Potenzial: Ressourceneffizienz

Die Dekarbonisierung der Industrie gewinnt zunehmend an Bedeutung. Während dabei die Steigerung der Energieeffizienz und die Reduktion prozessbedingter Emissionen einen hohen Stellenwert einnehmen und schon deutliche Effekte zeigen, ist die Zusammenführung der schwankenden Stromproduktion aus Erneuerbaren Energien und den häufig zahlreich vorhandenen betrieblichen Flexibilitätsoptionen in der Praxis noch von untergeordneter Bedeutung. Ein wesentlicher Baustein um diese Lücke zu schließen sind flexible Stromtarife, die den Industrie-unternehmen eine wirtschaftlich attraktive Ausnutzung ihrer Flexibilitätspotenziale ermöglichen und auch durch den Versorger sinnvoll abbildbar sind. In diesem Beitrag beleuchten wir drei zentrale Grundmodelle flexibler Stromtarife mit Blick auf ihre Einsatzschwerpunkte in der Praxis. Dies soll Industrieunternehmen und Versorgern helfen, flexible Stromtarife erfolgreich einzuführen.

Gewinnerzielung ist zwar eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung für den langfristigen Unternehmenserfolg. Globale Probleme wie Klimawandel, Raubbau an natürlichen Ressourcen und Überbevölkerung, aber auch lokale Umweltbelastungen sowie die Betonung von sozialen Aspekten führen dazu, dass das Nachhaltigkeitsziel in der Industrie an Bedeutung gewinnt. Die Nachhaltigkeit ist bereits im Leitbild aller DAX 30-Unternehmen und bei 90 % der Fortune 500-Unternehmen als Handlungsmaxime etabliert [1]. Im vorliegenden Beitrag werden - ausgehend von einer Definition des Nachhaltigkeitsbegriffs - die Nachhaltigkeitseffekte von Industrie 4.0 in Bezug auf die drei Dimensionen Ökonomie, Ökologie und Gesellschaft diskutiert [2, 3]. Das Ziel des Beitrags ist aufzuzeigen, welche positiven und negativen Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Nachhaltigkeit zu erwarten sind, um Unternehmen Ansatzpunkte für diesbezügliche Aktivitäten zu liefern.

Die Bundesregierung erklärt im Zukunftsenergiekonzept, dass im Gebäudebereich bis 2050 eine Minderung des Primärenergiebedarfs von 80 % angestrebt wird. Die Zielerreichung bedarf vieler lokaler Umsetzungen. An Lehr- und Forschungseinrichtungen wird eine temporäre Nutzung der Räume betrieben, die zumeist zeitlich vorbestimmbar ist. Die Beachtung der spezifischen Nutzungssituation von Lehrräumen, insbesondere von innenliegenden Lehrräumen, wurde in eine Ausgestaltung und Umsetzung eines zukunftsweisenden Energiekonzepts für einen Vorlesungsraum integriert und exemplarisch mit Blick auf die Versorgungstechnik realisiert. Der Beitrag beschreibt Grundlagen, Methodik, Umsetzung des Konzepts und kann als Umsetzungsbeispiel für die energetische Optimierung anderer Lehrräume beispielhaft herangezogen werden.

Durch einen steigenden Kostendruck am Markt streben Unternehmen danach, ihre Produktionskosten langfristig zu senken. Möglichkeiten dazu ergeben sich bei den immer größer werdenden Energiekosten. Eine dezentrale Energieversorgung mit erneuerbaren Energieerzeugern wird deshalb immer attraktiver, ist aber auch mit Risiken verbunden. Über- oder unterdimensionierte Anlagen können die Wirtschaftlichkeit dieser verringern. Für dieses Problem wurde an der HS Emden/Leer die PREmdeK Simulation entwickelt. Auf Basis von historischen Wetterdaten wird die erneuerbare Energieproduktion in Abhängigkeit von Anlagenleistung und Standort berechnet und mit dem Lastprofil eines Verbrauchers abgeglichen. Auf Grundlage der Ergebnisse können wirtschaftliche Analysen durchgeführt werden, um das Optimum zur Kostenreduktion zu bestimmen.

