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In vielen Bereichen entstehen Forschungsbeiträge für mehr ökologische Nachhaltigkeit. Für unsere Auftraggebenden sorgen wir mit maßgeschneiderten Fördermaßnahmen und detaillierten Studien für stimulierende Rahmenbedingungen. Dabei befassen sich unsere Fachleute mit der Dekarbonisierung des Verkehrssektors durch E-Mobilitätsangebote, analysieren Recyclingstrategien in der Textilindustrie oder beraten kleine und mittelständische Unternehmen zu Energieeffizienz-Potenzialen.
Der Batteriepass: Ein Ausweis für Batterien erhöht die Nachhaltigkeit in der Batteriezellfertigung
Sie ist das Herzstück eines jeden Elektroautos: Die Batterie. Mit einem Anteil von etwa 40 Prozent an der Wertschöpfung von E-Autos spielt sie eine wichtige Rolle für Nachhaltigkeit und soziale Standards in der Automobilindustrie. Nun soll die Batterie einen Ausweis bekommen: Im Projekt „Battery Pass“ arbeiten Partner aus Industrie und Forschung seit April 2022 an inhaltlichen und technischen Leitlinien für einen Batteriepass.
Ziel ist die Einführung eines europäischen Batteriepasses. Bereits ab dem Jahr 2026 sollen industrieübergreifende Standards für alle neuen Fahrzeugbatterien und stationären Speicher verpflichtend werden. Der Batteriepass erfasst Daten zur Nachhaltigkeit und Verantwortlichkeit in der Lieferkette, z. B. zu CO2-Fußabdruck, Arbeitsbedingungen und Rohstoffen, und bringt so Anforderungen der EU-Batterieverordnung in die Praxis. Im Pass wird auf einen Blick erkennbar sein, wie eine Batterie hergestellt wurde, wie nachhaltig sie ist und in welchem Zustand sie sich befindet.
Kernfragen im Projekt sind unter anderem: Welche Batteriedaten werden benötigt und wie und durch wen können sie erfasst werden? Wer darf Zugriff auf diese Daten haben und wie kann Datensicherheit gewährleistet werden? Welche konkreten Anwendungsfälle gibt es und wie können Vorteile quantifiziert werden? Um diese Fragen zu beantworten und die erarbeiteten Leitlinien zu harmonisieren, arbeitet das Konsortium eng mit nationalen und internationalen Partnern zusammen, wie etwa dem Deutschen Institut für Normung (DIN), der Deutschen Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (DKE), dem Catena-X Netzwerk und der Global Battery Alliance.
Umgesetzt wird das Projekt im Rahmen der „Ökosystemförderung Batteriezellfertigung“. Das Förderprogramm im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz ist Teil der „Initiative Batteriezellfertigung Deutschland“. Als kompetente Partnerin des Ministeriums begleitet die VDI/ VDE-IT die Förderinitiative bei der Umsetzung der Projektträgerschaft und in der wissenschaftlichen Begleitung.
Die wissenschaftliche Begleitung hat die Mission, den Erfolg der Förderung zu maximieren. Sie vernetzt die Projekte mit Fachkreisen des Ökosystems, moderiert den Dialog zu Fachthemen in Anspruchsgruppen und erstellt Analysen. Beispielsweise wurde eine Studie zu messbaren Nachhaltigkeitskriterien für Batterien veröffentlicht. In diversen Workshops wurden u. a. die Themen Nachhaltigkeit und Digitalisierung diskutiert. Besondere Meilensteine waren die Veranstaltungen unter dem Dach des deutschen G7-Vorsitzes zur Erarbeitung eines Whitepapers zur Data Governance mit Partnern aus Europa und Nordamerika.
UWE SEIDEL | PROJEKTLEITER
„Mit unseren Aktivitäten in der Projektträgerschaft leisten wir einen wesentlichen Beitrag zur europäischen Wettbewerbsfähigkeit im Batteriebereich. Der Batteriepass ist ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu einer kreislauforientierten, dekarbonisierten Mobilität und Energiespeicherung. Das motiviert mein Team und mich ungemein.“
Contracting macht’s möglich – Biomasse schlägt Braunkohle
Im Klimaschutzgesetz 2021 ist das Ziel verankert, bis 2045 klimaneutral zu sein - also nicht mehr CO2 auszustoßen als gebunden werden kann. Die bestehende Energiekrise zwingt zusätzlich zum Handeln. Nachhaltig erzeugte Biomasse kann einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgase leisten und auch bei Industrieprozessen eine sinnvolle Alternative zu fossilen Energieträgern sein.
