Im 51. #CEresearchNRW Webseminar am 02.04.2026 stand diesmal das Thema Blockchain im Vordergrund und die Frage, wie diese Technologie für die Circular Economy eingesetzt werden kann. Viele verbinden Blockchain noch immer ausschließlich mit Kryptowährungen. Dabei steckt deutlich mehr dahinter: Die Technologie kann ein entscheidender Baustein sein, um Lieferketten transparenter, nachvollziehbarer und vertrauenswürdiger zu gestalten, insbesondere dort, wo viele Akteure Daten austauschen und Nachweise benötigt werden.
Zu Gast waren drei Wissenschaftler*innen der Hochschule Ruhr West aus dem Team von Prof. Dr. Marc Jansen: Vanessa Carls, Lambert Schmidt und Marcel Pehlke. Sie vermittelten nicht nur die technologischen Grundlagen, sondern gaben auch Einblicke in konkrete Forschungsprojekte und Anwendungsfälle aus ihrer Arbeit.
Was ist Blockchain und warum ist sie relevant?
Den inhaltlichen Einstieg übernahm Vanessa Carls, die im Projekt „Transferhub Digitalisierung und Circular Economy im Prosperkolleg“ an der Schnittstelle von digitalen Technologien und nachhaltigen Geschäftsmodellen arbeitet. Sie führte in die grundlegende Funktionsweise der Blockchain ein und zeigte, warum diese Technologie gerade für die Circular Economy von besonderer Bedeutung ist.
Eine Blockchain lässt sich vereinfacht als dezentrales, unveränderliches Register beschreiben, in dem Daten über ein Netzwerk von Computern verteilt gespeichert werden. Im Unterschied zu klassischen IT-Systemen existiert in vielen Blockchain-Architekturen keine zentrale Instanz, die die Kontrolle über die gespeicherten Informationen besitzt. Stattdessen wird das System gemeinschaftlich von allen beteiligten Akteuren betrieben.
Diese Struktur bringt drei zentrale Eigenschaften mit sich: Zum einen sorgt die Dezentralität dafür, dass kein einzelner Akteur die vollständige Kontrolle über die Daten hat. Zum anderen sind einmal gespeicherte Informationen praktisch nur schwer nachträglich veränderbar, da sie kryptografisch gesichert und über das Netzwerk repliziert werden. Ergänzt wird dies durch Nachvollziehbarkeit, da berechtigte Teilnehmer die gespeicherten Transaktionen prüfen können.
Gerade in der Circular Economy, in der viele unterschiedliche Akteure entlang komplexer Wertschöpfungsketten zusammenarbeiten, entsteht dadurch ein Vorteil: Vertrauen muss nicht ausschließlich durch zentrale Institutionen hergestellt werden, sondern kann durch eine Kombination aus technischer Absicherung, gemeinsamen Regeln (Governance) und nachvollziehbaren Daten gestützt werden.
Technische Grundlagen verständlich erklärt
Im weiteren Verlauf erläuterte Vanessa Carls die technischen Grundlagen der Blockchain. Im Zentrum stehen sogenannte Hashfunktionen, die aus beliebigen Daten einen eindeutigen digitalen Fingerabdruck erzeugen. Schon kleinste Änderungen an den Daten führen zu einem völlig anderen Hashwert, wodurch Manipulationen sofort sichtbar werden.
Diese Hashwerte verbinden die einzelnen Blöcke miteinander, indem jeder Block den Hash seines Vorgängers enthält. So entsteht eine Kette, deren Integrität jederzeit überprüft werden kann. Wird ein Eintrag nachträglich verändert, passt die Verkettung nicht mehr, und Manipulationen werden erkennbar.
Damit das System ohne zentrale Instanz funktioniert, kommen Konsensmechanismen zum Einsatz, die regeln, wie neue Blöcke entstehen. Während ältere Verfahren wie Proof of Work sehr energieintensiv sind (sie funktionieren wie ein sehr komplexer Rechenwettbewerb und werden z.B. im Fall von Bitcoin genutzt), zeigen neuere Ansätze wie Proof of Stake, dass Blockchains je nach Design deutlich energieeffizienter betrieben werden können. Bei Proof of Stake sichern Validierer das Netzwerk gemäß ihres Anteils am Netzwerk (Stake) ab, je höher der Anteil am Netzwerk, desto höher die Wahrscheinlichkeit den nächsten Block zu generieren.
Ergänzt wird dies durch Smart Contracts, also Programme, die auf der Blockchain gespeichert und bei Aktionen auf der Blockchain automatisch ausgeführt werden können. Die Aktionen werden dann durch den Smart Contract inhaltlich geprüft und validiert. Sie spielen in vielen der später vorgestellten Anwendungsfälle eine zentrale Rolle.
