Entwicklung eines Modells zur Analyse von Stakeholder-Interaktionen im Batterierecyclingprozess

Die Anwendung der Kreislaufwirtschaft im industriellen Kontext von automobilen Traktionsbatterien verspricht zahlreiche wirtschaftliche, ökologische und soziale Vorteile. Jedoch stehen diesen Vorteilen in Bezug auf die Realisierung bedeutende, unteranderem organisatorische und wirtschaftliche Herausforderungen gegenüber. Zur Lösung dieser Herausforderungen konzentrieren sich aktuelle Forschungsprojekte vornehmlich auf die Optimierung spezifischer Teilprozesse der End-of-Life-Phase des Batterierecyclings, wie etwa die Automatisierung der Materialextraktion oder die Umsetzung von Design-for-Recycling-Strategien. Es fehlt jedoch an einer umfassenden Analyse der wertschöpfenden Wechselwirkungen und Interdependenzen der beteiligten Akteure im gesamten Recyclingprozess. Im Beitrag wird vorgestellt, wie ein integratives Modell entwickelt werden kann das den Batterierecyclingprozess in der Europäischen Union als ein kohärentes Wertschöpfungsnetzwerk unterschiedlicher Akteure abbildet. Relevante Stakeholder – einschließlich Automobilproduzenten, Recyclingunternehmen, Second-Use-Unternehmen, Produktionsunternehmen und Logistikunternehmen – werden als individuelle Entitäten modelliert. Die wechselseitigen Abhängigkeiten sowie materiellen und monetären Flüsse zwischen diesen Stakeholdern werden durch das Modell im Gesamtzusammenhang kalkulierbar gemacht. Das Modell bildet damit die Basis zur Optimierung des Systemdesigns, um Kostensenkungen durch optimierte materielle Flüsse zu erreichen. Darüber hinaus können verschiedene Strate gien spieltheoretisch modelliert werden, um den ökonomisch und ökologisch effizientesten Gesamtprozess zu ermitteln sowie mögliche kritische Stellhebel für die identifizierten Stakeholder aufzuzeigen.

The application of circular economy principles in the industrial context of automotive traction batteries promises numerous economic, ecological, and social benefits. However, significant challenges, including organizational and economic hurdles, stand in the way of realizing these benefits. Current research projects predominantly focus on optimizing specific subprocesses in the end-of-life phase of battery recycling, such as automating material extraction or implementing design-for-recycling strategies. However, there is a lack of comprehensive analysis of the value-creating interactions and interdependencies among the involved actors throughout the entire recycling process. This paper presents the development of an integrative model that depicts the battery recycling process in the European Union as a coherent value network of various stakeholders. Relevant stakeholders - including car manufacturers, recycling companies, second-use companies, manufacturing companies, and logistics companies—are modeled as individual entities. The mutual dependencies, as well as material and financial flows between these stakeholders, are analyzed and made calculable within the overall context through the model. The model thus forms the basis for optimizing system design to achieve cost reductions through optimized material flows. Furthermore, various strategies can be modeled using game theory to determine the most economically and ecologically efficient overall process and to identify potential critical levers for the identified stakeholders.