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05.04.2022

Zuse-Gemeinschaft fordert 1,15 Mrd. Euro jährlich für anwendungsorientierte Industrieforschung

  • Bundesregierung muss anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht finanzieren
  • Haushaltsentwurf für 2022 bleibt dahinter deutlich zurück  
  • Herausforderungen für Gesellschaft sind nur mit deutlich intensivierter Forschung und Innovationen zu bewältigen
  • Nachhaltige Anreizsysteme für Mittelstand zur Steigerung der Innovationskraft schaffen

„Die Kürzung der Budgets für Industrieforschung und das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) auf Vor-Corona-Niveau ist ein verstörendes, desaströses Signal in Richtung der forschungsaffinen mittelständischen Unternehmen und der Industrieforschungseinrichtungen“, kommentiert Prof. Dr. Martin Bastian, Präsident der Deutschen Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V. (Zuse-Gemeinschaft) den Regierungsentwurf für den Bundeshaushalt 2022. Er fordert die Bundesregierung auf, ihre Zusagen aus dem Koalitionsvertrag einzuhalten und die anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht zu finanzieren: „Nach unseren Berechnungen sind für eine bedarfsgerechte Finanzierung der anwendungsorientierten Forschung insgesamt pro Jahr gut 1,15 Milliarden Euro anzusetzen.

  • Bundesregierung muss anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht finanzieren
  • Haushaltsentwurf für 2022 bleibt dahinter deutlich zurück  
  • Herausforderungen für Gesellschaft sind nur mit deutlich intensivierter Forschung und Innovationen zu bewältigen
  • Nachhaltige Anreizsysteme für Mittelstand zur Steigerung der Innovationskraft schaffen

„Die Kürzung der Budgets für Industrieforschung und das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) auf Vor-Corona-Niveau ist ein verstörendes, desaströses Signal in Richtung der forschungsaffinen mittelständischen Unternehmen und der Industrieforschungseinrichtungen“, kommentiert Prof. Dr. Martin Bastian, Präsident der Deutschen Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V. (Zuse-Gemeinschaft) den Regierungsentwurf für den Bundeshaushalt 2022. Er fordert die Bundesregierung auf, ihre Zusagen aus dem Koalitionsvertrag einzuhalten und die anwendungsorientierte Industrieforschung bedarfsgerecht zu finanzieren: „Nach unseren Berechnungen sind für eine bedarfsgerechte Finanzierung der anwendungsorientierten Forschung insgesamt pro Jahr gut 1,15 Milliarden Euro anzusetzen. Analog zum Pakt für Forschung und Innovation muss auch dies unbedingt regelmäßig überprüft und angepasst werden.“
 
Dr. Klaus Jansen, Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, ergänzt: „Eine wirklich bedarfsgerechte Finanzierung läge nach unseren Berechnungen für INNO-KOM und IGF bei mindestens 350 Mio. Euro, für ZIM sollten wenigstens 800 Mio. Euro angesetzt werden. Der aktuelle Haushaltsentwurf zeigt jedoch in eine ganz andere Richtung. Er steht in eklatantem Widerspruch zu den vollmundigen Versprechungen des Koalitionsvertrages.“ Laut Regierungsentwurf sinken die eingeplanten Mittel für die anwendungsorientierte Industrieforschung insgesamt um gut sechs Prozent von 905,5 Mio. Euro auf nur noch 855 Mio. Euro – ein Minus von 50,5 Mio. Euro. Dazu weiter Dr. Jansen: „Die Praxis hat bereits in den Vorjahren gezeigt, dass die anwendungsorientierte Industrieforschung – ein zentraler Träger für Transfer und Innovation in Deutschland – chronisch unterfinanziert ist. Die stark gesunkene Innovatorenquote im deutschen Mittelstand unterstreicht das eindrucksvoll.“
 
Die Zuse-Gemeinschaft sieht angesichts dieser Kürzungen für die anwendungsorientierte Forschung den gesellschaftlichen Transformationsprozess hin zur sozial-ökologischen Marktwirtschaft sowie die erfolgreiche Bewältigung der anstehenden Aufgaben der Mobilitäts-, Energie-, Produktionswende und des Klimawandels in Gefahr, so Prof. Bastian weiter: „Mit Blick auf diese immensen Herausforderungen, denen sich unsere Gesellschaft stellen muss, sind solche Einschnitte in ohnehin viel zu knappe Budgets als dramatisch zu bewerten. Diese können nur durch deutlich intensivierte Forschung und die so zu erreichenden Innovationen bewältigt werden. Das erfordert zwingend eine ausreichende, verlässliche und bedarfsgerechte finanzielle Förderung.“ Dazu müsse die Bundesregierung unbedingt auf Anreizsysteme für den Mittelstand setzen, betont der Präsident der Zuse-Gemeinschaft: „Wenn es gelingt, dessen Innovationskraft zu steigern, lassen sich die Mehraufwendungen für die anwendungsorientierte Industrieforschung durch die so erzielten Steuermehreinnahmen deutlich überkompensieren.“

Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

Cluster Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft auf 20 Institute gewachsen (c) Zuse-Gemeinschaft
29.11.2021

Cluster Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft auf 20 Institute gewachsen

Die Bioökonomie gewinnt als eines von mehreren wichtigen Forschungsfeldern in der Zuse-Gemeinschaft weiter an Gewicht. So ist der Cluster Bioökonomie des Verbandes mit dem Beitritt der Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin (VLB) e.V. auf nunmehr 20 Mitglieder gewachsen. Unter dem Leitsatz „Forschen mit der Natur“ arbeiten die Mitglieder des Clusters Bioökonomie als informeller Zusammenschluss unter dem Dach des Verbandes an der Lösung zentraler gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Aufgaben.

Die Bioökonomie gewinnt als eines von mehreren wichtigen Forschungsfeldern in der Zuse-Gemeinschaft weiter an Gewicht. So ist der Cluster Bioökonomie des Verbandes mit dem Beitritt der Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin (VLB) e.V. auf nunmehr 20 Mitglieder gewachsen. Unter dem Leitsatz „Forschen mit der Natur“ arbeiten die Mitglieder des Clusters Bioökonomie als informeller Zusammenschluss unter dem Dach des Verbandes an der Lösung zentraler gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Aufgaben.

Geforscht wird an der VLB übrigens auch zu nicht-alkoholischen Getränken im Gärprozess. Basis dafür ist die VLB-Hefebank mit ihren mehr als 100 verschiedenen Hefestämmen. Gepflegt werden dort wertvolle und produktive Mikroorganismen für die Ernährung der Zukunft. Solche Lebewesen beschäftigen die Forschenden auch auf zahlreichen anderen Bioökonomie-Baustellen des Clusters, wie dessen jüngstes Werkstattgespräch zeigte. In der Cluster-Kompetenzmatrix bilden Mikroorganismen in der Kategorie Rohstoffbasis und Kreislaufwirtschaft ein eigenes Themenfeld. Weitere Kategorien im Cluster sind „Biologisches Wissen“ und „Fortschrittliche Technologien“ mit ihren jeweiligen Themenfeldern.

Diese Themen und Kompetenzen der Institute greifen ineinander und ergänzen sich. „Solche Interaktionen zu fördern, ist auch ein wichtiger Aspekt der Arbeit im Cluster“, erläutern Miletzky und Meyer. Wie dies geschieht, macht das FILK Freiberg gerade selbst zusammen mit dem Magdeburger Institut Pilot Pflanzenöltechnologie (PPM) im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt Flamibiowm vor, in dem es um den Ersatz von Flammschutzmitteln aus fossilen Quellen durch biogene Rohstoffe geht. Die Pflanzenöle werden verestert und chemisch modifiziert, so dass deren flammhemmender Einsatz in Industrieprodukten wie Bodenbelägen möglich wird. „Das bisher sehr erfolgreiche Projekt ist eines von vielen Beispielen dafür, wie Querschnittskompetenzen in der Zuse-Gemeinschaft über Branchen und Disziplinen hinweg in gemeinsamen Projekten sinnvoll genutzt werden“, erklärt Meyer.

Die Bioökonomie umfasst in der Zuse-Gemeinschaft branchenübergreifend die Aktivitäten zur Nutzung biologischer Ausgangsstoffe und deren Produkte von der Bereitstellung und Aufbereitung von Rohstoffen über die Entwicklung von Verfahren und Produkten bis hin zur Verbreitung von Wissen und Dienstleistungen. „Der Cluster mit seinen Schwerpunktthemen bündelt die Kompetenzen seiner Mitglieder, schafft Vernetzung und ist Anlaufstelle für die Öffentlichkeitsarbeit“, ergänzt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

(c) Zuse-Gemeinschaft
08.11.2021

Starkes Gefälle bei FuE-Ausgaben in Deutschlands Regionen

SPD, Grüne und FDP haben in ihren Koalitionsgesprächen das Ziel bekräftigt, den Anteil von Forschung und Entwicklung (FuE) am Bruttoinlandsprodukt (BIP) in Deutschland auf 3,5 Prozent zu steigern, gegenüber aktuell rund 3,2 Prozent. Im EU-Ranking steht Deutschland damit schon heute gut da. Doch wie sieht es mit den Forschungsausgaben innerhalb Deutschlands aus? Hier gibt es enorme Unterschiede zwischen den Regionen und auch innerhalb von Bundesländern, wie die neue Infografik der Zuse-Gemeinschaft zu den FuE-Pro-Kopf-Ausgaben in Deutschland zeigt.
 

SPD, Grüne und FDP haben in ihren Koalitionsgesprächen das Ziel bekräftigt, den Anteil von Forschung und Entwicklung (FuE) am Bruttoinlandsprodukt (BIP) in Deutschland auf 3,5 Prozent zu steigern, gegenüber aktuell rund 3,2 Prozent. Im EU-Ranking steht Deutschland damit schon heute gut da. Doch wie sieht es mit den Forschungsausgaben innerhalb Deutschlands aus? Hier gibt es enorme Unterschiede zwischen den Regionen und auch innerhalb von Bundesländern, wie die neue Infografik der Zuse-Gemeinschaft zu den FuE-Pro-Kopf-Ausgaben in Deutschland zeigt.
 
Die regionalen Unterschiede bei den FuE-Ausgaben sind immens. Dicht hinter dem Regierungsbezirk Stuttgart mit Pro-Kopf-Ausgaben für Forschung und Entwicklung von knapp 4.000 Euro pro Jahr liegt die Statistische Region Braunschweig - Heimat des Volkwagen-Stammwerks in Wolfsburg - mit FuE-Ausgaben von mehr als 3.900 Euro. Die beiden Regionen bringen es bei den Pro-Kopf-Aufwendungen für FuE damit auf jeweils etwa das Dreifache des Bundesmittels von 1.325 Euro. Es handelt sich um die jüngsten verfügbaren Daten, die die Zuse-Gemeinschaft auf Basis von Angaben des Statistischen Bundesamtes für 2019 ermittelt hat. Am anderen Ende der Skala liegen Regionen in Nord- und Ostdeutschland mit Werten im niedrigen bis mittleren dreistelligen Bereich.