Die Verringerung der Ressourcenverbräuche der deutschen Industrie und deren effizienter Einsatz waren in den letzten Jahren ein sehr präsentes Thema in der öffentlichen Wahrnehmung. Aktuell ist zudem das Thema Industrie 4.0 in den Fokus gerückt. Durch die in der Strategie Industrie 4.0 zusammengefassten Ansätze ergeben sich neue Potenziale zur weiteren Verbesserung der Ressourcen-effizienz. In diesem Beitrag wird zunächst ein an der Ruhr-Universität Bochum entwickelter Ansatz vorgestellt, der eine Gesamtstruktur zur Verbesserung der Ressourceneffizienz in der Produktherstellung beschreibt. Auf Grundlage dieses Ansatzes wird anschließend eine Übersicht über einige Anwendungsfelder und die darin möglichen Potenziale und Anwendungsfelder durch Indus-trie 4.0 im Bereich Ressourceneffizienz eingegangen. Abschließend wird ein kurzer Ausblick auf weitere Verbesserungspotenziale durch die Erweiterung des Betrachtungsrahmens auf die gesamte Wertschöpfungskette über den ganzen ...

Die Green Factory Bavaria ist ein Forschungsprojekt, bei dem an mehreren Standorten in Bayern eine Plattform aufgebaut wird, um die Ressourceneffizienz in der Fertigung weiter zu steigern. Diese Plattform soll sowohl zu Forschungs- als auch zu Demonstrations- und Schulungszwecken dienen. Am Standort Augsburg wurde aus diesem Grund eine Prozesskette entworfen, die aus einem additiven Fertigungsschritt und nachfolgenden Reinigungs- und Verpackungsschritten besteht. Die Forschungsschwerpunkte in diesen Bereichen sowie das Schulungskonzept werden in diesem Beitrag erläutert.

Der Anteil an ressourcenbedingten Kosten innerhalb klassischer Fertigungsstrukturen überwiegt mit über 46 % alle übrigen Aufwände [1]. Energie- oder Lohnkosten als Quelle zur Erhöhung des Unternehmensergebnisses zu fokussieren, erscheint daher nicht länger sinnvoll. Bereits heute liegen die jährlich anfallenden Materialkosten des deutschen verarbeitenden Gewerbes bei ca. 500 Mrd. Euro, verbunden mit einem Einsparpotenzial von ca. 100 Mrd. Euro. Ebenso wird das Verlangen nach nachhaltig produzierten Gütern stetig anwachsen und zum dauerhaften Abnahmegarant für Unternehmen werden [2]. Ein KMU-tauglicher Ansatz, der in der Lage ist, sowohl die unternehmensinterne Prozesstransparenz zu erhöhen als auch eine ressourcengetriebene ökologische und ökonomische Bewertung zu ermöglichen, ist Gegenstand dieses Beitrags.

Die energieintensive Herstellung in vielen Bereichen der Industrie erzeugt den Wunsch nach einer effizienten Form der Energiewandlung, bei der gleichzeitig Strom und Nutzwärme erzeugt werden. Um gleichzeitig umweltschonend und energieeffizient zu arbeiten, ist die Nutzung von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) zur Erzeugung von Prozesswärme sinnvoll. Die KWK verlagert die Stromerzeugung durch Dezentralisierung der Erzeugungsanlagen an Orte, an denen kontinuierlicher Wärmebedarf vorhanden ist. Der verstärkte Einsatz von KWK-Anlagen in der Industrie führt langfristig zu einer Reduzierung der CO2-Emission, schont damit die Umwelt und senkt Energiekosten. Das Aufzeigen von Vorteilen für die zukunftsbezogene Nutzung der KWK-Anlagen ist Gegenstand des Beitrags.

Der Umwelteinfluss von unternehmensinternen Aktivitäten gelangt zunehmend in das Bewusstsein externer Stakeholder und damit auch in den Fokus der internen Prozessgestaltung. Eine zielgerichtete Auswahl von Prozessalternativen und deren nachhaltige Umsetzung können dabei nur über eine integrierte Bewertung der Kosten und des Umwelteinflusses erfolgen. Dieser Beitrag stellt drei Ansätze zur monetären Bewertung des Umwelteinflusses vor und leistet damit einen Beitrag zur Entscheidungsunterstützung bei der Steigerung der Öko-Effizienz in produzierenden Unternehmen.