Die Untersuchung kommt zu dem Ergebnis, dass KI bereits in verschiedenen Anwendungen eingesetzt wird und bis 2030 eine zunehmende Bedeutung für Effizienz, Qualitätskontrolle und Kreislaufführung von Kunststoffen erlangen kann. Voraussetzung für eine breitere Nutzung sind interoperable Datenstrukturen, technische Standards und wirtschaftlich tragfähige Geschäftsmodelle.
Steigender Transformationsdruck in der Kunststoffindustrie
Die Kunststoffindustrie in Europa steht unter wachsendem Transformationsdruck. Neben rückläufigen Produktionszahlen tragen neue regulatorische Anforderungen zur Veränderung der Rahmenbedingungen bei. Dazu zählen unter anderem Vorgaben zum Einsatz von Rezyklaten, Ecodesign-Anforderungen sowie der geplante Digitale Produktpass.
Vor diesem Hintergrund wird Künstliche Intelligenz zunehmend als Instrument betrachtet, um Prozesse entlang der Wertschöpfungskette zu analysieren und zu optimieren. Anwendungen finden sich bereits heute in der Bildverarbeitung, in der Prozessregelung sowie in automatisierten Sortiertechnologien. Perspektivisch könnten KI-gestützte Verfahren auch in der Materialentwicklung, im Produktdesign, in der Produktion und im Recycling stärker eingesetzt werden.
Analyse auf Basis von Expertenbefragung
Grundlage der Veröffentlichung ist eine Umfeldanalyse sowie eine Befragung von 46 Fachleuten aus dem Fraunhofer CCPE und aus Partnerinstitutionen der Forschungsprojekte „KIOptiPack“ und „K3ICycling“. Beide Projekte sind Teil des vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderten KI-Hub Kunststoffverpackungen.
Die Auswertung zeigt, dass KI in der Praxis bislang vor allem in klar abgegrenzten Anwendungen eingesetzt wird. Die technologische Leistungsfähigkeit gilt dabei weniger als limitierender Faktor. Als zentrale Herausforderung werden vielmehr fehlende interoperable Datenstrukturen und begrenzte Datenverfügbarkeit entlang der Wertschöpfungskette genannt.
Darüber hinaus spielen wirtschaftliche Rahmenbedingungen eine zentrale Rolle für die Skalierung von Anwendungen. Fragen der Wirtschaftlichkeit, der Haftung sowie regulatorische Anforderungen beeinflussen, ob KI-Anwendungen den Übergang vom Pilotprojekt in den industriellen Dauerbetrieb schaffen.
KI als Bestandteil eines umfassenden Transformationsprozesses
Die Analyse zeigt außerdem, dass Künstliche Intelligenz bestehende Strategien zur Kreislaufführung von Kunststoffen ergänzt, sie jedoch nicht ersetzt. Maßnahmen wie Design for Circularity, Design for Recycling sowie der Ausbau von Sortier- und Recyclinginfrastrukturen bleiben zentrale Voraussetzungen für funktionierende Kunststoffkreisläufe.
KI kann in diesem Kontext dazu beitragen, Materialflüsse transparenter zu machen, Prozessdaten auszuwerten und die Qualität von Rezyklaten zu verbessern. Ihre Wirkung hängt jedoch stark von der Verfügbarkeit strukturierter Daten entlang der gesamten Wertschöpfungskette ab.
Drei Handlungsfelder bis 2030
Das Positionspapier identifiziert mehrere zentrale Handlungsfelder für die weitere Entwicklung. Dazu gehört der Aufbau gemeinsamer Datenplattformen und interoperabler Standards entlang der Kunststoffwertschöpfungskette. Darüber hinaus wird die Entwicklung erklärbarer und kombinierter KI-Modelle als wichtig angesehen, insbesondere in praxisnahen Demonstrationsprojekten.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung geeigneter Governance- und Geschäftsmodelle, die Datenteilung zwischen Unternehmen ermöglichen und gleichzeitig Investitionssicherheit schaffen. Besondere Herausforderungen bestehen dabei für kleine und mittlere Unternehmen, für die Integrations- und Compliance-Anforderungen eine vergleichsweise hohe Hürde darstellen.
Kooperation entlang der Wertschöpfungskette
Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE positioniert sich als Plattform für industrie- und forschungsübergreifende Zusammenarbeit im Bereich datenbasierter Kunststoffkreisläufe. Die Analyse betont, dass der Aufbau einer Circular Plastics Economy sowohl technologische Entwicklungen als auch geeignete wirtschaftliche und regulatorische Rahmenbedingungen erfordert.
Für Industrie, Politik und Forschung ergibt sich daraus ein gemeinsamer Handlungsbedarf. Investitionen in Datenräume, technische Standards und KI-Kompetenzen gelten als zentrale Voraussetzung, um Wettbewerbsfähigkeit und Kreislauffähigkeit der Kunststoffindustrie parallel zu stärken.
