Menu Sluit
Rapportage

Businessmodellen in de verpakkingsrecyclingketen

Organisatie: Universiteit Twente, wetenschappelijk onderzoeksprogramma Sustainable Packaging 2015-2019

Samenvatting van het onderzoek

Businessmodellen in de verpakkingsrecyclingketen

Doorrekenen potentiële maatregelen als basis voor beleid

Salih Çevikarslan (Universiteit Twente) onderzocht de afhankelijkheden in de reacties van actoren in verschillende stappen in de recyclingketen op potentiële interventies voor de verpakkingsrecyclingketen als geheel. Met andere woorden: hoe beïnvloeden die interventies het gedrag van individuele actoren en hoe vertaalt dat zich door in het gedrag van andere actoren - en uiteindelijk van de keten als geheel. 

Het onderzoek in een notendop

Çevikarslan nam een analyse van de dominante businessmodellen van elke schakel in de verpakkingsketen als uitgangspunt. Na een literatuurstudie en twee diepte-interviews met experts werkte hij de analyse uit in de vorm van het Business Model Canvas (Osterwalder en Pigneur, 2010). Hij richtte zich op alle stakeholders in de keten en in zijn empirisch werk met name op (i) producenten van plastic verpakkingen, (ii) merkeigenaren (producenten & importeurs), (iii) afvalinzamelaars, (iv) afvalsorteerbedrijven, (v) recyclers, en (vi) verbranders.

Het niveau van samenwerking in de verpakkingsrecyclingketen is hoog, stelde Çevikarslan vast. Maar die samenwerking vindt plaats in twee onderscheiden clusters. Ten eerste vroeg in de keten, tussen materiaalproducenten en fabrikanten bij de keuze en design van verpakkingen. Ten tweede laat in de keten, tussen afvalmanagers en recyclers. Dit is in zekere zin kenmerkend voor lineaire- in plaats van circulaire ketens. Een circulaire economie voor verpakkingsmaterialen vraagt een systeembenadering waarin alle actoren tezamen komen tot een nieuwe inrichting, met een daarbij behorende ’beloningsstructuur’.

Als expert in Agent Based Modelling en in Bayesiaanse statistische methoden, koos Çevikarslan een modelmatige benadering. Die combineerde hij met een simulatiegame met stakeholders om de afhankelijkheden, barrières en beloningsstructuren in kaart te brengen, alsmede de gevolgen daarvan op systeemniveau. Het model leent zich dan ook als basis voor de analyse van maatregelen (‘what if’-analyse) vanuit de status quo. De praktische toepasbaarheid laat Çevikarslan zien aan de hand van de doorrekening van een aantal concrete interventies.

Agent Based Model

Figuur 1 laat het voorbeeld zien van zo’n modelweergave. Çevikarslan voegt in het bestaande lineaire model de stappen 28 en 29 toe om mogelijke retourstromen zichtbaar te maken die de circulariteit van het model verhogen. Dit heeft uiteraard gevolgen voor de materiaalstromen en financiële stromen in het systeemmodel. Zijn onderzoek is erop gericht om deze effecten van de implementatie van retourstromen en het ‘sluiten’ van materiaalstromen en geldstromen modelmatig in te schatten. Dit gebeurt mede op basis van input van betrokkenen.

De dataverzameling in deze studie verliep in twee fasen. In de eerste fase is op basis van literatuuronderzoek een lijst van beleidsopties samengesteld, die de Nederlandse waardeketen van plastic verpakkingen meer circulair kunnen maken. De deelnemers werd gevraagd om vanuit een andere industrie ten minste één idee in te brengen van een beleidsoptie om circulariteit te verhogen. In de werksessie brainstormden zij met elkaar op aanvullende beleidsmaatregelen, om uiteindelijk te komen tot een gedeelde prioritering en keuze. Deze sessie leverde vier beleidsopties op voor verdere exploratie en modellering:

