Aus der Branche

• Neues Webtool des VDI ZRE unterstützt KMU bei der Realisierung von Digitalsierungsmaßnahmen

Die Umsetzung von Industrie 4.0 wird für Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes zunehmend zum wettbewerbsentscheidenden Faktor. Mit digitalisierten Prozessen lassen sich unter anderem Material und Energie sparen. Für jeden Schritt der Digitalisierung braucht es eine klare Bestimmung der aktuellen Ausgangslage, um nicht nur mögliche, sondern auch sinnvolle Maßnahmen zu identifizieren. Für diese Analyse hat das VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE) das Webtool „ReSET 4.0“ entwickelt.

Digitalisierungsmaßnahmen können für KMU maßgeblich sein, um langfristig am Markt zu bestehen. Hierfür braucht es jedoch einen klaren Gesamtüberblick zum Status quo des Unternehmens und Perspektiven.

Immer mehr Unternehmen setzen sich zum Ziel, ihren Verbrauch an Material und Energie zu senken. Denn mithilfe von Industrie 4.0 lassen sich in Produktionsprozessen maßgebliche Einsparungen von Ressourcen erreichen. Voraussetzung hierfür ist eine klare Bestimmung der Ausgangslage des Unternehmens und eine klare strategische Zielsetzung.

Das neue Webtool „ReSET 4.0“ des VDI ZRE unterstützt eine zielführende Strategieentwicklung und gibt passende Empfehlungen für Maßnahmen zum Einstieg ins Thema. Der Fokus dieser Starthilfe für Ressourceneffizienz durch Digitalisierung liegt auf kleinen und mittleren Unternehmen aus dem verarbeitenden Gewerbe.

Mittels Reifegradmodell zur Selbstevaluation und Lösungsfindung
Mithilfe eines Online-Fragebogens können sich Unternehmen zunächst mit Blick auf ihren eigenen Digitalisierungsstand eigenständig einordnen und damit ihre Ausgangslage bestimmen. Das hierfür zugrundeliegende Reifegradmodell basiert auf dem Modell des Mittelstandszentrums 4.0.

Die Einordnung hilft KMU dabei festzustellen, ob das Thema Digitalisierung unternehmensseitig zunächst noch erkundet wird, die Auseinandersetzung damit schon fortgeschritten ist oder es als Vorreiter bereits die Ressourceneffizienz durch Digitalisierung gesteigert hat. Auf Basis der Einstufung werden über einen grafisch dargestellten Skill-Tree sinnvoll erschließbare Ressourceneffizienzpotenziale aufgezeigt sowie Maßnahmen und Technologien vorgeschlagen.

Das Tool bietet aber auch die Möglichkeit frei zu erkunden, welche Voraussetzungen beispielsweise für die nächste Digitalisierungsstufe nötig sind und welche Nutzen sich für das Unternehmen ergeben. Gute-Praxis-Beispiele zeigen je nach Vorauswahl, wie Maßnahmen in der Praxis bereits erfolgreich umgesetzt werden.

Weiterfrührende Online-Werkzeuge
Das ReSET 4.0-Tool ist Teil des Online-Baukastens „Ressourceneffizienz 4.0“. Dieser fasst alle Arbeitsmittel des VDI ZRE zum Thema Ressourceneffizienz durch Digitalisierung zusammen. Auch das aktuelle Tool wurde im Auftrag des Bundesumweltministeriums entwickelt und steht kostenfrei zur Verfügung unter: www.ressource-deutschland.de/reset-40/

Jedes Unternehmen hat individuelle Bedürfnisse, wenn es darum geht, Wissen zu den Themen Digitalisierung und Ressourceneffizienz aufzubauen. Mit einem themenspezifischen Zugang zum umfangreichen Informationsangebot des VDI Zentrums Ressourceneffizienz (VDI ZRE) unterstützt der neue Online-Baukasten „Ressourceneffizienz 4.0“ bei der zielgerichteten Suche – je nach digitalem Reifegrad des Unternehmens.

