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Das Projekt 'KüKeN' zielt darauf ab, die getrennte Sammlung von Küchenabfällen und Speiseresten durch die Einführung eines neuen Sammelsystems und einer motivierenden App zu verbessern. Die App nutzt Gamification und Storytelling, um das Engagement der Bürger:innen zu erhöhen. Ein Avatar und Sensorik sollen die Sammlung unterstützen und beraten. Das Projekt wird in zwei Testphasen erprobt, um die Sammelmengen und -qualität zu analysieren und die ökologischen und ökonomischen Auswirkungen zu bewerten. Die ersten Ergebnisse zeigen eine hohe Akzeptanz und positive Effekte auf die Sammelqualität. Das Projekt untersucht auch die Nutzung von Sensorik und die Integration in bestehende kommunale Apps.
KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
Zusammenfassung
Vor dem Hintergrund hoher biogener Anteile im Restmüll und zu verbessernder Bioabfallverwertung wurde das Projekt „KüKeN – Küchenküberl für energetische Nutzung“ gestartet, das neue Wege bei der Sammlung und kaskadischen Verwertung von biogenen Abfällen aus Haushalten erproben soll. Der Fokus liegt dabei auf dem Einsatz digitaler Medientechnologie zur Steigerung der Motivation und zur Verbesserung der Sammelqualität. Als Grundlage für Entwicklungen im Rahmen dieses Projekts werden der Hintergrund zur Gamification, der Stand der Sensorik in Hinblick auf die technische Umsetzung des Küchenküberls sowie der Stand der Technik bei abfallwirtschaftlichen Apps dargestellt. Die Konzeption des interaktiven Küchenküberls in Kombination mit einer Motivations-App basiert auf einem nutzer:innenzentrierten Designprozess, wobei Nudging als Ansatz für die Trenn- und Sammelmotivation zur Anwendung kommt. Hauptzielgruppe der KüKeN-App sind Kinder und Jugendliche, die als Multiplikator:innen Kenntnisse und Engagement für das Thema Abfalltrennung in ihrem Umfeld verbreiten. Auf Basis von User- und Stakeholder-Workshops wurde die KüKeN-App mit drei Komponenten – ein ChatBot für Information, ein Spiel zur Wissensvermittlung sowie ein Spiel zur Aufrechterhaltung der Motivation – entwickelt. Nach der Vorstellung des Ergebnisses der Smartphone-Applikation gibt der Artikel einen Ausblick auf den bevorstehenden Einsatz der App in der Testregion.
Der Verlag bleibt in Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutsadressen neutral.
1 Einleitung
1.1 Hintergrund und Problemstellung
1.1.1 Steigende Relevanz der getrennten Abfallsammlung
Die kommunale Abfallwirtschaft ist seit Jahrzehnten ein Grundpfeiler der staatlichen Daseinsvorsorge und übernimmt dabei wichtige Funktionen. War es vor einigen Jahrhunderten „nur“ ein hygienisches Problem (Fäkalien und Speisereste landeten auf den Straßen), dem man durch die geordnete Sammlung und Entsorgung Herr werden musste, kommt seit einigen Jahrzehnten nun auch das Thema der Rohstoffversorgung und Kreislaufwirtschaft zum Tragen. Einhergehend mit der Einführung der getrennten Abfallsammlung tritt begleitend dazu wiederkehrend die Notwendigkeit der gezielten Information und Motivation der Bevölkerung auf.
Das derzeitige Sammelsystem in Österreich ist auf die Erzielung möglichst sortenreiner oder zumindest einfach nachzubehandelnder Abfallströme ausgelegt. Die wichtigste Funktion in diesem System nehmen die Bürgerinnen und Bürger als Abfallersterzeuger:innen ein. Sie müssen die aktuellen Trennvorschriften kennen und gleichzeitig auch motiviert sein, die Abfälle getrennt zu sammeln. Im Haushaltsabfall kommt es allerdings aufgrund von fehlendem Wissen oder mangelnder Motivation der Nutzer:innen immer wieder zu Fehlwürfen. Insbesondere die komplexen Abfalltrennsysteme und die Änderung der Trennregeln aufgrund neuer Verwertungsmöglichkeiten erfordern oft Vorwissen zur korrekten Nutzung oder eine Änderung des bekannten und gewohnten Trennverhaltens. Diese Probleme führen zu Schwierigkeiten am Beginn der Verwertungskette, denn falsch getrennte Abfälle müssen aufwendig sortiert oder können teilweise nicht hochwertig verwertet werden. Dadurch entstehen zusätzliche Kosten und der Verwertungsprozess wird ineffizienter. In diesem Bereich wird seitens der Kommunen viel Zeit und Geld investiert und mit unterschiedlichsten Mitteln versucht, Informationsdefizite zu beheben und über die Sinnhaftigkeit der getrennten Sammlung aufzuklären. Problematisch sind oft städtische Strukturen mit verdichtetem Wohnbau, wo die Anonymität der Bewohnerinnen und Bewohner es ihnen leichter macht, sich über Trennvorschriften hinwegzusetzen. Aber auch im Siedlungsbereich bei Ein- und Zweifamilienhäusern ist schlechte bzw. keine Abfalltrennung zu finden. Generell können Sprachbarrieren ein Grund sein, aber auch die allgemeinen Lebensumstände und Werthaltungen der Bewohner:innen, die die Wichtigkeit der getrennten Sammlung weit in den Hintergrund rücken lassen.
1.1.2 Herausforderung: Gezielte Sammlung und Verwertung von biogenen Abfällen
Im Restmüll der österreichischen Privathaushalte ist zufolge der letzten bundesweiten Sortieranalysen ein Anteil von durchschnittlich 33 % an biogenen Abfällen enthalten (Beigl 2020). Dies verursacht höhere Kosten bei der zumeist thermischen Verwertung des Restmülls und es werden wertvolle Rohstoffe verbrannt, die besser für eine Verwertung in einer Kompost- oder Biogasanlage geeignet wären.
