Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit

FuE-Trends 2022 / 2023

Greenwashing war gestern

Nachhaltigkeit ist für eine wachsende Zahl von Unternehmen nicht mehr nur ein Argument, das sich gut im Marketing macht, sondern wirtschaftliche Notwendigkeit. In einer Zeit, die geprägt ist von Lieferengpässen bei Rohmaterial und rapide steigenden Energiepreisen, gewinnt der effiziente Umgang mit den knappen und teuren Ressourcen an Bedeutung. Auch Zero Emission und CO2-Neutralität rücken zunehmend in den Fokus. 

Für den Weg in eine zukunftsfähige Wirtschaft gibt es viele Ansätze. Der vielleicht nachhaltigste – um in der Begriffswelt zu bleiben – ist der der »starken Nachhaltigkeit«: Dieses Konzept stellt die Ökologie ins Zentrum aller Anstrengungen. Die Idee: Nur in einem intakten Ökosystem kann sich ein starkes Sozialsystem bilden, und erst dieses bringt eine langfristig funktionierende Wirtschaft hervor. Eine Gesellschaft, die ihre Umwelt jenseits der Regenerationsfähigkeit ausbeutet, ist langfristig nicht wirtschafts-, geschweige denn überlebensfähig. 

Mehr Nachhaltigkeit erreicht man also zuallererst über ökologisches Handeln. Dessen Bedeutung rückt derzeit stärker ins Bewusstsein als je zuvor. Noch vor wenigen Jahren waren Energieeffizienz und ein sparsamer Ressourceneinsatz vor allem Verkaufsargument für Unternehmen, die »sich einen grünen Anstrich geben« wollten. Jetzt werden sie zur Voraussetzung für Wettbewerbsfähigkeit. Spätestens seit Energiepreise explodieren und selbst Rohstoffe, von denen man dies nicht erwartet hätte – Holz zum Beispiel – zum Luxusgut werden, wird auch für die Letzten sichtbar: So wie bisher kann es nicht weiter gehen. 

Energie sparen, Schadstoffausstoß reduzieren

Die Gebiete, auf denen der Handlungsdruck derzeit am größten ist, sind die Energieeffizienz, eng verbunden mit der CO2-Neutralität. Energie wird immer teurer. Die Ursachen liegen einerseits in Markteffekten. Aufstrebende Volkswirtschaften erhöhen die Nachfrage, während internationale Krisen das Angebot verknappen. Andererseits belasten CO2-Ausgleichszahlungen, wie sie im Bundes-Klimaschutzgesetz verankert sind, die Industrie zusätzlich. Doch sie schaffen auch starke Anreize. Laut Energiewende-Barometer 2021 des Deutschen Industrie- und Handelskammertags (DIHK) will ein Drittel der deutschen Unternehmen bis 2030 oder früher klimaneutral werden. Um vor allem international wettbewerbsfähig zu bleiben, muss ihr Energieverbrauch merklich sinken. 

Auch hier sind datenbasierte Ansätze interessant. Intelligente Steuerungstechnik, wie wir sie mit der Firma ÖKOTEC Energiemanagement entwickelt haben, können aus Energiemessdaten auf ideale Sollwerte schließen, die automatisch an die entsprechenden Maschinen übertragen werden. So wird der energieeffizienteste Betriebsmodus nicht nur ermittelt, sondern direkt an der Maschine eingestellt. Fortschritte in der Künstlichen Intelligenz werden hier in den nächsten Jahren zusätzliches Potenzial heben. Weitere Ansätze bietet die Anwendung energieeffizienterer physikalischer Grundprinzipien im Maschinenbau.

Von der linearen zur zirkulären Wirtschaftsweise

Die nächste Herausforderung liegt bei den Ausgangsmaterialien. »Lieferschwierigkeiten sowie deutliche Preissteigerungen bei Vorprodukten und Rohstoffen machen derzeit nicht nur der international orientierten deutschen Industrie zu schaffen – sie treffen Betriebe sämtlicher Branchen und Größenklassen«, stellte der DIHK im August 2021 in einer Blitzumfrage fest. Vor diesem Hintergrund verstärken wir unser Plädoyer für die Kreislaufwirtschaft (Circular Economy). 