Zielgerichteter Zugang zu Informationen
Je nach individueller Fragestellung und digitalem Reifegrad erhalten Unternehmen einen zielgerichteten Zugang zu Online-Tools wie Ressourcenchecks, zu Publikationen oder Weiterbildungsangeboten. Während eine umfangreiche Sammlung zu Technologien im Entwicklungsstadium einen Blick in die Zukunft gibt, zeigen zahlreiche Gute-Praxis-Beispiele, wie Digitalisierungsprojekte bereits zu mehr Ressourceneffizienz in Unternehmen geführt haben.

Der Online-Baukasten ist in die Bausteine Wissensaufbau, Strategie, Analyse und Entwicklung unterteilt. Entsprechend dem digitalen Reifegrad, d.h. abhängig davon, ob sich ein Unternehmen z.B. noch in der Erkundungsphase befindet oder schon fortgeschritten ist, werden verschiedene Arbeitsmittel vorgeschlagen.

Das vom Bundesumweltministerium beauftragte Online-Tool wird regelmäßig aktualisiert und erweitert. Es richtet sich vorrangig an kleine und mittlere Unternehmen aus dem verarbeitenden Gewerbe.

• Neue Materialkategorien in der Datenbank des VDI ZRE zu Verwendungsmöglichkeiten von Wertstoffen

Es muss nicht immer aus erster Hand sein: Die Verwendung von Sekundärrohstoffen bzw. der Verkauf von nicht mehr benötigten Wertstoffen kann zu einer verbesserten Wettbewerbssituation beitragen, indem Kosten reduziert und zusätzliche Einnahmen generiert werden. In der Online-Materialdatenbank des VDI ZRE können Unternehmen nun in insgesamt sechs Kategorien gezielt nach Alternativen für Primärrohstoffe suchen.

Für Textilien, Kunststoff, Baustoffe, Metalle, Glas und Papier werden Sekundärrohstoffe mit möglichen Bezugsquellen aufgeführt. Zu jedem Eintrag gibt es eine kurze Beschreibung sowie Angaben zur Geometrie und den Einsatzmöglichkeiten des Wertstoffs. Im Bereich „Beispiele aus der Praxis“ wird aufgezeigt, wie andere Unternehmen bereits erfolgreich Nebenprodukte und Sekundärrohstoffe einsetzen.

Die Materialdatenbank zu Nebenprodukten und Sekundärrohstoffen unterstützt insbesondere Unternehmen, die bisher wenig Erfahrung mit dem Einsatz von Sekundärrohstoffen als Alternative zu Primärrohstoffen oder mit der Verwertung bzw. Veräußerung von in der Produktion anfallenden Wertstoffen haben. Denn hier besteht großes Potenzial für Kosteneinsparungen und die Betriebe beweisen mit diesem Handeln ökologische Verantwortung.

Die vom Bundesumweltministerium beauftragte Datenbank wird auch weiterhin in regelmäßigen Abständen aktualisiert. Die Datenbank ist abrufbar unter https://www.ressource-deutschland.de/werkzeuge/ressourceneffizienz-in-der-praxis/materialdatenbank/.

• Einweihung SUSKULT-Demonstrationsanlage auf der Kläranlage Emscher-Mündung

Die Versorgung der wachsenden Bevölkerung mit nachhaltigen, lokalen und qualitativ hochwertigen landwirtschaftlichen Produkten ist eine enorme Herausforderung. Um den Bedarf gerade in urbanen Regionen zu decken, müssen neuartige Agrarsysteme etabliert werden. Ein Vorreiter auf dem Gebiet ist das Verbundprojekt SUSKULT, in dessen Rahmen jetzt eine Demonstrationsanlage feierlich eingeweiht wurde. Die Anlage steht auf dem Gelände einer Kläranlage des Wasserwirtschaftsverbandes Emschergenossenschaft in Dinslaken. In der SUSKULT-Vision sind dort alle wesentlichen Ressourcen für den Anbau von Gemüse und Co. – Nährstoffe, CO2, Wasser, Wärme – in großen Mengen verfügbar.