Auch wirtschaftlich relativ starke Gebiete wie z.B. die Statistische Region Hannover - der ehemalige Regierungsbezirk um die Landeshauptstadt - oder die Region Unterfranken liegen mit Werten von rd. 947 Euro bzw. rd. 1.200 Euro pro Kopf unter dem Bundesdurchschnitt bei den FuE-Ausgaben. Gleichzeitig sind jedoch z.B. diese beiden Regionen von Innovationsförderung aus dem erfolgreichen Programm INNO-KOM des Bundeswirtschaftsministeriums ausgeschlossen. Der Grund: Der Zugang zu INNO-KOM ist an die Struktur-förderkulisse der Gemeinschaftsaufgabe Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur (GRW) gekoppelt. „Diese Kopplung von INNO-KOM an die GRW-Förderkulisse ist nicht zielführend, denn sie ist ein Hindernis für die dringend notwendige verstärkte Teilhabe des Mittelstandes am Innovations-geschehen in Deutschland. Gemeinnützige Forschung für die Industrie muss bundesweit gefördert werden können“, fordert Jansen.

Bestätigt sieht sich die Zuse-Gemeinschaft mit ihrem Vorschlag durch Daten zu den Kooperationen der Institute. „Mehr als 70 Prozent der Kooperationspartner unserer Mitglieder sind in Regionen außerhalb des Institutssitzes angesiedelt. Das zeigt: Forschungstransfer für den Mittelstand gelingt überregional“, erklärt Jansen. Mit Blick auf die Ziele der künftigen Bundesregierung mahnt Jansen: „Eine Steigerung der staatlichen FuE-Ausgaben darf nicht Selbstzweck sein. Vielmehr muss der gelingende Transfer von Innovationen in Wirtschaft und Gesellschaft der Gradmesser sein. Wir brauchen daher mehr transferorientierte staatliche Förderung seitens des Bundes. Die neue Bundesregierung muss hier handeln.“

Weitere Informationen:
Forschung Textilforschung
Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

(c) IFNANO e.V.
IFNANO-Schnelltest zum Protein Interleukin 8
13.10.2021

Schnelltests: Vom Ja/Nein bei Corona zu differenziertem Gesundheitsstatus

Spätestens seit der Corona-Pandemie kennt man Antigen-Schnelltests. Ein Rachenabstrich oder eine Speichelprobe reichen aus, um schnell eine mögliche Infektion festzustellen. Doch wie lassen sich Schnelltests für noch anspruchsvollere diagnostische Fragen in der Medizin nutzen? Im Zentrum der Forschung an Instituten der Zuse-Gemeinschaft stehen der Einsatz mehrerer Analyte und damit die gleichzeitige Beprobung auf verschiedene gesundheitliche Fragestellungen ebenso wie Möglichkeiten zum Nachweis sehr geringer Konzentrationen von Substanzen.

Spätestens seit der Corona-Pandemie kennt man Antigen-Schnelltests. Ein Rachenabstrich oder eine Speichelprobe reichen aus, um schnell eine mögliche Infektion festzustellen. Doch wie lassen sich Schnelltests für noch anspruchsvollere diagnostische Fragen in der Medizin nutzen? Im Zentrum der Forschung an Instituten der Zuse-Gemeinschaft stehen der Einsatz mehrerer Analyte und damit die gleichzeitige Beprobung auf verschiedene gesundheitliche Fragestellungen ebenso wie Möglichkeiten zum Nachweis sehr geringer Konzentrationen von Substanzen.

Am Göttinger Institut für Nanophotonik (IFNANO) setzt man dafür auf die Weiterentwicklung von Analyseverfahren, die mit Teststreifen funktionieren, wie man sie nicht nur von Corona-, sondern z.B. auch von Schwangerschafts-tests kennt. Das Grundprinzip dieser Teststreifen: Die Analyte werden in wäss-rigen Medien gelöst dann mit Markern gemischt und auf ein Trägermedium gegeben, auf dem sie bis zur Test- und Kontrolllinie wandern. Die Analyte, wie zum Beispiel das Corona-Virusmaterial, binden sich einerseits an den Marker, der aus einer Farbmarkierung wie z.B. Goldnanopartikeln und dem Antikörper besteht, und anderseits an den Antikörper an der Testlinie. Die Antikörper sind so aufgebaut, dass sie selektiv d. h. möglichst nur einen Analyten, wie das Corona-Virusprotein, binden. Durch das Anreichern der Marker auf den Linien verfärben sich diese und man kann den Test mit bloßem Auge auslesen.

Diagnostik u.a. von Autoimmun-, Stoffwechsel- und Infektionskrankheiten
Ähnlich wie beim IFNANO, so steht auch am Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie in Bad Langensalza (fzmb) bei der Arbeit an Schnelltests im Fokus, mehrere Analyten aus einer einzigen Probe zu bestimmen. Dazu gehören die Diagnostik von Autoimmun-, Stoffwechsel- und Infektionskrankheiten, Allergie- und Nahrungsmittelunverträglichkeitstests sowie Krebsanalytik und Biomarkersuche. „Unsere Entwicklungsprodukte bieten hervorragende Perspektiven für neue Wege in der individualisierten Diagnostik und personalisierten Medizin“, erklärt fzmb-Geschäftsführer Dr. Peter Miethe. Die Auswertesysteme des fzmb ermöglichen nach seinen Angaben die automatisierte, kundenspezifische Analyse auf verschiedenen Trägerformaten wie Mikrotiterplatten, Objektträgern, Membranen und kundenspezifischen Biosen-soren. Als konkrete künftige Einsatzgebiete für die Schnelltests strebt das fzmb u.a. das Erkennen autoimmuner Schädigungen von Gehirnfunktionen beim Menschen an. Hierzu läuft aktuell ein Projekt mit drei Forschungspartnern bei dem Thüringer Institut. Dabei sollen erstmals mehrere Autoantikörper gleichzeitig bestimmt werden, um eine differenzierte Diagnose, individualisierte Therapieeinstellung und Verlaufskontrolle bei Patienten mit autoimmunen neuronalen Erkrankungen zu gewährleisten.

Lab on a Chip-Technologie entwickelt
Kernkompetenz sind Schnelltests mit Hilfe der Bioanalytik auch bei Hahn-Schickard. Neben klassischen Verfahren mit Teststreifen setzen die Forschenden in Freiburg auf die „Lab on a Chip“-Technologie. Die von ihnen entwickelte sogenannte LabDisk, das ist eine Kunststoff-Kartusche, die als Träger für das Testmaterial dient und in ein mobiles Auslesegerät eingeführt wird, hat sich nicht nur in medizinischen Anwendungen, sondern auch in der Umweltanalytik, z.B. in der Qualitätssicherung von Wasser- und Lebensmittelproben bewährt.

Fertigung wieder in Deutschland ansiedeln
Der Pharmabereich ist einer jener Sektoren, in denen Störungen von Produktions- und Logistikketten, bedingt durch Lieferprobleme aus Fernost, während und nach der Corona-Krise schmerzhaft spürbar wurde. „Die Arbeit von Instituten der Zuse-Gemeinschaft ist ein Baustein, um in einigen wichtigen Teilbereichen der Medizintechnik wieder mehr Souveränität zu erlangen“, erklärt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

Quelle:

Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Zuse-Gemeinschaft: Biogene Schäume und Fasern für den Auto-Innenraum (c) Zuse-Gemeinschaft
08.10.2021

Zuse-Gemeinschaft: Biogene Schäume und Fasern für den Auto-Innenraum

Vom Biomasseanbau und der energetischen Nutzung über das Herstellen von Zwischenprodukten bis hin zum Verwenden biogener Ressourcen in langlebigen Verbraucherprodukten: die Bioökonomie umgibt uns schon heute tagtäglich. Doch welche Innovationen zeichnen sich ab, um die Wirkung biogener Ressourcen im Sinne des Klimaschutzes zu maximieren? Das war Thema beim Online-Werkstattgespräch Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft am 6. Oktober.

CO2 einsparen durch biogene Schäume und Fasern für den Auto-Innenraum
Wie textile Anwendungen aus der Bioökonomie verstärkt in einem Schlüsselbereich der Energiewende - der Mobilität - zum Zuge kommen können, berichtete Dr. Frank Meister, Abteilungsleiter Chemische Forschung beim Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung (TITK) anhand des von der Europäischen Union geförderten Projekts BioMotive.

Vom Biomasseanbau und der energetischen Nutzung über das Herstellen von Zwischenprodukten bis hin zum Verwenden biogener Ressourcen in langlebigen Verbraucherprodukten: die Bioökonomie umgibt uns schon heute tagtäglich. Doch welche Innovationen zeichnen sich ab, um die Wirkung biogener Ressourcen im Sinne des Klimaschutzes zu maximieren? Das war Thema beim Online-Werkstattgespräch Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft am 6. Oktober.

CO2 einsparen durch biogene Schäume und Fasern für den Auto-Innenraum
Wie textile Anwendungen aus der Bioökonomie verstärkt in einem Schlüsselbereich der Energiewende - der Mobilität - zum Zuge kommen können, berichtete Dr. Frank Meister, Abteilungsleiter Chemische Forschung beim Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung (TITK) anhand des von der Europäischen Union geförderten Projekts BioMotive.

Das TITK ist dort eingebunden in die Entwicklung biogener Fasern und neuer Leichtbauwerkstoffe für den Auto-Innenraum, wo sie z.B. für Sitze, Armaturenbrett oder Türinnenverkleidung gebraucht werden. Unter anderem entwickelten die Forschenden neue sogenannte Lyocellfasern aus modifizierten Papierzellstoffen. Der besondere Vorzug am TITK: An dem Thüringer Institut konnten die neu entwickelten Fasern in einer kleintechnischen Versuchsanlage im Maßstab von mehreren 100 kg hergestellt werden. Das erhöht die Vergleichbarkeit mit den Realitäten der Industrie und war Design-Basis für eine unlängst errichtete Demo-Anlage der Metsä-Tochter MI Demo im finnischen Äänekoski. „Lyocellfasern als biogener Werkstoff vermeiden Umweltbelastungen wie sie bei anderen Materialien durch die Risiken von Mikroplastik entstehen. Hinzu kommt als Klima-Plus: Durch die von uns mit entwickelten und bewerteten Fasern und Verfahrensprinzipien lässt sich der CO2-Fußabdruck bei der Produktion von Fahrzeugen spürbar verringern“, erklärt Meister.

Kombination von CO2-Elektrolyse und Biotech-Wertstoffsynthese
Dass mithilfe von Bioökonomie-Lösungen CO2 nicht nur eingespart werden kann, sondern auch negative Emissionen des Klimagases erreichbar sind, deutete Dr. Markus Stöckl vom DECHEMA-Forschungsinstitut (DFI) an. In seinem Vortrag „Mit Strom und CO2 zum Biokunststoff“ zeigte er auf, wie die Elektrolyse dazu genutzt werden kann, Erneuerbare Energien „lagerbar“ zu machen. Der Ansatz: Aus Kohlendioxyd so genanntes Formiat zu produzieren, das als Feststoff lagerbare Salz der Ameisensäure, das Mikroorganismen als Energie- und Kohlenstoffquelle dienen kann, die wiederum daraus den Biokunststoff Polyhydroxybutyrat (PHB) herstellen. Durch die elektrochemische Herstellung des Zwischenprodukts Formiat können unterschiedliche Mikroorganismen eingesetzt werden.

Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft fordert mehr Innovationen im Mittelstand (c) Zuse-Gemeinschaft
03.09.2021

Zuse-Gemeinschaft fordert mehr Innovationen im Mittelstand

Um aktuelle und künftige Herausforderungen zu meistern, benötigt Deutschland vermehrt Innovationen in der Industrie. Das gilt insbesondere für den Mittelstand. Die maßgeblichen Parteien haben einen zentralen Hebel dafür erkannt: Die verstärkte Förderung des Forschungstransfers. Diese muss effizient dort ausgebaut werden, wo die Wirkung für zukunftsweisende Innovationen am stärksten ist, fordert die Zuse-Gemeinschaft.