Die verbreitete lineare Wirtschaftsweise bringt einen überproportionalen Ressourcenverbrauch mit sich. Die Problematik war bereits offenkundig, ehe im Zuge der COVID-19-Krise Rohstoffknappheit zum gesamtgesellschaftlichen Thema wurde. Die moderne Wirtschaft entnimmt ihrer Umwelt Rohstoffe, um Güter zu produzieren, die genutzt und hinterher abschließend entsorgt werden. Bei der Menge an Gütern, die eine wachsende Weltbevölkerung benötigt und nachfragt, gelangt diese Wirtschaftsweise an Grenzen. 

Die Kreislaufwirtschaft postuliert ein regeneratives System. Energie- und Materialkreisläufe werden verlangsamt oder geschlossen. So werden der Ressourcen- und Energieverbrauch reduziert, während weniger Abfall und Emissionen anfallen. Ein wichtiger Schlüssel liegt dabei im Remanufacturing und Refurbishing. Am Ende der Nutzungszeit werden Produkte nicht entsorgt, sondern aufgearbeitet oder in Bestandteile zerlegt, die verwertet oder sogar weiterverwendet werden können. 

Ressourcenschonende Lebenszyklusgestaltung

Wo sich der Einsatz von Rohmaterialien nicht vermeiden lässt, gilt es diese materialsparend zu verwenden. Das geht am besten, wenn man den gesamten Lebenszyklus eines Produkts von Beginn an nachhaltig ausrichtet. Schon die ersten Entscheidungen, die Produktentwickelnde treffen, haben direkten Einfluss auf die Ökobilanz von Produkten. So genügt es zum Beispiel nicht, wenn sie im Betrieb strom- oder kraftstoffsparend sind. »Echte« Nachhaltigkeit muss auch berücksichtigen, wieviel Energie und Material in der Herstellung verbraucht wurden und unter welchen Bedingungen das Produkt produziert wurde – etwa, welche sozialen Standards dabei maßgeblich waren. Und: inwieweit es sich am Ende seiner Lebensdauer abfallarm entsorgen lässt. 

Unsere Forschenden betrachten daher ein breites Spektrum an Lösungen, um Produkte über den gesamten Lebenszyklus nachhaltig zu gestalten. Das beginnt bei der Produktentstehung und endet bei der Verwendung von Biopolymeren, die sich nach Gebrauch rückstandsfrei entsorgen lassen.

Corporate Responsibility nachweisen und kommunizieren

Zugegeben: Nachhaltigkeit bedeutet Aufwand, und auch der hat seinen Preis. Energieeffizienz etwa gibt es nicht ohne Investition in moderne Anlagentechnik. Aber die gute Nachricht ist: Es lohnt sich. Konsumentinnen und Konsumenten honorieren Nachhaltigkeit zunehmend bei ihrer Kaufentscheidung. Unternehmen sind daher gut beraten, ihre Anstrengungen transparent zu machen, etwa bei der Bilanzierung. Mit dem »integrierten Nachhaltigkeitscockpit (INC)« und anderen Methoden geben wir der Industrie dazu geeignete Tools an die Hand. 

Im Zusammenspiel mit einem geeigneten Datenmanagement tragen solche Lösungen entscheidend dazu bei, verantwortungsvolles Handeln nachzuweisen. Corporate Social Responsibility motiviert immer mehr Unternehmen, Nachweise über die Herkunft und Herstellungsbedingungen nicht nur ihrer Produkte, sondern auch von deren Komponenten zu erbringen. Teilweise sind entsprechende Belege sogar obligatorisch. An dieser Stelle wird auch der Blick ins Zuliefernetz wieder interessant. Wenn sich nicht nur im eigenen Betrieb, sondern bis in die Herstellungsprozesse von zugelieferten Komponenten aufzeigen lässt, unter welchen Bedingungen diese hergestellt wurden, erhöht dies nicht nur die Glaubwürdigkeit, sondern erleichtert auch Zertifizierungen. 

Unsere Lösungen für dieses Themenfeld

  • Energie- und Ressourceneffizienz durch optimale Prozessparameter
  • Lebenszyklusgestaltung anhand von Nachhaltigkeitskriterien
  • Remanufacturing und Refurbishing für Materialeffizienz und Abfallvermeidung
  • Konzepte der Kreislaufwirtschaft für eine nachhaltige Güterproduktion
  • Nachhaltigkeitsbenchmarking und -cockpits für zukunftsfähige Unternehmensgestaltung

Drei Fragen an

Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl

Fraunhofer IPK

 

Nachhaltigkeitspotenziale identifizieren

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Produzieren mit Blick auf Umwelt und Natur: Wir zeigen, wie wir Unternehmen dabei helfen, vom übergeordneten Management bis hin zum einzelnen Verfahren nachhaltiger zu werden.

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