Bericht über die Workshops der 8. PIUS-Länderkonferenz

Workshop-Reihe 1:
Datenmanagement in der Produktion

Session 1:
Digitalisierung als Chance für den Mittelstand – Wie bringen wir produzierende Unternehmen auf den Weg in die Industrie 4.0?

• Hamedo Ayadi, Intelligent Data Analytics GmbH & Co. KG, Frankfurt am Main
  
• Simon Gineiger, Boldly Go Industries GmbH, Frankfurt am Main

Session 2:
Digital, klimaneutral – Infrastruktur neu vernetzt

• Dipl.-Ing. Arndt Müller, Stadtwerke Trier

Session 3:
Climate Impact Analyse: Wie tragen Unternehmen zur Erderwärmung bei?

• Liv Hammann, right. based on science GmbH, Frankfurt am Main

Session 4:
Höhere Effizienz und Flexibilität in Bestandsanlagen – Sensoren und Feldgeräte ganzheitlich nutzen

• Guido König, Samson AG, Frankfurt am Main

Digitale Prozesse und ein intelli­gentes Daten­manage­ment sind unerlässlich für eine Ressourcen­effiziente und umwelt­freundliche Produktion. Boldly Go Industries fordert einen Paradigmen­wechsel in der IT-Infra­struktur der Unternehmen. Statt der bisherigen, relativ starren IT-Systeme soll eine cloud­basierte IT-Architektur den Unternehmen sowie seinen Zulieferern und Kunden einen gemein­samen Zugriff auf relevante Daten bieten. Nur so lässt sich die nötige Agilität erreichen, um auf Veränderungen flexibel zu reagieren. Im produ­zierenden Mittel­stand hat sich die Erkenntnis allerdings noch nicht durch­gesetzt: Nur 37 Prozent der Unternehmen sehen in digitalen Platt­formen eine Chance, 41 Prozent hingegen eine Gefahr.

Zu den Heraus­forderungen im Manage­ment von Produktions­daten zählen ferner die fehlende Standardi­sierung von Daten sowie die Komplexität der Daten­analysen. Intelligent Data Analytics unterstützt Unter­nehmen bei der digitalen Trans­formation mit der Einrichtung eines Systems, das sämtliche Daten verbindet und nutzbar macht. Bei gelungener Integration sind die Einspar­potenziale hoch und die Amorti­sierungs­zeiten gering. Die Maschinen in der Produktion können durchaus Jahr­zehnte alt sein, wie der Workshop am Beispiel des Frankfurter Unternehmens Alessa zeigte. Der Chemikalien­hersteller hat seine Prozesse zusammen mit Intelligent Data Analytics so optimiert, dass die Energie­kosten jährlich um 300.000 Euro sanken und die Produktions­ausbeute gleich­zeitig um 20 Prozent zunahm. Der Vortrag von Samson, ein Hersteller von Stell­ventil­technik, ging ebenfalls auf das Daten­management in der chemischen Prozess­industrie ein sowie auf Fernwärme- und zukünftige Wasser­stoff­netze. Für eine agile Steuerung müssen die Stell­ventile mit Sensoren ausgestattet werden, die Parameter wie Volumen­ströme und Temperatur erfassen. Für die Daten­auswertung und Prozess­analyse bieten sich Techniken des maschinellen Lernens an. So erkennen die Unter­nehmen Still­stand­zeiten, Fehl­betriebe und ein drohendes Versagen von Maschinenteilen.

Ihren Einfluss auf das Klima können die meisten Unternehmen nicht beziffern. Hier setzt right. based on science mit seinem X-Degree Compatibility (XDC) Modell an. Das Modell berechnet, um wie viel Grad sich die Erde erwärmen würde, wenn die gesamte Welt so emissions­intensiv wirtschaften würde wie das jeweilige Unternehmen (oder eine bestimmte Einheit davon). In die Kalkulation fließen auch indirekte Emissionen ein, die bei den Zulieferern oder bei der Nutzung der verkauften Produkte entstehen. Das XDC-Modell soll Unternehmen ab Ende des Jahres als Open-Source-Instrument zur Verfügung stehen. Es eignet sich auch für die nach­haltige Finanz­wirtschaft, etwa um Aktien­portfolios 1,5-Grad-kompatibel zu halten oder die Kredit­würdigkeit von Unternehmen zu prüfen.