Endliche Phosphatressourcen, hoher Energieaufwand bei der Düngemittelproduktion, Verschmutzung von Gewässern und Böden durch Phosphor und Stickstoff – hinzu kommen Probleme in den Lieferketten durch Ereignisse wie Corona sowie massive Preissteigerungen aufgrund globaler Krisen. Das sind sicher keine guten Voraussetzungen, um die Erträge frischer und hochwertiger Agrarprodukte nachhaltig zu steigern. Expertinnen und Experten sind sich jedoch einig: Genau das muss geschehen, um eine größere Unabhängigkeit der deutschen Agrarwirtschaft sicherzustellen, zukünftigen Krisen gestärkt begegnen zu können und gleichzeitig besser auf Folgen des Klimawandels vorbereitet zu sein. Für den erforderlichen Transformationsprozess war bis dato der Zeitraum von 2040 bis 2050 vorgesehen – aktuelle Entwicklungen erfordern eine frühere Umsetzung.

Zu den zentralen Lösungsansätzen zählen mehr Regionalität und eine Kreislaufführung der eingesetzten Ressourcen. »Damit beschäftigen wir uns bei SUSKULT, indem wir ein Agrarsystem an Kläranlagen integrieren. Hier finden wir zum einen die für einen gartenbaulichen Anbau von Produkten notwendigen Ressourcen – Nährstoffe, CO₂, Wasser und Wärme. Zum anderen sind Kläranlagen häufig zentrumsnah verortet, was die Transportwege zu den Konsumentinnen und Konsumenten minimiert«, erklärt Volkmar Keuter vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, der das Verbundprojekt koordiniert. »Mit der Einweihung der Demonstrationsanlage auf der Kläranlage Emscher-Mündung der Emschergenossenschaft (EG) beschreiten wir nun konsequent den nächsten Schritt auf dem Weg hin zu einem zukunftsfähigen Agrarsystem.«

In den vergangenen drei Jahren seit Projektstart haben die insgesamt 15 Partner – darunter Universitäten, Forschungseinrichtungen sowie Institutionen aus Industrie und Wirtschaft – die wissenschaftliche Grundlage für das Vorhaben gelegt und die einzelnen Bausteine entwickelt. Diese werden jetzt erstmals auf einer der größten Kläranlagen Europas zu einer Prozesskette zusammengeführt und in der Praxis getestet. »Die Modernisierung der Wasserwirtschaft ist seit Jahren getrieben durch Themen wie Energie- und Ressourceneffizienz. Phosphorrecycling aus Klärschlamm haben wir z. B. auf der Kläranlage Emscher-Mündung bereits erfolgreich halbtechnisch pilotiert. Die SUSKULT-Vision, dass Kläranlagen künftig sämtliche Nährstoffe liefern, die für die Agrarproduktion eingesetzt werden, stellt daher einen logischen nächsten Schritt dar«, so Dr. Emanuel Grün, Technischer Vorstand der Emschergenossenschaft.

Von außen betrachtet wirkt die Demonstrationsanlage, untergebracht in zwei Seecontainern und in einem Teil des sogenannten Technikums der Emschergenossenschaft, relativ unscheinbar. Anders sieht es im Inneren aus: Hier befinden sich die insgesamt fünf SUSKULT-Bausteine. Drei von ihnen wandeln die Ressource Abwasser in NPK-haltigen Flüssigdünger (NPK: Stickstoff, Phosphor und Kalium) um, in den anderen beiden wird dieser Dünger zur Kultivierung von z. B. Gemüse und Salat sowie gesundheitsfördernden Lebensmitteln wie Süßkartoffeln und Moringa verwendet. Der Anbau erfolgt vertikal, das ist platzsparend und saisonunabhängig. Des Weiteren werden Wasserlinsen produziert, die über einen hohen Vitaminanteil verfügen und als regionaler Sojaersatz dienen können.

Mit der Demonstrationsanlage betritt der SUSKULT-Verbund Neuland. Entsprechend wichtig ist die technische und wissenschaftliche Begleitung: Während einzelne Bausteine wie etwa das Vertical Farming fernüberwacht werden, bedarf der gesamte Versuchsbetrieb einer intensiven Betreuung. Hier arbeitet ein Team aus Studierenden, Forschenden und Technik Hand in Hand.
 