Während sich deutsche Großunternehmen, u.a. im Automobilbereich, mit zum Teil hohen Gewinnen im ersten Halbjahr 2021, in sehr gutem Zustand befinden, hat die Corona-Krise bei anderen Firmen, gerade bei zahlreichen Mittelständlern, zu finanziellen Einschnitten geführt, begleitet von einer Minderung der Eigenkapitalbasis. Laut einem aktuellen Bericht von KfW Research gilt es sicherzustellen, dass Umsatzeinbußen aus der Corona-Krise die Innovationsaktivitäten nicht nachhaltig ausbremsen.

Um aktuelle und künftige Herausforderungen zu meistern, benötigt Deutschland vermehrt Innovationen in der Industrie. Das gilt insbesondere für den Mittelstand. Die maßgeblichen Parteien haben einen zentralen Hebel dafür erkannt: Die verstärkte Förderung des Forschungstransfers. Diese muss effizient dort ausgebaut werden, wo die Wirkung für zukunftsweisende Innovationen am stärksten ist, fordert die Zuse-Gemeinschaft.

Während sich deutsche Großunternehmen, u.a. im Automobilbereich, mit zum Teil hohen Gewinnen im ersten Halbjahr 2021, in sehr gutem Zustand befinden, hat die Corona-Krise bei anderen Firmen, gerade bei zahlreichen Mittelständlern, zu finanziellen Einschnitten geführt, begleitet von einer Minderung der Eigenkapitalbasis. Laut einem aktuellen Bericht von KfW Research gilt es sicherzustellen, dass Umsatzeinbußen aus der Corona-Krise die Innovationsaktivitäten nicht nachhaltig ausbremsen.

Für die gemeinnützigen Institute der Zuse-Gemeinschaft ist die Projektförderung, neben der Auftragsforschung, anderen Kooperationen und Dienstleistungen, die zentrale Finanzierungsquelle. Daraus gehen Jahr für Jahr erfolgreiche Transferprojekte hervor, ohne dass die Institute institutionelle Bund-Länder-Förderung erhalten. „Die erfolgreiche, unabhängige Forschungsarbeit unserer Mitglieder auf Zukunftsfeldern wie Digitalisierung, Materialwissenschaften, Bioökonomie und Energiewende zeigt, wie durch gemeinnützige Industrieforschung der Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in die unternehmerische Praxis effizient gelingt“, unterstreicht der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Martin Bastian.

Projektförderung ausweiten
Unter dem Eindruck der Corona-Krise drohen solche Erfolge künftig in Gefahr zu geraten, wenn es mittelständischen Unternehmen an Mitteln für Forschung und Innovation fehlt. „Dazu darf es nicht kommen. Die Projektförderung muss deshalb ausgeweitet und verbessert werden“, fordert Bastian. Bestätigt sieht sich die Zuse-Gemeinschaft durch die Ankündigung mehrerer Parteien im Bundestagswahlkampf, quer durch das politische Spektrum, erfolgreiche Programme wie das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) und das Förderprogramm Innovationskompetenz INNO-KOM auszuweiten.

„Nach der Wahl gilt es, diese Ankündigungen in die konkrete Umsetzung zu bringen“, mahnt Bastian. Die Zuse-Gemeinschaft schlägt dafür u.a. einen eigenen Haushaltstitel für die gemeinnützige Industrieforschung vor.  „Als ersten Schritt dazu fordern wir die Richtlinie des Bundeswirtschaftsmini-steriums für das Programm INNO-KOM künftig in allen Bundesländern unabhängig von Kriterien der Strukturförderung für sämtliche Gebieten zu öffnen. Gemeinnützige Forschung für den Mittelstand gehört bundesweit gefördert“, betont Bastian.

Eine weitere zentrale Forderung der Zuse-Gemeinschaft: Fairness in der Forschungsförderung. Bei zahlreichen Vor-Ort Terminen machen Institute der Zuse-Gemeinschaft in diesen Tagen gegenüber Bundestagsabgeordneten auf ihre Anliegen ebenso wie auf ihre Forschungserfolge aufmerksam.

30.07.2021

Industrie kann Flexi-Joker in der Energiewende werden

  • Teilhabe des Sektors an den Energiemärkten verspricht Stabilität der Netze und Nutzen für Unternehmen

Damit sich Verbraucher und Industrie möglichst schnell mit immer größeren Anteilen von Wind- und Solarstrom versorgen lassen, muss das deutsche Energiesystem flexibler werden. Das geht nicht ohne die Industrie. Als einer der größten Energiekunden sollte sie künftig mit ihrem Bedarf aber auch mit der Bereitstellung und Speicherung von Energie aktiv und flexibel an den Energiemärkten handeln. Wie das geht und wie sich das lohnen kann, erforscht, erprobt und verwirklicht angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft.
 

  • Teilhabe des Sektors an den Energiemärkten verspricht Stabilität der Netze und Nutzen für Unternehmen

Damit sich Verbraucher und Industrie möglichst schnell mit immer größeren Anteilen von Wind- und Solarstrom versorgen lassen, muss das deutsche Energiesystem flexibler werden. Das geht nicht ohne die Industrie. Als einer der größten Energiekunden sollte sie künftig mit ihrem Bedarf aber auch mit der Bereitstellung und Speicherung von Energie aktiv und flexibel an den Energiemärkten handeln. Wie das geht und wie sich das lohnen kann, erforscht, erprobt und verwirklicht angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft.
 
Rund 28 Prozent des deutschen Endenergieverbrauchs entfallen auf die Industrie. Für die Energiewende nimmt der Sektor auch deshalb eine Schlüsselstellung ein, weil er hohe Bedarfe sowohl an Strom wie auch an Wärme bzw. Kälte hat. Für die künftig erforderliche erhöhte Flexibilität an den Energiemärkten müssen jedoch Wärme- und Strommarkt gemeinsam für höhere Anteile erneuerbarer Energien erschlossen werden. Die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) aus Berlin entwickelt aktuell mit Partnern im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt „Flexibilitätswende“ Modelle, um für Industriebetriebe die Eintrittsschwelle zur Teilnahme an den Energiemärkten zu senken. Das geht mit möglichst praxisnahen Software-Prototypen, die aber dennoch auf das jeweilige Unternehmen angepasst werden müssen.

Nicht nur den Strom- und Wärme-, sondern auch den Kältemarkt gilt es künftig für die mit der Energiewende steigenden Anforderungen an die Flexibilisierung von Angebot und Nachfrage zu ertüchtigen, zumal er in Zeiten von Klimaerhitzung und Digitalisierung eine wachsende Bedeutung am Energiemarkt erlangt. Besonders hoch ist der Kältebedarf in vielen Branchen am frühen Nachmittag, wenn auch die Strompreise hoch sind. Sinnvoll sind deshalb Kältespeicher, damit die Unternehmen ihren Strombedarf für Kälteanwendungen größtenteils zu Zeiten niedriger Strompreise, z.B. nachts, decken können. Möglich ist das mit einem  vom Institut für Luft- und Kältetechnik (ILK) perfektionierten Eisspeicher,  der Vakuum-Flüssigeis-Technologie. Sie lässt sich mit dem Knowhow der Forschenden aus Dresden für Verbraucher in Industrie- und Dienstleistungsbranchen skalieren und entsprechend dimensionieren, z.B. für Rechenzentren.

Weitere Informationen:
Zuse-Gemeinschaft Energie Energiewende
Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

(c) Zuse-Gemeinschaft. Während Deutschlands Forschungsausgaben immer stärker gestiegen sind, liegt der Anteil der Innovationen hervorbringenden Mittelständler auf relativ niedrigem Niveau.
25.06.2021

Zuse-Gemeinschaft: Innovationslage im Mittelstand macht Sorgen

Die verhaltene Innovationstätigkeit im deutschen Mittelstand vor und während der Corona-Krise macht zunehmend Sorge. Laut dem jüngsten von der KfW veröffentlichten Innovationsbericht Mittelstand ist nur rund jeder fünfte deutsche Mittelständler mit Innovationen aktiv.
 

Die verhaltene Innovationstätigkeit im deutschen Mittelstand vor und während der Corona-Krise macht zunehmend Sorge. Laut dem jüngsten von der KfW veröffentlichten Innovationsbericht Mittelstand ist nur rund jeder fünfte deutsche Mittelständler mit Innovationen aktiv.
 
Die Innovatorenquote im Mittelstand als Gradmesser für Neuerungen, die Unternehmen umsetzen, lag laut dem am 24.06.2021 von der KfW veröffentlichten Innovationsbericht Mittelstand für die Jahre 2017/19 bei 22 Prozent und stieg damit gegenüber der Vorjahreserhebung leicht an. Eine Anpassung der Datengrundlage - erstmals wurde aufgrund internationaler methodischer Veränderungen auch nach organisatorischen und Marketing-Innovationen gefragt - hätte einen deutlichen Anstieg der Innovatorenquote erwarten lassen. Nach den nun vorliegenden Ergebnissen war aber weiterhin nur eine relativ schmale Basis an Mittelständlern zu Beginn der Pandemie mit Innovationen aktiv. Danach sorgte die Corona-Krise für zusätzliche Belastungen im Mittelstand, nicht zuletzt auch bei kleineren und mittleren Unternehmen (KMU). Gerade KMU aber können durch Kooperationen mit den gemeinnützigen Einrichtungen der Industrieforschung stark profitieren.

Gemeinnützige Forschung für den Mittelstand bundesweit fördern
Eine Aktivierung kleiner und mittlerer Unternehmen für mehr Innovationen kann nach Auffassung der Zuse-Gemeinschaft daher am besten über zielgenaue Projektförderung gelingen. Viele Maßnahmen wie das transferorientierte Förderprogramm INNO-KOM des Bundeswirtschaftsministeriums, das sich an gemeinnützige Forschungsinstitute richtet, sind bisher allerdings an die Strukturförderung gebunden. „Gemeinnützige Forschung für den Mittelstand braucht bundesweite Förderung unabhängig von Strukturförderung. Denn kreative Ideen entfalten sich in Kooperation von Forschung und Unternehmen über Regionsgrenzen hinweg. Dafür braucht es eine passgenaue Förderung von Innovationen im Mittelstand, bundesweit“, mahnt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

Zu konstatieren sei, dass die starke Steigerung der Forschungsausgaben in Deutschland bisher viel zu wenig im Mittelstand ankomme. „Während staatliche Forschungsausgaben wie zugunsten des „Pakts für Forschung und Innovation“ sowie die Aufwendungen von Großunternehmen für FuE weiter steigen, fehlt es bei der Entwicklung der Innovatorenquote im Mittelstand bislang an Dynamik“, erklärt Jansen. Für ihn ist eine wichtige Lehre aus der Corona-Krise: „Eine weitere Ausweitung staatlicher Forschungsausgaben darf nicht Selbstzweck sein, sondern muss sich klar an Innovationen im Mittelstand sowie am gelingenden Transfer von Forschungsergebnissen in die Wirtschaft ausrichten.“

Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

 Künstliche Intelligenz für Maschinen hilft Mensch und Umwelt (c) SKZ
Vliesstoff-Kompaktanlage (DILO) zur Herstellung von Nadel-Vliesen aus Sonderfasern.
23.06.2021

Künstliche Intelligenz für Maschinen hilft Mensch und Umwelt

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Der Maschinenbau ist eine Stärke der deutschen Industrie. In Leitbranchen, deren Produkte in einem globalisierten Umfeld starker Konkurrenz ausgesetzt sind, kann der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) dazu beitragen, Industriekapazitäten und Knowhow in Deutschland zu halten, im Maschinenbau und nachgelagerten Branchen. Doch erst durch praxisnahe Anwendung in der Industrie kann KI seine Stärken für Unternehmen voll entfalten. Wie das mit dem Beitrag angewandter Forschung geht, zeigen Textilindustrie und -maschinenbau ebenso wie die Kunststoffbranche.