  1. Verviervoudiging van het tarief voor verbranding van plastic verpakkingsafval.
  2. Het opzetten van een center of excellence dat specifiek het midden- en kleinbedrijf ondersteunt in hun Research & Development, de ontwikkeling van technische kennis (bijvoorbeeld de markering van verpakkingsmateriaal om het scheiden en sorteren te vereenvoudigen) en toegang tot de nieuwste kennis in relatie tot plastic verpakkingen.
  3. Een aanpassing van het tarief dat producenten en importeurs van in plastic verpakte goederen af moeten dragen aan het Afvalfonds als afvalverwerkingsbijdrage. Namelijk, het tarief voor gerecycled plastics wordt gehalveerd en het tarief voor het gebruik van virgin materiaal in de plastic verpakking wordt verdubbeld.
  4. Een aanpassing van het tarief dat producenten en importeurs van in plastic verpakte goederen af moeten dragen aan het Afvalfonds als afvalverwerkingsbijdrage. Namelijk: het tarief voor mono-stromen (die makkelijk recyclebaar zijn) wordt gehalveerd en het tarief voor het gebruik van (in hoge mate niet-recyclebare) gemengde en/of multi-layer materiaal in de plastic verpakking wordt verdubbeld. Deze laatste beleidsoptie is overigens niet doorgerekend binnen dit project.
Figuur 1: Recycling cyclus van plastic verpakkingsmaterialen.

 

In de tweede fase van dataverzameling verkenden deelnemers/representanten van de verschillende schakels in de verpakkingsketen de effecten van de eerste drie beleidsopties.Hierbij gold de bestaande waardeketen als uitgangspunt. In een werksessie werd zowel kwalitatieve informatie verzameld over de effecten op het businessmodel van de verschillende stakeholders, als ook kwantitatieve informatie over technische parameters en de parameters voor kosten en opbrengsten.

Deze informatie werd interactief verzameld in een rondetafelgesprek met behulp van de volgende tools:

  • Een schematische weergave van de plastic verpakkingsketen, met daarin de stakeholders en de materiaal- en geldstromen;
  • Een aantal businessmodel- en flowcards om de impact aan te geven van een bepaalde beleidsoptie op hun businessmodel én op de kwaliteit, samenstelling, volume en prijs van hun input- en outputstromen (zie figuur 2);
  • Een boekje met een grafische representatie van het businessmodel (Business Model Canvas), waarin de deelnemers - voorafgaand aan de discussie - de aanpassingen in hun businessmodel en de specifieke parameters voor elke beleidsoptie konden noteren.
Figuur 2: Stimulus materiaal voor de studie: Business Model Canvas-cards (boven) en flowcards om verandering in stromen (volume, prijs, kwaliteit en samenstelling) aan te geven.

 


De deelnemers aan de werksessie vertegenwoordigen verschillende stakeholders in de verpakkingsketen, zodanig dat de output (financieel en materieel) van de business van de ene partij/deelnemer als input geldt voor de business van de andere/volgende partij/deelnemer. Dit leidt uiteraard tot discussie tussen de partijen aan tafel, over hoe (in termen van business aanpassingen) en in welke mate (de specifieke parameters van de beleidsoptie) een bepaalde maatregel doorwerkt in de plastic verpakkingsketen. Deze informatie vormde de noodzakelijk input voor Çevikarslan’s modelspecificaties en modeldoorrekeningen met het simulatiemodel, gebaseerd op Agent Based Modellering en Bayesiaanse statistiek.

In de eerste stap verschaften de verschillende actoren inzicht in hun huidige businessmodel-structuur en -parameters (ten aanzien van volume, kwaliteit, samenstelling, kosten en prijs) voor vijf verschillende plastic stromen. Deze informatie - die mede is afgeleid uit het Financieel-Economisch Model van het KIDV Kunststof ketenonderzoek (2017) - wordt door Çevikarslan gebruikt om het bestaande afvalverwerkingssysteem door te rekenen op circulariteit van materialen en geldstromen.

De mate van materiële circulariteit geeft aan welk percentage van de input materialen in het systeem blijft en dus niet verloren gaat. Financiële circulariteit heeft betrekking op de mate waarin de financiële opbrengsten in het systeem voldoende zijn om de kosten te dekken die gemaakt zijn om de plastic stroom te recyclen en zo meer circulair te maken. Op basis van het simulatiemodel komt Çevikarslan voor de uitgangssituatie (de bestaande keten, zonder effecten van nieuwe beleidsopties) tot een materiële circulariteit van 29,63% en een financiële circulariteit van 36,17%. Anders gezegd, het fysiek sluiten van de kunststof verpakkingsketen bedraagt net geen 30%; de kostendekkingsgraad bedraagt ruim 36%. Dit resultaat is - voor wat betreft het fysiek sluiten - in lijn met de uitkomsten van andere studies in het wetenschappelijk onderzoeksprogramma van het KIDV en Topinstituut Food & Nutrition (TiFN) en met het al genoemde Kunststofketenonderzoek van het KIDV (2017). Voor wat betreft de kostendekkingsgraad laat het simulatiemodel een wat gunstiger beeld zien dan het genoemde KIDV-onderzoek. Al met al scheppen de resultaten vertrouwen in het model en daarmee voor haar toepassing in simulatie en doorrekening van beleidsopties om de mogelijke effecten daarvan te verkennen. 