Projektkonsortium
Fraunhofer UMSICHT (Koordination), Blue Foot Membranes GmbH, Emschergenossenschaft, Metro AG, Pacelum GmbH, Rewe Markt GmbH, Ruhrverband, YARA GmbH & Co. KG, Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz GmbH DFKI, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH-UFZ, Hochschule Osnabrück, ILS-Institut für Landes- und Stadtentwicklungsforschung gGmbH, Justus-Liebig-Universität Gießen, Montanuniversität Leoben (A), Technische Universität Kaiserslautern.

Förderhinweis
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) leistet mit der Förderlinie »Agrarsysteme der Zukunft« einen elementaren Beitrag für die Erforschung und Entwicklung zukunftsweisender Ansätze für die nachhaltige Transformation der Agrarwirtschaft in Deutschland. Das Verbundprojekt »SUSKULT – Entwicklung eines nachhaltigen Kultivierungssystems für Nahrungsmittel resilienter Metropolregionen« wird im Rahmen der Fördermaßnahme »Agrarsysteme der Zukunft« im Rahmen der »Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030« der Bundesregierung durch das BMBF gefördert.

Digitale Technologien können natürliche Ressourcen in der Produktentwicklung und -nutzung sparen. Die aktuelle Kurzanalyse „Digitale Technologien für die Entwicklung ressourceneffizienter Produkte und Services“ des VDI Zentrums Ressourceneffizienz (VDI ZRE) zeigt, wie die Möglichkeiten der Digitalisierung für eine ressourceneffiziente Entwicklung von Produkten und Services genutzt werden können.

Digitale Technologien machen die Entwicklung von Produkten in vieler Hinsicht effizienter. Grundlagen sind ein kontinuierliches Datenmanagement und die Kommunikation von Maschinen untereinander. Zum Beispiel begleiten digitale Zwillinge Produkte im Idealfall über den kompletten Lebensweg und erfassen dabei u.a. das Nutzungsverhalten. Bei der Neu- und Weiterentwicklung von Produkten können diese Daten dann genutzt werden, um Testschleifen digital zu simulieren. Dank weniger physischer Prototypen wird Zeit und Material bis zur Herstellung des gewünschten Produkts eingespart.
 
Basis für die Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen mit Hilfe von digitalen Technologien sind Daten. Diese entstehen durch die Vernetzung von Objekten und Menschen im Umfeld der Industrie 4.0. Informationen, z.B. aus der Nutzungsphase oder der Produktion, ermöglichen Rückschlüsse, die u.a. auch für die Neu- oder Weiterentwicklung von Produkten und Dienstleistungen nützlich sind. Gleichzeitig gilt es aber, mit der großen Komplexität der Daten und Optimierungsmöglichkeiten umzugehen.
 
Bei der Implementierung digitaler Technologien in der Produkt- und Serviceentwicklung ist eine schrittweise Herangehensweise für Unternehmen empfehlenswert. Zunächst müssen sämtliche in der Wertschöpfung anfallenden Daten möglichst präzise gesammelt und verwaltet werden. Erst im Zusammenspiel zwischen einer zur Datenerfassung und Weiterverarbeitung notwendigen Infrastruktur und den dadurch zur Verfügung stehenden Informationen können digitale Technologien Entwicklerteams bei der ressourceneffizienten Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen unterstützen.

Die Kurzanalyse „Digitale Technologien für die Entwicklung ressourceneffizienter Produkte und Services“ zeigt verschiedene zur Verfügung stehende digitale Technologien und damit verbundene Methoden in der Produktentwicklung auf und bewertet diese im Sinne der Ressourceneffizienz. Praktische Beispiele zeigen außerdem, wie Unternehmen bereits heute natürliche Ressourcen dank Innovationen in der Produktentwicklung einsparen können. Erstellt wurde die kostenlose Kurzanalyse im Auftrag des Bundesumweltministeriums. Sie steht zum Download zur Verfügung.