Mit der Corona-Krise sind Vliesstoffe über die Fachwelt hinaus bekannt geworden, denn sie bilden das Ausgangsmaterial für Schutzmasken. Die aufgetretenen Engpässe am Markt 2020 zeigten, wie stark Deutschland hier von Lieferungen aus dem Ausland abhängig ist. Zugleich ist Deutschland in anderen Vliesstoff-Segmenten und bei Maschinen für die Vliesstoffherstellung eine wichtige Größe auf den Weltmärkten. Damit das so bleibt, arbeitet die Branche an Innovationen. Ein zentraler Baustein dafür: Die Nutzung Künstlicher Intelligenz (KI).

Das Auge auf der lernenden Maschine

Am ITA Augsburg hat man dafür Grundlagen in einem Projekt gelegt, auf denen sich nun aufbauen lässt. Die Vision: Die Maschine zur Vliesstoffproduktion passt die Parameter entsprechend den Erfordernissen im laufenden Betrieb autonom an. Etwaig auftretende Fehler werden von der Maschine selbstständig diagnostiziert, die Drehzahlen entsprechend angepasst. „Wir haben im Projekt EasyVlies gezeigt, wie sich mit der Nutzung von Algorithmen für die Vliesstoffproduktion Material- und Energiekosten einsparen lassen. Zusammen mit Partnern aus der Industrie haben wir erreicht, dass die Maschine zentrale Parameter wie Drehzahlen und Abstände, von denen eine große Kombinationsmenge für das Erreichen der gewünschten Produktqualität notwendig sind, durch das entwickelte KI-Modell vorhergesagt werden. „Die Abstände der bis zu 40 Arbeitselemente in der Maschine bestimmen dabei in Kombination mit den Drehzahlen der beteiligten Walzen die Öffnung der Faserflocken bis zur Einzelfaser und die Bildung des Vlieses“, erläutert ITA-Augsburg Geschäftsführer Prof. Stefan Schlichter. Die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen den Drehzahlen und den Qualitätsparametern der Vliesstoffproduktion sind nicht eindeutig bekannt. Gerade deshalb kann KI hier seine Vorteile ausspielen. „Denn Künstliche Intelligenz kann auch diffuse Zusammenhänge modellieren und simulieren“, betont Schlichter. Die Algorithmen dafür hat Maschinenbauingenieur Dr. Frederik Cloppenburg aus dem Aachener ITA-Stammhaus entwickelt, 280 Versuche wurden im Zusammenspiel mit der KI-Entwicklung durchgeführt.

In der unternehmerischen Praxis lernen die Algorithmen nun hinzu. Das zeigt  bei einem Vliesstoffbetrieb der Fahrzeugbranche bereits erste Erfolge in der betrieblichen Praxis. Im nächsten Schritt arbeiten die ITA-Forschenden daran, Messtechnik wie Kamerasysteme und strahlungsbasierte Messsysteme für die Gleichmäßigkeit des Vliesstoffs in die Maschinen zu integrieren. Ziel: Fehler so prognostizieren, dass sie gar nicht erst auftreten. Das Aufkommen an Vliesstoff-Ausschuss soll so um 30 bis 50 Prozent sinken. Angesichts von bislang jährlich allein in Deutschland anfallender Ausschussware im Wert von 150 Mio. Euro, das entspricht 10 Prozent des Branchenumsatzes, ein erheblicher Anreiz. „Die hoch qualifizierten Facharbeiter beaufsichtigen sozusagen die lernende Maschine“, erklärt Schlichter.

Industrie 4.0 wird in der Kunststoffbranche künftig auch benötigt, um das Ziel höherer Recyclingquoten zu erreichen. Denn eine weniger einheitliche Rohstoffbasis macht lernende Maschinen noch wertvoller. Das ist auch Ausgangspunkt des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Verbundprojekts CYCLOPS des Kunststoff-Zentrums (SKZ) und namhaften Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Durch den Einsatz von KI sollen Materialströme automatisiert klassifiziert werden, damit sie sich optimal verwenden lassen. „Die Maschinen sollen künftig eigenständig erkennen, in welche Anwendungen produzierte Materialien eines bestimmten Typs gehen können“ erläutert SKZ-Gruppenleiter Digitalisierung, Christoph Kugler. Ein Faktor: Die Fließfähigkeit des Kunststoffs, seine Viskosität. Je kürzer die Polymerketten des Materials, desto größer, vereinfacht gesagt, ihre Fließfähigkeit. Für diese Fließfähigkeit spielt andererseits auch das Druckniveau in der Maschine eine Rolle. Hier kommt wiederum die KI ins Spiel: „Durch Künstliche Intelligenz können Materialeigenschaften und selbst lernende Maschinensteuerungen sehr gut ineinanderwirken, so unsere Erwartung“, erklärt Kugler. Grundlage für die angewandte Forschung im Projekt CYCLOPS sind sowohl Prozessdaten aus den Maschinen, welche die Materialqualität beschreiben können, als auch Daten entlang des Lebenswegs von Material und Produkt. Im Rahmen des Projektes werden damit die Transparenz und die Informationsdichte erhöht, welche nach wie vor einige der größten Hemmnisse der Kreislaufwirtschaft sind.

Neue Expertisefelder wie Erklärbare KI erschlossen

Das SKZ baut mit dem Projekt auf KI-Expertise auf, die über abgeschlossene und noch laufende Projekte erarbeitet wurde. In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt in der Entwicklung sogenannter Softsensoren aus Prozessdaten zur Berechnung komplexer Qualitätskennwerte wie z.B. Viskosität oder Vernetzungsgrad des Kunststoffs. Durch die Weiterentwicklung der Technologie werden neue Expertisefelder erschlossen, so z.B. Optimierung der Prozessmodellierung durch KI, Prognose von Materialverhalten unter Last oder auch erklärbare KI (XAI), sie beschreibt den Weg, auf dem Algorithmen zu ihren Ergebnissen gelangen. In den letzten Jahren wurde ebenfalls der Einsatz von digitalen Technologien und KI im Kontext der Kreislaufwirtschaft am SKZ forciert, so in den noch jeweils bis ins nächste Jahr hinein laufenden Projekten Di-Plast und DiLinK. Während Di-Plast ein EU-Projekt ist, wird DiLink ebenfalls vom BMBF gefördert. Mit dem FIR e.V. ist ein weiteres Institut der Zuse-Gemeinschaft im DiLink-Projektkonsortium vertreten, mit dem Fokus auf dem Thema Geschäftsmodelle. Denn diese verändern sich durch das Vordringen der KI in immer mehr Aspekten des Maschinenbaus.

Zuse-Gemeinschaft: Dezentrale Energiewende mit digitalen Lösungen erleichtern (c) ISFH
09.04.2021

Zuse-Gemeinschaft: Dezentrale Energiewende mit digitalen Lösungen erleichtern

Das Ende der Kernenergie rückt in Deutschland jetzt auch am Strommarkt näher. Mit der Abschaltung der sechs am Netz verbliebenen Meiler bis Ende nächsten Jahres werden Erneuerbare Energien weitere Funktionen im Energiesystem übernehmen, um eine sichere und klimafreundliche Stromversorgung zu gewährleisten. Teil der Lösung: Die innovative Nutzung von Batteriespeichern und das Ineinanderwirken von Strom- und Wärmemarkt, wie sie in der angewandten Forschung erfolgreich getestet wurden.

Das Ende der Kernenergie rückt in Deutschland jetzt auch am Strommarkt näher. Mit der Abschaltung der sechs am Netz verbliebenen Meiler bis Ende nächsten Jahres werden Erneuerbare Energien weitere Funktionen im Energiesystem übernehmen, um eine sichere und klimafreundliche Stromversorgung zu gewährleisten. Teil der Lösung: Die innovative Nutzung von Batteriespeichern und das Ineinanderwirken von Strom- und Wärmemarkt, wie sie in der angewandten Forschung erfolgreich getestet wurden.

Für den Ausgleich schwankender Stromeinspeisung aus fluktuierenden erneuerbaren Energien kommt Speichern große Bedeutung zu. Wie dezentrale Energieanlagen dabei agieren können, hat das IT-Institut OFFIS im kürzlich abgeschlossenen und vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekt ENERA gezeigt. In einem vom OFFIS koordinierten Teil ging es um die Selbstorganisation von Energiespeichern und deren Stromeinspeisung ins Netz. Von der Bäckerei bis zum Industriebetrieb wurden verschiedene mit Batteriespeichern ausgestattete Unternehmen in einen Feldtest zur Erprobung so genannter Software-Agenten geschickt. „Solche Software-Agenten können eigenständig Entscheidungen treffen und sie lassen sich auch sehr gut steuern“, erklärt Dr. Martin Tröschel, OFFIS-Co-Gruppenleiter für „Distributed Artificial Intelligence“, einem Teilbereich der Künstlichen Intelligenz.

„Es gibt keine zentrale Instanz, die jedem Speicher einen Fahrplan zuweist“
Ausgestattet mit den vom OFFIS-Team in die Software eingezogenen Leitplanken durften die Agenten entscheiden, wann die Batteriespeicher die geladene Energie abgeben. Ein maßgebliches Kriterium war das sogenannte „Peak Shaving“, nämlich das Glätten von Lastspitzen zu Zeiten besonders hoher Stromnachfrage. Zu solchen Zeiten ist das Einspeisen aus dem Speicher wegen der dann sehr hohen Börsenpreise für Elektrizität besonders attraktiv. Der Unterschied gegenüber heute gängigen Systemen, die zentral gesteuert werden und auf Peak Shaving getrimmt sind: „Das System  hat sich im Feldtest erfolgreich vollständig selbst organisiert. Es gibt keine zentrale Instanz, die jedem Speicher einen Fahrplan zuweist, wie das in virtuellen Kraftwerken der Fall ist“, erläutert Tröschel.

Speicher und Wärmepumpen für optimierten Einsatz Erneuerbarer nutzen
Begrenzend auf den Ausbau des Stromnetzes und damit auf Anstiege der Netzentgelte kann eine verstärkte regionale Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien wirken. Zudem dürfte der Stromverbrauch künftig durch den Bedarf von E-Autos, aber auch von Wärmepumpen, die Strom in Heizenergie umwandeln, steigen. Im gerade abgeschlossenen, ebenfalls vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekt „Wind-Solar-Wärmepumpenquartier“ hat das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) untersucht, wie sich in verschiedenen Szenarien unter Nutzung von thermischen und elektrischen Speichern in Verbindung mit Wärmepumpen der Anteil erneuerbarer Energien in Wohnquartieren erhöhen lässt. Zwei bestehende Wohnquartiere, eines in Niedersachsen, eines in Bayern, wurden dazu komplett in Sachen Strom- und Wärmebedarf und -erzeugung vermessen, ebenso wie die Erträge der Solarstromanlagen in den Siedlungen und die Erträge von Windenergieanlagen aus der Region. „Im Ergebnis zeigte sich, dass man durch eine gut gewählte Betriebsführung einen sehr hohen regionalen Deckungsgrad mit erneuerbaren Energien erreichen kann, der die Marke von 80 Prozent überschreitet“, sagt Dr. Tobias Ohrdes, Leiter der ISFH-Arbeitsgruppe Elektrische Energiesysteme. Mehr als 60 Prozent des Stromes können den Simulationen nach direkt durch Wind- und Photovoltaikstrom gedeckt werden. Durch Batteriespeicher und eine intelligente Steuerung der Wärmepumpen können weitere 20 Prozent des Strombedarfs lokal mit Wind und Sonne gedeckt werden. Wird der Wärmepumpenbetrieb im gesamten Quartier untereinander koordiniert, erhöht sich die erneuerbare Versorgung gegenüber einem unkoordinierten Betrieb um weitere vier Prozentpunkte.