Die biogenen Abfälle im Restmüll haben mehrere Ursachen:
Jene Haushalte, die ihre biogenen Abfälle auf dem eigenen Komposthaufen verwerten (Hausgartenkompostierung), verwenden meistens keine zusätzliche Biotonne und bringen die Küchenabfälle und Speisereste daher in den Restmüll ein (Hygieneproblematik am Komposthaufen). Diese Vorgehensweise liegt auch oft im Interesse der Gemeinden, da damit das Vorkommen von Ratten und Ungeziefer in den Hausgärten reduziert wird.
Verpackte überlagerte Lebensmittel werden selten ausgepackt und getrennt entsorgt, sondern landen ebenfalls in der Restmülltonne.
Generelle Unkenntnis der Trennvorschriften oder auch fehlende Motivation, Abfälle richtig zu trennen, bzw. die zusätzlichen Kosten für eine Biotonne in Kauf zu nehmen.
Bei der getrennten Sammlung biogener Abfälle in Wohnhausanlagen (WHA) spielt die Bequemlichkeit eine wichtige Rolle: Bei der Entsorgung von Restmüll gemischt mit Küchenabfällen muss der Müllraum nur einmal aufgesucht werden; auch die Reinigung des Vorsammelgefäßes für die biogenen Abfälle entfällt. Bei den Einfamilienhäusern, wo zu einem guten Teil die Möglichkeit der Hausgartenkompostierung in Anspruch genommen wird, werden v. a. die bereits oben angeführten Gründe (z. B. keine zusätzliche Biotonne für Küchenabfälle und Speisereste) schlagend. In beiden Wohnsituationen werden verpackte, überlagerte Lebensmittel häufig als Restmüll entsorgt, da ein Auspacken und getrenntes Entsorgen als zu aufwendig bzw. unhygienisch empfunden wird. Speziell für diese Abfallarten (Küchenabfälle, Speisereste, entpackte überlagerte Lebensmittel) gibt es derzeit die Biotonne als Sammelschiene, deren Inhalt vorwiegend in Kompostanlagen verwertet wird. Aus Sicht der besseren Ressourcennutzung bietet sich an, diese Abfälle kaskadisch in einer Biogasanlage zu vergären, mit nachfolgender Nutzung der festen/flüssigen Rückstände. Dies hat den Vorteil, dass die Kompostanlagen nicht mit den für die Kompostierung eher problematischen Speiseresten belastet werden, sondern aus dem Material Biogas und – nach Aufbereitung im Membranverfahren – Biomethan zur Einspeisung ins Gasnetz erzeugt werden und als weiteres Produkt Düngemittel in Form von Gülle entsteht, das auf die Felder der regionalen Landwirtschaften ausgebracht werden kann.
Ähnliche Ansätze kann man in einigen Regionen Österreichs und Deutschlands finden. Ein Beispiel ist das Sammelsystem der Gemeinde Kirchbichl, Tirol. Diese Gemeinde mit ca. 6000 Einwohner:innen hat 2014 die davor bestehende Biotonne für Küchen- und Gartenabfälle in zwei Sammelschienen getrennt: Küchenabfälle mit wöchentlicher Abfuhr und Verbringung zur Kläranlage, wo diese Abfälle im Faulturm co-fermentiert werden; getrennt davon werden Gartenabfälle gesammelt und der Kompostierung zugeführt. Die Sammelmengen vor Umstellung in den Jahren 2011 bis 2013 lagen bei 106 bis 109 kg/(EW.a); nach der Umstellung sind sie in Summe auf 108 bis 130 kg/(EW.a) angestiegen, davon sind ca. 50 % Küchenabfälle (Gemeinde Kirchbichl 2023). Nach Auskunft der Gemeinde Kirchbichl wurde dieses Sammelsystem in mehreren Gemeinden der Region umgesetzt.
In Deutschland wird eine Sammlung von Küchenabfällen („Energietonne“) meist in ländlichen Regionen umgesetzt, Beispiele sind der Neckar-Odenwaldkreis (Kaufmann und Gambke 2011), die Bioenergietonne Hohenlohekreis (Abfallwirtschaft Hohenlohekreis 2020) oder der Rhein-Neckar-Kreis (Ehrhard 2013). Ein Vergleich dieser Sammelsysteme findet sich bei Roblek (2024).
1.2 Projekt „KüKeN“
1.2.1 Projektziel und Motivation
Vor diesem Hintergrund wurde das Projekt „KüKeN – Küchenküberl für die energetische Nutzung“ gestartet, das neue Wege bei der Sammlung und Verwertung biogener Abfälle aus Haushalten erproben soll. Parallel dazu sollen auch neue Wege bei der Motivierung der Bürger:innen zur getrennten Sammlung beschritten werden.
Das Projekt wurde im Oktober 2023 gestartet, um herausfinden,
auf welche Art und Weise die getrennte Sammlung von Küchenabfällen, Speiseresten und überlagerten Lebensmitteln operativ durchgeführt werden kann,
mit welchen Sammelmengen gerechnet werden kann,
wie geeignet das Material für die Vergärung ist,
wie das Sammelsystem von den Bürgerinnen und Bürgern angenommen wird,
wie die Information und Motivation der Bürgerinnen und Bürger optimiert werden kann und
wie sich die Sammlung ökologisch und ökonomisch auswirkt.