Beleidsopties doorgerekend

Vervolgens zijn met het door Çevikarslan ontwikkelde simulatiemodel de parameters voor de verschillende beleidsopties opgenomen, die weergeven hoe geldstromen en materiaalstromen anders gaan lopen tussen de stakeholders in het systeem. Dit levert op basis van de gegevens van de genoemde werksessie geen puntschatting maar geschatte bandbreedtes op. Bijvoorbeeld: de stroom zal tussen de 5% en 10% toenemen.

Omdat alle parameters bandbreedtes hebben, rekent het model alle mogelijke parametercombinaties door en komt zo tot een verdeling (met een gemiddelde en een spreiding) van de materiële en financiële circulariteit. Dit maakt het mogelijk om ook statistisch te toetsen of de materiële en financiële circulariteit significant afwijkt van de status quo. 

Figuur 3: Tabel met de modelresultaten van het effect van beleidsinterventies op materiele en financiële circulariteit.

Het model (zie tabel in figuur 3) dat de drie beleidsopties een statistisch significant effect hebben op de materiële en financiële circulariteit van het systeem. De verhoging van het verbrandingstarief pakt negatief uit voor het materiaal sluiten, maar positief voor het financieel sluiten. Meer kennis over materialen, kunststofverpakkingen én nieuwe technieken hebben een positief effect op zowel de materiële als de financiële circulariteit van het systeem. Ook tariefdifferentiatie resulteert in, weliswaar meer bescheiden, verbeteringen.

Business relevance

Het simulatiemodel, gebaseerd op de Agent Based Modelling-benadering via een sterk interactieve werksessie, is een bruikbaar instrument om het effect van beleidsopties op de materiële en financiële circulariteit door te rekenen. Het huidige model kan ook worden gebruikt om vereenvoudigde ‘what if’-analyses mee uit te voeren, maar dan wel onder de zogeheten ceteris paribus-condities. Dit betekent dat er geen veranderingen plaatsvinden in andere parameters van andere actoren. Dit is een zeer sterke vereenvoudiging van de complexe werkelijkheid, waarmee voorzichtig moet worden omgegaan.

Het simulatiemodel én de bijbehorende materialen voor een werksessie met stakeholders zijn beschikbaar bij het KIDV. Deze kunnen dus worden gebruikt om beleidsopties door te rekenen en de effecten daarvan op de circulariteit, ofwel fysiek en financieel sluiten. Hiervoor is wel een interactieve werksessie nodig, waarin de actoren eerst individueel en daarna gezamenlijk de effecten op hun eigen businessmodellen en parameters binnen bandbreedtes schatten. Met het simulatiemodel en de aanpak kan zo een set van optimale interventies in de recyclingketen worden opgespoord, waardoor deze keten zowel fysiek als financieel meer sluit.

Relatie met andere KIDV-onderzoeken

Het  Financieel-Economisch Model uit het kunststofketenonderzoek van het KIDV lag ten grondslag aan het simulatiemodel in dit project. Echter, in het kunststofketenproject worden puntschattingen gemaakt van de effecten in materiaal- en geldstromen. Het businessmodel van Çevikarslan rekent op meer statistische wijze het effect door, met inachtneming dat in elke fase sprake is van onzekerheid in de puntschatting. Deze onzekerheden worden in het model meegenomen, waardoor het finale resultaat een verdeling is met een gemiddelde en een spreiding rond dat gemiddelde. 

Een ander onderzoek uit het wetenschappelijk programma van het KIDV en het TiFN is gericht op de materiaalstromen in de kunststofketen in termen van hoeveelheid en zuiverheid. Daarvan is ook gebruik gemaakt bij het ontwikkelen van het onderhavige simulatiemodel; de meerwaarde hier is dat de financiële stromen nadrukkelijk zijn meegenomen (kosten en prijs), alsmede de dynamiek in aanpassingen in businessmodellen.

Effecten van beleidsopties op de parameters

De tabel in figuur 4 maakt inzichtelijk op welke parameter-inschattingen de analyses en de voorspellingen van materiële en financiële circulariteit zijn gebaseerd.

Figuur 4: Tabel met parameter-inschattingen waarop analyses en voorspellingen van materiële en financiële circulariteit zijn gebaseerd.

 

 

Publicaties

Klik hier voor de presentatie Sustainable Packaging (17 januari 2019)

Lees hier het interview met onderzoeker Salih Çevikarslan