Wärmepumpen-Bedarf stimmt gut mit Windkraft überein
Zu bedenken sind für die Ergebnisse allerdings die Bedingungen bei Windparks, deren Strom je nach Gegebenheiten direkt ins Mittelspannungsnetz eingespeist und damit nicht per se für den regionalen Bedarf genutzt wird.

"Die Kombination aus Feldstudien und Simulationen in den Projekten von OFFIS und ISFH sowie weiteren Projekten zur Energiewende in der Zuse-Gemeinschaft zeigt den Stellenwert digitaler Lösungen für den Strommarkt der Zukunft. Mit zunehmenden Anteilen grünen Stroms in den Netzen gewinnen solche Lösungen weiter an Bedeutung“, erklärt Dr. Klaus Jansen, Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft. „Die erfolgreichen Verbundprojekte zeigen zudem den Stellenwert effizienter Förderung und Kooperation zwischen Unternehmen und gemeinnütziger Industrieforschung“, betont Jansen.

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Zuse-Gemeinschaft

ITA Augsburg in die Zuse-Gemeinschaft aufgenommen (c) ITA Augsburg
Der Geschäftsführer des ITA Augsburg, Prof. Dr. Stefan Schlichter (li), bei der Übergabe der Mitgliedsurkunde durch Präsidiumsmitglied Dr. Bayram Aslan am 18. März in Augsburg
19.03.2021

ITA Augsburg in die Zuse-Gemeinschaft aufgenommen

Die Zuse-Gemeinschaft ist weiter auf Wachstumskurs. Mit der Aufnahme des Instituts für Textiltechnik Augsburg gGmbH (ITA Augsburg) vereint der bundesweit tätige Verbund gemeinnütziger Forschungs­institute jetzt 77 Mitglieder, davon fünf in Bayern. Der Geschäftsführer des ITA Augsburg, Prof. Dr. Stefan Schlichter, nahm gestern bei einer Feierstunde am Institut offiziell die Mitgliedsurkunde von Dr. Bayram Aslan aus dem Präsidium der Zuse-Gemeinschaft entgegen.

Das ITA Augsburg forscht in Kooperation mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft an Innovationen auf Zukunftsfeldern der deutschen Wirtschaft. Im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) arbeitet das Forschungsinstitut daran, KI im Kontext der Textilwirtschaft in maschinellen Umgebungen umzusetzen. Ein weiteres Forschungsfeld: Leichtbaulösungen mit Verbundwerkstoffen, wie sie u.a. Wind- und Fahrzeugindustrie benötigen. Expertise bieten die ITA-Forscher zudem zum nachhaltigen Recycling.

Die Zuse-Gemeinschaft ist weiter auf Wachstumskurs. Mit der Aufnahme des Instituts für Textiltechnik Augsburg gGmbH (ITA Augsburg) vereint der bundesweit tätige Verbund gemeinnütziger Forschungs­institute jetzt 77 Mitglieder, davon fünf in Bayern. Der Geschäftsführer des ITA Augsburg, Prof. Dr. Stefan Schlichter, nahm gestern bei einer Feierstunde am Institut offiziell die Mitgliedsurkunde von Dr. Bayram Aslan aus dem Präsidium der Zuse-Gemeinschaft entgegen.

Das ITA Augsburg forscht in Kooperation mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft an Innovationen auf Zukunftsfeldern der deutschen Wirtschaft. Im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) arbeitet das Forschungsinstitut daran, KI im Kontext der Textilwirtschaft in maschinellen Umgebungen umzusetzen. Ein weiteres Forschungsfeld: Leichtbaulösungen mit Verbundwerkstoffen, wie sie u.a. Wind- und Fahrzeugindustrie benötigen. Expertise bieten die ITA-Forscher zudem zum nachhaltigen Recycling.

„Wir haben uns Mega-Themen für eine nachhaltiger zu gestaltende Zukunft wie Kreislaufwirtschaft, Digitalisierung und die effizientere Nutzung von Rohstoffen verschrieben. Diese Schwerpunkte wollen wir künftig im starken Verbund der Zuse-Gemeinschaft weiter verfolgen. Damit verbinden wir auch die Hoffnung auf mehr Fairness in der Forschungsförderung, für die die Zuse-Gemeinschaft eintritt“, betont Prof. Schlichter.

Dr. Aslan, Geschäftsführer des TFI Aachen, begrüßte in seiner Funktion als Mitglied des Präsidiums der Zuse-Gemeinschaft das neue Mitglied. „Mit dem ITA Augsburg erhält das große Textil-Knowhow in unserem Verbund weiteren Zuwachs. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit in unseren Gremien, um gemeinsam daran zu arbeiten, der anwendungsnahen, gemeinnützigen Industrieforschung noch mehr Geltung zu verschaffen.“

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Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft: Mit gutem Auge für gefährliche Teilchen (c) Gerhardt/GNF
Mikroplastik an einem Filterkorn aus porösem Keramikmaterial (angeschliffen), sichtbar gemacht durch Farbstoff und UV-Anregung im Fluoreszenzmikroskop.
10.02.2021

Zuse-Gemeinschaft: Mit gutem Auge für gefährliche Teilchen

  •  Wie Berliner Forscher mit digitaler Technik Mikroplastik aufspüren und analysieren

Beim Kampf gegen Mikroplastik in der Umwelt drängt die Zeit. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung von Kunststoffabfällen. „Mikroplastik finden und vermeiden“ fokussiert auf den Nachweis von Mikroplastik in Gewässern.

Jahr für Jahr gelangen laut einer Schätzung des Weltwirtschaftsforums (WEF) mindestens acht Millionen Tonnen Kunststoffabfälle in die Weltmeere. Einmal dort angelangt, zersetzen sich diese, sofern Gegenmaßnahmen fehlen, schrittweise zu gefährlichem Mikroplastikpartikeln (MPP). Während die Verschmutzung rapide wächst, ist der MPP-Nachweis verhältnismäßig zeitaufwändig. So muss für die heutigen Analysemethoden wie spezielle Infrarot-Spektrometer das Mikroplastik in mehreren Schritten aus der Probe isoliert werden.

Zu einer deutlichen Verkürzung der Analysezeit für Mikroplastik will Tobias Gerhardt, Chemiker an der Berliner Gesellschaft zur Förderung der naturwissenschaftlich-technischen Forschung (GNF) kommen.

  •  Wie Berliner Forscher mit digitaler Technik Mikroplastik aufspüren und analysieren

Beim Kampf gegen Mikroplastik in der Umwelt drängt die Zeit. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung von Kunststoffabfällen. „Mikroplastik finden und vermeiden“ fokussiert auf den Nachweis von Mikroplastik in Gewässern.

Jahr für Jahr gelangen laut einer Schätzung des Weltwirtschaftsforums (WEF) mindestens acht Millionen Tonnen Kunststoffabfälle in die Weltmeere. Einmal dort angelangt, zersetzen sich diese, sofern Gegenmaßnahmen fehlen, schrittweise zu gefährlichem Mikroplastikpartikeln (MPP). Während die Verschmutzung rapide wächst, ist der MPP-Nachweis verhältnismäßig zeitaufwändig. So muss für die heutigen Analysemethoden wie spezielle Infrarot-Spektrometer das Mikroplastik in mehreren Schritten aus der Probe isoliert werden.

Zu einer deutlichen Verkürzung der Analysezeit für Mikroplastik will Tobias Gerhardt, Chemiker an der Berliner Gesellschaft zur Förderung der naturwissenschaftlich-technischen Forschung (GNF) kommen.

In einem seit Anfang 2020 laufenden, vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Verbundprojekt zur Entwicklung von Mikroemulsionen für die Analytik von MPP und Biofilmen arbeitet sein Team zusammen mit der Universität Bayreuth, der Firma mibic und anderen Partnern daran, durch den gezielten Einsatz von Farbstoffen die Analyse von Mikroplastik zu verbessern und zu beschleunigen. „Durch die Auswahl spezieller Farbstoffe ist es möglich, in der Analyse bestimmte Kunststoffklassen wie z.B. Nylon, PET oder Polypropylen (PP) nur anhand der Fluoreszenzfarbe zu unterscheiden, wodurch wir die Analysezeiten massiv verkürzen können“, sagt Gerhardt. Die Forschenden wollen die Analysezeiten von mehreren Wochen auf einen bis wenige Tage reduzieren. Sichtbar werden die Mikroplastikteilchen dann mit ultraviolettem Licht unter dem Fluoreszenz-Mikroskop.

Farbstoffe für Mikroemulsionen
Eine Herausforderung für die Forschenden: Die Mikroplastikteilchen in der Analyse mit den Farbstoffen optisch von ihrer organischen Umgebung zu trennen. Denn an den Kunststoffpartikeln bilden sich in Gewässern schnell Biofilme und generell enthalten Umweltproben häufig viel organisches Material. Um die notwendige optische Trennung zu erreichen, nutzt Gerhardt in den wässrigen Lösungen, die er untersucht, die Eigenschaften von besonderen Mizellsystemen, und zwar von sogenannten Mikroemulsionen. Das sind dreidimensionale, zusammengelagerte Aggregate aus Tensidmolekülen, in die er Farbstoffe einbringt. Die Mizellen dienen als Transportmittel, um den Farbstoff direkt zum Plastik zu transportieren und dieses dann einzufärben.

„Mit den Mikroemulsionen die wir entwickelt haben, können wir Mikroplastik mit hoher Selektivität einfärben“, erläutert der GNF-Experte. Ein häufiges Problem beim Einfärben von Mikroplastik mit anderen Methoden ist, dass häufig auch biologische Bestandteile der Probe wie Holz und andere Pflanzenreste eingefärbt werden. „Da wir das Mikroplastik nicht nur oberflächlich anfärben, können alle störenden Anfärbungen von biologischem Material wieder abgewaschen werden und nur das Mikroplastik fluoresziert im UV-Licht“, so Gerhardt. Auf diese Weise will das GNF-Team innerhalb kurzer Zeit die Belastung an Mikroplastikpartikeln in einer Probe bestimmen. Die Kunststoffreste, denen die GNF-Wissenschaftler auf der Spur sind, reichen vom Millimeter großen Partikel bis in den Mikrometer-Bereich, der winzigste Teilchen von wenigen Tausendstel Millimeter Größe erfasst.