Neben der Erprobung der getrennten Sammlung von Küchenabfällen liegt ein Schwerpunkt des Projekts in der gezielten Information und Motivation der Bürger:innen, neben konventionellen Medien werden dafür auch digitale Ansätze erprobt. Dabei kommt es zu einer Evaluierung der Nutzung und der Auswirkungen einer im Rahmen des Projekts zu entwickelnden App auf die Verbesserung der Sammelqualität und -motivation. Das Projekt beinhaltet zwei Probelaufphasen über jeweils ein Jahr. Im ersten Testlauf werden Benchmarks zur Menge und Qualität der Abfallsammlung definiert. Im zweiten Testlauf mit „intelligenten“ Abfallkübeln lassen sich mit den erzielten Benchmarks Aussagen zur Steigerung und Verbesserung des Sammelverhaltens tätigen, eine ökologische Bewertung sowie ökonomische Kostenanalyse erstellen und das zukünftige Einsatzpotenzial abschätzen.
1.2.2 Vorgehensweise
Die geplante Vorgehensweise umfasst den Test folgender Änderungen im Sammelsystem:
1.
Einführung von Sammelbehältern für Küchenabfälle: Als Küchenabfälle gelten alle Zubereitungsreste pflanzlicher und tierischer Herkunft (z. B. Obst- und Gemüseschalen, Kaffeesud, Knochen), angebrochene oder überlagerte Lebensmittel, Getränke und Speisereste. Da die Biogasanlage über eine vorgeschaltete Entpackungsanlage verfügt, sind auch verpackte LM-Abfälle grundsätzlich möglich.
2.
Umfunktionierung von bestehenden Biotonnen: Bei den Projekthaushalten werden die vorhandenen Biotonnen zu reinen Gartenabfalltonnen umfunktioniert. Damit erfolgt eine Auftrennung in kompostierfähiges Material und vergärungsfähiges Material schon an der Anfallstelle.
Für die Motivation und Information der Nutzer:innen dient eine App, die den neuen Sammelkübel zum „Sprechen“ bringt. Die Einbindung von Gamification und Storytelling in dieser App soll dazu beitragen, das Engagement zu erhöhen und eine positive Interaktion mit dem System zu fördern. Der Einsatz eines Avatars soll eine verbesserte, menschenähnliche Kommunikation, eine stärkere Einbindung der Nutzer:innen und eine positive Nutzungserfahrung ermöglichen. Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz und Sensorik soll bei der Sammlung unterstützen und beraten.
Mehrmals im Projektzeitraum werden Sortieranalysen des Restmülls der Projekthaushalte durchgeführt, um die Veränderungen in der Zusammensetzung und der Mengenflüsse zu dokumentieren und eine detaillierte Datenbasis zu schaffen. Außerdem soll auch die Änderung in der Zusammensetzung der Biotonnen analysiert und der Ertrag an Biomethan aus der Vergärung der getrennt gesammelten Küchenabfälle und Speisereste erhoben werden.
2 Status quo digitaler Lösungen in der Abfallsammlung
Als Grundlage für Entwicklungen im Projektrahmen wurden der Hintergrund zur Gamification, der Stand der Sensorik in Hinblick auf die technische Umsetzung des Küchenküberls sowie der Stand der Technik bei abfallwirtschaftlichen Apps aufbereitet.
2.1 Gamification und Umweltbewusstsein
Umweltbewusstes Verhalten lässt sich schwer beeinflussen (Arbuthnott 2009), weshalb viele Interventionsprogramme einen Zugang über umweltfreundliche Bildung nutzen. Zunächst soll durch Informationen das Umweltwissen der Bevölkerung verbessert werden, damit dieses Wissen nach und nach die Grundlage für umweltfreundliche Einstellungen und Werte bildet (Krajhanzl 2010).
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Besonders die „Generation Y“ und „Millennials“ wünschen sich emotionale Erlebnisse und bevorzugen unterhaltsame Aktivitäten (Smilansky 2017). „Digital Natives“ – also Menschen, die mit digitalen Technologien aufgewachsen sind – bevorzugen andere Kommunikationswege als frühere Generationen.
Videospiele und Apps als Kommunikationswege haben Eigenschaften, die sie zu effizienteren und nachhaltigeren Lernmethoden machen. Sie machen Spaß, wodurch Spieler:innen motiviert werden, weiterzuspielen (Djaouti et al. 2011). Das aktive Treffen von Entscheidungen in Spielen hilft den Spieler:innen, mehr über das Thema zu lernen und verschiedene Lösungsansätze auszuprobieren. Auch Empathie kann durch Spiele gefördert werden, indem den Spieler:innen ermöglicht wird, sich in andere Perspektiven hineinzuversetzen und die möglichen Auswirkungen ihres Handelns zu erkennen (Fabricatore und López 2012). Diese Eigenschaften sind besonders wertvoll für Bildungsziele im Bereich des Naturschutzes und der Nachhaltigkeit (Boncu et al. 2022).
Die für Umweltbildung entwickelten Apps sind häufig gamifiziert (Leitão et al. 2022), das heißt, sie enthalten Spielmechaniken. Mechaniken können zum Beispiel Abzeichen, Punkte, Fortschrittsmechaniken und Ranglisten sein (Sailer 2017). Der Begriff „Gamification“ tauchte Anfang der 2000er-Jahre auf und beschreibt die Nutzung von Spieledesignelementen in Nicht-Spiel-Kontexten (Deterding et al. 2011). Allerdings ist Gamification nicht überall sinnvoll oder effektiv (Boncu et al. 2022). Um zu verstehen, wie Nutzer:innen engagiert und unterhalten werden, ist es wichtig, die Nutzer:innen bei der Gestaltung von gamifizierten Dienstleistungen in den Mittelpunkt zu stellen. Gutes Gamification-Design ist auf die Benutzer:innen zentriert, nicht auf den Mechanismus.
