From the Sector

Die Weiterbildung infernum von FernUniversität und Fraunhofer UMSICHT erhielt erneut die nationale Auszeichnung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und der Deutschen UNESCO-Kommission für Bildung für nachhaltige Entwicklung.

Am 10. Dezember haben das Bundesministerium für Bildung und Forschung und die Deutsche UNESCO-Kommission die Nationale Auszeichnung – Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE)im neuen UNESCO-Programm »BNE 2030« vergeben.

Das »Interdisziplinäre Fernstudium Umweltwissenschaften« überzeugte die Jury durch ein beispielhaftes Engagement für BNE und einen besonderen Einsatz für die Globalen Nachhaltigkeitsziele (Sustainable Development Goals) der Vereinten Nationen.

Damit wurde das Weiterbildungsstudium infernum, gemeinsam angeboten von der FernUniversität in Hagen und Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen, zum nunmehr sechsten Mal von der deutschen UNESCO-Kommission und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung für sein Engagement im Bereich Bildung für Nachhaltige Entwicklung ausgezeichnet.

Andrea Ruyter-Petznek, Leiterin des Referats Bildung in Regionen, Bildung für nachhaltige Entwicklung im Bundesministerium für Bildung und Forschung, und der Generalsekretär der Deutschen UNESCO-Kommission Dr. Roman Luckscheiter zeichneten im Rahmen einer digitalen Auszeichnungsfeier 29 Akteurinnen und Akteure für ihr herausragendes Engagement für Bildung für nachhaltige Entwicklung aus. Die 29 geehrten Initiativen erreichen Menschen mit innovativen Bildungsangeboten, Inhalten und Ideen und befähigen Lernende, aktiv und verantwortungsvoll an der Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft mitzuwirken.

Der Studiengang »Interdisziplinäre Fernstudium Umweltwissenschaften – infernum«
Die erfolgreiche und wissenschaftlich fundierte Lösung komplexer Aufgabenstellungen in den Bereichen Umwelt und Nachhaltigkeit setzt eine interdisziplinäre Denk- und Herangehensweise voraus. infernum vermittelt das hierzu notwendige Wissen und befähigt dazu, die „Sprachen“ der unterschiedlichen Disziplinen verstehen zu können. infernum zeichnet sich durch die Interdisziplinarität der Lehrinhalte, die fachliche Breite des Lehrangebotes und die Flexibilität der Organisation aus. Es ist in dieser Form einzigartig in der universitären Weiterbildungslandschaft in Deutschland. Als Fernstudienangebot ermöglicht es eine wissenschaftliche Weiterbildung neben Beruf und Familie. Die Studierenden können sich ihr individuelles Lernprogramm aus einzelnen Modulen zusammenstellen und den Abschluss Master of Science sowie unterschiedliche Zertifikatsabschlüsse erwerben.

Bildung für nachhaltige Entwicklung
Nachhaltige Entwicklung bedeutet, Menschenwürde und Chancengerechtigkeit für alle in einer intakten Umwelt zu verwirklichen. Bildung ist für eine nachhaltige Entwicklung zentral. Sie versetzt Menschen in die Lage, Entscheidungen für die Zukunft zu treffen und abzuschätzen, wie sich eigene Handlungen auf künftige Generationen oder das Leben in anderen Weltregionen auswirken. In der globalen Nachhaltigkeitsagenda 2030 der Vereinten Nationen ist die Umsetzung von BNE als Ziel für die Weltgemeinschaft festgeschrieben. Im Anschluss an das UNESCO-Weltaktionsprogramm Bildung für nachhaltige Entwicklung (2015 – 2019) beteiligt sich Deutschland am UNESCO-Folgeprogramm »BNE 2030«, das eng an die Agenda und ihre 17 globalen Nachhaltigkeitsziel geknüpft ist.