Blockchain als Enabler der Circular Economy
Aufbauend auf diesen Grundlagen schlug Vanessa Carls die Brücke zur Circular Economy. Sie zeigte, dass insbesondere die Nachverfolgbarkeit in Lieferketten ein zentrales Einsatzfeld darstellt.
Durch die Möglichkeit, Daten entlang aller Stationen prüfbar zu speichern, kann eine lückenlose Dokumentation von Produkten unterstützt werden, von der Rohstoffgewinnung bis hin zum Recycling. Dies schafft Transparenz, stärkt das Vertrauen zwischen den beteiligten Akteuren und unterstützt Unternehmen dabei, regulatorische Anforderungen zu erfüllen. In der Praxis wird dabei häufig ein hybrider Ansatz genutzt, bei dem große Datenmengen außerhalb der Blockchain gespeichert werden und nur Prüfsummen (Hashes) oder Verweise in der Blockchain verankert werden.
Herkunftsnachweise in der Holzlieferkette
Den ersten konkreten Anwendungsfall stellte Lambert Schmidt vor, der im Projekt Solid2 an verschiedenen Blockchain-basierten Lösungen arbeitet. Er zeigte, wie sich die Herkunft von Holz entlang der gesamten Lieferkette nachvollziehen lässt.
Bereits im Forst werden durch den Forstbetrieb relevante Daten zur Holzbereitstellung erfasst und in die Blockchain eingetragen. Im weiteren Verlauf dokumentieren auch Logistikunternehmen und verarbeitende Betriebe ihre jeweiligen Schritte. Auf diese Weise entsteht eine durchgängige und überprüfbare Informationskette.
Ein besonderer Mehrwert ergibt sich am Ende vor allem auch für die Kundinnen und Kunden. Perspektivisch können sie z.B. über einen QR-Code nachvollziehen, woher das verwendete Holz stammt und ob es entsprechend zertifiziert ist. Damit wird Transparenz nicht nur innerhalb der Lieferkette geschaffen, sondern auch bis zum Endprodukt verlängert.
Für die Circular Economy hat dies ebenfalls den großen Vorteil, dass am Ende des Lebenszyklus jedes Produktes, auf Basis der verlässlichen Informationen, besser entschieden werden kann, was von dem Produkt ggfs. noch weiterverwendet, repariert oder recycelt werden kann.
Sensorik zur Qualitätssicherung in Lieferketten
Ebenfalls von Lambert Schmidt vorgestellt wurde ein zweiter Anwendungsfall, der sich mit der Überwachung von Transportbedingungen beschäftigt. Am Beispiel von Tiernahrung, die aus Indien eingeführt wird, wurde gezeigt, wie Sensoren eingesetzt werden können, um Temperatur- und Feuchtigkeitswerte entlang der Lieferkette zu erfassen.
Die erfassten Daten werden gehasht und in der Blockchain verankert. Dadurch kann im Nachhinein überprüft werden, ob die Daten unverändert sind oder ob Manipulationen stattgefunden haben. Unternehmen erhalten so die Möglichkeit, Probleme in der Lieferkette gezielt zu identifizieren und die Qualität ihrer Produkte besser zu sichern. Wichtig ist dabei, dass Blockchain die Plausibilität der Messwerte nicht automatisch garantiert, sondern unveränderlich speichert und die Plausibilität durch Smart Contracts überprüfen kann.
Für die Circular Economy wäre interessant zu sehen wie viele Chargen durch schlechte Transportwege entsorgt werden müssen und wie man diese Verbessern kann, um Foodwaste und gleichzeitig Müll zu reduzieren. Man könnte so Akteure in der Lieferkette als weniger verlässlich einstufen, bei denen beispielsweise die Messungen eine dauerhaft unzureichende Kühlung ergeben.
Automatisierte Prüfprozesse durch RFID und Smart Contracts
Marcel Pehlke knüpfte daran an und stellte weitere Anwendungsfälle vor, die insbesondere die Kombination von Blockchain mit anderen Technologien in den Fokus rücken. Ein Beispiel ist die automatisierte Prüfung von Schutzausrüstung mithilfe von RFID-Technologie.
Dabei werden RFID-Tags in der Ausrüstung von Mitarbeitenden erfasst und durch Smart Contracts überprüft. Diese enthalten die Regeln, welche Ausrüstung in welchem Bereich erforderlich ist. Die Ergebnisse werden dokumentiert und unveränderbar gespeichert. Für Unternehmen ist das von besonderem Interesse, da so nicht nur der Mitarbeiterschutz versicherungstechnisch abgesichert ist, sondern die Nachweise auch in spätere Audits übernommen werden können.