Zum Beispiel bei der Pfleiderer Teisnach GmbH & Co. KG: Das bayerische Unternehmen stellt jährlich rund 40.000 Tonnen Papier her. Ein standortweites Dampfnetz versorgt alle Produktionsanlagen mit Prozesswärme. Der bisher für die Dampferzeugung eingesetzte Kessel kann Prozessdampfmengen von bis zu 24 Tonnen pro Stunde bereitstellen. Das sind etwa 68 GWh im Jahr - und dafür wird jedes Jahr Braunkohle mit einem Energiegehalt von rund 78 GWh verfeuert. Betrieben wird der Kessel durch die GETEC heat & power GmbH in Rahmen eines Energiecontractings.
Die Pfleiderer Teisnach hat sich entschieden, den emissionsintensiven Braunkohlekessel gegen einen neuen biomassebefeuerten Dampfkessel auszutauschen. Die Errichtung und der Betrieb der Neuanlage übernimmt GETEC, analog zur alten Anlage im Rahmen eines Contractings. Gefördert wird das Projekt im BMWK-Förderwettbewerb Energie- und Ressourceneffizienz.
Die neue Biomasse-Anlage wird mit Holzhackschnitzeln und Altholz befeuert. Eine optimierte technische Auslegung soll zusätzlich eine bessere Auslastung des Systems und somit einen höheren Nutzungsgrad bewirken. Der Primärenergieeinsatz des Brennstoffs kann so um zwei GWh reduziert werden. Zusammen mit der Brennstoffumstellung werden bei gleicher Dampfproduktion mehr als 27.000 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr vermieden.
Der Förderwettbewerb läuft seit 2019 und ist Teil des Förderpakets „Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft - EEW“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz. Die VDI/VDE-IT organisiert und entwickelt als Projektträger mit einem hohen Servicelevel den Förderwettbewerb. Mit den bisher geförderten Projekten wird jährlich rund eine Mio. Tonnen CO2 eingespart, was in etwa der Emission einer Stadt mit über 100.000 Einwohnern entspricht.
Ein weiterer Baustein zur Klimaneutralität: Die Transformationskonzepte
Seit 2021 unterstützt auch das Modul „Transformationskonzepte“ des BMWK-Förderpakets „Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft - EEW“ Unternehmen bei der Planung und Umsetzung der eigenen Transformation hin zur Klimaneutralität, ebenfalls von der VDI/VDE-IT organisiert und verwaltet.
Der Ersatz von Braunkohle durch nachhaltig erzeugte Biomasse aus der waldreichen bayerischen Umgebung vermeidet mehr als 27.000 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr.
© Pfleiderer Teisnach GmbH & Co. KG - Armin Weigel
DR. HOLGER SCAAR | TEILPROJEKTLEITER
„Für viele Unternehmen in Deutschland ist die Erreichung der Klimaneutralität bis 2045 ein angestrebtes Gemeinwohlziel. Mit der EEW-Förderung für Transformationskonzepte wurde der Förderbedarf für die Erstellung einer bindenden Roadmap zur Zielerreichung durch das BMWK erkannt, welches sich vor allem in hohen Antragszahlen wiederspiegelt.“
Mehr Energieeffizienz und Klimaschutz in der Berliner Wirtschaft
Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) ist es nicht leicht, neben den täglichen Anforderungen des Kerngeschäfts auch die individuell passenden Investitionsmöglichkeiten für betrieblichen Klimaschutz zu identifizieren und umzusetzen. Oft fehlen dafür Expertise und personelle Kapazitäten. Die steigenden Kosten für Strom und Wärme erhöhen zwar den Druck zum Energiesparen, beschränken aber auch die Investitionsmöglichkeiten.
Die Berliner Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe (SenWEB) hat daher die VDI/VDE-IT beauftragt, die Berliner Koordinierungsstelle für Energieeffizienz und Klimaschutz im Betrieb (KEK) ins Leben zu rufen, um Berliner KMU dabei zu unterstützen, ihre Energieeffizienz- und Klimaschutzpotenziale zu erschließen.