Jedes Jahr unterstützt der Förderverein des Fraunhofer UMSICHT zwei Projekte mit einer Anschubfinanzierung. Die finanzielle Starthilfe ebnet den Weg, um vielversprechende Forschungsvorhaben zeitnah zu realisieren. Sein Engagement um den wissenschaftlichen Nachwuchs unterstreicht der Verein mit der Prämierung herausragender Bachelor- und Masterarbeiten. Die diesjährigen Auszeichnungen erfolgten im Rahmen der gestrigen Mitgliederversammlung, auf der evo-Vorstand Christian Basler als neuer Vorstandsvorsitzender des Fördervereins gewählt wurde.

Der UMSICHT-Förderverein ist ein wichtiger Partner des Oberhausener Forschungsinstituts und verfügt über ein großes Netzwerk aus Politik, Wirtschaft und Industrie. Neben der Verleihung des UMSICHT-Wissenschaftspreis ist die gezielte Nachwuchs- und Projektförderung ein zentrales Anliegen des mittlerweile über 30 Jahre bestehenden Vereins. So werden auf der jährlichen Mitgliederversammlung Menschen ausgezeichnet, die innovative Projekte bearbeiten und besondere Arbeit geleistet haben. In diesem Jahr erhielten die UMSICHT-Forschenden Laura Huwald und Tobias Rieger eine finanzielle Zuwendung von je 10 000 Euro für ihre Forschungsvorhaben. Die beiden Studentinnen Sonja Frerich und Hannah Brenner freuten sich über insgesamt 750 Euro Preisgeld für ihre herausragenden Bachelor- und Masterarbeiten.

Neuartige Brennstoffzellen
Laura Huwald, Abteilung Elektrochemische Energiespeicher, untersucht die »Entwicklung und Charakterisierung kohlenstoffbasierter poröser Transportlagen für Brennstoffzellen«. Dank der Substitution durch kohlenstoffbasierte Materialien kann das neuartige Zellkonzept mittels kostengünstiger und langzeitstabiler Komponenten realisiert werden. Ihre Arbeit bietet die Grundlage zur Initiierung eines Nachfolgeprojekts mit Industriebeteiligung, in dem ein Prototyp des neuartigen Brennstoffzellenkonzepts mit den am Fraunhofer UMSICHT entwickelten Bipolarplatten realisiert werden soll.

Innovative Recyclingverfahren für Kunststoffabfälle
Tobias Rieger überprüft im Projekt SubForceH2 das »Chemische Recycling von Kunststoffabfällen zur Substitution fossiler Rohstoffe in der chemischen Industrie und der Erzeugung von Wasserstoff«. Dadurch können z. B. CO2-Emissionen eingespart werden, da der in Kunststoffabfällen gebundene Kohlenstoff nicht durch konventionelle Müllverbrennung freigesetzt, sondern durch die Umsetzung zu chemischen Grundstoffen im Kreislauf gehalten wird. Als Nebenprodukt entsteht zudem Wasserstoff, welcher in zahlreichen industriellen Anwendung benötigt und zur Speicherung von Energie zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Masterarbeit: Kunststoffe in Böden
Im Rahmen ihrer Masterarbeit »Entwicklung, Validierung und Anwendung einer Methode zur Untersuchung von Kunststoffemissionen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen« entwickelte Hannah Brenner eine praxisorientierte Methode, mit der Bodenproben nach ihrer Entnahme auf dem Feld aufbereitet und hinsichtlich ihres Mikroplastikgehalts analysiert werden können. Ziel ist die Einschätzung der Belastung von Feldflächen durch Kunststoffemissionen und der anschließende Vergleich mit anderen Habitaten. Dadurch soll eine schnellstmögliche Reduzierung des Mikroplastikeintrags in terrestrische Ökosysteme erreicht werden.

Herausragende Bachelorarbeit
Hauptbestandteil von Sonja Frerichs Bachelorarbeit war es, die mechanische Eignung eines neuartigen, am Fraunhofer UMSICHT entwickelten Materials für den Einsatz in Brennstoffzellen zu untersuchen. Im Fokus stand die Umformbarkeit von thermoplastbasiertem Folien-BPP (BPP: Blasextrudiertes Polypropylen), um Gasverteilungsstrukturen für Wasserstoff und Sauerstoff einprägen zu können. Die Vermessung der eingeprägten Strukturen wurde unter anwendungsnahen Bedingungen durchgeführt.