Nicht nur in der Industrie, auch im öffent­lichen Bereich schreitet die Digitali­sierung voran, wie das Beispiel Trier zeigt. Mit Glas­faser­netz und stadt­weitem W-LAN will die Römer­stadt zur Smart City werden. Aktuell baut Trier ein Internet der Dinge auf, um beispiels­weise Zähler der Wärme- und Trink­wasser­versorgung automatisch abzulesen oder smartes Parken zu ermöglichen.

Workshop-Reihe 2:
Ressourceneffizienz in der Wertschöpfungskette

Session 1:
Ecodesign als Treiber einer Circular Economy

• Lisa Venhues und Stefan Alscher, Effizienz-Agentur NRW, Duisburg

Session 2:
Ressourceneffizienz in Produktionsnetzwerken am Beispiel des Transferprojekts ArePron

• Johannes Sossenheimer, Stefan Kugler, Carina Geyer und Philipp Bausch, TU Darmstadt

Session 3:
Einsatz von Recyclingkunststoffen

• Dr. Holger Berg, Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH
• Daniel Schenk, Scheplast GmbH, Schwendi

Session 4:
Ökodesign – Vom linearen zum zirkulären Denken

• Florian Sorg, Umwelttechnik BW GmbH, Stuttgart
• Annika Reischl, Hochschule Pforzheim
• Tobias Isakeit und Jasper Fleischhauer, iFixit GmbH, Stuttgart

Um Ressourcen zu schonen und Umwelt­belastungen zu reduzieren, sollten Unter­nehmen die gesamte Wert­schöpfungs­kette ihrer Produkte im Blick haben. Die Vernetzung von Fertigungs­stätten kann ebenso Vorteile bringen wie die gezielte Ent­wicklung von Produkten, die sich gut recyceln lassen. Wie eine ressourcen­effiziente Produkt­gestaltung aussieht, erläuterten Vertreter der Effizienz-Agentur NRW: Neben einem minimalen Material­einsatz sollten die Hersteller eine lange Nutzungs­dauer ihrer Produkte anstreben und Reparaturen sowie Updates anbieten. Am Ende der Lebens­dauer erleichtern eigene Recycling­strukturen die Wieder­verwendung von Materialien. Noch intakte Teile von aus­gedienten Produkten sollten wenn möglich weiter genutzt werden. Als Beispiel wurde ein mit dem Effizienz-Preis NRW aus­gezeichnetes Gerät des Lüdenscheider Medizin­technik­herstellers UTK Solution vorgestellt. Das Spül- und Saug­gerät kommt bei Operationen zum Einsatz und wurde früher nach der OP komplett entsorgt. Jetzt wird nur noch das Gehäuse ausgetauscht und somit können die Elektronik­kompo­nenten der Antriebs­einheit weiter verwendet werden.

Informationen zum Öko­design gab es auch im Vortrag der Landes­agentur Umwelttechnik BW, die eine Schulung zu umwelt­gerechter Produkt­entwicklung konzipiert hat. Hilfreich ist zudem das an der Hochschule Pforzheim entwickelte Online-Tool „Green Check Your Idea“, das Produkt­ideen kostenfrei auf Nachhaltigkeit prüft.

Mit der standort­über­greifenden Ver­netzung von Produk­tions­systemen beschäftigen sich Wissen­schaftler der TU Darmstadt im Projekt ArePron (Agiles ressourcen­effizientes Produk­tions­netzwerk). Sie zeigten unter anderem, dass Maschinen dafür nicht zwangs­läufig mit teurer Sensorik aus­gestattet werden müssen. Virtuelle Sensoren, die den Ressourcen­bedarf simulieren, können vor allem für KMUs eine kosten­günstige Alternative sein. Die Ergebnisse von ArePron sollen in zwei Leitfäden für Unter­nehmen zusammen­gefasst werden.

Ein wesentlicher Schritt auf dem Weg zu mehr Ressourcen­effizienz ist der Einsatz von Recycling­material als Roh­stoff. Bei Kunst­stoffen sind noch einige Barrieren zu über­winden. Das vom Wuppertal Institut geleitete Projekt Di-Plast möchte den Einsatz von Rezyklat in den Bereichen Verpackungen und Bau steigern. Der Fokus liegt dabei auf B2B-Liefer­ketten in Nord­west­europa. Eine Schlüssel­rolle in Di-Plast spielen software­basierte Tools. Sie sollen Informa­tionen zu Kunst­stoffen entlang der Wert­schöpfungs­kette transparenter machen und die Hersteller bei der Beschaffung sowie Verarbeitung von Rezyklaten unterstützen.

