KOSEL: Die Kreislauforientierte Open-Source-Plattform

Fahrzeuge verursachen Emissionen. Nicht erst, wenn sie auf der Straße unterwegs sind, sondern (und das gilt gerade für E-Fahrzeuge) schon bei ihrer Produktion. Die Fertigung neuer Bauteile bedient sich kontinuierlich an den endlichen Ressourcen unseres Planeten.

Das Ziel einer möglichst langen und nachhaltigen Nutzung eines hergestellten Produkts scheitert in der Automobilindustrie zumeist daran, dass Fahrzeugkonzepte und ihre darin integrierten Bauteile nicht auf Wiederverwendbarkeit ausgelegt sind.

Dieser Single-Use-Ansatz sorgt dafür, dass viele Autos nach nicht einmal 15 Jahren verschrottet oder exportiert werden.

Das bedeutet: Ressourcenverschwendung, hohe Kosten und ein riesiger ökologischer Fußabdruck.

Werden Einzelteile so konstruiert, dass sie modular aus- und einbaubar sind, können viele aufgewendete Ressourcen um Jahre länger im Kreislauf bleiben.

Der Ansatz einer Open-Source-Modulbauweise ist relevant, da

• der Bau von Neu-Teilen den “CO2 Rucksack” eines Fahrzeugs schon bei der Produktion füllt.
• die meisten bislang entwickelten Fahrzeugkonzepte keine einfache Demontage ermöglichen.
• die Produktion, Nutzung und Entsorgung von Fahrzeugen mit negativen Auswirkungen auf die Umwelt einhergeht.
• vorhandene Ressourcen endlich sind.

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KOSEL ist eine neuartige, besonders langlebige Fahrzeugplattform, die die Produktion einer breiten Palette von Fahrzeugen basierend auf einer modularen Architektur ermöglicht.

Die Vorteile:

• CO2-Emissionen werden durch Wiederverwendung signifikant gesenkt.
• Eine Wiederverwendung von Einzelteilen auch nach dem Fahrzeuglebenszyklus ist günstiger als ihre Neu-Produktion.
• Modulare Bauteile können einfach demontiert und neu installiert werden – ihre Gesamtlebensdauer steigt.
• Ressourcen werden verantwortungsvoll geschont.

Ein Update des Fahrzeugs ist über Open-Source-Schnittstellen jederzeit möglich.

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Autos als Klimasünder abzustempeln, ist leicht: Ihre Produktion ist energie- und ressourcenintensiv. Mit der Elektrifizierung verschiebt sich der Schwerpunkt des CO2-Fußabdrucks weg von der aktiven Nutzung hin zur Produktion des Fahrzeugs. Ein weiteres Problem ist die oft nur kurze Nutzungsdauer – Fahrzeuge haben heute eine Nutzungsphase von nur wenigen 1000 Stunden.

Eine möglichst lange Lebensdauer von Fahrzeugen sorgt hingegen dafür, dass diese negativen Auswirkungen auf die Umwelt reduziert werden

können. Ein längerer Lebenszyklus ist zudem nicht nur ökologisch, sondern auch wirtschaftlich von großem Vorteil.

Das Konzept der Wiederverwendung hat sich bereits in vielen Branchen etabliert: Aus LKW-Planen werden Taschen, aus Plastikflaschen werden Schuhe und Jacken, aus alten Kleidern wird Fahrzeugisolierung. Noch einen Schritt weiter geht ein kreislaufgerechter Open-Souce-Baukasten. Hierbei müssen einzelne Bauteile nicht durch einen Recyclingprozess laufen, sondern können in ihrer Ganzheit nach einem kostengünstigen Remanufacturingprozess weitergenutzt werden. Das gelingt etwa durch den Einsatz korrosionsbeständiger und ermüdungsarmer Werkstoffe wie Faser-Kunststoff-Verbunde. Die Bauteile werden über standardisierte Schnittstellen miteinander verbunden. Eine regelmäßige Neuproduktion verschiedener Komponenten wird so überflüssig und ein problemloses Austauschen von Modulen möglich.

Diese Art des Remanufacturing und der Wiederverwendung stellt ein nachhaltiges Konzept für Ressourcenschonung und ein zukunftsfähiges Beispiel für Kreislaufwirtschaft dar.

Das Projekt “KOSEL” wurde von der EDAG Group gemeinsam mit den Partnern INVENT GmbH, Fraunhofer IWU, Röchling EP, BSMRG GmbH, Hochschule Emden-Leer und TU Dresden mit Förderung des BMBF durchgeführt.

Die innovative und kreislaufgerechte Baukasten-Lösung für eine Fahrzeugplattform für elektrisch angetriebene Pool-Fahrzeuge zeigte Wirkung auf vielen Ebenen.

Mit einer Lebensdauer von bis zu 1 Mio. Kilometern, sowie bis zu 30 Jahren kann der CO2-Fußabdruck deutlich gesenkt werden. Das modulare System ermöglicht zudem eine flexible Nutzung des Fahrzeugs als Transporter oder zur Personenbeförderung.

Bei einem Defekt oder Abnutzung können einzelne Komponenten oder ganze Fahrzeugsegmente einfach ausgetauscht werden. Reparaturkosten bleiben so gering. Dazu trägt auch der Verzicht auf Neuproduktion bei, der eine deutliche Kostensenkung über die Gesamtnutzungsdauer eines Fahrzeugs und der gesamten Fahrzeugflotte ergibt. Das wiederum wirkt sich positiv auf die Wettbewerbsfähigkeit des Flottenbetreibers aus.

Bleibt der Aspekt der positiven Auswirkung auf die Umwelt: Der Lehrstuhl für Umweltökonomie der TU Dresden konnte hier in einer Betrachtung über drei Fahrzeuglebenszyklen in 30 Jahren zeigen, dass sich signifikante Vorteile ergeben, wenn der Produktlebenszyklus von einzelnen Komponenten über mehrere Fahrzeuggenerationen verlängert wird. Verglichen wurden sowohl unterschiedliche Materialauswahl, als auch die Möglichkeit zur Kreislaufführung. Hierbei ist zu beachten, dass nicht alle Materialkombinationen die erforderliche Lebensdauer zulassen.

Das Ergebnis spricht für sich: Die auf den Baukasten bezogene Betrachtung zeigt eine Reduktion von über 60 Prozent, die sich insbesondere aus der Kreislaufführung ergibt. Es zeigt sich somit ein entscheidender Vorteil für die Umwelt, der sich nur über Kreislaufwirtschaft realisieren lässt.

Diese Ergebnisse wurden 2023 mit dem Sustainability Award in Automotive von der ATZ ausgezeichnet.