Nachhaltigkeit

Microgrid for Self-Sufficient Energy Supply

Microgrid for Self-Sufficient Energy Supply

An approach based on a combined electrical distribution network and a hydrogen network
David Salomon Stephan, Uwe Werner, Carsten Fichter
Das autarke Microgrid besteht aus der Einspeisung aus erneuerbaren Energiesystemen, dem Stromnetz und dem H2-Gasnetz mit einem flüssigen oder gasförmigen Energieträger. Im Gegensatz zu einem Inselnetz kann das Microgrid parallel zum Netz betrieben werden. Die damit verbundenen Herausforderungen transienter Energieflüsse (u.a. Netzsystemdienstleistung) sowie die ganzheitliche Betrachtung eines regulierten Microgrids auf Basis eines Stromnetzes und eines H2-Gasnetzes sind Teil dieses Beitrags.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 28-32 | DOI 10.30844/I40M_22-1_28-32
Nachhaltiges Recycling von Traktionsbatterien

Nachhaltiges Recycling von Traktionsbatterien

Christoph Herrmann, Mark Mennenga, Alexander Kaluza, Bernd Friedrich, Elinor Rombach, Alexander Michaelis, Mareike Partsch, Constantin Wolf
Im Zuge des Wandels zur Elektromobilität steht die Nutzung von Batteriezellen als Energiespeicher vor einem exponentiellen Wachstum. Ziel in Forschung und Industrie ist es, den gesamten Lebenszyklus dieser Batteriezellen vor dem Hintergrund globaler Nachhaltigkeitsziele zu gestalten und die notwendige Rohstoffversorgung sicherzustellen. Hierbei kommt der Etablierung leistungsfähiger Recyclingtechnologien eine zentrale Rolle zu. Insbesondere besteht Forschungsbedarf in der Weiterentwicklung von Prozessrouten nach technologischen, ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Kriterien. Das Kompetenzcluster Recycling & Grüne Batterie (greenBatt) adressiert diese Herausforderungen in 15 Forschungsprojekten. Dieser Beitrag stellt übergreifende Lösungsansätze und Projekthighlights vor.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 12-16 | DOI 10.30844/I40M_22-1_12-16
Off-Peak-Logistik

Off-Peak-Logistik

Ein Ansatz zur Emissionssenkung in der Urbanen Logistik
Sebastian Stütz, Daniela Kirsch
Die Urbane Logistik berührt in mehreren Hinsichten verschiedene Trends der letzten Jahre: Zum einen verschärft die Urbanisierung Verkehrsprobleme, vom reinen Ärgernis zäher Verkehrsflüsse bis zur Lärm- und Schadstoffbelastung [1, 2]. Zum anderen erfordern gesellschaftliche und gesetzliche Anforderungen Veränderungen [3, 4]. Als Reaktion beginnen einige Städte die Zufahrt von Lkw zeitlich nach Gewicht, Fahrzeuggeometrie oder Emissionsklasse bis hin zu Null-Emissionszonen zu regulieren [5]. In jüngerer Zeit gewinnt das Konzept der Off-Peak-Logistik (engl.: Off-Peak Delivery) an Beachtung, welches Liefer- und Individualverkehre zeitlich entzerren und Schadstoffemissionen bei Einsatz konventioneller Diesel-Lkw um bis zu 67 % senken soll [6, 7]. Da das Konzept in verschiedenen Ländern lärmbedingt den Einsatz von batterieelektrischen Lkw (E-Lkw) erfordert, bietet es sich auch als Mittel zur Beschleunigung der Flottenelektrifizierung an. Dennoch wird Off-Peak-Logistik bislang kaum ...
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 48-52
Circular Economy – Chance für Innovation