Scheplast, ein Hersteller von Kunst­stoff­produkten, nutzt bereits recycelte Kunst­stoffe, und zwar sowohl auf­bereitete Produk­tions­abfälle als auch zugekauftes Material. Zu den Heraus­forderungen zählen schwankende Material­qualitäten, die sich zum Beispiel in unter­schiedlichem Fließ­verhalten äußern. Zudem setzt die Verwendung von Recycling­material voraus, dass der Kunde dunklere Bauteile akzeptiert.

Reparatur vor Recycling lautet die Devise von iFixit. Rund 70.000 Reparatur­anleitungen zu 33.000 Geräten in zwölf Sprachen finden sich mittler­weile auf der kosten­losen Online-Plattform des 2003 gegründeten Unter­nehmens. Während des PIUS-Workshops nahm ein iFixit-Mitarbeiter verschiedene Smart­phones auseinander. Mit versteckten Spezial­schrauben und verklebten Fronten machen es einem einige Hersteller zwar schwer, defekte Displays oder schwache Akkus auszu­tauschen, aber mit den Tricks von iFixit gelingt das trotzdem.

Workshop-Reihe 3:
PIUS in der Forschung

Session 1:
Innovationsraum Bioökonomie: Neue Potenziale für den Produktionsintegrierten Umweltschutz

• Prof. Dr. Bastian Etzold, TU Darmstadt
• Dr. Manfred Kircher, KADIB, Frankfurt am Main
• Dipl.-Wirt.-Ing. Thomas Köhler, RWTH Aachen
• Prof. (emerit.) Dr. Hannelore Daniel, TU München
• Prof. Dr. Oliver Türk, Technische Hochschule Bingen

Session 2:
Künstliche Intelligenz und Ressourcen

• Prof. Dr. Anke Weidenkaff, Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS, Hanau und Alzenau
• Dr. Christiane Plociennik, Deutsche Forschungszentrum für künstliche Intelligenz, Kaiserslautern
• Prof. Dr. Hongbin Zhang, TU Darmstadt
• Stephan Andreas Schunk, hte GmbH, Heidelberg

Session 3:
Ressourceneffizienz durch Leichtbau – Chancen und Herausforderungen

• Prof. Dr. Thilo Bein, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt

Session 4:
Wasseraufbereitung: Frischwasser und Abwasser

• Hinnerk Bormann, TU Clausthal
• Dr. Elmar Brügging, Fachhochschule Münster
• Arndt Kaiser, RWTH Aachen

Sonderthema 2.5:
Abwasserinfrastruktur als Wärmenetz – Innovative Abwassererwärmung als Baustein der Wärmewende

• Prof. Dr. Karsten Körkemeyer, TU Kaiserslautern
• Dr. Susanne Bieker und Markus Fritz, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI, Karlsruhe
• Udo Schratz, Stadtbetrieb Abwasserbeseitigung Lünen AöR

Technische Innovationen sollen den Verbrauch von Materialien und Energie senken – sowohl in der Herstellung als auch bei der Nutzung von Produkten. Aktuelle Forschungs­vorhaben erkunden diese Potenziale. Das Projekt BioBall (Bio­ökonomie im Ballungs­raum), an dem sich Unternehmen und mehrere hessische Hochschulen beteiligen, will Stoff­kreis­läufe in der Metropol­region Rhein-Main durch die Verwertung von Rest- und Abfall­stoffen schließen. Ein Beispiel ist die Nutzung von Kohlen­dioxid aus Biogas­anlagen für die Produktion von Fein­chemikalien. Forscher der TU München wiederum betrachten im Projekt New­Food­Systems alternative Protein­quellen – von Insekten über Grün­schnitt bis Algen – für die Ernährung der Zukunft. Außerdem untersuchen sie visionäre Konzepte wie das Vertical Farming, das Land­wirtschaft in Ballungs­gebieten möglich machen soll. Die Textil­branche, die über 90 Prozent ihrer Fasern aus fossilen Rohstoffen herstellt, braucht ebenfalls neue Konzepte. Das Projekt BIOTEXFUTURE an der RWTH Aachen beschäftigt sich unter anderem mit Fasern aus algen­basierten Roh­stoffen oder aus Kohlen­dioxid. Um Fasern geht es auch in der Biogenen Werkstatt der Technischen Hochschule Bingen, die zum Beispiel biobasierte Epoxid­harze als Faser­verbund­werkstoffe für den Auto­mobil­sektor erforscht. Ein Projekt des Fraunhofer-Instituts für Betriebs­festigkeit und System­zuverlässig­keit LBF wiederum konzentriert sich auf neue Leicht­bau­weisen für den Automobilbau. Eine Reduktion des Kraft­stoff­verbrauchs lässt sich schon mit gängigen Materialien erreichen, denn eine optimierte Werk­stoff­wahl sowie eine höhere Funktions­integration, die mit weniger Bauteilen einhergeht, können das Gewicht eines Fahrzeugs deutlich senken.