2.2 Einsatzmöglichkeiten von Sensorik
Für die Messung des Füllstands von Abfallbehältern werden hauptsächlich IR-Sensoren verwendet (Furqan Durrani et al. 2019). Zur Erkennung von Abfällen werden verschiedene Sensoren wie Spektroskope, induktive Sensoren, hyperspektrale Bildgebung, Röntgen- oder Wärmekameras eingesetzt. Sie wurden aufgrund ihrer Kosteneffizienz, ihres Wartungsaufwands und ihrer Vielseitigkeit in Bezug auf die verschiedenen Abfallarten ausgewählt. Diese verschiedenen Sensortechnologien sind für eine Vielzahl von Materialien mit jeweils akzeptabler Genauigkeit einsetzbar (Lu und Chen 2022).
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Sensoren werden auch zur Überwachung von Geruchsemissionen eingesetzt. Unter Verwendung eines Multigasdetektors konzentrierten sich Wiśniewska et al. (2021) auf Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Methanthiol und flüchtige organische Verbindungen. Es wurde eine Reihe von Schwellenwerten festgelegt, um die Werte in Abfallbehandlungsanlagen zu messen und Korrelationen zwischen den Konzentrationen dieser Gase zu finden. Außerdem wurden über einen Internet-of-Things (IoT)-Ansatz verschiedene Sensoren wie Feuchtigkeitssensor, Temperatursensor und CO2-Sensor kombiniert, um Luftparameter separat zu erfassen. Darüber hinaus wurden ein Stickstoffdioxid- (NO2) und CO- sowie ein Methangassensor in das System implementiert. Diese wurden dann zur permanenten Überwachung von Abfallablagerungen eingesetzt (Mabrouki et al. 2021).
2.3 Apps für die Abfallsammlung
Bei den Apps sind zwei Anwendungen zu unterscheiden: Apps die Informationen bereitstellen und solche, die auf eine Verhaltensänderung abzielen.
Bei den Apps zur Information stehen Abfuhrkalender, meist mit Erinnerungsfunktion und Trennhilfen im Vordergrund; häufig wird auch die nächstgelegene Sammelstelle, das nächste Altstoffsammelzentrum und deren Öffnungszeiten angezeigt. Beispiele für derartige Apps sind die „Abfall-Oberösterreich-App“ des oberösterreichischen Landesabfallverbandes, die „Graz-Abfall-App“ oder die „Abfall-App Vorarlberg“. Entsprechend der anderen Art der Sammlung bietet die „48er-App Wien“ etwas weniger Funktionen an. Die App zeigt die Sammelstellen in der Nähe an und bietet eine praktische Trennhilfe, weiters wird der 48er-Tandler (Second-Hand-Shop) beworben.
Die „Daheim-App“ der Firma Saubermacher ist eine moderne Kommunikations- und Informationsapp von Gemeinden für die Bürger:innen. Auch sie zeigt sämtliche Abfuhrtermine inklusive Erinnerungsfunktion, Mülltrenn-Infos und Energiespartipps an. Weiters zeigt die App auf einer Karte das nächste Altstoffsammelzentrum an, bei welchem der Nutzer nach erfolgreicher Registrierung automatisch erkannt wird, seinen Abfall abladet und digital den Bezahlhinweis erhält. Diese App ermöglicht es den einzelnen Gemeinden, leichter mit ihren Bürger:innen in Kontakt zu treten. Die App „GEM2GO“ bietet einen Abfuhrkalender, an den man mittels Push-Benachrichtigung erinnert werden kann. Auch sie soll den Kontakt zu den Bürger:innen erleichtern.
Bei den Apps mit dem Ziel einer langfristigen Verhaltensänderung sind vor allem Anwendungen zur Verpackungssammlung zu nennen. Die App „Digi-Cycle“ wurde 2021 von der Firma Saubermacher AG und der ARA (Altstoff Recycling Austria) entworfen. Sie schafft durch nützliche Infos, spannende Challenges und attraktive Prämien Anreize zur korrekten Trennung von Verpackungen. Um ein Produkt richtig zu entsorgen, muss der Barcode gescannt werden oder in einer Produktübersicht ausgewählt werden. Der Digi-Cycle Recycling Guide zeigt, wie die Verpackung in der jeweiligen Region getrennt und korrekt entsorgt wird. Anschließend findet man auf einer interaktiven Karte die nächste Sammelstelle. Der zweite Bereich ist der Incentive-Bereich. Bei manchen Produkten kann man durch den Nachweis der korrekten Entsorgung Prämienpunkte sammeln, die man dann für Vorteilsangebote verwenden kann. Zukünftig soll im Rahmen des Pfandsystems eine digitale Rückgabeoption angeboten werden. Die „RecycleMich-App“ der Reclay Group und „RecycleMe“ GmbH ist ähnlich konzipiert. Bevor eine Verpackung entsorgt wird, wird sie vor dem Recyclingbehälter fotografiert, der Barcode gescannt und man nimmt damit an einem Gewinnspiel teil.
3 „KüKeN“ – Konzeption eines interaktiven Küchenküberls mit Motivations-App
Primär findet hierbei „Design Science“ Anwendung, ein qualitativer und umsetzungsorientierter Forschungsansatz zur Lösung von Problemen mit starkem Alltagsbezug über die Implementierung von (technischen) Artefakten, wie etwa digitalen Medien oder Applikationen (Hevner et al. 2004; Johannesson und Perjons 2014; Papanek 1985). Dazu wird für die Entwicklung der App ein nutzer:innenzentrierter Designprozess angewendet, um optimale Ergebnisse in Bezug auf Benutzererfahrung und Akzeptanz sicherzustellen. Typischerweise besteht dieser Prozess aus fünf Phasen: Anwendungskontextuntersuchung, Artefakt-Design, prototypische Umsetzung, Evaluation des Prototyps und die abschließende Implementierung des Artefakts (Bowles 2013; Norman 2002). Dazu werden Zielgruppen und Stakeholder aktiv eingebunden, um deren Anforderungen, Vorstellungen und auch Erfahrungen zu berücksichtigen (Goodwin und Cooper 2009; Sharp et al. 2019).