Detailberatung und Erfahrungsaustausch
Als zentrale Anlaufstelle bietet die KEK allen interessierten Berliner Unternehmen eine kostenfreie und anbieterneutrale Beratung. In der Basisberatung werden die konkreten Bedarfe der Unternehmen besprochen und weitere Unterstützungsmöglichkeiten durch die KEK sowie mögliche Förderangebote Dritter – wie z. B. durch die Investitionsbank Berlin – identifiziert. Die KMU-Detailberatung – das Herzstück des KEK-Angebots – dient der Identifizierung individueller Energieeffizienz- und Klimaschutzpotenziale und der Abschätzung der Machbarkeit konkreter Maßnahmen. Sie wird durch einen zertifizierten Energieberater bei den Unternehmen durchgeführt. Angebote zu Austausch und Vernetzung mit gleichgesinnten Unternehmen, etwa im Rahmen von Runden Tischen oder Energieeffizienz- und Klimaschutznetzwerken, erhöhen die Motivation und das langfristige Engagement der Unternehmen. Zudem bietet die KEK Unternehmensworkshops, die Unternehmen dabei helfen, die eigenen Mitarbeiter für Energieeffizienz und Klimaschutz zu sensibilisieren.
Optimierung im Konditorei-Betrieb
Eine Berliner Konditorei plant, in den nächsten Jahren die Produktion zu modernisieren und die Raumnutzung zu optimieren. In diesem Zuge soll auch der Energieverbrauch reduziert werden. Im Rahmen der KMU-Detailberatung erörterte der KEK-Experte die Einsparoptionen bei den Backöfen, den Kältemaschinen, der Warmwasseraufbereitung und der Heizanlage. Neue Backöfen inklusive Wärmerückgewinnung sind bereits geplant. Auch bei den Kältemaschinen kann die Abwärme genutzt werden. Für die Heizung wurde die Reduzierung der Heiztemperatur eruiert, um nicht nur Kosten zu senken, sondern auch die Effizienz der Wärmepumpe zu steigern. Darüber hinaus wurde ein Energieträgerwechsel diskutiert und spezifische Fördermöglichkeiten empfohlen.
JAKOB BRÜCKNER | LEITER DER KEK
„Mit dem Angebot stoßen wir auf große Resonanz. Besonders nachgefragt ist die individuelle 'KMU-Detailberatung', bei der auf die jeweilige Firma zugeschnittene Energieeffizienz- und Klimaschutzpotenziale identifiziert, konkrete Projektideen entwickelt oder die Rentabilität möglicher Maßnahmen eingeschätzt werden.“
Chance Nachhaltigkeit: Textil und Mode made in Germany
In einer von Transformation und Krise geprägten Welt gewinnen strategische Vorausschau und wissenschaftsbasierte Politikberatung rasant an Bedeutung. Mit Methoden der Zukunftsforschung unterstützt die VDI/ VDE-IT Politik und Wirtschaft dabei, Orientierungswissen aufzubauen und schon heute die Entscheidungen zu treffen, die sich an den Potenzialen und Herausforderungen der Zukunft orientieren. Wie das in der Praxis gelingt, zeigt sich unter anderem in der Zusammenarbeit mit Akteuren der Textil- und Bekleidungsindustrie, allen voran mit dem Forschungskuratorium Textil e. V..
Im Foresight-Prozess „Perspektiven 2035“ haben unsere Expertinnen und Experten bereits 2019 gemeinsam mit rund 100 Stakeholdern aus Industrie, Wissenschaft und Politik zentrale Handlungsfelder für eine zukunftsfähige Textil- und Bekleidungsindustrie identifiziert. Diese Studie setzte wichtige Impulse für die Ausrichtung von Forschung und Entwicklung im Textilsektor. Eines der identifizierten Handlungsfelder: Die nachhaltige Transformation. Und auch 2022 stand die Zusammenarbeit mit dem Forschungskuratorium Textil e. V. ganz im Zeichen der Nachhaltigkeit. Gemeinsam mit Akteuren aus Industrie und Forschung entwickelten die Foresight-Fachleute der VDI/VDE-IT in der Studie „Textile Kreisläufe schließen, Zukunft gestalten“ einen Handlungspfad in eine textile Kreislaufwirtschaft.
