sonnentagen.» Beide Lehrprojekte verbindet, dass sie kein Nischenphänomen bleiben möchten. Nachhaltigkeit soll bald ein integraler Bestandteil sein, wenn innovative Lösungen gesucht werden. Von den Studierenden von heute – oder eben den Berufsleuten von morgen. Rahel Lüönd

Wer Fleischersatzprodukte kauft, verfügt meist über ein hohes Umweltbewusstsein. Viel Verpackung, und vor allem Plastik, ist bei dieser Kundschaft verpönt. Dessen ist sich auch die Firma Planted bewusst. Das ETH-Spinoff produziert pflanzliche Nahrungsmittel aus Gelberbse, Hafer oder Sonnenblumen, die kaum zu unterscheiden sind von Pouletgeschnetzeltem oder Pulled Pork, und ist damit sehr erfolgreich. Die Portionen für Privathaushalte sind in Schalen aus rezykliertem PET erhältlich. Bei einer Online-Bestellung werden sie in einer Kartonbox mit Kühlelementen und Füllmaterial aus Altpapier geliefert. Nun will die Firma ihre Verpackungen noch umweltfreundlicher gestalten. «Dass verschiedene Fachrichtungen von Anfang an einbezogen werden, ist ein neues Vorgehen. Wir Fachleute sind oft gefangen in unserem Vorwissen.» Selçuk Yildirim, Leiter Forschungsgruppe Lebensmittelverpackung Im Rahmen des Projekts Sustainable Packaging Architecture (Sparc) haben sich Studierende nun Gedanken zu nachhaltigeren Verpackungen gemacht. Am Zurich Knowledge Center for Sustainable Development (ZKSD) diskutierten im letzten Herbst Angehörige des Instituts für Lebensmittel- und Getränkeinnovation, des Instituts für Angewandte Psychologie sowie der Zürcher Hochschule der Künste Vorschläge für zwei Projektpartner. «Dass verschiedene Fachrichtungen von Anfang an einbezogen werden, ist ein neues Vorgehen», sagt Selçuk Yildirim, Leiter der Forschungsgruppe Lebensmittelverpackung und Initiator des Projekts. Der Professor erhofft sich davon neue, unkonventionelle Ansätze. «Wir Fachleute sind oft gefangen in unserem Vorwissen.» In den drei Workshops entstand zum Beispiel die Idee, die Planted-Stücke zu vakuumieren. So würde weniger Kunststoff benötigt – sowohl im Herstellungsprozess als auch in der Endverpackung. Zudem haben die Studierenden ansprechende Kartonschachteln für die Aussenhülle gestaltet. Für den Online-Versand entwarfen sie modische wiederverwendbare Taschen und Rucksäcke aus rezyklierten LKW-Planen. Zudem führten sie Haltbarkeitstests durch. Das zweite Partnerunternehmen war die Firma Yasai , die im sogenannten Vertical-Farming-System Kräuter produziert. Die Pflanzen wachsen platzsparend in Hallen auf Regalen mit Nährlösungen. In den Verkauf gelangen die Küchenkräuter in Kartonpäcklein mit einem Kunststoff-Sichtfenster. Würde man dieses herausreissen, könnte der Karton im Prinzip rezyliert werden, sagt Selçuk Yildirim. Doch den meisten sei das wohl zu mühsam – wie bei den Teigwarenpackungen mit Sichtfenster oder den Yoghurtbechern mit Kartonhülle. «Der Grossteil dieser Verpackungen landet im Abfall.» Im Workshop entwickelten die Studierenden verschiedene Vorschläge für Kartonverpackungen ohne Sichtfenster, dafür mit perforierter, wieder verschliessbarer Öffnung und schönem Design – etwa der Zeichnung einer Rosmarin-Staude. Eine andere Idee war ein Sichtfenster, das beim Öffnen automatisch entfernt wird. Zudem entwarfen die Teilnehmenden schlichte, ästhetische Behälter, in denen die ganzen Pflanzen samt Wurzeln verkauft werden können. Würde man sie mit einer Nährlösung füllen, könnten sie zu Hause sogar weiterwachsen. Die Kundschaft könnte so auch im Winter Basilikum und Pfefferminz aus heimischer Produktion pflücken. Die Projektpartner seien bei der Schlusspräsentation sehr erfreut gewesen, sagt Yildirim. Pfannenfertige Lösungen seien aber nicht entstanden, und das sei auch nicht das Ziel gewesen. «Es ging darum, Wege aufzuzeigen und Denkprozesse anzuregen.» Die Entwicklung von Lebensmittelverpackungen ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Neben der Nachhaltigkeit sind hygienische Standards ein wichtiges Kriterium. Rezyklierter Karton zum Beispiel darf nicht direkt mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, sondern muss mit einer Folie überzogen werden. Eine Verpackung sollte zudem ansprechend gestaltet sein und gut beschriftet werden können. Auch die Vermeidung von Foodwaste ist ein grosses Thema: Dabei helfen zum Beispiel wiederverschliessbare Packungen oder mehrere Abteile, die einzeln geöffnet werden können – wie etwa bei Raclette-Käse. Mit den Bestrebungen, vom Plastik wegzukommen, gewinne Karton zunehmend an Bedeutung, erklärt Yildirim. Die Forschungsgruppe Lebensmittelverpackungen arbeitet deshalb an einer Folie, die zusammen mit dem Karton rezykliert werden kann. Auch Aludosen sollen dereinst ersetzt werden durch mit Folie überzogenem Karton. Wo es nicht ohne Kunststoffe geht, sollen Materialien aus organischen Stoffen zum Einsatz kommen. Andrea Söldi