• Erfolgreiche Maßnahmen zur Bekämpfung der COVID-19-Pandemie mit Fokus auf Sicherheit und Gesundheit der Mitarbeiter/innen, Kunden und Partner sowie Sicherung der nachhaltigen Geschäftsentwicklung
• Umsetzung strategischer Investitionsprojekte und Klimaziele erfolgt nach Plan – erste CO2-neutrale Fasern unter der Marke TENCEL™ eingeführt
• Neues Maß an Transparenz in der Textilindustrie: Blockchain-Technologie eingeführt
• Zielsetzung: Lenzing legt Messlatte höher und definiert neue Nachhaltigkeitsziele

Die Lenzing Gruppe präsentierte am 22. April 2021, dem internationalen Tag der Erde, ihren Nachhaltigkeitsbericht 2020. Mit dem Titel „Stand up for future generations“ betont Lenzing darin ihren Zugang, über ihre Produkte hinaus Verantwortung zu übernehmen. Der nicht-finanzielle Bericht, der in Übereinstimmung der Berichtsstandards der Global Reporting Initiative (GRI) und des Nachhaltigkeits- und Diversitätsverbesserungsgesetzes (NaDiVeG) erstellt und von der KPMG Austria GmbH Wirtschaftsprüfungs- und Steuerberatungsgesellschaft geprüft wurde, legt dar, wie das Unternehmen den globalen Herausforderungen unserer Zeit aktiv begegnet.

Das Geschäftsjahr 2020 stand auch bei der Lenzing Gruppe überwiegend unter dem Einfluss der COVID-19-Pandemie. Lenzing setzte kurzfristig Maßnahmen, um den operativen Betrieb aufrechtzuerhalten und den Effekt der unter Druck geratenen Faserpreise und Fasernachfrage zu mindern. Der Schutz der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie die Festigung der langfristigen Partnerschaften mit Lieferanten und Kunden standen dabei im Fokus. Neben dem aktuellen Kampf gegen das Virus und seine Auswirkungen arbeitete das Unternehmen auch in dem so schwierigen Marktumfeld weiter konsequent an der Umsetzung ihrer Nachhaltigkeitsziele.

Die Lenzing Gruppe leistet mit der Umsetzung ihrer Science-based targets einen aktiven Beitrag zur Erreichung des global angestrebten Klimaziels. Lenzing legte sich 2019 strategisch fest, ihre Treibhausgasemissionen pro Tonne Produkt bis 2030 um 50 Prozent zu reduzieren. Das Ziel für 2050 lautet klimaneutral zu sein.*

Die Einführung der ersten CO2-neutralen Fasern unter der Marke TENCEL™, die gemäß dem CarbonNeutral®-Protokoll – dem weltweit führenden Rahmenwerk für CO2-Neutralität – als CarbonNeutral®-Produkte zertifiziert sind, stellt einen weiteren wichtigen Meilenstein aus dem Berichtsjahr dar. Ab Juni 2021 wird Lenzing auch die ersten Lyocellfasern der Marke VEOCEL™ als zertifizierte CarbonNeutral®-Produkte vermarkten.

Förderung der Kreislaufwirtschaft
Im für den Klima- und Ressourcenschutz so bedeutenden Bereich der Kreislaufwirtschaft setzt Lenzing ebenfalls Maßstäbe für die gesamte Faser- sowie Textil- und Bekleidungsindustrie. Um die Ressourceneffizienz zu steigern und eine Lösung für das globale Textilabfallproblem anbieten zu können, entwickelte das Unternehmen etwa die Recyclingtechnologie REFIBRA™. Die REFIBRA™ Technologie ist eine Technologie zur Herstellung von neuen Lyocellfasern auf Basis von Resten aus der Produktion von Baumwollbekleidung und getragenen Kleidungsstücken im kommerziellen Maßstab, und daher ein wichtiger Beitrag zur Förderung der Kreislaufwirtschaft in der Textilindustrie.*

