Circular data value creation

Zirkuläre Datenwertschöpfung

  • One fundamental problem hindering the achievement of a circular economy is the limited utilisation of data and the persistence of information asymmetries between value chain stakeholders. Although large volumes of data exist across product life cycles, they are often unevenly distributed and lack transparency and collaboration. Digital technologies are increasingly promoted as enablers to bridge these gaps. The discourse and theoretical basis in this context centre on three interlinked elements that must be considered as an integrated system: data, stakeholders, and sustainability. Previous research has tended to analyse these elements separately, while this thesis argues that they need to be studied together to understand under which conditions data can create value for circularity. This provides the rationale for introducing and exploring the concept of circular data value creation (CDVC), a framework that synthesizes these core elements to provide a holistic understanding of how data can generate value within the circular economy.One fundamental problem hindering the achievement of a circular economy is the limited utilisation of data and the persistence of information asymmetries between value chain stakeholders. Although large volumes of data exist across product life cycles, they are often unevenly distributed and lack transparency and collaboration. Digital technologies are increasingly promoted as enablers to bridge these gaps. The discourse and theoretical basis in this context centre on three interlinked elements that must be considered as an integrated system: data, stakeholders, and sustainability. Previous research has tended to analyse these elements separately, while this thesis argues that they need to be studied together to understand under which conditions data can create value for circularity. This provides the rationale for introducing and exploring the concept of circular data value creation (CDVC), a framework that synthesizes these core elements to provide a holistic understanding of how data can generate value within the circular economy. Within this framework, the Digital Product Passport (DPP) is conceptualized as a tool that interlinks these components, supporting a system-of-systems approach. The research unfolds through three studies, each addressing different aspects of the CDVC framework. The first study (article 1) focuses on the role of data as the starting point of potential value retention and creation for circularity. It presents an explorative analysis of a large-scale repair dataset to highlight challenges in data structuring and potential applications for enhancing circularity. This study reveals that stakeholder-generated data, such as repair records, is often underutilized, burdened by non-standardized coding, missing contextualization, and limited sample sizes. The findings underscore the necessity for robust cleaning techniques, harmonization across data formats, and incentives to encourage data sharing. Moving beyond the operational level, the second study (article 2) addresses stakeholder dynamics necessary for effective data utilization. It investigates information asymmetries along product lifecycles, assessing the role of DPPs in mitigating these barriers. The study identifies information barriers rooted in economic, social, and technological constraints and discusses how DPPs could address these. However, while DPPs and other digital tools aim to reduce information barriers, they also introduce environmental costs that must be assessed (article 3). A meta-analysis of life cycle assessments (LCAs) of digital infrastructures, such as those used in DPPs, evaluates whether the sustainability benefits, such as improved repair and reuse, outweigh the carbon footprint of digital systems. The findings show that DPPs can contribute to sustainability, but their impact depends on the extent to which they are adopted and effectively used across the value chain. Integrating theoretical insights with empirical evidence, this thesis offers an understanding of how data, enabled by digital tools, can support circular economy practices. It combines conceptual understanding and practical application. The CDVC framework lays the groundwork for future work, such as the quantification of higher-order sustainability impacts of data-sharing tools or understanding how digital interfaces influence engagement with repair, reuse, and recycling.show moreshow less