Als Ansatz für die Erhöhung der Sammel- und Trennmotivation kommt Nudging zur Verwendung, eine Methode aus der Verhaltensforschung. Dort wurde erkannt, dass Menschen häufig nicht logisch, sondern auf Grundlage von tendenziösen Urteilen oder erworbenen Gewohnheiten entscheiden (Özdemir 2020). Dieses Verhalten lässt sich für die Entscheidungsbeeinflussung nutzen (als leichter „Stups“ in eine bestimmte Richtung) und hielt anfangs im staatlichen Umfeld Einzug als Ergänzung zu Belohnung und Bestrafung. Die „Gestupsten“ sollten bessere Entscheidungen für sich, etwa in Bezug auf ihre Gesundheit oder die Gesellschaft, oder z. B. im Sinne der Nachhaltigkeit (Thaler und Sunstein 2009), treffen.
Mit Aufkommen der digitalen Informations- und Kommunikationstechnologie ergaben sich über die User Interfaces plötzlich ganz neue und umfangreiche Einsatzmöglichkeiten für Nudges. Diese stießen speziell im Onlinehandel auf großes Interesse, wo sich allerdings „Deceptive Design Pattern“ entwickelten, die zum Nachteil der Nutzer:innen „stupsten“ (Narayanan et al. 2020). Dies ruft, häufig auch unbewusst, negative Emotionen und Ablehnung bei den Nutzer:innen hervor. Um mit Nudging anhaltende Effekte zu erzielen, müssen die Nutzer:innen daher durch die App eine positive Nutzungserfahrung mitnehmen, ergänzt um das Gefühl, etwas Positives für die Welt getan zu haben (Nodder 2013).
3.1 Zielgruppen für die App
Die Hauptzielgruppe der KüKeN-App sind Kinder und Jugendliche im Alter von 12 bis 15 Jahren, insbesondere Schüler:innen in der Mittelschule oder im frühen Oberstufenalter. Diese Gruppe lebt typischerweise in Haushalten mit Eltern/Erziehungsberechtigten und möglicherweise Geschwistern und zeigt ein grundlegendes Interesse an Umweltthemen, ist aber oft unzureichend informiert oder motiviert. Sie sind offen für Neues, interessiert an mobilen Apps und digitalen Spielen. Damit können sie als Multiplikator:innen dienen, indem sie ihre Kenntnisse und das Engagement für das Thema Abfalltrennung in ihrem Umfeld verbreiten. Die Herausforderung besteht darin, diese junge Zielgruppe dazu zu bringen, den Chatbot und die Spiele aktiv zu nutzen.
Neben dieser Hauptzielgruppe gibt es folgende Nebenzielgruppen:
1.
Familien mit Kindern: Erwachsene zwischen Mitte 20 und 40 Jahren, in deren Haushalten Abfalltrennung meist selbstverständlich ist. Die Herausforderung liegt darin, die gesamte Familie, einschließlich der Kinder, in den Prozess einzubinden und bei Unsicherheiten den Chatbot zu nutzen.
2.
Ältere Erwachsene ab 50 Jahren: Diese Gruppe betrachtet Abfalltrennung oft als Routine und bevorzugt schriftliche Informationen. Die Herausforderung besteht darin, sie zur Nutzung über leicht zugängliche Information zu motivieren und Abfalltrennung bewusster wahrzunehmen.
3.2 User Workshop
Im Rahmen der Ideenfindung wurde ein Citizen-Science-Workshop durchgeführt, um Ideen für Spiele und Apps zu sammeln, die das Thema Abfallwirtschaft vermitteln können. Die Teilnahme war eher gering, da sich herausstellte, dass Jugendorganisationen mit Themen wie Apps und Videospiele schwer zu erreichen sind. Außerdem zeigte sich im Workshop, dass Abfall und Müll oft als unangenehme und private Themen wahrgenommen werden. Trotz dieser Herausforderungen entstanden in den intensiven Diskussionen wertvolle Ideen, die zur Entwicklung der Spiele „Custom Küken“ und „Eat it“ führten.
3.3 Stakeholder-Workshop
Um herauszufinden, welche Sensorik in das KüKeN-Projekt eingebunden werden könnte, wurde ein Stakeholder-Workshop mit Unternehmen (Entsorger, Ausrüster) veranstaltet.
Im Austausch zu den Erfahrungen und den Anforderungen des Projekts wurde der Einsatz von Sensorik als problematisch erachtet. Gründe sind die Energieversorgung, Kosten, Wartung sowie Diebstahl.
Bezüglich der Nutzung derartiger Apps wurden in dem Workshop als erfolgreichster Ansatz Gewinnspiele und Punktesysteme für Incentives über die App (wie etwa bei Digi-Cycle) identifiziert. Das eignet sich für die junge Zielgruppe und den Multiplikator:innenansatz allerdings nur bedingt und führt zu zusätzlichen finanziellen Belastungen beim Einsatz.
3.4 KüKeN-Motivations-App mit drei Komponenten
Mit den Erkenntnissen aus Recherche und den beiden Workshops wurden drei Konzepte entwickelt.
1.