Circular Economy – Chance für Innovation

Eine Methode zur kreativen Entwicklung von Circular-Economy-Geschäftsmodellen
Tobias Berndt, Claus Lang-Koetz, Silvia Rummel
Die Circular Economy gilt als eines der vielversprechendsten Konzepte auf dem Weg hin zu einer nachhaltigeren Wirtschaftsweise - welche die Gesellschaft zunehmend von Unternehmen einfordert. Die Erwartungshaltungen an eine verantwortungsvolle Unternehmensausrichtung steigen: Dies zeigt ein aktuelles Urteil des Bundesverfassungsgerichts, das verlangt, dass Deutschland die Klimaschutzziele ambitionierter gestalten muss [1]. Der European Green Deal sieht Klimaneutralität für die EU bis 2050 vor und der „Aktionsplan Kreislaufwirtschaft“ fordert einen effektiveren Umgang mit Ressourcen und Reserven [2]. In diesem Beitrag wird eine Methode beschrieben, mithilfe derer Unternehmen Ideen für zirkuläre und damit nachhaltigere und ressourcenschonendere Geschäftsmodelle entwickeln können.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 33-36 | DOI 10.30844/I40M_22-1_33-36
Digitales Nachhaltigkeitsmanagement in Unternehmen

Digitales Nachhaltigkeitsmanagement in Unternehmen

Ein serviceorientierter Ansatz zur Entwicklung einer Plattform für datengestütztes Nachhaltigkeitsdatenmanagement
Justus von Geibler ORCID Icon, Julia Brandt, Lara Waltersmann, Robert Miehe, Ralf Tesch
Die Stärkung der Digitalisierung im Nachhaltigkeitsmanagement und das Schaffen einer einheitlichen sowie konsistenten Datenbasis können Unternehmen maßgeblich unterstützen, steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen zu entsprechen und die Transparenz zur Nachhaltigkeit des Wirtschaftens zu gewährleisten. Dieser Beitrag stellt Anforderungen und einen serviceorientierten Ansatz zur Entwicklung einer Plattform für datengestütztes Nachhaltigkeitsmanagement in produzierenden Unternehmen vor.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 45-47 | DOI 10.30844/I40M_22-1_45-47
Digitalisierte Industrie und Nachhaltigkeit

Digitalisierte Industrie und Nachhaltigkeit

Zwischen Synergie und Dissonanz
Frieder Schmelzle, Stefanie Kunkel, Marcel Matthess, Grischa Beier
Ein erheblicher Teil der globalen Treibhausgasemissionen wird durch die Industrie verursacht. Ihre Digitalisierung wird oft als Weg zu mehr Nachhaltigkeit gesehen. Zugleich zeichnen sich ökologische und soziale Risiken ab, deren Erforschung noch am Anfang steht. Bisherige Erkenntnisse zeigen multiple Herausforderungen auf. Soll eine nachhaltige Industrie 4.0 gelingen, müssen diese bereits konzeptionell einbezogen werden. Aufbauend auf einer konzeptionell-theoretischen Literaturanalyse präsentiert der folgende Beitrag aktuelle Entwicklungen aus Forschung, Wirtschaft und Politik. Wir beleuchten ausgewählte Ansätze, die auf eine nachhaltige Industrie 4.0 abzielen und skizzieren abschließend praktische Gestaltungsoptionen.
Industrie 4.0 Management | 38. Jahrgang | 2022 | Ausgabe 1 | Seite 7-11 | DOI 10.30844/I40M_22-1_7-11
Industrie 5.0

Industrie 5.0

Die Europäische Kommission auf den Spuren der nächsten industriellen Revolution?
David Bendig, Kevin Lau, Julian Schulte, Stefan Endriß
Obgleich die Umsetzungsgeschwindigkeit und das Wissen zu Industrie 4.0 in den vergangenen Jahren merklich zugenommen haben, stehen viele Entscheidungsträger weiterhin vor wesentlichen Herausforderungen bei der Implementierung von Industrie 4.0-Technologien. Hohe Investitionen stehen unklaren Performance-Steigerungen gegenüber, es gibt noch immer kein allgemeingültiges Verständnis des Begriffs Industrie 4.0 und in vielen Fällen ist die Umsetzung nicht über ein initiales „Industrie 4.0-Leuchtturmprojekt“ in dem jeweiligen Unternehmen hinausgegangen [1]. Inmitten dieser Transformation veröffentlichte die Europäische Kommission im Januar 2021 ein Whitepaper mit dem Titel „Industry 5.0 - Towards a sustainable, human-centric and resilient European industry” [2]. Kündigt sich hier somit bereits die nächste industrielle Revolution an? Dieser Beitrag erläutert den Begriff „Industrie 5.0“ in Bezug auf den Beitrag der Europäischen Kommission, die Verbindung mit aktuellen ...
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 6 | Seite 20-22 | DOI 10.30844/I40M_21-6_S20-22
Kreislaufwirtschaft durch digitale Transformation