„Flocki“ für die Wasserwirtschaft
Im optimalen Fall wird Kunststoff in Gewässern gar nicht erst so klein oder aber im Klärwerk erfasst. Um im Klärwerk kleinste Schmutzpartikel im Mikrometerbereich filtern zu können, setzt die Wasserwirtschaft so genannte Flockungsmittel ein, welche die Partikel binden, damit diese zunächst Mikro- und dann Makropartikel bilden. Für deren Dosierung gibt es noch kein industriell etabliertes Verfahren und bekanntlich hilft viel nicht immer viel. Die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI e.V.), wie die GNF in Berlin-Adlershof ansässig, hat deshalb im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt „Flocki“ zusammen mit einem Industriepartner ein bildbasiertes Messsystem zur optimalen Dosierung für den Einsatz von Flockungsmitteln entwickelt. Es lässt sich auch für Mikroplastik einsetzen. Aus dem Projekt ist ein Aufnahmesystem hervorgegangen, an dem das Schmutzwasser direkt vorbei transportiert und im Anschluss die Aufnahmen analysiert und die Partikel vermessen werden. „Von den aufgezeichneten Bildern mit den sichtbar gemachten Partikeln und Flocken können wir Rückschlüsse auf die nötige Dosierung ableiten“, erklärt GFaI-Experte Martin Pfaff. Neben dem Aufnahmesystem zur Erfassung des Schmutzwassers, spielt der Schwellwertalgorithmus zur Erkennung der Partikel eine zentrale Rolle bei der Auswertung.

Eigene Berechnungen für kleine Bildbereiche
Anders als in der klassischen Digitalfotografie greift der Algorithmus im Projekt „Flocki“ nicht für das ganze Bild, sondern bezieht sich auf viele kleine Bildbereiche, für die jeweils eigene Berechnungen stattfinden. „So lassen sich im Klärwerk unabhängig vom Verschmutzungs- und Flockungsgrad die Agglomerate im Mikrometerbereich zuverlässig aufspüren und gleichzeitig die Dosierung der Flockungsmittel optimieren“, erklärt Pfaff. Dreh- und Angelpunkt des Systems ist jedoch neben dem Aufnahmesystem die Verwendung geeigneter Messparameter, die sich im Forschungsprojekt als aussagekräftig herauskristallisiert haben. Sie beschreiben die Formveränderungen der Partikel über die gesamte Messung und lassen Rückschlüsse über den jeweils aktuellen Dosiergrad zu. Mit ihrer Hilfe kann somit die Beigabe des Flockungsmittels automatisiert werden.

Seitens der GFaI ist man bereit für eine Kommerzialisierung der Technik. „Angesichts der nötigen und voranschreitenden Digitalisierung in der Wasserwirtschaft versprechen wir uns viel von der Technik. Sie kann zu verbesserter Rohstoffeffizienz und zu einem hohen Umweltschutzniveau beim Vermeiden auch des Eintrags von Mikroplastik in Gewässer beitragen“, erklärt GFaI-Abteilungsleiter Frank Püschel.

„Forschende aus Instituten der Zuse-Gemeinschaft nutzen interdisziplinär ihre Expertise aus Chemie, Informatik und Umweltwissenschaften, um die von Mikroplastik ausgehenden Gefahren für die Umwelt einzudämmen“, erklärt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

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Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft: Plastik in der Umwelt vermeiden (c) FiW
28.01.2021

Zuse-Gemeinschaft: Plastik in der Umwelt vermeiden

In der Corona-Krise zeigen Kunststoffe ihren Mehrwert und zugleich auf den Handlungsbedarf beim Kampf gegen Umweltverschmutzung. Denn während Kunststoffe z.B. in Medizinprodukten oder Lebensmittelverpackungen der Gesundheit dienen, werden sie falsch entsorgt als Makro- und Mikroplastik zur Gefahr. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung solcher Stoffe. Teil 1 unserer Serie zur Vermeidung von Plastik in der Umwelt fokussiert auf großes Mikro- und auf Makroplastik.

In der Corona-Krise zeigen Kunststoffe ihren Mehrwert und zugleich auf den Handlungsbedarf beim Kampf gegen Umweltverschmutzung. Denn während Kunststoffe z.B. in Medizinprodukten oder Lebensmittelverpackungen der Gesundheit dienen, werden sie falsch entsorgt als Makro- und Mikroplastik zur Gefahr. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung solcher Stoffe. Teil 1 unserer Serie zur Vermeidung von Plastik in der Umwelt fokussiert auf großes Mikro- und auf Makroplastik.

Welch große Verantwortung sowohl Verbraucher als auch Handel und Industrie tragen, damit weniger Kunststoff in die Umwelt gelangt, zeigt das aktuelle, vom Bundesforschungsministerium geförderte Projekt InRePlast. In dem Verbundprojekt hat das Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft (FiW) in vier Gemeinden im Raum Aachen, vom Dorf bis zur Großstadt, Plastikreste systematisch gesammelt, katalogisiert und klassifiziert. Die Forschenden erfassten Partikel aus großem Mikroplastik (1-5 mm) ebenso wie Makroplastik mit noch sichtbarem ebenso wie mit nicht mehr erkennbarem Produktursprung. „Nach einjähriger Arbeit mit einem Stab von acht Forschenden haben wir rund 165 verschiedene Produkte und Vor-Produkte aus Makro- und großem Mikroplastik im Abwasser identifiziert“, erklärt FiW-Projektleiter Dr. Marco Breitbarth. Untersuchungsorte waren die Kläranlagen der Gemeinden, aber auch Niederschlagsabläufe auf Verkehrswegen.

In den Kläranlagen überall unter den „Top5“ bei den Kunststoffprodukten zu finden: Zigarettenfilter. Eine weitere Problemkategorie sind Bestandteile von Hygieneartikeln. Bei den Verbundmaterialien wie auch insgesamt nahm die Kategorie Feucht-/Desinfektionstücher/Küchenpapier die Spitzenposition ein.

Verhaltensänderung nicht nur bei Verbrauchern notwendig
Nicht nur die Verbraucher müssen ihr Verhalten ändern, wie die Zwischenergebnisse des bis Ende 2021 zusammen mit Verbundpartnern laufenden Projekts deutlich machen. So waren Kügelchen aus der Kunststoffindustrie, so genannte Pellets, an drei der vier Klärwerks-Standorte des Projekts unter den „Top 10“ der vom FiW gefundenen Produkte. Auch an Straßenrändern fanden die Forschenden laut Breitbarth immer wieder Kunststoff-Pellets, die genaue Auswertung steht noch bevor. „Zwar hat die Kunststoffindustrie immer wieder Info-Kampagnen zur Vermeidung von Produktausträgen aufgelegt, doch müssen die Gefahren offenbar noch deutlicher gemacht werden. Angesichts von rund 3.000 klassischen Kunststoffverarbeitern in Deutschland und vielen weiteren Unternehmen, die Kunststoffe nutzen, ist das eine zentrale Aufgabe“, betont der Forscher des FiW, einem Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Eine weitere wichtige Zielbranche zur Vermeidung von Kunststoffeinträgen in die Umwelt ist für ihn die Baubranche, die u.a. beim Umgang mit Dämmmaterialien an Häusern besonders umsichtig sein muss, so bei der Verwendung von Styropor. Bei InRePlast geht es nach der Umwelt-Analyse nun im letzten Projektabschnitt an die Formulierung von Handlungsempfehlungen, u.a. für Kommunen.

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Zuse-Gemeinschaft

Dr. Klaus Jansen übernimmt die Geschäftsführung der Zuse-Gemeinschaft (c) Privat
Portrait Dr. Klaus Jansen
28.12.2020

Dr. Klaus Jansen übernimmt die Geschäftsführung der Zuse-Gemeinschaft

Berlin - Am 1. Januar 2021 übernimmt Dr. Klaus Jansen die Geschäftsführung der Zuse-Gemeinschaft. Er folgt auf Dr. Annette Treffkorn, die seit Gründung des Verbundes von nunmehr 76 Forschungsinstituten im Jahr 2015 die Geschäftsstelle leitete und in den Ruhestand geht.

Dr. Jansen (52) kommt vom industriellen Fachverband TUDALIT zur Zuse-Gemeinschaft. Zuvor war er Leiter Forschungspolitik bei der AiF Projekt GmbH sowie langjähriger Geschäftsführer des Forschungskuratoriums Textil, dem zentralen Forschungsnetzwerk für die Textil- und Bekleidungsindustrie. Der promovierte Chemiker und Technische Betriebswirt begann seine Karriere bei einem Konsumgüterhersteller in Düsseldorf. Danach wechselte Klaus Jansen als Entwicklungsleiter in ein mittelständisches Textilunternehmen.

Berlin - Am 1. Januar 2021 übernimmt Dr. Klaus Jansen die Geschäftsführung der Zuse-Gemeinschaft. Er folgt auf Dr. Annette Treffkorn, die seit Gründung des Verbundes von nunmehr 76 Forschungsinstituten im Jahr 2015 die Geschäftsstelle leitete und in den Ruhestand geht.

Dr. Jansen (52) kommt vom industriellen Fachverband TUDALIT zur Zuse-Gemeinschaft. Zuvor war er Leiter Forschungspolitik bei der AiF Projekt GmbH sowie langjähriger Geschäftsführer des Forschungskuratoriums Textil, dem zentralen Forschungsnetzwerk für die Textil- und Bekleidungsindustrie. Der promovierte Chemiker und Technische Betriebswirt begann seine Karriere bei einem Konsumgüterhersteller in Düsseldorf. Danach wechselte Klaus Jansen als Entwicklungsleiter in ein mittelständisches Textilunternehmen.

„Wir sind froh, mit Klaus Jansen für unseren branchen- und technologieoffenen Verbund einen erfahrenen Netzwerker mit starkem fachlichen Hintergrund gewonnen zu haben, der unsere Anliegen gegenüber Politik und Stakeholdern überzeugend vertreten kann“, erklärt der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Martin Bastian, anlässlich des bevorstehenden Übergangs. Er dankte Dr. Treffkorn für ihre engagierte und außerordentlich erfolgreiche Tätigkeit bei der Interessenvertretung eines jungen Forschungsverbundes gegenüber Parlament und Ministerien.

„Ich freue mich auf die neuen Herausforderungen  an der Schnittstelle von Forschungs- und Wirtschaftspolitik“, sagte Dr. Jansen anlässlich seiner Bestellung zum Geschäftsführer. „Corona zeigt uns die Bedeutung eines erfolgreichen Forschungstransfers für Wirtschaft und Gesellschaft auf. Nur mit Innovationen aus der Wissenschaft, die in der Industrie ankommen, können die Unter-nehmen ihre Zukunfts- und Wettbewerbsfähigkeit erhalten und stärken“, so Jansen. Wie bisher Dr. Treffkorn, so ist Dr. Jansen ab 1. Januar in Personalunion auch Geschäftsführer des Verbandes Innovativer Unternehmen (VIU).

Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

(c) Zuse-Gemeinschaft
10.12.2020

Zuse-Gemeinschaft noch stärker machen

  • Industrieforschungsverbund weiter gewachsen
  • Appell an die Politik
  • Im Präsidium der Zuse-Gemeinschaft zwei neue Gesichter

„Wir wachsen weiter und stellen uns den Herausforderungen in Forschung, Industrie und Politik mit neuem Elan.“ Das hat der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Martin Bastian, bei der Mitgliederversammlung des Verbundes am 9. Dezember 2020 in Berlin erklärt, die als Hybrid-Format bei der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) stattfand. Es war die erste virtuelle Mitgliederversammlung des jungen Verbundes seit seiner Gründung im Jahr 2015.

  • Industrieforschungsverbund weiter gewachsen
  • Appell an die Politik
  • Im Präsidium der Zuse-Gemeinschaft zwei neue Gesichter

„Wir wachsen weiter und stellen uns den Herausforderungen in Forschung, Industrie und Politik mit neuem Elan.“ Das hat der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Prof. Martin Bastian, bei der Mitgliederversammlung des Verbundes am 9. Dezember 2020 in Berlin erklärt, die als Hybrid-Format bei der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) stattfand. Es war die erste virtuelle Mitgliederversammlung des jungen Verbundes seit seiner Gründung im Jahr 2015.

