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Nachhaltig wirtschaften – mit weniger Ressourcen mehr fertigen

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Ressourceneffizienz ist ein ganz wichtiger CleanTech-Bereich. Kürzlich hat dazu der Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, Prof. Hans-Jörg Bullinger ein offizielles Statement abgegeben, das wir Ihnen sehr gerne komplett präsentieren möchten. Titel ist: „Nachhaltig wirtschaften – mit weniger Ressourcen mehr fertigen“.
Hans-Joerg Bullinger zum Thema RessourceneffizienzDie Rohstoff- und Energiekosten steigen rapide an. Längst bestimmen sie maßgeblich den Preis des Endprodukts. Künftig können sich nur Unternehmen auf dem Markt behaupten, die Materialien und Energie effizient nutzen. Die große Herausforderung ist es, das Wirtschaftswachstum vom Ressourcenverbrauch zu entkoppeln.

Die diesjährige Hannover Messe steht unter dem Motto »Smart Efficiency«. Damit hat die Messe ein wichtiges Thema aufgegriffen. Denn angesichts der steigenden Rohstoffpreise brauchen wir dringend neue Lösungen für das intelligente Zusammenspiel zwischen Kosten-, Prozess- und Ressourceneffizienz. Für immer mehr Unternehmen entwickelt sich die Kostenexplosion der Energie- und Rohstoffe – laut einer Untersuchung des Deutschen Industrie- und Handelskammertags (DIHK) – zu einem Konjunkturrisiko. In vielen Branchen bestimmen Material- und Energiekosten schon längst maßgeblich den Preis des Endprodukts. Ein Beispiel ist das Verarbeitende Gewerbe: Dort entfielen – laut Statischen Bundesamt – im Jahr 2007 allein 45 Prozent der Herstellungskosten auf den Materialverbrauch.

Zum Vergleich: Die Personalkosten machten nur 18 Prozent aus. Damit sich deutsche Unternehmen auch künftig auf dem Weltmarkt behaupten können, bedarf es eines Paradigmenwechsels. An die Stelle von maximalem Gewinn aus minimalem Kapital muss maximale Wertschöpfung aus minimalen Ressourcen treten. Unternehmen, die sich durch Effizienztechnologien heute einen Kostenvorteil erarbeiten, werden diesen in Zukunft überproportional weiter ausbauen.

Studie: Energieeffizienz in der Produktion

Welch großes Potenzial das Thema Effizienzsteigerung den Unternehmen bietet, zeigt die Fraunhofer-Studie »Energieeffizienz in der Produktion«. Ein Ergebnis: Mittelfristig lassen sich in der industriellen Produktion bis zu 30 Prozent Energie einsparen. Allein für die in der Untersuchung betrachteten Produktklassen macht dies 210 Petajoule pro Jahr aus. Das entspricht etwa der Hälfte des Stromverbrauchs der privaten Haushalte in Deutschland oder der Leistung von vier Kraftwerken mit je 1,4 Gigawatt Leistung.

Und durch effizienten Rohstoffeinsatz lassen sich die Kosten noch weiter drücken. Zudem kann in den kommenden Jahren die Materialeffizienz um 20 Prozent gesteigert werden, so die Deutsche Materialeffizienzagentur demea. Das bedeutet, dass sich die Rohstoffkosten pro Jahr um 100 Milliarden Euro senken lassen. Der Fraunhofer-Verbund Produktion hat schon früh das Thema »Ressourceneffiziente Produktion« auf seine Agenda gesetzt. Künftig müssen wir noch weitergehen und das Wirtschaftswachstum vom Ressourcenverbrauch entkoppeln.

50 Prozent Energie bei der Karosseriefertigung einsparen

Die wachsende Nachfrage, knapper werdende Ressourcen, steigende Umweltschutzanforderungen und politische Vorgaben sind schwerwiegende Herausforderungen für Politiker, Unternehmer und Verbraucher. Gefragt sind innovative Technologien und Services, die die Effizienz steigern und die Umweltbelastungen senken. Bereits seit einigen Jahren fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF die Entwicklung innovativer, ressourceneffizienter Produktionstechnologien.

Ein Leuchtturmprojekt ist die Innovationsallianz »Green Carbody Technologies«, in der mehr als 60 Unternehmen in Deutschland zusammenarbeiten. Die Partner haben die Vision, bis zu 50 Prozent Energie bei der Karosseriefertigung einzusparen. Gemeinsam mit der Volkswagen AG koordiniert das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU den Zusammenschluss von Automobilherstellern, Ausrüstern und Zulieferern.