Recycling is the key factor in achieving the EU climate targets. This is shown by the results of the "resources SAVED by recycling" study published today, which Fraunhofer UMSICHT prepared on behalf of the ALBA Group, one of the ten leading recycling companies worldwide. According to the study, 3.5 million tons of greenhouse gas emissions and 28.8 million tons of primary resources could be saved in 2020 alone. Further potential could be raised, for example, through minimum quotas for the use of recycled raw materials.

“Fit for 55” thanks to the circular economy: the recycling of raw materials leads to a systematic reduction in the greenhouse gas emissions of our civilisation – and can therefore make a key contribution to achieving the EU climate goals. This is the outcome of the “resources SAVED by recycling” study presented today, which the Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology UMSICHT prepared on behalf of the ALBA Group. Thanks to the closed-loop circulation of 4.8 million tonnes of recyclable materials, the ALBA Group succeeded in preventing some 3.5 million tonnes of climate-damaging greenhouse gas emissions in the year 2020 alone. This amount is equivalent to the emissions from some five million return flights between Frankfurt am Main and Mallorca. At the same time, recycling also secures valuable raw materials for the industry: in 2020, in comparison with primary production, recycling saved 28.8 million tonnes of resources, such as crude oil and iron ore.

“The circular economy is one of the strongest pace-setters on the journey to achieving climate neutrality,” highlights Dr. Axel Schweitzer, CEO of the ALBA Group. “We will only achieve the goal of reducing greenhouse gas emissions by at least 55 per cent throughout Europe by 2030 if we make consistent use of recycled raw materials.” This includes the area of plastics, for example: compared with primary plastics made from crude oil, the use of high-quality recycled plastics achieves a reduction of greenhouse gas emissions of more than 50 per cent. “It is now necessary to lever this potential,” explains Schweitzer. “We are expecting the new Federal Government in Germany to act decisively and push ahead directly with the transition to a circular economy. The environmental benefits of recycling due to its clearly superior CO2 balance should also find reflection in prices. As immediate climate protection measures, clear industry standards for recyclates combined with minimum quotas on the use of recycled raw materials in products and packaging are also urgently necessary. Last but not least, the state sector is also called upon to prioritise resource protection in the area of procurement. Sustainable procurement can ultimately provide a significant boost to the circular economy”.

Plastics, metals, waste electrical (and electronic) equipment, wood, paper, cardboard, cartons or glass: the Fraunhofer UMSICHT has now been researching the specific benefits of recycling for 14 years. Detailed comparisons have also been made of the primary processes and recycling processes for the various material flows. “This means we can precisely quantify the extent to which the recycling activities of the ALBA Group can contribute to reducing the burden on the environment,” explains Dr.-Ing. Markus Hiebel, Director of the Department for Sustainability and Participation at Fraunhofer UMSICHT. Hiebel believes that the greatest savings can be achieved if the entire value chain is aligned consistently with the circular principle: “The transformation towards a genuine circular economy requires completely new thinking. Products should be designed and managed to ensure that they contain recycled raw materials right from the start – which enables them to be recycled appropriately.”

• Fraunhofer CCPE veröffentlicht Positionspapier und Forschungsprogramm zum Recycling von Kunststoffen

Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE hat ein Positionspapier zum Stand von Wissenschaft und Technik von Recyclingtechnologien für Kunststoffe vorgelegt. Der Schwerpunkt liegt auf chemischen Recyclingverfahren. Eine Marktanalyse zeigt aktuelle Industrieaktivitäten, außerdem werden die Fraunhofer-Kompetenzen im Kunststoff-Recycling im Überblick dargestellt.

Positionspapier und Forschungsprogramm zum Recycling von Kunststoffen

Rund 30 Fraunhofer Institute und Einrichtungen befassen sich mit dem Recycling und der Aufbereitung von Kunststoffen. Übersicht aktueller Initiativen zur Demonstration und Kommerzialisierung von chemischen Recyclingverfahren.