Neues Maß an Transparenz in der Textilindustrie
Neben Umweltschutz stellt auch die Transparenz entlang der Wertschöpfungskette eine große Herausforderung für die Textilindustrie dar. Lenzing bietet in Kooperation mit TextileGenesis™ eine innovative Lösung auf Basis der Blockchain-Technologie an, um dieser gerecht zu werden. Dank der Fibercoin™-Technologie der TextileGenesis™-Plattform können Lenzing und ihre Partner sogenannte „Blockchain Assets“ im direkten Verhältnis zu den physischen Faserlieferungen der Marken TENCEL™ und LENZING™ ECOVERO™ ausgeben. Diese digitalen Assets funktionieren wie ein „Fingerabdruck“ und beugen Fälschungen vor.*

Zielsetzung: Lenzing legt Messlatte höher
Im Rahmen ihrer Nachhaltigkeitsstrategie „Naturally positive“ folgt die Lenzing Gruppe drei strategischen Prinzipien: systemische Veränderungen vorantreiben, Förderung der Kreislaufwirtschaft, Ökologisierung der Wertschöpfungskette.*

*Weitere Informationen finden Sie im Anhang.

Das Aachener Zentrum für Integrative Leichtbau (AZL) der RWTH Aachen installiert in seinem Technikum eine neue ENGEL-Spritzgießanlage. Die ENGEL Deutschland GmbH, in Kooperation mit dem ENGEL Technologiezentrum für Leichtbau-Composites in Österreich, wird das 2-Komponenten-Spritzgieß-System mit Drehtisch und 17.000 kN Schließkraft im Jahr 2019 in Betrieb nehmen. Dieser Maschinenaufbau ist die Basis für die Weiterentwicklung effizienter Inline-Kombinations-Technologien mit unterschiedlichen Polymerwerkstoffen.

Das ENGEL-Spritzgießsystem ermöglicht die innovative Kombination bereits etablierter Faserverbundkunststoff-Verfahren und die Entwicklung neuer individueller Verfahren. Im Mittelpunkt steht die Steigerung der Ressourceneffizienz in der Leichtbau-Produktion. Mit der neuen Anlage können neue Forschungs- und Entwicklungsinitiativen einen effizienteren Materialeinsatz adressieren, der letztlich der Schlüssel zur Massenproduktion von Leichtbauteilen ist. Der Fokus wird dabei auf Multimaterialsystemen, kontinuierlichen Prozessen und Prozessketten sowie selbstoptimierenden Prozesse liegen.

Dr.-Ing. Michael Emonts, Geschäftsführer des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau (AZL) freut sich darauf, mit dem neuen Spritzgießsystem neue innovative Leichtbauverfahren zu realisieren: „Diese neue Spritzgießanlage bietet uns als Spezialisten für die Leichtbau-Produktionstechnik in Kooperation mit den Spritzgießexperten des Instituts für Kunststoffverarbeitung – dem IKV – die Möglichkeit, Hybridverfahren für industrielle Leichtbau-Anwendungen zu etablieren. Das System wird unseren bestehenden Maschinenpark im AZL-Technikum erweitern und als wichtige Plattform für die Leichtbau-Forschung an der RWTH zur Verfügung stehen."

Als aktive Partnerfirma des AZL-Partnernetzwerks arbeitet ENGEL bereits seit vielen Jahren eng mit dem AZL zusammen. Dr. Stefan Engleder, CEO der ENGEL-Gruppe, betont die Bedeutung dieser engen Zusammenarbeit mit den Technischen Universitäten und insbesondere mit dem AZL: „Das AZL bietet beste Voraussetzungen für industrienahe Forschungsaktivitäten im Bereich Leichtbau-Verbundwerkstoffe, da es sich durch einen starken interdisziplinären Ansatz auszeichnet. Das AZL profitiert von der guten Infrastruktur und der Zusammenarbeit mit namhaften Instituten der RTWH Aachen. ENGEL freut sich auf die Zusammenarbeit mit dem AZL bei der Entwicklung effizienter Leichtbau-Verbundwerkstoff-Massenproduktionsverfahren.“

Das AZL-Technikum umfasst neben den zahlreichen Faserverbund- und Leichtbauanlagen auf dem Campus der RWTH Aachen zusätzliches Großserien-Equipment für die Entwicklung von Verfahren zur Leichtbau-Produktion, wie zum Beispiel eine Composite-Presse der Schuler Pressen GmbH mit 18.000 kN Schließkraft.