Nachhaltigkeit als ökonomische und ökologische Erfolgsgeschichte
Die Studie zeigt, dass Textil- und Modehersteller in Deutschland Schlüsselakteure sein können, wenn es um die Frage geht: Wer produziert künftig textile Produkte für eine klimaneutrale und zirkuläre Wirtschaft? Eine erfolgreiche Transformation gelingt nur in einer echten Gestaltungspartnerschaft von Wirtschaft, Wissenschaft und Politik. Viele Unternehmen der Branche arbeiten bereits gemeinsam mit der Forschung an Innovationen für kreislauffähige Textilien. Jetzt kommt es darauf an, die Anstrengungen weiter zu verstärken. Fazit: Es braucht eine Unternehmenskultur, in der nicht alles über Bord geworfen, aber alles hinterfragt, in der nicht alles neu, aber vieles besser gemacht wird. Daneben kommt es auf die richtigen politischen Weichenstellungen an. Um wirtschaftliche Barrieren zu reduzieren, müssen Anreizmechanismen für die Textil- und Bekleidungsindustrie etabliert werden, die speziell auf die Anforderungen der textilen Wertschöpfungskette abgestimmt sind.
DR. ROBERT PETERS |
PROJEKTLEITER UND AUTOR
„Mit Foresight-Studien helfen wir unseren Kundinnen und Kunden heute schon die Entscheidungen zu treffen, die sich an Potenzialen und Herausforderungen der Zukunft orientieren. In unserer Arbeit für die Textil- und Modeindustrie tragen wir dazu bei, dass die Transformation zu einer ökologischen und ökonomischen Erfolgsgeschichte wird.“
Ressourcenschonung leichtgemacht
Leichtbau ist schon lange ein wichtiges Innovationsthema. Die Ursprünge des Leichtbaus liegen im Bauwesen, aber mit der zunehmenden Mobilität zu Beginn des 20. Jahrhunderts und der rasanten Entwicklung des Automobils rückte der Leichtbau auch hier in den Fokus. Die bis heute zentrale Frage lautet: Wie kann ein Fahrzeug mit möglichst geringem Energieaufwand bewegt werden? Gleiches gilt für die Entwicklung der Luft- und Raumfahrt, die ohne die Umsetzung von Leichtbaulösungen nicht möglich gewesen wäre.
Dass der Leichtbau immer stärker in das öffentliche Interesse rückt, hängt nicht zuletzt mit dem voranschreitenden Klimawandel zusammen: Für die Einsparung von Ressourcen und CO2-Reduktion bietet der Leichtbau viel Potenzial.
Potenzialanalyse des Leichtbaus in Österreich
In Kooperation mit KMU Forschung Austria hat die VDI/VDE-IT im Jahr 2022 unter anderem eine Potenzialanalyse des Leichtbaus in Österreich durchgeführt, die neben der Erfassung des Status quo auch die Identifikation von Potenzialen sowie die Einbettung Österreichs in europäische Leichtbaunetzwerke zum Thema hatte.
Leichtbau steht für die Entwicklung neuer Materialien sowie deren Kombination zu Verbundwerkstoffen, aber auch das Recycling von Werkstoffen. Immer neue Software- und Simulationstools ermöglichen die leichtbaugerechte Konstruktion und Integration neuer Materialien. Technisch mögliche Lösungen müssen in wirtschaftliche überführt werden und damit sind Fragen der automatisierten Herstellung, Produktionskosten und Materialverfügbarkeit verbunden. Die additive Fertigung bietet neue Produktionstechniken, die die gestiegenen Anforderungen hinsichtlich Verfügbarkeit und Individualität bedienen können.
Leichtbau ist mehr denn je ein komplexes Zusammenspiel unterschiedlichster Technologien und Konstruktionsphilosophien mit Anwendungsbereichen in Mobilität, Bauwesen, Medizintechnik, Maschinenbau, Energieerzeugung, Sport, Verpackung und Logistik bis hin zu Möbel und Haushalt. Die Rolle des Leichtbaus wird nicht immer auf den ersten Blick sichtbar, betrifft jedoch die gesamte Wertschöpfungskette. Die Umsetzung von innovativen Leichtbauideen erfordert zudem die parallele Entwicklung unter anderem von neuer Anlagentechnik für großserientaugliche Fertigungsprozesse sowie von Verfahren zur Qualitätssicherung.
DR. HOLGER WORRACK | PROJEKTLEITER
„Die großen Potenziale des Leichtbaus liegen in der Digitalisierung und im Wissenstransfer. Mit optimierten lasttragenden Strukturen, die großserientechnisch, wirtschaftlich und nachhaltig gefertigt werden können, kann ein deutlicher Beitrag zur Ressourcenschonung erzielt werden.“