Das Positionspapier gibt einen Überblick über werk- und rohstoffliche (chemische) Aufbereitungstechnologien für Kunststoffe, die sich derzeit in der Entwicklung befinden und noch nicht zum Stand der Technik zählen. Insbesondere werden sogenannte chemische Recyclingverfahren eingeordnet. Beleuchtet werden dabei der technische Entwicklungsstand der Verfahren, deren Vor- und Nachteile, die regulatorischen und gesetzlichen Rahmenbedingungen, die ökonomische Machbarkeit sowie Potenziale für den Umwelt- und Klimaschutz. Eine Marktübersicht zeigt darüber hinaus, welche Projekte seitens der Industrie im Bereich chemischer Recyclingverfahren derzeit laufen, welche Abfallstoffe behandelt werden und welche Anlagenkapazität vorhanden bzw. geplant ist.

Prof. Matthias Franke, Leiter des Institutsteils Sulzbach-Rosenberg von Fraunhofer UMSICHT, entwickelt vor allem pyrolysebasierte Recycling­technologien. Er fasst die Ergebnisse zusammen: »Die Nachfrage nach hochwertigen Kunststoffrezyklaten nimmt derzeit zu. Hintergrund sind einerseits die Selbstverpflichtungen der Hersteller, andererseits die Vorgaben der Europäischen Union zum Rezyklateinsatz. Mit Rezyklateinsatzquoten und steigenden CO2-Preisen wird die Wettbewerbsfähigkeit von Rezyklaten gegenüber Primärware gestärkt, und die Abhängigkeit vom Rohölpreis aufgehoben. Dies schafft Investitionssicherheit für das Recycling. Neuartige Recyclingtechnologien sind nach unserer Einschätzung technisch in der Lage, die zusätzliche Nachfrage nach hochqualitativen Rezyklaten zu bedienen. Entwicklungs­bedarf gibt es vor allem noch bei komplexen Abfällen wie zum Beispiel Verbundmaterialien. Auch eine ökologische Gesamtbewertung der Verfahren steht noch aus.«

Ausgehend vom derzeitigen Entwicklungsstand schätzen die Fraunhofer Forschenden die Potenziale von alternativen Recyclingtechnologien insgesamt positiv ein, wenn Sie als Ergänzung zu etablierten werkstofflichen Verfahren eingesetzt werden. Sie seien technisch mach- und beherrschbar, sie könnten dazu beitragen, die Kreislaufführung von Kunststoffen zu verbessern und hochqualitative Sekundärrohstoffe für die Industrie bereit zu stellen. Vor allem die rohstofflichen / chemischen Verfahren könnten ein ergänzender Baustein für höherwertiges Kunststoff-Recycling sein besonders bei bisher schwer behandelbaren Abfallströmen.

Die Positionen des Fraunhofer CCPE im Einzelnen:

• Werkstoffliche Verfahren sind für sortenreine Kunststofffraktionen (Thermoplaste) die beste Wahl.
• Mit zunehmender Heterogenität, Verschmutzung oder Kontamination von Kunststoffabfällen kommt das werkstoffliche Recycling an seine Grenzen. Füll-, Stör- und Schadstoffe können in Sortier-, Wasch- und Extrusionsanlagen oft nicht vollständig ausgeschleust werden. Bestimmte Kunststoffsorten sind werkstofflich kaum verwertbar.
• Um eine Steigerung der Kreislaufführung von Kunststoffen zu erreichen, ist eine Ergänzung der werkstofflichen Verfahren durch alternative Prozesse und Prozess-Kombinationen erforderlich.
• Da chemische Recyclingverfahren ebenfalls in der Lage sind, Sekundärrohstoffe für die Kunststoffproduktion bereitzustellen, sollte die werkstoffliche Verwertungs­quote im Bereich der Verpackungskunststoffe durch eine technologieoffene Recyclingquote ersetzt werden. Dies würde technische Innovationen im mengenmäßig dominanten Recycling von Verpackungen fördern.
• Eine gesamtökologische Betrachtung von Recyclingverfahren oder Verfahrens­kombinationen für spezifische Altkunststoffe muss noch erbracht werden.
• Eine teilweise Substitution von erdölbasierten Basischemikalien durch chemische Rezyklate bspw. auf Basis von Kunststoffabfällen erscheint technologisch möglich.