Auch wenn dieser Anwendungsfall aus der Arbeitssicherheit stammt, zeigte Marcel Pehlke, dass sich das Prinzip auf andere Bereiche übertragen lässt, etwa auf die Nachverfolgung von Produkten oder die Validierung von Prozessschritten in der Circular Economy. Zum Beispiel ließe sich die Idee auch auf Lagerlogistik von verschiedenen Unternehmen übertragen.
Digitale Produktpässe durch KI und Blockchain
Ein weiterer Schwerpunkt von Marcel Pehlke lag auf der Entwicklung digitaler Produktpässe, wie sie im Projekt EasyDPP umgesetzt werden. Dabei wurde deutlich, dass die größte Herausforderung häufig in der Heterogenität der Daten liegt. Unterschiedliche Systeme und Formate erschweren eine einheitliche Darstellung.
Hier setzt der Einsatz von Künstlicher Intelligenz an, die Daten aus verschiedenen Quellen extrahieren und standardisieren kann. Die Blockchain kann anschließend dazu beitragen, Integrität und Nachvollziehbarkeit ausgewählter Nachweise sicherzustellen.
Durch diese Kombination entsteht eine belastbare und standardisierte Datenbasis über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts hinweg, die sowohl für Unternehmen als auch für regulatorische Anforderungen von großer Bedeutung ist. Der politische Rahmen für digitale Produktpässe ist in der EU bereits gesetzt, viele Details zu konkreten Datenanforderungen und Umsetzungspflichten werden jedoch produktgruppenspezifisch über nachgelagerte Rechtsakte konkretisiert.
Der Digitale Produktpass ist schon jetzt ein wichtiger Baustein für die Circular Economy. Blockchain kann hier unterstützen die Daten eines solchen Passes fortlaufend, fälschungssicher und nachvollziehbar festzuhalten.
Kreislaufmodelle für Industriegüter
Abschließend stellte Marcel Pehlke einen Anwendungsfall vor, der sich direkt mit der Circular Economy befasst. Im Fokus stand die Rückführung, Aufbereitung und Wiederverwendung von Industriegütern am Beispiel von Lagerregalen.
Hier werden zurückgegebene Produkte mithilfe von KI analysiert, um ihren Zustand zu bewerten. Die Ergebnisse werden in der Blockchain gespeichert und dienen als Grundlage für weitere Entscheidungen. Je nach Zustand kann ein Produkt erneut genutzt, repariert oder recycelt werden. Für die Circular Economy ist hier besonders spannend, dass im Idealfall sogar der Gesamtlebenszyklus des Regals in der Blockchain verankert ist, was eine deutlich fundiertere Entscheidung für die weitere Verarbeitung des Produkts zulässt.
Darüber hinaus eröffnen sich neue Geschäftsmodelle, etwa die temporäre Nutzung von Produkten. Die Blockchain schafft dabei Transparenz und Vertrauen zwischen den beteiligten Parteien, während gleichzeitig die Ressourceneffizienz gesteigert wird.
Was nehmen wir mit
Das Webseminar hat deutlich gemacht, dass Blockchain weit über ihren ursprünglichen Einsatz im Finanzbereich hinausgeht. Durch die Beiträge von Vanessa Carls, Lambert Schmidt und Marcel Pehlke wurde sichtbar, wie vielfältig die Einsatzmöglichkeiten in der Praxis bereits heute sind.
In Kombination mit Technologien wie Künstlicher Intelligenz oder Sensorik kann Blockchain dazu beitragen, Transparenz zu schaffen, Prozesse zu automatisieren und nachhaltige Geschäftsmodelle zu ermöglichen. Gleichzeitig wurde deutlich, dass der Nutzen stark davon abhängt, wie Daten erfasst werden, wer Zugriff hat und welche Regeln die beteiligten Akteure gemeinsam festlegen. Damit wird Blockchain zu einem wichtigen Baustein für die digitale Circular Economy.
Wir freuen uns schon darauf, beim kommenden #CEresearchNRW Seminar am 07.05.2026 Prof. Carole Leguy und Miedia Ali von der Hochschule Ruhr West begrüßen zu dürfen. Sie werden uns Einblicke geben, wie Ansätze der Circular Economy auch in der Medizintechnik umgesetzt werden können, die bisher stark von Wegwerf-Produkten und Cradle-to-grave Ansätzen geprägt ist!
Bis dahin,
ihr CirPEL und Prosperkolleg e.V. Team