Hoe we producten ontwerpen, bepaalt voor een groot deel wat er na gebruik mee kan gebeuren. De overstap van een lineaire ‘take-make-waste’-economie naar een circulair systeem begint daarom op de tekentafel. Virtuele technologie helpt bedrijven om materiaalgebruik en hergebruik al tijdens het ontwerp mee te nemen. Deze voorbeelden uit de praktijk laten zien hoe dat werkt.

Volgens het Circularity Gap Report 2025 is ruim 93 procent van de materialen die wereldwijd worden gebruikt, niet afkomstig uit recycling. In een lineaire economie worden producten – van huishoudelijke apparaten tot auto’s en bekabeling – na hun levensduur afgedankt. Daarbij gaan waardevolle grondstoffen verloren. Dit heeft ernstige gevolgen voor onze planeet. Zo zorgde de lineaire aanpak in 2016 alleen al voor 242 miljoen ton aan plastic afval. Tel daar de dagelijkse berichten over opwarming van de aarde en verlies van biodiversiteit bij op, en de noodzaak tot verandering is helder.

Circulariteit wordt strategische prioriteit

Het verbruik van eindige grondstoffen voor producten die na gebruik worden weggegooid, zet druk op onze natuurlijke hulpbronnen. De overstap naar een circulaire economie vraagt daarom om een aanpak waarin duurzaamheid en winstgevendheid samengaan. Door minder materiaal te gebruiken en onderdelen opnieuw in te zetten, kunnen bedrijven hun milieu-impact én kosten verlagen.

Dat ziet ook het bedrijfsleven. Uit cijfers van het World Economic Forum blijkt dat inmiddels bijna 80 procent van de ondervraagde topbestuurders circulariteit ziet als ‘belangrijk’ of ‘zeer belangrijk’ voor hun organisatie. Drie jaar geleden was dat nog maar 36 procent. Circulariteit is voor de top van het bedrijfsleven geen bijzaak meer, maar een strategische prioriteit.

Van afvalberg naar een gesloten kringloop

De circulaire economie breekt radicaal met de traditionele ‘take-make-waste’-aanpak door bedrijven te stimuleren om producten en systemen vanaf de grond af aan duurzaam te ontwerpen. Vanaf het ontwerp moet alles gericht zijn op een zo duurzaam mogelijk gebruik van producten en materialen. Dat betekent ook minder materiaal gebruiken en producten zo ontwerpen dat ze goed te repareren en te hergebruiken zijn.

De Ellen MacArthur Foundation, een autoriteit op het gebied van circulariteit, onderscheidt hierin drie kernprincipes:

1. Afval en vervuiling elimineren

Volgens dit principe moeten we helemaal stoppen met het ontwerpen van wegwerpproducten en in plaats daarvan vanaf de basis duurzame producten ontwikkelen, van plastic flessendoppen en smartphones tot auto’s, vliegtuigen en industriële gebouwen. Zo verkleinen we de hoeveelheid niet-afbreekbaar afval.

Het elimineren van afval begint al bij het schrappen van eenmalige concepten op de digitale tekentafel. Het is veel duurzamer om een ontwerp eerst te testen in een virtuele omgeving. Zo bouwt het Nederlandse Elysian Aircraft met behulp van het 3DEXPERIENCE-platform van Dassault Systèmes een virtual twin van zijn toekomstige E9X, een batterij-elektrisch vliegtuig met negentig zitplaatsen. Op die manier kan Elysian de batterij- en vliegprestaties simuleren en de resultaten samen met fysieke testgegevens gebruiken om het ontwerp te verbeteren.

2. Producten en materialen in omloop houden

Bedrijven moeten op zoek naar innovatieve manieren om bestaande materialen in een continue kringloop te houden, of dat nu is door ze te recyclen, repareren of hergebruiken. Virtuele simulaties kunnen hierbij helpen.

Zo zette een grote producent van industriële apparatuur datascience-toepassingen op het 3DEXPERIENCE-platform van Dassault Systèmes in om herbruikbare onderdelen, zoals condensatoren en printplaten, al tijdens het ontwerpproces te identificeren. Volgens de casestudy van Dassault Systèmes leverde dat een hergebruikwaarde van 45 miljoen dollar op. De helft van de onderdelen werd gered van de schroothoop. Daarnaast daalde het aandeel afgedankte onderdelen met 40 procent.

3. De natuur herstellen

Het herstellen van de natuur kan onder andere door bomen te planten en bossen te herstellen, of door een positieve bijdrage te leveren aan de biodiversiteit. Omdat er in de natuur geen afval bestaat, onderzoeken bedrijven ook steeds vaker hoe ze natuurlijke ecosystemen kunnen nabootsen. Dit wordt ook wel biomimicry genoemd. Ze ontwerpen producten van biogebaseerde, composteerbare en circulaire materialen, zoals leer op plantaardige basis.

Om fossiele en synthetische grondstoffen te vervangen door biologische alternatieven zetten materiaalwetenschappers wereldwijd BIOVIA‑simulatiesoftware in. Hiermee ontwerpen en testen zij de moleculaire structuur van biogebaseerde materialen – zoals mycelium, zeewier en plantaardige vezels – volledig virtueel.

Circulariteit creëert maatschappelijke waarde

Het principe ‘natuur herstellen’ gaat verder dan het vervangen van fossiele grondstoffen. Het gaat ook over de manier waarop we voedsel produceren en natuurlijke ecosystemen beheren. Volgens de Ellen MacArthur Foundation zal biomimicry een belangrijke rol spelen bij de noodzakelijke hervorming van de voedselindustrie. Een derde van alle door de mens veroorzaakte broeikasgasemissies houdt verband met voedsel. “Een circulaire economie voor voedsel bootst natuurlijke regeneratiesystemen na, zodat er geen afval bestaat, maar afval juist als grondstof dient voor een volgende cyclus”, aldus het kennisinstituut.

De overstap naar een circulaire aanpak is bovendien een krachtige aanjager voor economische innovatie en werkgelegenheid. Volgens prognoses kan de transitie tegen 2030 miljoenen extra banen opleveren. Bovendien biedt de overgang naar een circulaire economie kansen aan de 15 miljoen mensen wereldwijd die bekendstaan als ‘afvalverzamelaars’. Zij halen recyclebare of herbruikbare materialen uit afval, vaak buiten de formele arbeidsmarkt. Door hen daarin op te nemen, kunnen zij veiliger en zekerder werk krijgen.

Van ambitie naar praktijk

Een volledig circulaire economie ontstaat niet van de ene op de andere dag. De voortgang hangt onder meer af van investeringen en van de vraag of circulaire oplossingen financieel haalbaar zijn. Digitale innovaties zoals virtual twins en AI kunnen bedrijven helpen om die mogelijkheden te onderzoeken. Wie bij het ontwerp al rekening houdt met materiaalgebruik, levensduur, reparatie en hergebruik, kan beter onderbouwde keuzes maken over de hele levenscyclus van een product. Daarmee wordt circulariteit niet alleen een vraagstuk voor het einde van de levensduur, maar een ontwerpkeuze vanaf het allereerste begin.

Gijs Hofman, Managing Director Dassault Systèmes B.V.