ChatBot für Information
Für das KüKeN-Projekt wird ein Chatbot als zentraler Kommunikationspunkt entwickelt. Ziel ist es, einen Zugang zu schaffen, über den schnell auf die Projekt-Website zugegriffen und Kontakt aufgenommen werden kann. Der Chatbot nutzt vorgefertigte Dialoge, die visuell in Flussdiagrammen entworfen und dann mit Künstlicher Intelligenz verknüpft werden können. Dies ermöglicht präzise und spezifische Antworten zum Thema Abfallwirtschaft im Rahmen des KüKeN-Projekts und verhindert Abschweifungen zu anderen Themen.
Die Kommunikation mit dem Chatbot kann durch das Scannen eines QR-Codes am Küberl mit dem Smartphone gestartet werden. Zwei Optionen stehen für die Interaktion zur Verfügung: Erstens können sogenannte „Bubbles“ im unteren Bereich des Smartphone-Bildschirms ausgewählt werden, welche vordefinierte Begriffe für die Kommunikation enthalten (Abb. 1). Zweitens kann auch freie Texteingabe genutzt werden, um spezifische Fragen zu stellen (Abb. 2). Ziel des Chatbots ist es, interessierten und motivierten Personen die notwendigen Informationen bereitzustellen.
„Eat it“ ist ein interaktives Spiel, das über einen QR-Code oder den Chatbot erreichbar ist. Die Spieler:innen müssen Abfälle in die richtigen Sammelbehälter sortieren. Vom oberen Bildschirmrand fällt ein Stück Abfall nach unten (Abb. 3), und die Spieler:innen müssen den richtigen Behälter auswählen, bevor der Abfall in der falschen Tonne landet (Abb. 4).
Das Spiel bietet zwei Modi: „Training“ und „Challenge“. Im „Training“-Modus wird Wissen ohne Punktesammlung aufgebaut. Im „Challenge“-Modus treten Spieler:innen gegeneinander an, sammeln Punkte und schalten spezielle Items frei. Spieler:innen haben die Möglichkeit, eigene Fotos von Abfällen hochzuladen, die später im Spiel zur Sortierung erscheinen können und so zur Personalisierung des Spielerlebnisses beitragen und zur richtigen Trennung von Abfall anregen. In Zukunft könnte hierbei auch Künstliche Intelligenz zum Einsatz kommen, die die hochgeladenen Bilder analysiert und automatisch in die richtigen Abfallkategorien einsortiert.
3.
Spiel zur Aufrechterhaltung der Motivation
„Custom Küken“ ermöglicht es Spieler:innen, ein persönliches Küken als virtuelles Haustier zu gestalten und zu betreuen (Abb. 5). Zunächst können Nutzer:innen die Persönlichkeit ihres Kükens durch ein Quiz erstellen, um dessen individuelle Eigenschaften festzulegen. Das Küken benötigt regelmäßige Pflege, wie Füttern, Waschen und Schmücken (Abb. 6), um glücklich zu bleiben. Ähnlich wie die beliebten Spiele „Pou“ und „Tamagotchi“, vereint „Custom Küken“ Personalisierung und Pflege, um eine unterhaltsame und interaktive Erfahrung zu schaffen.
Ziel des „Custom Küken“-Spiels ist es, die Nutzer:innen dazu zu bringen, sich länger mit der KüKeN-App zu beschäftigen und interessieren. Durch die Pflege eines virtuellen Kükens und die Möglichkeit zur Personalisierung soll eine tiefe Bindung und kontinuierliche Nutzung der App gefördert werden.
3.5 Erste Evaluierungsergebnisse zu den Konzepten im Testgebiet
Um herauszufinden, wer mit den Spielen und dem Chatbot interagieren würde, wurden in Bruck an der Leitha mit zehn Haushalten im Testgebiet aus dem ersten Durchlauf Interviews geführt. Dabei wurden drei zentrale Kategorien identifiziert, die beschreiben, wie Menschen zur Abfalltrennung und zur Arbeit mit dem KüKeN-System eingestellt sind: interessiert, motiviert und informiert. Diese Kategorien helfen zu verstehen, welche Zielgruppen mit welcher Anwendung am besten erreicht werden können.
Die Kategorie „interessiert“ beschreibt Personen, die offen für das Thema Abfalltrennung und das KüKeN-System sind und neugierig auf das Projekt blicken. „Motiviert“ bezieht sich auf diejenigen, die aktiv und bereit sind, das System zu nutzen und sich dafür zu engagieren. „Informiert“ umfasst Personen, die bereits über das notwendige Wissen zur Abfalltrennung und zum KüKeN-System verfügen.
Die ersten Ergebnisse zeigen, dass die meisten Befragten gut informiert, interessiert und motiviert sind, was die Abfalltrennung und die Nutzung des Küken-Systems betreffen. Viele hatten bereits vor der Einführung von KüKeN Erfahrung mit Abfalltrennung und sehen das System als eine Fortsetzung ihrer bisherigen Praxis. Fünf der zehn Haushalte erfüllten alle drei Kriterien – Informiertheit, Interesse und Motivation – vollständig, während drei Haushalte diese Kriterien mittelmäßig erfüllten. Zwei Haushalte waren zwar gut informiert, zeigten aber wenig Interesse und Motivation.
Der geplante Chatbot wurde positiv aufgenommen, besonders für spezifische Fragen zur Abfalltrennung. Spielerische Elemente wurden vor allem von Familien mit jüngeren Kindern begrüßt. Einige Teilnehmer bevorzugten jedoch traditionelle Informationsquellen wie Flyer oder persönliche Beratung. Verbesserungsvorschläge umfassten größere Kübel oder zusätzliche Küken sowie die Integration in bestehende kommunale Apps.
4 Bisherige Umsetzung des Sammelversuchs
4.1 Vorbereitung des Sammelversuchs
Zu Beginn des Projekts wurden vorhandene Daten über die Sammeltouren und Sammelmengen von Biotonnen und Restmülltonnen zur Abschätzung der zu erwartenden Mengen der neuen Sammelschiene ausgewertet. Auch Erfahrungen aus einer bereits bestehenden, ähnlich gelagerten Sammlung in der Slowakei wurden in die Überlegungen mit einbezogen.