  • Ein zentrales Hindernis für die Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft ist die begrenzte Nutzbarkeit verfügbarer Daten sowie das Fortbestehen von Informationsasymmetrien zwischen Akteuren entlang der Wertschöpfungskette. Obwohl über den Produktlebenszyklus hinweg große Datenmengen existieren, sind diese häufig ungleich verteilt, wenig transparent und kaum koordiniert. Digitale Technologien werden zunehmend als zentrale Hebel zur Überwindung dieser Defizite diskutiert. Die theoretische Grundlage dieser Arbeit beruht auf drei eng verknüpften Elementen: Daten, Akteure und Nachhaltigkeit. Während frühere Forschungsarbeiten diese Dimensionen meist getrennt betrachten, wird hier argumentiert, dass ihre Integration entscheidend ist, um zu verstehen, unter welchen Bedingungen Daten zirkulären Nutzen stiften können. Vor diesem Hintergrund wird das Konzept der „Circular Data Value Creation“ (CDVC) entwickelt, ein Rahmenmodell, das diese Kernelemente systemisch verknüpft. Der Digitale Produktpass (DPP) wird dabei als digitales Werkzeug verstanden,Ein zentrales Hindernis für die Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft ist die begrenzte Nutzbarkeit verfügbarer Daten sowie das Fortbestehen von Informationsasymmetrien zwischen Akteuren entlang der Wertschöpfungskette. Obwohl über den Produktlebenszyklus hinweg große Datenmengen existieren, sind diese häufig ungleich verteilt, wenig transparent und kaum koordiniert. Digitale Technologien werden zunehmend als zentrale Hebel zur Überwindung dieser Defizite diskutiert. Die theoretische Grundlage dieser Arbeit beruht auf drei eng verknüpften Elementen: Daten, Akteure und Nachhaltigkeit. Während frühere Forschungsarbeiten diese Dimensionen meist getrennt betrachten, wird hier argumentiert, dass ihre Integration entscheidend ist, um zu verstehen, unter welchen Bedingungen Daten zirkulären Nutzen stiften können. Vor diesem Hintergrund wird das Konzept der „Circular Data Value Creation“ (CDVC) entwickelt, ein Rahmenmodell, das diese Kernelemente systemisch verknüpft. Der Digitale Produktpass (DPP) wird dabei als digitales Werkzeug verstanden, das Schnittstellen zwischen diesen Elementen strukturiert und Datenflüsse gezielt unterstützt. Die Forschung basiert auf drei Studien, die unterschiedliche Aspekte des CDVC-Rahmens beleuchten. Die erste Studie (Artikel 1) untersucht die Rolle von Daten als Ausgangspunkt zirkulärer Wertschöpfung. Anhand einer explorativen Analyse eines umfangreichen Reparaturdatensatzes werden Herausforderungen der Datenstrukturierung sowie Potenziale für Kreislaufstrategien aufgezeigt. Die Ergebnisse zeigen, dass Stakeholder-Daten wie Reparaturprotokolle häufig ungenutzt bleiben, bedingt durch uneinheitliche Kodierung, fehlende Kontextualisierung und unvollständige Erfassung. Es bedarf technischer Aufbereitung, Harmonisierung und Anreizen für die Weitergabe solcher Daten. Die zweite Studie (Artikel 2) analysiert die Interaktion zwischen Akteuren und untersucht Informationsasymmetrien entlang des Produktlebenszyklus. Sie prüft, inwiefern digitale Werkzeuge wie der DPP zur Überwindung dieser Barrieren beitragen können. Identifiziert werden Informationshürden, die das Erreichen zirkulärer Ziele behindern und deren mögliche Adressierung durch den DPP. Die dritte Studie (Artikel 3) stellt schließlich die Frage, ob digitale Lösungen zur Förderung der Zirkularität ökologische Zusatzbelastungen verursachen. Eine Meta-Analyse von Ökobilanzen digitaler Infrastrukturen (z. B. DPP-Systeme) bewertet, ob deren Umweltnutzen, etwa durch verlängerte Produktnutzung, die zusätzlichen Emissionen rechtfertigt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Beitrag zur Nachhaltigkeit stark von der tatsächlichen Nutzung durch Akteure entlang der Wertschöpfungskette abhängt. Diese Dissertation verbindet theoretische Konzepte mit empirischer Evidenz und liefert ein vertieftes Verständnis darüber, wie datenbasierte Instrumente die zirkuläre Transformation fördern können. Das CDVC-Rahmenwerk bietet eine konzeptionelle Grundlage für künftige Forschung zu datenbasierten Ansätzen im Kontext der Kreislaufwirtschaft.show moreshow less

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Metadaten
Author:Eduard WagnerORCiD
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-71846
DOI:https://doi.org/10.26127/BTUOpen-7184
Referee / Advisor:Melanie Jaeger-Erben
Document Type:Doctoral thesis
Language:English
Year of Completion:2025
Date of final exam:2025/09/25
Release Date:2025/10/24
Tag:Digitaler Produktpass; Digitalisierung; Kreislaufwirtschaft; Nachhaltigkeit; Zirkuläre Daten
Circular data; Circular economy; Digital product passport; Digitalisation; Sustainability
GND Keyword:ProduktlebenszyklusGND; KreislaufwirtschaftGND; DigitalisierungGND; DatenaustauschGND; NachhaltigkeitGND
Institutes:Fakultät 5 Wirtschaft, Recht und Gesellschaft / FG Technik- und Umweltsoziologie
Licence (German):License LogoKeine Lizenz vergeben. Es gilt das deutsche Urheberrecht.
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