Nachhaltigkeit in die ­Industrie

Energieverbrauch senken, Materialien wiederverwenden, Treibhausgase (THG) reduzieren: Wenn wir die Natur schützen und den Klimawandel bremsen wollen, muss die Industrie sich massiv verändern. Dabei sind Maßnahmen auf Ebene der Unternehmenssteuerung ebenso wichtig wie Anpassungen an den Lebenszyklus von Produkten oder an Produktionsabläufe – und das auf internationaler Ebene. In all diesen Bereichen bietet das Fraunhofer IPK zielgerichtete Unterstützung. 

Systematisch Nachhaltigkeit erzielen

»Wir stellen fest, dass Nachhaltigkeit vor allem KMU vor große Herausforderungen stellt«, sagt Felix Budde. Sein Team entwickelt Methoden und digitale Lösungen für das Nachhaltigkeitsmanagement. Schon seit einigen Jahren vermittelt das von ihnen entwickelte Nachhaltigkeitsbenchmarking speziell KMU eine erste Orientierung über die eigene Nachhaltigkeitsperformance. Aktuelle Projekte wie KliMaWirtschaft vertiefen Teilaspekte des übergeordneten Bildes. »Viele Unternehmen wissen nämlich nicht einmal, wie viele Treibhausgase sie emittieren – aber erst eine fundierte Datenbasis macht zielgerichtete Verbesserungen möglich«, resümiert Budde.

Produkte zukunftsfähig gestalten

Den größten Effekt in Punkto Nachhaltigkeit erzielen Unternehmen, wenn sie bei ihrer Existenzgrundlage ansetzen: ihren Produkten. Im Fraunhofer IPK entstehen Methoden und digitale Lösungen, um Produkte von der Entwicklung an nachhaltig und zirkulär zu gestalten. Zu diesem Thema entsteht aktuell ein Schulungsangebot für Unternehmen: Mastering Sustainable Engineering. Janine Mügge, die das Programm entworfen hat, fasst zusammen: »In einem Onlinekurs kombiniert mit Fachseminaren beantworten wir Fragen wie: Was bedeutet Nachhaltigkeit im Kontext Engineering? Was muss ich als Unternehmen künftig reporten? Was müssen Mitarbeitende und IT-Systeme können?« 

»Wir stellen fest, dass
Nachhaltigkeit vor
allem KMU vor große
Herausforderungen stellt.«

Kreislaufwirtschaft umsetzen

Am Hebel »Produkt« setzt auch die Kreislaufwirtschaft an. Die Idee: Statt Produkte am Ende ihres Lebens im Ganzen zu entsorgen, soll eine digitale Begleitung es ermöglichen, sie aufzubereiten oder in Bestandteile zu zerlegen, die sich wiederverwenden oder recyceln lassen. Auch hier ist Mügges Team aktiv. »Damit Kreislaufwirtschaft funktioniert, müssen Unternehmen viel stärker zusammenarbeiten als bisher«, berichtet sie. Das Projekt Catena-X vernetzt Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette von Kfz. Bisher hatten Fahrzeugverwerter kaum Zugriff auf Informationen über die im Auto verbauten Materialien. Das erschwerte die Wiederverwendung von Komponenten ebenso wie das Materialrecycling. Das Datenökosystem Cate­na-X ermöglicht nicht nur den einfachen Austausch von Informationen. Der sogenannte CE-Assistent findet darüber hinaus für die verbauten Teile die beste Verwertungsstrategie. Ähnliche Konzepte entwirft das Projekt Aerospace-X für die Luft- und Raumfahrtbranche.

Um Verwertungsstrategien geht es auch im Projekt Digma-DT. Hier wird mithilfe Digitaler Zwillinge Transparenz über den CO2-Fußabdruck während des Verwertungsprozesses geschaffen. Ziel: THG-Emissionen einsparen. Weitere Aktivitäten zur ­Förderung der Kreislaufwirtschaft aus dem Fraunhofer IPK zielen darauf, Komponenten wiederzuerkennen, um sie für ein »zweites Leben« aufzubereiten. Hierzu entstehen Technologien zur Identifikation von Altteilen auf Basis von intelligenter Bildverarbeitung mit Unterstützung von künstlicher Intelligenz.

Rückstandsloses Recycling 

Damit auch Komponenten, die sich nicht wiederverwenden lassen, in der Verwertung nachhaltiger werden, arbeitet das Institut an rückstandslos recycelbaren Materialien. Annika Brehmer, Leiterin der Abteilung Bio- und Pharmaproduktionstechnik, und ihr Team forschen zu Biopolymeren. Anders als konventionelle »Ewigkeitschemikalien« können Mikroorganismen diese in wenigen Wochen zersetzen. In der Abteilung werden Biopolymere fermentativ aus Reststoffen hergestellt, um zum Beispiel Daumenorthesen für Montageaufgaben im Fahrzeugbau zu produzieren. Wird das Hilfsmittel nicht mehr gebraucht, wird es ohne Umweltbelastung entsorgt. 

Brücken in alle Welt

Echte Nachhaltigkeit lässt sich nur im globalen Kontext erreichen. Das Fraunhofer IPK arbeitet deshalb mit Partnern auf der ganzen Welt zusammen, um Produktion und die dazugehörigen Lieferketten auf internationaler Ebene nachhaltiger zu gestalten. Besonders aktiv ist das Institut in Brasilien. »Projekte zur Nachhaltigkeit oder Energiewende müssen an verschiedenen Punkten ansetzen: Rohstoffe, Energie, Arbeitskräfte und Technologie. Brasilien hat Rohstoffe und erneuerbare Energie, wir in Deutschland können die Technologie beitragen«, sagt Dr. David Carlos Domingos, Leiter des Fraunhofer IPK Project Office for Advanced Manufacturing at ITA in São José dos Campos. Das Fraunhofer IPK hat deshalb den Ausbildungsdienst der brasilianischen Industrie SENAI beim Aufbau eines nationalen Forschungsnetzwerks unterstützt. »Wir brauchen die lokalen Partner für zielgerichtete Forschung. Wir können sehr viel von ihnen lernen«, sagt Dr. Markus Will, der das Projekt maßgeblich vorantrieb. »Denn nur wenn wir uns international austauschen, können wir innovative Projekte initiieren, die der Industrie nützen.«