Auch inhaltlich beschäftigte die Pandemie die Mitglieder. Mit einer Aufstockung für die Industrieforschung im Etat des Bundeswirtschaftsministeriums wurden im Bundeshaushalt 2020 zusätzliche Mittel bereitgestellt, welche die Parlamentarier vor allem für die gemeinnützige, privatwirtschaftlich organisierte Industrieforschung vorsahen. „Auch die im Haushalt für das kommende Jahr dafür vorgesehenen Mittel werden dringend benötigt“, betonte Bastian in seiner Video-Ansprache. Der Präsident der Zuse-Gemeinschaft weiter: „Der Einsatz für die Hilfen im Zuge des Corona-Konjunkturpakets hat für uns verstärkt und z.T. schmerzhaft deutlich gemacht: Wir benötigen einen eigenen Haushaltstitel für die gemeinnützige Industrieforschung, damit staatliche Förderung des Bundes für Innovationen zielgenau die anwendungsnahe Forschung erreicht.“ Hier gebe es für die Zuse-Gemeinschaft noch viel zu tun. Bastian will die Belange der Zuse-Gemeinschaft daher künftig noch stärker wahrgenommen wissen. „Mit ihren inhaltlichen und thematischen Schwerpunkten sind unsere Mitglieder für künftige Aufgaben in Forschung und Industrie hervorragend aufgestellt, um gemeinsam mit Partnern markttaugliche, nachhaltige Neuerungen hervorzubringen. Sie verdienen Unterstützung“, unterstrich Bastian.

Die Zuse-Gemeinschaft als Verbund von aktuell 76 Industrieforschungseinrichtungen ist 2020 weiter gewachsen und hat sich mit dem Transfer von Technologie und Wissen in die Wirtschaft einen Namen gemacht. Erfolgreicher Forschungstransfer zeigt sich an Instituten der Zuse-Gemeinschaft auch in zahlreichen Ausgründungen. Eine solche Ausgründung hat dazu geführt, dass Gründungspräsident Dr. Ralf-Uwe Bauer sich voll auf dieses Unternehmen, die Smart Advanced Systems GmbH, konzentriert und daher aus dem Präsidium der Zuse-Gemeinschaft ausgeschieden ist. Ebenfalls nicht mehr dem Präsidium gehört Dr. Friedrich-Wilhelm Bolle an. Er ist als geschäftsführender Gesellschafter zur 1979 gegründeten GFI Umwelt Gesellschaft für Infrastruktur und Umwelt mbH in Bonn gewechselt.

Die Mitgliederversammlung wählte Dr. Bayram Aslan* und Prof. Dr. Jens Schrader* neu ins Präsidium. Sie komplettieren das im Oktober 2019 für einen Vierjahreszeitraum neu gewählte Präsidium mit seinen insgesamt sieben Mitgliedern.

 

*Weitere Informationen finden Sie im Anhang.

12.11.2020

WISO: 5G für die vernetzte Industrie

  • WISO-Publikation der Friedrich-Ebert-Stiftung zeigt Chancen und Potenziale

Berlin - Die nächste Generation der drahtlosen Konnektivität, 5G, entwickelt sich in der Industrie zu einem allgegenwärtigen Thema. Gleichzeitig gilt es für einen Erfolg der Technologie noch einige Aufgaben zu lösen. Das wird in dem Papier „5G für die vernetzte Industrie“ der Friedrich-Ebert-Stiftung in der Reihe „WISO Direkt“ deutlich, das maßgeblich am FIR an der RWTH Aachen entstand, einem Mitgliedsinstitut der Zuse-Gemeinschaft.

  • WISO-Publikation der Friedrich-Ebert-Stiftung zeigt Chancen und Potenziale

Berlin - Die nächste Generation der drahtlosen Konnektivität, 5G, entwickelt sich in der Industrie zu einem allgegenwärtigen Thema. Gleichzeitig gilt es für einen Erfolg der Technologie noch einige Aufgaben zu lösen. Das wird in dem Papier „5G für die vernetzte Industrie“ der Friedrich-Ebert-Stiftung in der Reihe „WISO Direkt“ deutlich, das maßgeblich am FIR an der RWTH Aachen entstand, einem Mitgliedsinstitut der Zuse-Gemeinschaft.

Die neue FES-Publikation rückt 5G aus der Perspektive der angewandten Forschung in den aktuellen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Kontext und zeigt industrielle Anwendungsfälle von 5G auf. Chancen von 5G für fahrerlose Transportsysteme (FTS) in der Intralogistik werden ebenso vorgestellt wie vorausschauende Wartung, die sogenannte „Predictive Maintenance“ und Möglichkeiten zur Nutzung von Augmented Reality, einer Technologie, welche die Sicht des Nutzers auf die reale Welt mit computergenerierten Bildern anreichert. „5G kann den Übergang zu Industrie 4.0 vereinfachen und intensivieren, doch ist die Übernahme der Technologie in Unternehmen kein Selbstläufer. Denn noch ist der Markt relativ intransparent. Anwender wissen häufig noch nicht, wofür sie 5G einsetzen können und welche Kosten mit den Netzen verbunden sind“, erklärt Lead-Autor Vasco Seelmann, Gruppenleiter am FIR.

Einen eigenen Weg geht Deutschland mit dem Vorhalten von 5G-Frequenzen für die Industrie, was sogenannte Campus-Netze ermöglicht. Unternehmen und andere Organisationen können so unabhängig von einem Mobilfunkan-bieter auf ihrem Gelände ein eigenes Netz betreiben. Allerdings stellt die Nutzung der neuen Technologie gerade Mittelständler vor erhebliche Hürden. „Gemeinnützige, angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft unter-stützt Unternehmen darin auszutesten, ob 5G für sie eine sinnvolle Option ist. Im internationalen Rahmen kann die praxisorientierte Forschung bei der Gestaltung von Standards als Scharnier zwischen Großunternehmen und Mittelstand wirken“, erklärt die Geschäftsführerin der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Annette Treffkorn.

Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

Anlagentechnik zum Carbonfaser-Recycling im Zentrum für Textilen Leichtbau am STFI, Foto: Dirk Hanus.
28.10.2020

Innovationen beim Recycling von Carbonfasern

  • Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

  • Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

Carbonfasern, auch als Kohlenstofffasern oder verkürzt als Kohlefasern bekannt, bestehen fast vollständig aus reinem Kohlenstoff. Sehr energieaufwändig wird er bei 1.300 Grad Celsius aus dem Kunststoff Polyacrylnitril gewonnen. Die Vorteile der Carbonfasern: Sie haben kaum Eigengewicht, sind enorm bruchfest und stabil. Solche Eigenschaften benötigt man z.B. am Batteriekasten von E-Mobilen oder in Strukturbauteilen der Karosserie. So arbeitet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) aktuell gemeinsam mit Industriepartnern daran, statisch-mechanische Stärken der Carbonfasern mit Eigenschaften zur Schwingungsdämpfung zu verknüpfen, um die Gehäuse von E-Motoren im Auto zu verbessern. Angedacht ist in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt die Entwicklung sogenannter Hybridvliesstoffe, die neben der Carbonfaser als Verstärkung weitere Faserstoffe enthalten. „Wir wollen, die Vorteile unterschiedlicher Faserstoffe verbinden und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Produkt entwickeln“, erläutert Marcel Hofmann, STFI-Abteilungsleiter Textiler Leichtbau.

Damit würden die Chemnitzer Forschenden bisherige Vliesstoff-Lösungen ergänzen. Sie blicken auf eine 15-jährige Geschichte in der Arbeit mit recycelten Carbonfasern zurück. Der globale Jahresbedarf der hochwertigen Fasern hat sich im vergangenen Jahrzehnt fast vervierfacht, laut Angaben der Industrievereinigung AVK auf zuletzt rd. 142.000 t. „Die steigende Nachfrage hat das Recycling immer stärker in den Fokus gerückt“, betont Hofmann. Carbonfaserabfälle sind ihm zufolge für etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Preises von Primärfasern erhältlich, müssen aber noch aufbereitet werden. Dreh- und Angelpunkt für den Forschungserfolg der recycelten Fasern sind konkurrenzfähige Anwendungen. Die hat das STFI nicht nur am Auto, sondern auch im Sport-Freizeitsektor sowie in der Medizintechnik gefunden, so in Komponenten für Computertomographen. "Während Metalle oder Glasfasern als potenzielle Konkurrenzprodukte Schatten werfen, stört Carbon die Bilddarstellung nicht und kann seine Vorteile voll ausspielen“, erläutert Hofmann.

Papier-Knowhow nutzen
Können recycelte Carbonfasern nochmals den Produktkreislauf durchlaufen, verbessert das ihre CO2-Bilanz deutlich. Zugleich gilt: Je kürzer die Carbonfasern, desto unattraktiver sind sie für die weitere Verwertung. Vor diesem Hintergrund entwickelten das Forschungsinstitut Cetex und die Papiertechnische Stiftung (PTS), beide Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft, im Rahmen eines Forschungsvorhabens ein neues Verfahren, das bislang wenig geeignet erscheinende Recycling-Carbonfasern ein zweites Produktleben gibt. „Während klassische Textilverfahren die ohnehin sehr spröden Recycling-Carbonfasern in Faserlängen von mind. 80 mm trocken verarbeiten, beschäftigten wir uns mit einem Verfahren aus der Papierindustrie, welches die Materialien nass verarbeitet. Am Ende des Prozesses erhielten wir, stark vereinfacht gesprochen, eine flächige Matte aus recycelten Carbonfasern und Kunststofffasern“, erläutert Cetex-Projektingenieur Johannes Tietze das Verfahren, mit dem auch 40 mm kurze Carbonfasern zu attraktiven Zwischenprodukten recycelt werden können. Das danach in einem Heißpressprozess entstandene Erzeugnis dient als Grundmaterial für hochbelastbare Strukturbauteile. Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften der Halbzeuge durch die Kombination mit endlosfaserverstärkten Tapes verbessert. Das Recyclingprodukt soll, so die Erwartung der Forschenden, glasfaserverstärkten Kunststoffen, Konkurrenz machen, z.B. bei Anwendungen im Schienen- und Fahrzeugbau. Die Ergebnisse fließen nun in weiterführende Forschung und Entwicklung im Kooperationsnetzwerk Ressourcetex ein, einem geförderten Verbund von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

Erfolgreiche Umsetzung in der Autoindustrie
Industriereife Lösungen für die Verwertung von Carbonfaser-Produktionsabfällen werden im Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) entwickelt. Mehrere dieser Entwicklungen wurden mit Partnern beim Unternehmen SGL Composites in Wackersdorf industriell umgesetzt. Die Aufbereitung der so genannten trockenen Abfälle, hauptsächlich aus Verschnittresten, erfolgt nach einem eigenen Verfahren. „Dabei führen wir die geöffneten Fasern verschiedenen Prozessen zur Vliesherstellung zu“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin im TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Neben den Entwicklungen für den Einsatz z.B. im BMW i3 in Dach oder Hintersitzschale wurden im TITK spezielle Vliesstoffe und Verfahren für die Herstellung von Sheet Molding Compounds (SMC) etabliert, das sind duroplastische Werkstoffe, die aus Reaktionsharzen und Verstärkungsfasern bestehen und zum Pressen von Faser-Kunststoff-Verbunden verwendet werden. Eingang fand dies z.B. in einem Bauteil für die C-Säule des 7er BMW. „In seinen Projekten setzt das TITK vor allem auf die Entwicklung leistungsfähigerer Prozesse und kombinierter Verfahren, um den Carbonfaser-Recyclingmaterialien auch von den Kosten her bessere Chancen in Leichtbauanwendungen einzuräumen“, betont Lützkendorf. So liege der Fokus gegenwärtig auf dem Einsatz von CF-Recyclingfasern in thermoplastischen Prozessen zur Platten- und Profilextrusion. „Ziel ist es, die Kombination von Kurz- und Endlosfaserverstärkung in einem einzigen, leistungsfähigen Prozess-Schritt zu realisieren.“

Quelle:

Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Design fürs Recycling in der Modebranche verbreiten (c) Hohenstein
Durch kreisförmige Bewegungen wird in dieser Maschine zur Textilprüfung u.a. die Scheuerfestigkeit geprüft
24.08.2020

Design fürs Recycling in der Modebranche verbreiten

  • Recycling ist mehr als eine Mode.

