Het NWO-project Circular Circuits werkt aan volledig circulaire elektronica, van betere recycling en ontwerp tot nieuwe businessmodellen.
Ieder jaar neemt de hoeveelheid materialen die nodig is voor elektronicaproductie toe. Dat leidt tot schaarste, met geopolitieke, economische en technologische gevolgen. Het zet bovendien de energietransitie onder druk. Op de werkvloer vertaalt dit zich naar verstoringen in de toeleveringsketen, prijsstijgingen van halffabricaten en in sommige gevallen zelfs tot gebrek aan cruciale onderdelen. Naast deze risico’s geven het storten en verbranden van elektronica aanzienlijke milieuschade, en worden niet alle materialen gerecycled. Om die redenen heeft de EU een verordening aangenomen voor kritieke grondstoffen.
Door elektronica circulair te ontwerpen, kunnen verschillende van deze problemen tegelijk worden aangepakt. Daarom is binnen het Perspectief-programma van de NWO, Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek, Circular Circuits opgezet. Het doel van dit onderzoeksproject is de ontwikkeling van een volledig circulaire generatie elektronica. Het project levert een cruciale bijdrage aan het Nederlandse overheidsprogramma ‘Nederland Circulair in 2050’ waarbij zestien bedrijven betrokken zijn. Het loopt van 2023 tot 2027 en de eerste resultaten zijn al binnen. Circular Circuits richt zich onder meer op het kwantificeren van de totale hoeveelheid elektronica in onze samenleving, het ontwerpen van elektronica voor recycling, en het ontwikkelen van nieuwe circulaire businessmodellen.
Hoeveelheid elektronica in onze samenleving
Tussen 2006 en 2021 is 57 procent van de 33 miljoen ton aan afgedankte elektrisch en elektronisch apparaten (AEEA) in de EU nooit in formele recyclingsystemen terechtgekomen. Slechts 26 procent van de chemische elementen in afgedankte elektronica werd teruggewonnen, waarbij kritieke grondstoffen het slechtst scoorden vanwege beperkingen in de recyclingtechnologieën van nu.
De belangrijkste oorzaak van het verlies van veel waardevolle chemische elementen is de onvoldoende inzameling in alle Europese lidstaten. Niet-ingezamelde AEEA, zoals platte beeldschermen en verlichtingsarmaturen, bevatten grote hoeveelheden waardevolle en essentiële grondstoffen die het tekort aan kritieke materialen zouden kunnen verlichten.
Vooruitgang hangt af van een betere tracking van AEEA-stromen. Uit onze recente publicatie blijkt dat de openbaar beschikbare gegevens in Nederland een dergelijke uitgebreide monitoring mogelijk maken. Deze gegevens worden vrijwillig gerapporteerd door producentenverantwoordelijkheidsorganisaties, en stelden ons in staat om zestien van de zeventien voorraden en -stromen AEEA voor 2022 te kwantificeren. Dat toont het grote succes aan van de Nederlandse AEEA-monitoring. Wel blijft grensoverschrijdende e-commerce een belangrijke blinde vlek in de monitoring van e-waste. Bekijk de gegevens zelf in het interactieve online dashboard.
Elektronica ontwerpen met het oog op recycling
Het ontwerpen van elektronica met het oog op recycling is essentieel in de transitie naar een circulaire economie. Het doel van dit onderzoek is het ontwikkelen van een ontwerpmethode die productontwerpers ondersteunt bij het creëren van beter recyclebare elektronica. En dat zonder afbreuk te doen aan andere prioriteiten zoals repareerbaarheid en duurzaamheid. Dit omvat een kritische evaluatie van bestaande ontwerpmethoden en richtlijnen. Én fundamenteel onderzoek naar welke ontwerpkeuzes recyclebaarheid verbeteren of juist hinderen. Partijen versnipperen hiervoor verschillende typen elektronische producten vmet industriële shredders. Dat maakt onderzoek mogelijk naar hoe specifieke ontwerpbeslissingen de recyclingresultaten beïnvloeden.
Samenwerking met consortiumpartners, waaronder fabrikanten en recyclers, zorgt ervoor dat de ontwikkelde methode zowel gebaseerd is op de huidige recyclingpraktijken als bruikbaar is in ontwerpprocessen. Tegelijkertijd zorgen deze inzichten uit onderzoek naar opkomende recyclingtechnologieën, waaronder lopend onderzoek in dit project, dat de methode niet alleen vandaag relevant is, maar ook in de toekomst. Het uiteindelijke doel is een ontwerpmethode die ontwerpers helpt om elektronische producten nu én in de toekomst eenvoudiger recyclebaar te maken.
Nieuwe businessmodellen
Onderzoek naar nieuwe businessmodellen richt zich steeds meer op de rol van circulaire businessmodellen (CBM’s) binnen industriële ecosystemen. De Nederlandse elektronica-industrie zet al jaren stappen richting circulaire praktijken en technologieën. Maar hoge kosten, complexe waardeketens en beperkte samenwerking tussen partijen vormen vaak een belemmering voor de implementatie.
Uit een ingebedde casestudy onder achttien deelnemers aan het ecosysteem, waaronder OEM’s, recyclers, reparateurs en beleidsmakers, blijkt dat er verschillende types CBM’s zijn ontstaan. Deze richten zich onder meer op reparatie, recycling en productie, maar er zijn ook collaboratieve CBM’s waarbij OEM’s, logistieke dienstverleners en servicepartners betrokken zijn.
De belangrijkste drijfveren voor circulariteit in dit ecosysteem zijn EU-wetgeving, financiële prikkels en technologische vooruitgang. Daartegenover staan hardnekkige barrières zoals hoge operationele kosten, certificeringseisen, retourlogistiek en problemen met datatransparantie. Juist daarom blijken gezamenlijke CBM’s en samenwerkingsverbanden essentieel om deze barrières te overwinnen. Effectieve coördinatie tussen belanghebbenden kan duurzame innovatie versnellen en circulaire praktijken in industriële ecosystemen mogelijk maken.
Pablo Ilgemann, promovendus CML (Centrum voor Milieuwetenschappen Leiden), Universiteit Leiden
Nils Pauliks, promovendus CML (Centrum voor Milieuwetenschappen Leiden), Universiteit Leiden
Dorien van Dolderen, promovendus Industrial Design, Technische Universiteit Delft.
Meihui Jiang, promovendus Rotterdam School of Management, Erasmus Universiteit Rotterdam
Jan-Henk Welink, Materials Science and Technology, Mechanical Engineering, Technische Universiteit Delft