Parallel dazu wurden verschiedene Sammelgebinde (Kübel mit Klappdeckel in unterschiedlichen Größen) beschafft. Durch wöchentliche Testsammlungen in einigen Haushalten mit unterschiedlicher Personenanzahl und unterschiedlichen Tagesstrukturen (Kochgewohnheiten, Erwerbstätigkeit, Pension) wurde eine Gebindegröße von 20 l für Einfamilienhäuser festgelegt.
Bei Wohnhausanlagen stehen die Sammelgefäße üblicherweise in einem Müllraum. Als Sammelgebinde für Küchenabfälle für diese Gegebenheiten wurde auf einen standardmäßigen 120-Liter-Abfallsammelbehälter zurückgegriffen. Zwecks Unterscheidung zur „normalen“ Biotonne, die im Verbandsgebiet des GABL (Gemeindeverband für Abfallbehandlung Bezirk Bruck/Leitha) aus einem grünen Korpus mit braunem Deckel besteht, sind bei den neuen KüKeN-Gebinden Korpus und Deckel braun.
Beide Behältergrößen werden wöchentlich getauscht (nicht nur vor Ort entleert). Durch das Tauschsystem erhalten die Bürgerinnen und Bürger stets ein gewaschenes Sammelgebinde zur Verfügung gestellt. Sämtliche Testhaushalte erhielten zusätzlich noch ein kleines Vorsammelküberl (3 l) zur getrennten Sammlung der Küchenabfälle und Speisereste direkt am Ort des Anfalls (Küche).
4.2 Testgebiete mit Ein- und Zweifamilienhäusern
Um die Tourenplanung möglichst einfach zu gestalten und auch um die Öffentlichkeitsarbeit mit der Information für die ausgewählten Haushalte gut planen und umsetzen zu können, wurden immer ganze Straßenzüge herangezogen. Die Gebiete, in denen die ausgewählten Straßenzüge liegen, weisen unterschiedliche Charakteristiken auf – einerseits Siedlungsgebiete mit großen Gärten, andererseits Häuser im dicht verbauten, innerstädtischen Gebiet mit gekuppelter Bauweise und unterschiedlich großen Innenhöfen.
4.3 Testgebiete mit Wohnhausanlagen
Für dieses Testgebiet wurden sechs Wohnhausanlagen in Bruck an der Leitha ausgewählt. Ausschlaggebend war, dass es sich um strukturell unterschiedliche Anlagen handelt (von großen WHA mit bis zu 35 Wohnungen pro Stiege, bis hin zur einer kleinen Reihenhausanlage mit acht Wohnungen). Mit ein Auswahlgrund waren die – vermuteten – unterschiedlichen Lebensumstände der Bewohner:innen. Es wurde davon ausgegangen, dass in einer modernen, erst vor wenigen Jahren neu gebauten Genossenschaftsanlage eher Jungfamilien beheimatet sind und in einer schon über 50 Jahre alten WHA mit Eigentumswohnungen eher Personen im Ruhestand wohnen. Größtenteils beruhen diese Einschätzungen auf den lokalen Kenntnissen einiger Projektmitarbeiter.
Die beiden Testgebiete wurden auch so dimensioniert, dass jeweils rund 100 Haushalte für das Projekt zur Verfügung stehen.
4.4 Datenerfassung und Erhebungen
Für die Durchführung der Sammlung und Datenerfassung wurde eine App entwickelt, die auf einem Smartphone installiert ist und mit der ein auf dem jeweiligen Sammelgebinde angebrachter QR-Code gescannt und gleichzeitig das Gewicht des Gebindes erfasst wird. Die Verwiegung geschieht dabei mittels einer handelsüblichen elektronischen Waage, die über Bluetooth mit der App verbunden ist. Smartphone und Waage sind dazu auf einem Gestell montiert, das im Sammel-LKW (3,5-Tonner mit Kastenaufbau und Ladebordwand) befestigt wird. Die Daten werden sofort nach dem Wiegevorgang an eine Datenbank übermittelt. Durch die Verwendung der QR-Codes ist eine lückenlose Nachvollziehbarkeit der Mengenströme jedes EFH bzw. jeder WHA möglich. Herausfordernd war, die Applikation und die Vorgangsweise möglichst fehlertolerant zu gestalten, sodass auch bei Problemfällen (z. B. zwei Einfamilienhäuser tauschen ihre Sammelküberl) eine entsprechende Datenkonsistenz gewährleistet ist. Daher erfolgte die Entwicklung der App im Austausch mit dem eigentlichen Sammelpersonal und es gab mehrere (Pre‑)Testläufe.
Bevor die erste Sammeltour starten konnte, wurden die Testhaushalte mehrmals durch Briefe informiert. Eine Woche vor der ersten Sammeltour besuchten GABL-Mitarbeiter:innen alle Testhaushalte persönlich. Dabei erhielt jeder Haushalt im EFH-Gebiet das 20-Liter-Sammelküberl („KüKeN“) und – als Geschenk – ein kleines Vorsammelküberl für die Küche. Die Haushalte in den Wohnhausanlagen erhielten ebenso ein kleines Vorsammelküberl und die 120-Liter-„KüKeN“-Tonne wurde in den Müllräumen aufgestellt.
Im Zuge des persönlichen Gesprächs mit den Hausbewohner:innen wurde auch eine leitfadengestützte Umfrage durchgeführt, um Daten über die Anzahl der Haus- bzw. Wohnungsbewohner:innen und deren Lebensgewohnheiten (v. a. Koch- und Essensgewohnheiten) sowie deren Einstellung generell zur Trennung von biogenen Abfällen zu erfahren. Auch die Nutzung von Smartphones und generell das Interesse am Mitmachen bei einer allfälligen App-Entwicklung (Citizen-Science) wurden abgefragt.