Doch zur Mode soll künftig verstärkt sinnvolles Recycling gehören: Die Menschen in Deutschland kaufen pro Jahr im Schnitt 26 kg Textilien pro Kopf, davon 12-15 kg Bekleidung. Ein hochwertiges Recycling ist angesichts dieser großen Mengen eine große Herausforderung. Zum verbesserten Recycling gehört Kreislaufwirtschaft, die schon beim Design von Produkten ans „Leben danach“, nämlich das nächste oder erneuerte Erzeugnis denkt. Wie das für Kleidung funktionieren kann, zeigen wir exemplarisch am Beispiel eines aktuellen Forschungsprojekts: Teil 2 unserer Serie zum Design für Recycling.

  • Recycling ist mehr als eine Mode.

Doch zur Mode soll künftig verstärkt sinnvolles Recycling gehören: Die Menschen in Deutschland kaufen pro Jahr im Schnitt 26 kg Textilien pro Kopf, davon 12-15 kg Bekleidung. Ein hochwertiges Recycling ist angesichts dieser großen Mengen eine große Herausforderung. Zum verbesserten Recycling gehört Kreislaufwirtschaft, die schon beim Design von Produkten ans „Leben danach“, nämlich das nächste oder erneuerte Erzeugnis denkt. Wie das für Kleidung funktionieren kann, zeigen wir exemplarisch am Beispiel eines aktuellen Forschungsprojekts: Teil 2 unserer Serie zum Design für Recycling.

Getränkeflaschen aus dem Kunststoff PET eignen sich schon heute aufgrund ihrer Sortenreinheit ideal fürs Recycling, und zwar nicht nur für Verpackungen. Unter dem Motto „Von der Faser zur Faser“ nutzt das die angewandte Forschung im Verbundprojekt DiTex für Mietwäsche. Die eingesetzten Fasern stammen aus recycelten PET-Flaschen, die Mietwäsche selbst soll nach ihrem ersten Lebenszyklus wieder zu Wäsche recycelt werden. „Mietwäsche eignet sich auch deshalb gut fürs Konzept ‚Design for Recycling‘, weil sich ihre Nutzung genau nachvollziehen lässt, was optimale Voraussetzungen fürs Recycling bietet“, erläutert Projektleiterin Dr. Anja Gerhardts vom Forschungsinstitut Hohenstein. Das Institut aus Baden-Württemberg ist in dem vom Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) initiierten und koordinierten Vorhaben für Textilprüfungen und Produktspezifikationen zuständig. Fürs Nutzen statt Besitzen entwickeln die Verbundpartner je eine kreislauffähige Linie von Bettwäsche sowie von Polo- und Businesshemden. Die Hemden dienen als Dienstkleidung für Polizei und Rettungsdienst.

Intelligentes Etikett speichert Informationen Über den gesamten Nutzungskreislauf wird die Wäsche mit einer digitalen Tracking-ID ausgestattet. Dieses „intelligente“ Etikett speichert Informationen wie Faserherkunft, Materialkomposition und Beschaffenheit des Textils. Dadurch können Recyclingunternehmen die Produkte besser sortieren, den Recycling-Anteil erhöhen und aufwerten. In zahlreichen Waschversuchen wird in Hohenstein nun getestet, wie gut das Tracking-Tool sich bewährt, wie es um Reißfestigkeit, Weißgrad, Farbqualität, Haltbarkeit und Tragekomfort der Textilien bestellt ist, wenn sie im gewerblichen Textilservice bis zu 200 Mal gewaschen, geschleudert und getrocknet werden. „In DiTex bringen wir Nutzer, Beschaffer und Recycler von Textilien an einen Tisch, um kreislauffähiges Produktdesign Realität werden zu lassen“, erläutert Anja Gerhardts.

„Praxisnahe Forschung zu Fasern und Textilien gehört zu den Kernkompetenzen vieler unserer Institute, sei es für Industrieprodukte oder für verbrauchernahe Erzeugnisse. Projekte wie DiTex zeigen innovative Lösungen zum Design fürs Recycling. Durch den interdisziplinären Ansatz in unserem Verbund können auch andere Branchen von solchen Lösungen lernen“, erklärt die Geschäftsführerin der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Annette Treffkorn.

Weitere Informationen:
Zuse-Gemeinschaft Recycling
Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

AiF und Zuse-Gemeinschaft für Nachbesserungen am Konjunkturprogramm (c) Zuse-Gemeinschaft
05.06.2020

AiF und Zuse-Gemeinschaft für Nachbesserungen am Konjunkturprogramm

  •  im Interesse der Innovationsförderung

Berlin - Die von der Koalition vorgelegten Pläne für ein großes Konjunkturprogramm betonen den Stellenwert von Forschung und Entwicklung für den benötigten Aufschwung. Die bislang im Konjunkturpaket erkennbare Stärkung der projektbezogenen Forschung ist jedoch noch nicht bedarfsgerecht.

  •  im Interesse der Innovationsförderung

Berlin - Die von der Koalition vorgelegten Pläne für ein großes Konjunkturprogramm betonen den Stellenwert von Forschung und Entwicklung für den benötigten Aufschwung. Die bislang im Konjunkturpaket erkennbare Stärkung der projektbezogenen Forschung ist jedoch noch nicht bedarfsgerecht.

Die Koalition hat den Fokus richtigerweise auf Zukunftsinvestitionen gelegt, für die Innovationen aus Deutschland benötigt werden. Wettbewerbsfähige Innovationen entstehen in deutschen Unternehmen häufig mit Hilfe bewährter Projektförderung des Bundes. Doch ausgerechnet die technologieoffene Projektförderung ist in den bisherigen Plänen der Koalition nur unzureichend berücksichtigt. Es ist erwiesen, dass die Projektförderung eine starke Hebelwirkung für Wettbewerbsfähigkeit und Innovationen aus Deutschland hat. AiF und Zuse-Gemeinschaft fordern daher mit Nachdruck, bewährte Programme wie die Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF), das Programm INNO-KOM und das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) aufzustocken. Die im Koalitionspapier zwar erwähnte, aber thematisch eng begrenzte Aufstockung projektbezogener Forschung müsse auf breitere Füße gestellt werden, mahnen die beiden Organisationen. „Gerade die Stärkung der themenoffenen Projektförderung zugunsten des Mittelstands hat ihre unmittelbare und nachhaltige Wirkung auf das ‚Wieder-Hochlaufen‘ der Wirtschaft schon bei früheren Konjunkturpaketen unter Beweis gestellt“, ist AiF-Präsident Professor Sebastian Bauer überzeugt.

Innovationsimpulse stärken

Während für die großen außeruniversitären Forschungsorganisationen laut den Koalitionsplänen an eine „Ersatzfinanzierung“ für Erfolg versprechende Projekte gedacht ist, fehlt es für die mittelständisch geprägten außeruniversitären Forschungseinrichtungen komplett an einer solchen Unterstützung, kritisieren AiF und Zuse-Gemeinschaft. „Die Koalition muss hier dringend nachbessern, um den Fortbestand bewährter, effizienter Forschung zu sichern, die Deutschland für den Aufschwung von morgen nach vorne bringt“, fordert der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Professor Martin Bastian.

Quelle:

Zuse-Gemeinschaft

Zuse-Gemeinschaft nimmt Forschungsinstitut ISE aus Chemnitz auf (c) ISE
v.l.: Prof. Dr. Steffen Tobisch und ISE-Geschäftsführer Dr. Steffen Kaufmann, bei der Übergabe der Mitgliedsurkunde der Zuse-Gemeinschaft am ISE.
04.06.2020

Zuse-Gemeinschaft nimmt Forschungsinstitut ISE aus Chemnitz auf

Die Zuse-Gemeinschaft bleibt in wirtschaftlich schwierigen Zeiten Anker und Kompass für die Industrieforschung in Deutschland. Der Verbund gemeinnütziger Forschungseinrichtungen hat jetzt das Institut für Strukturleichtbau und Energieeffizienz (ISE) aus Chemnitz als 76. Mitglied aufgenommen.

ISE befasst sich u.a. mit Forschung und Entwicklung zu klimafreundlichem Bauen und umweltgerechtem Heizen. Weitere Arbeitsschwerpunkte sind der  Anlagenbau sowie der Schiffbau. Das Forschungsinstitut kooperiert mit Unternehmen und anderen Forschungspartnern, um innovative Werkstoffe, Technologien und Produkte hervorzubringen sowie Prüfmethoden für Anwendungen weiter zu entwickeln. Das Institut ist sowohl im Industrie-Hub Chemnitz und dessen Umgebung wie auch international gut vernetzt. Mit der Aufnahme des ISE zählt die Zuse-Gemeinschaft nunmehr allein in Sachsen 19 Mitglieder, davon acht in Chemnitz.

Die Zuse-Gemeinschaft bleibt in wirtschaftlich schwierigen Zeiten Anker und Kompass für die Industrieforschung in Deutschland. Der Verbund gemeinnütziger Forschungseinrichtungen hat jetzt das Institut für Strukturleichtbau und Energieeffizienz (ISE) aus Chemnitz als 76. Mitglied aufgenommen.

ISE befasst sich u.a. mit Forschung und Entwicklung zu klimafreundlichem Bauen und umweltgerechtem Heizen. Weitere Arbeitsschwerpunkte sind der  Anlagenbau sowie der Schiffbau. Das Forschungsinstitut kooperiert mit Unternehmen und anderen Forschungspartnern, um innovative Werkstoffe, Technologien und Produkte hervorzubringen sowie Prüfmethoden für Anwendungen weiter zu entwickeln. Das Institut ist sowohl im Industrie-Hub Chemnitz und dessen Umgebung wie auch international gut vernetzt. Mit der Aufnahme des ISE zählt die Zuse-Gemeinschaft nunmehr allein in Sachsen 19 Mitglieder, davon acht in Chemnitz.

„Mit unserer Aufnahme in die Zuse-Gemeinschaft treten wir einem starken Verbund bei, der sich für die dringend notwendigen Verbesserungen in den Rahmenbedingungen für den praxisorientierten Forschungstransfer einsetzt“, sagte ISE-Geschäftsführer Dr. Peter Kaufmann bei der Feierstunde am Institutssitz zur Übergabe der Mitgliedsurkunde.

Prof. Dr. Steffen Tobisch, wissenschaftlicher Vizepräsident der Zuse-Gemeinschaft und Leiter des Instituts für Holztechnologie Dresden (IHD) erklärte bei der Übergabe der Mitgliedsurkunde: „Mit ISE wird die Expertise der Zuse-Gemeinschaft in Bereichen wie Regenerative Energien und Bauwirtschaft sowie im Schiffbau weiter gestärkt. Zugleich knüpfen wir unser starkes Netzwerk am Standort Chemnitz und in Sachsen noch fester.“