Fraunhofer: Power train effizienter machen

Wie leistungsfähig ein Wagen ist und wie stark er die Umwelt belastet, hängt vor allem vom Antriebsstrang ab – mit allen Komponenten für die Drehmomenterzeugung und -übertragung, vom Motor bis zum Rad. Forscher aus sieben Fraunhofer-Instituten wollen diesen »Power-train« effizienter machen.

Ziel ist es, durch neue Werkstoffe die Masse zu reduzieren, durch Kreislaufwirtschaft den Material- und Energieeinsatz zu verringern sowie mittels Beschichtungen und Oberflächenstrukturierung einen reibungsarmen Betrieb der Komponenten zu ermöglichen. Beispiel Nockenwelle: Dieses bisher massive Bauteil fertigen die Forscher mit Innenhochdruck-Umformen (IHU). Hierbei wird Metall durch hydrostatischen Druck in Form gepresst. Die so gefertigten Bauteile sind innen hohl und wiegen deutlich weniger als herkömmliche Nockenwellen.

Ressourcen in der Metallbearbeitung sparen

In der Metallbearbeitung lassen sich Ressourcen sparen, wenn man spanende Fertigungsverfahren durch Umformprozesse ersetzt. Unter Beachtung der durchschnittlichen Materialausnutzung benötigt man für die Herstellung von einem Kilogramm Fertigteile durch Umformverfahren ein Drittel weniger Energie als bei spanenden Verfahren. Ein Beispiel ist das Kaltwalzen von Laufverzahnungen für Getriebe. Neben der Energieeinsparung ließen sich bis zu einem Drittel des Materials und bis zur Hälfte der Herstellungszeit einsparen.

Neue Informations- und Kommunikationstechniken können helfen Ressourcen zu sparen. Eine Forschergruppe am Fraunhofer SCAI hat zum Beispiel eine Software entwickelt zur optimierten Ausnutzung von Material und Raum in ressourcenintensiven Branchen. Dafür wurden die Wissenschaftler im März 2011 mit dem Innovationspreis für Klima und Umwelt (IKU) ausgezeichnet. Weltweit nutzen schon mehr als 7000 Unternehmen diese Optimierungslösungen.

Die bekanntesten Anwendungen sind AutoNester (automatische optimierte Anordnung von Schnittbildern auf Textilien, Leder, Blechen und Holz) und PackAssistant (optimierte Verpackung von Bauteilen in Behälter). Die erzielbaren Einsparungen sind enorm: Beim Zuschnitt von Metall, Holz oder Lederhäuten lässt sich je nach Branche und Anwender eine bis zu 30 Prozent höhere Materialausnutzung erzielen.

Produktion ohne Rohstoffe?

Ressourcenschonende Fertigung ist eine Möglichkeit, in Zeiten knapper Rohstoffe wirtschaftlich zu agieren. Fraunhofer-Forscher denken aber schon weiter. Ihr Ziel ist es, ganz ohne den Einsatz neuer Rohstoffe zu produzieren. Dazu setzen die Wissenschaftler auf konsequentes Recycling, nicht nur im Privathaushalt, sondern vor allem auch in der Industrie.

Indem Sekundärrohstoffe in Kaskaden immer weiter verwertet und in den Produktionsprozess zurückgeführt werden, lassen sich enorme Mengen an natürlichen Ressourcen einsparen. Die Orientierung auf ein möglichst vollständiges Recycling und der Einsatz nachwachsende Rohstoffe eröffnet neue Chancen für unternehmerisches Handeln. Sie helfen sich künftig unabhängiger von Rohstoff- und Energie-Importen zu machen.

Produzieren ohne Ressourcenverbrauch eröffnet den Einstieg in ein verantwortungsvolles, nachhaltiges Wirtschaften. Doch was verstehen wir unter Nachhaltigkeit? Die von den Vereinten Nationen eingesetzte Brundtland-Kommission beschreibt es so: „Nachhaltige Entwicklung ist Entwicklung, die die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne zu riskieren, dass künftige Generationen ihre eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen können“. Wollen wir diesem Grundsatz folgen, ist es erforderlich unsere Systeme in Richtung Umwelt- und Gesellschaftsverträglichkeit umzugestalten.

Dazu möchte die Fraunhofer-Gesellschaft einen Beitrag leisten. Fraunhofer entwickeln deshalb derzeit eine Nachhaltigkeitsstrategie für die 60 Fraunhofer-Institute in Deutschland. Wir sehen es als unseren Forschungsauftrag an – gemeinsam mit der Politik, Wirtschaft und der Gesellschaft – die Weichen für unsere Zukunft zu stellen.

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