Kreisläufe sichtbar machen – Ein digitales Werkzeug für nachhaltige Regionen

Wie lassen sich technologische, ökologische, ökonomische und soziale Effekte in Städten und Regionen gemeinsam denken? Diese Frage wird im Forschungsprojekt Circularity Optimizer untersucht, an dem AEE INTEC gemeinsam mit der akaryon GmbH und unter der Leitung von BUSarchitektur / Urban Menus forschen. Ziel ist die Entwicklung, eines digitalen Werkzeugs, das zeigt, wie Technologien und Strategien der Kreislaufwirtschaft konkrete Auswirkungen auf Energieversorgung, Umwelt und Lebensqualität haben.

Ein digitales Werkzeug für gemeinsame Entscheidungen

Im Projekt werden drei komplementäre Expertisen gebündelt:

BUSarchitektur entwickelt eine interaktive 3D-Plattform (3D-Frontend), die räumliche Zukunftsszenarien in Stadt- und Regionalstrukturen visualisiert und eine partizipative Diskussion über mögliche Entwicklungsoptionen ermöglicht.
akaryon integriert die Bewertungslogik über das ESG Cockpit, ein digitales Analyse- und Berichtssystem, das ökologische, soziale und Governance-bezogene Wirkungen quantitativ erfasst und vergleichbar macht.
AEE INTEC erarbeitet den Technologiekatalog sowie die Technologieauswahl-Logik, die die methodische Basis des Systems bilden. Der Technologiekatalog bildet die Grundlage für die Auswahl und Kombination von Technologien und beschreibt jede Technologie anhand von Factsheets mit technischen, ökologischen und wirtschaftlichen Kennzahlen. Für die maschinelle Verarbeitung ist jede Technologie zudem mathematisch als Funktion von einem oder mehreren Parametern modelliert. Die Technologieauswahl-Logik gleicht anschließend die Rahmenbedingungen des Systems – zum Beispiel die Input-Output-Bilanzen des jeweiligen Anwendungsfalls – mit den Mindestanforderungen der Technologien ab. So werden jene Optionen identifiziert, die technisch und ökonomisch sinnvoll integrierbar sind. Durch iterative Anwendung lassen sich zudem mehrstufige Pfade darstellen, die zeigen, wie verschiedene Technologien effizient miteinander kombiniert werden können.

Gemeinsam entsteht so ein System, das komplexe Zusammenhänge zwischen Energie, Ressourcen und Gesellschaft in einer leicht verständlichen Form darstellt.

Erste Anwendung in Gleisdorf – Kreislaufwirtschaft im Modellgebiet

Als Pilotgebiet dient ein Areal rund um die Abwasserreinigungsanlage (ARA) Gleisdorf. Hier wurden zwei Szenarien untersucht:
Ein Basis-Szenario mit Photovoltaik (PV) und Wärmepumpe (HP), sowie ein Technologie-Szenario, das zusätzlich Biogas-Kraft-Wärme-Kopplung (CHP), Membrandestillation (MD) und Phosphorrückgewinnung (P-MRS) integriert.
Die Ergebnisse zeigen eindrucksvoll, wie sich die gezielte Technologieintegration auswirkt:

Zirkularität: Der Anteil der Materialien, die in der Region im Kreislauf geführt werden, steigt von 0 % auf 38,7 %. Das zeigt, wie Kreislaufwirtschaft Ressourcen nachhaltig bindet und Verluste reduziert.
Elektrische Selbstversorgung: Diese erhöht sich von 1,4 % auf 26,2 %, wodurch die Region einen erheblichen Teil ihres Strombedarfs autark decken kann und die Abhängigkeit von externen Quellen sinkt.
Treibhausgasemissionen: Sie sinken um rund 270 t CO₂eq pro Jahr – die Klimawirkung aller eingesparten Treibhausgase ist damit vergleichbar mit der jährlichen Emission von etwa 40–50 durchschnittlichen Haushalten.
Gesellschaftliche Funktionalität: Gemessen an erfüllten Daseinsgrundfunktionen steigt sie um 3 %, was zeigt, dass Technologien und Kreislaufwirtschaft auch die Lebensqualität und Versorgung der Bevölkerung verbessern.

Ausblick: Vom Modellgebiet zur Region

Derzeit wird der Anwendungsfall auf die gesamte Region von Gleisdorf bis St. Ruprecht – mit über 5000 zusätzlichen Objekten aus dem urbanen Bereich und acht industriellen Objekten – erweitert. Parallel dazu wird der Technologiekatalog um Schlüsseltechnologien der Kreislaufwirtschaft ergänzt, wie etwa für Abfallverwertung, Materialrecycling oder Wärmerückgewinnung.
Damit entsteht ein digitales Werkzeug, das nicht nur Expert*innen, sondern auch Gemeinden, Betrieben und Bürger*innen hilft, zukunftsfähige Entscheidungen zu treffen.

Der Circularity Optimizer zeigt: Kreislaufwirtschaft ist kein abstraktes Konzept – sie lässt sich gestalten, berechnen und sichtbar machen.