Auch Künstliche Intelligenz (KI) soll die Ressourcen­effizienz steigern. Der vom Bundes­umwelt­ministerium geförderte Forschungs­verbund ReCircE will mit KI das Recycling von Kunst­stoffen verbessern. Für mehr Material­effizienz in der Kreislauf­führung wird eine cloud­basierte digitale Produkt­beschreibung, die Lebens­zyklusakte, mit KI-gestützten Sortier­techniken kombiniert.

Die Workshop-Reihe widmete sich auch der Ressource Wasser. Aktuell werden in Deutschland etwa 13 Prozent des Ober­flächen- und Grund­wassers genutzt. Wasser ist hierzu­lande demnach nicht knapp, wenngleich regionale oder saisonale Engpässen vorkommen. Die zunehmende Erzeugung, Speicherung und Nutzung von erneuer­baren Energien wird aber zukünftig mehr Wasser­ressourcen beanspruchen und sich auf die Wasser­wirtschaft auswirken. Dass das energe­tische Potenzial von industriellen Abwässern bislang kaum genutzt wird, wollen Forscher der Fach­hochschule Münster ändern. Am Beispiel der Molkerei Naarmann demonstrierten sie, dass sich mit einem bio­technischen Anaerob­verfahren aus Abwasser Biogas produzieren lässt. Die Molkerei reduzierte so nicht nur ihre CO₂-Emissionen, sondern auch Entsorgungs­kosten für Reststoffe und Abwasser.

Das Sonderthema 2.5 der PIUS-Länder­konferenz wiederum rückte die Wärme­nutzung aus Abwasser in den Mittel­punkt. Die Wärme, die beim Duschen, Waschen, der industriellen Kühlung und vielen weiteren Prozessen entsteht, gelangt bisher ungenutzt in die Kanali­sation, obwohl man damit Fußboden- oder andere Flächen­heizungen betreiben könnte. Über ein Viertel des gesamten Wärme­bedarfs im Gebäude­sektor ließe sich so decken, schätzen Forscher des Projektes InnoA2 (Innovation Abwasser Abwärme).

Zum Ende der Workshop-Reihe gingen die Teilnehmer mit der RWTH Aachen auf eine Fluss­kreuz­fahrt und erfuhren, wie innovative Bord­klär­anlagen die Menge an Klär­schlamm, der an Land entsorgt werden muss, minimieren.

Workshop-Reihe 4:
Förderung und Beratung

Session 1:
Schulungs- und Förderangebote in den Ländern

• Jürgen Römhild, Umwelttechnik BW GmbH, Stuttgart
• Dr. Lars Steinke, Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz, Mainz
• Andreas Bauer-Niermann, Effizienz-Agentur NRW, Duisburg
• Sebastian Hummel, Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Wohnen, Wiesbaden

Session 2:
Angebote auf Bundesebene

• Dr. Katrin Anneser, Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Osnabrück
• Cornelia Lamers, KfW-Bankengruppe, Frankfurt am Main

Session 3:
Klimaschutz durch Material- und Energieeffizienz in der Produktion – Förderung von Materialeffizienzmaßnahmen in Baden-Württemberg

• Oliver Glauner und Alessa Maus, Umwelttechnik BW GmbH
• Johannes Vogt, Umweltkompetenzzentrum Rhein-Neckar e.V. (UKOM), Heidelberg

Session 4:
Internationale Best Practices im Kontext von Eco Innovation

• Jonas Ørts Holm, Zealand Academy of Technology and Business, Køge, Dänemark
• Stef Röell, Economic Board Utrecht, Niederlande

Sonderthema 3.5:
CO₂-Analysetool „ecocockpit“

• Andreas Bauer-Niermann, Effizienz-Agentur NRW, Duisburg

Sonderthema 4.5:
Mit Materialflusskostenrechnung strukturiert analytisch zu mehr Ressourceneffizienz und besserer CO₂-Bilanz

• Jürgen Römhild, Umwelttechnik BW GmbH, Stuttgart
• Johann C. Peters, ifu Hamburg GmbH

Die effiziente Nutzung von Ressourcen schont nicht nur die Umwelt, sondern spart auch erhebliche Kosten. Um sich diese Effizienz- und Einspar­potenziale zu erschließen, können Unternehmen Förder- und Beratungs­angebote in Anspruch nehmen.