Kreislaufwirtschaft durch digitale Transformation

Die Bedeutung der digitalen Transformationfür die Kreislaufwirtschaft
Javad Ghofrani ORCID Icon, Tassilo Söldner
Bei einer Weltbevölkerung von zehn Milliarden Menschen zur Mitte des 21. Jahrhunderts muss mit natürlichen Ressourcen sparsam und nachhaltig umgegangen werden, um Umweltkatastrophen und Kriege zu verhindern. Obwohl traditionelle Konzepte wie Recycling viel zur Problembewältigung beigetragen haben, müssen wir darüber hinaus in Stoffkreisläufen denken und die traditionelle Produktionswirtschaft in eine Kreislaufwirtschaft verwandeln. Hierzu muss eine enge Verzahnung zwischen Produktion und Recycling geschaffen werden, die kaum ohne Digitalisierung vorstellbar ist. In diesem Beitrag sollen ausgehend von der Industrialisierung die Etappen zu mehr Nachhaltigkeit nachgezeichnet werden. Schließlich soll dargelegt werden, dass die Verwirklichung einer Kreislaufwirtschaft mit der Digitalen Transformation eng gekoppelt sein muss.
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 5 | Seite 35-38
Nachhaltige Problemlösung in digitalisierten Prozessen

Nachhaltige Problemlösung in digitalisierten Prozessen

Lean-Management-Umsetzung in der Logistik mittels datengestützter Prozessabsicherung
Nico Hilgert, Frank Bertagnolli ORCID Icon
Bei Lean-Management-Umsetzungen sollen Prozesse verbessert und Problemursachen nachhaltig beseitigt werden. In Bereichen mit vielen Daten, wie beispielsweise der Logistik, wird die Ursachenanalyse am Shopfloor jedoch unübersichtlich und kompliziert. Unterstützende Anwendungssysteme können bei der Analyse und dem „Führen am Ort der Wertschöpfung“ helfen. Am Beispiel der Versorgungslogistik der Automobilindustrie wird eine einfache digitale Lösung aufgezeigt, die Transparenz schafft, Zeit spart und zu einer nachhaltigen Problemlösung beiträgt.
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 5 | Seite 31-34 | DOI 10.30844/I40M_21-5_S31-34
Energieeffiziente Planung von Wertschöpfungsnetzwerken

Energieeffiziente Planung von Wertschöpfungsnetzwerken

Integration von Energieeffizienz in die strategische Gestaltung von Produktions- und Logistiknetzwerken
Lucas Schreiber, Lea Vliegen, Jan-Philipp Jarmer, Andreas Günter, Christian Hohaus, David Grimm, Andrea Vennemann, Christian Fischer
Bei der Auswahl eines neuen Kühlschranks ist die Energieeffizienz heutzutage ein selbstverständliches Auswahlkriterium. In der strategischen und taktischen Planung von Wertschöpfungsnetzwerken ist dies noch nicht der Fall. Mit der im Forschungsprojekt E²-Design entwickelten Toolbox wird eine Berücksichtigung von Energieeffizienz neben den klassischen Leistungs- und Kostengrößen frühzeitig im Planungsprozess von Produktions- und Logistiknetzwerken ermöglicht. Im vorliegenden Beitrag werden die zugrundeliegenden Energiedaten und die entwickelten Planungswerkzeuge vorgestellt sowie der Nutzen aus Anwenderperspektive abgeleitet. Auf Basis des vorgestellten methodisch unterstützten Ansatzes ist es möglich, die grundlegenden Supply Chain Design (SCD)-Entscheidungen frühzeitig unter Berücksichtigung der Energieeffizienz zu treffen, um aus dem Gesamtpotenzial zu schöpfen.
Industrie 4.0 Management | 37. Jahrgang | 2021 | Ausgabe 4 | Seite 51-54 | DOI 10.30844/I40M_21-4_S51-54
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