4.5 Sammelversuch
Nach einer fundierten Basiserhebung (u. a. mittels Sortieranalysen) fand im April 2024 die erste Sammeltour statt und seither werden die KüKeN wöchentlich getauscht.
Nach rund sechs Monaten kann man einige erste Aussagen zusammenfassen:
1.
Die Akzeptanz des KüKeNs in den Testhaushalten (v. a. im EFH-Bereich) ist sehr gut. Besonders der Austausch auf ein stets sauberes Küberl wird als großes Plus gesehen.
2.
Es gibt einige wenige Haushalte, die nur sehr selten oder gar nicht ein KüKeN zur Abfuhr bereitstellen.
3.
Die Sammelmengen pro Haushalt liegen
bei EFH im Bereich von rund 3 kg/(HH.w), wobei die Spanne von 1 bis 15 kg reicht,
bei WHA im Bereich von rund 1,2 kg/(HH.w).
4.
Der logistische Aufwand (Sammeltour mit LKW und Entleeren/Waschen der Küberl) ist pro Woche mit rund 15 Personenstunden und 5 KFZ-Stunden zu beziffern.
5.
Die Qualität des gesammelten Materials ist ausgezeichnet, beinhaltet praktisch keine Fehlwürfe (wie z. B. Glasverpackungen, Restmüll oder Problemstoffe). (Anmerkung: kunststoff- oder metallverpackte Lebensmittelabfälle wären erlaubt.)
4.6 Ausblick: zweiter Testlauf
Der erste Testlauf wird noch bis März 2025 dauern und anschließend werden wieder Sortieranalysen vorgenommen. Danach wird das Testgebiet um zusätzliche Haushalte erweitert und dabei werden die neu entwickelten, digitalen Mittel für Öffentlichkeitsarbeit der FH St. Pölten zum Einsatz kommen. Ziel dieses zweiten Testlaufs ist, herauszufinden, ob der Einsatz der Neuen Medien eine merkbare Steigerung der Sammelmengen und bessere Qualitäten (auch im verbliebenen Restmüll und den Gartenabfalltonnen) bewirken. Aufgrund der ausgesprochen positiven Ergebnisse des bisherigen Testlaufs, die auf der vergleichsweise aufwendigen und nicht skalierbaren persönlichen Ausgabe der Sammelbehälter mit Information beruhen könnten, wird im zweiten Testlauf eine allein auf Medien gestützte Ausgabe erfolgen, die sich auch großflächig einfacher umsetzen ließe.
5 Schlussfolgerungen
Das KüKeN-Projekt untersucht u. a., wie Nutzer:innen für neue Sammelsysteme gewonnen werden können und wie sich die notwendige Information optimal vermitteln lässt. Der Einsatz einer Smartphone-App zur Bewältigung solcher Herausforderungen ist eine mittlerweile gängige Strategie. Allerdings zeigt die Erfahrung aus den Stakeholder-Gesprächen, dass derartige Apps in vielen Fällen nicht einmal den Weg auf die Geräte der Bewohner:innen eines Sammelgebiets finden. Spielerische Ansätze (Gamification) gelten ebenfalls als vielversprechend, konkurrieren jedoch mit kommerziellen Produkten, die weitaus höhere Budgets für Entwicklung und Marketing zur Verfügung haben.
Die ursprünglich geplante Sensorik in den Sammelbehältern erwies sich als problematisch für das Gesamtsystem in der Untersuchungsregion. Zum einen sind der Wartungsaufwand und der Energieverbrauch schwer zu handhaben, was sich zum anderen negativ auf den Lebenszyklus des Sammelsystems auswirkt. Daher wurde ein Ansatz gewählt, der auf HTML und Web-Technologien basiert, um eine Smartphone-Installation zu vermeiden und durch eine direkte Verbindung über den Sammelbehälter eine niederschwellige Nutzung zu ermöglichen. Ergänzend wurde ein einfaches Kommunikationskonzept über einen ChatBot entwickelt, das grundlegende Informationen zum Sammelsystem leicht zugänglich an eine breite Nutzer:innengruppe vermittelt. Das zusätzliche Spiel richtet sich speziell an Jugendliche, die dadurch in die Rolle von Multiplikator:innen für das Sammelwissen schlüpfen sollen. Ein langfristiges Spielen ist nicht erforderlich, stattdessen kommen sanfte Nudging-Mechanismen zum Einsatz für eine nachhaltige Wissensvermittlung.
Der zweite Testlauf mit medientechnischer Unterstützung befindet sich derzeit in Vorbereitung. Ziel ist es, mit geringerem Aufwand (ohne den persönlichen Kontakt zu allen Teilnehmer:innen aus dem ersten Testlauf) mindestens gleich positive Sammelergebnisse zu erzielen. Dank der Daten aus dem ersten Testlauf (Baseline) wird eine fundierte Auswertung der Ergebnisse möglich sein.
Das Projekt wird im EU-Programm LEADER mit Unterstützung von Bund, Ländern und Europäischer Union (Abb. 7) sowie dem digitalen Innovationshost Ost und dem Land Niederösterreich gefördert.
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Motivations-Apps und Gamification in der Abfallwirtschaft
Verfasst von
FH-Prof. DI Dr. P. Judmaier
S. Ladner, BSc
DI F. Taurer, BSc
C. Mynha
DI (FH) B. Mauthner
Ao. Univ.-Prof. DI Dr. S. Salhofer
DI Mag. P. Beigl
Univ.-Prof. DI Dr. M. Huber-Humer
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