Hessen hat eine unabhängige PIUS-Beratung für Unternehmen aufgebaut, die beim RKW Hessen angesiedelt ist und Beratungen zu Material- und Energie­effizienz-Potenzialen im produ­zierenden Gewerbe anbietet. Auch im Rahmen der hessischen Landes-Offensive zur Entwicklung Wissen­schaftlich-öko­nomischer Exzellenz (LOEWE) werden Nachhaltig­keits­projekte gefördert. Die LOEWE-Förderlinie 3 unter­stützt gemeinsame Modell- oder Pilot­projekte von hessischen KMUs und Hochschulen sowie außer­universitären Forschungs­einrichtungen.

In Nordrhein-Westfalen ist die Effizienz-Agentur NRW im Auftrag des Landes­umwelt­ministeriums tätig. Mit verschiedenen Sonder­programmen fördert sie Investitionen in nachhaltige Verfahren sowie Beratungen zur Ressourcen­effizienz. Außerdem hat sie das web­basierte, kosten­freie Instrument ecocockpit entwickelt, mit dem Unter­nehmen ihre CO₂-Emissionen bilanzieren können.

Das Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz unterstützt produzierende Unternehmen bei der Effizienz­analyse mit dem Programm EffCheck. Rund 230 EffChecks wurden schon abgeschlossen und über 1100 Verbesserungs­vorschläge erarbeitet. Für Maßnahmen zur Steigerung der Energie- und Ressourcen­effizienz können Unternehmen in Rheinland-Pfalz Mittel aus dem Förder­programm ERGU beantragen. Investitionen in die Produktion werden unter bestimmten Voraus­setzungen auch von dem Programm zur Implemen­tierung betrieblicher Innovationen (IBI) unterstützt.

In Baden-Württemberg bietet die Landes­agentur Umwelttechnik BW eine modul­artige Schulung zur Ressourcen­effizienz an. Außerdem fördert das Programm Retech-BW Investitionen in Techno­logien zur Erhöhung der Material- und Energie­effizienz. Einen Zuschuss zu Material­effizienz­beratungen durch geprüfte Experten erhalten baden-württembergische Unternehmen aus dem Programm Effima BW und für Material­fluss­kosten­rechnungen steht ihnen das Tool bw!MFCA zur Verfügung.

In der Metropolregion Rhein-Neckar hat sich zudem das Umwelt­kompetenz­zentrum Rhein-Neckar e.V. (UKOM) gegründet, ein Unter­nehmens­netzwerk zum Thema Ressourcen­effizienz. Zu den UKOM-Aktivitäten zählt die „Werk­bank Material­effizienz“, in deren Rahmen sich produ­zierende Unternehmen regel­mäßig treffen und Fragen der Material­effizienz diskutieren, begleitet durch fach­kompetente Berater.

Auf Bundes­ebene bieten die Deutsche Bundes­stiftung Umwelt (DBU) und die KfW-Banken­gruppe diverse Förder­maß­nahmen an. Beispiele sind das Green Start-up Programm der DBU und die bei der KfW angesiedelte Klima­schutz­offensive für den Mittel­stand. Die Förderungen umfassen neben der finanziellen Unter­stützung oft auch Beratungen.

Ein Blick nach Dänemark und in die Niederlande rundete die Workshop-Reihe ab. Auf Dänemarks größter Insel Seeland haben sich zwei Universitäten, fünf große Biotech-Unternehmen, eine Investment­gesellschaft und eine Behörde zum Verbund Biopro zusammengeschlossen, um Biotech-Start-ups zu unterstützen. In Utrecht erleichtert die regionale Entwicklungs­agentur „ROM Utrecht Region“ innovativen Unternehmen den Zugang zu Kapital. Mit einem Fokus auf den Bereichen Gesundheit, Nachhaltig­keit und Digitali­sierung soll die Region Utrecht wirtschaftlich gestärkt und zugleich umwelt­freundlicher gestaltet werden.

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