Im Positionspapier stellt Fraunhofer CCPE eine Forschungsagenda vor:

1. Analyse von kunststoffhaltigen Abfällen verbessern
2. Transparenz über ökonomische und ökologische Auswirkungen durch Langzeitbetrieb herstellen
3. Dynamische Bewertungsmodelle für die Abfallbehandlung entwickeln
4. Recyclingtechnologien koppeln
5. Automatisierte, KI-basierte gestufte Recyclingverfahren erforschen
6. Rezyklate und Zwischenprodukte aus den Recyclingprozessen optimieren

• Energiewende – gemeinsam für eine klimaneutrale Zukunft
• Wissenschaftskommunikation Energiewende: Für Energieforschung begeistern und Innovationen für das Energiesystem von morgen zeigen.

Wie können wir die Energiewende gemeinsam umsetzen? Dieser Frage widmet sich ab 2022 eine Ausstellung, die das gesamte Bundesgebiet bereist und durch zahlreiche Veranstaltungen und partizipative Angebote begleitet wird. In dem gemeinsamen Projekt präsentieren Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Ausstellungshäuser sowie Akteure der Wissenschaftskommunikation Lösungen für eine sichere, wirtschaftliche und klimaneutrale Energieversorgung und nehmen Ideen und Meinungen der Bürgerinnen und Bürger dazu auf. Parallel werden die Wahrnehmung des Themas Energiewende in der Öffentlichkeit und die Wirkung des Projekts selbst erforscht.

Ausstellung ab April 2022

Im Mittelpunkt steht eine Ausstellung, die vom Industriemuseum des Landschaftsverbandes Westfalen-Lippe (LWL) und dem Klimahaus Bremerhaven 8° Ost entwickelt wird. Erste Station ist ab April 2022 die Henrichshütte Hattingen im Ruhrgebiet, ab Oktober 2022 ist die Ausstellung im Klimahaus zu sehen. Sie stellt mit Hilfe interaktiver und partizipativer Elemente Konzepte und Ideen der Energiewende sowie innovative Forschungsprojekte vor. Dabei werden auch die regionalen Besonderheiten im Umfeld der beiden Ausstellungshäuser aufgegriffen. Im Anschluss an die Präsentation in Hattingen und Bremerhaven tourt eine daraus entwickelte Wanderausstellung durch das Bundesgebiet.

Die Konzeption der Ausstellung und ihre Rezeption werden von der TU Ilmenau kommunikationswissenschaftlich begleitet. Erkenntnisse aus der Begleitforschung können dadurch direkt in die Ausstellung und das Rahmenprogramm zurückfließen. Im Zentrum des Projekts steht dabei die Frage, wie erfolgreiche Wissenschaftskommunikation zur Energiewende vor allem mit Blick auf regionale Aspekte gelingen kann und welchen Einfluss standortspezifische Faktoren auf die Rezeption haben.

Projektpartner

    Industriemuseum des Landschaftsverbandes Westfalen-Lippe (LWL)
    Klimahaus Bremerhaven 8° Ost
    Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Empirische Medienforschung und politische Kommunikation
    DECHEMA Gesellschaft für chemische Technik und Biotechnologie e. V.
    Fraunhofer UMSICHT
    Fraunhofer-Cluster CINES
    Wissenschaft im Dialog

Kooperationspartner

    Kopernikus Projekte für die Energiewende
    Carbon2Chem®

Wie entwickeln und nutzen Familienunternehmen in Deutschland Umwelttechnologien, und welchen Beitrag leisten sie zum Umweltschutz? Das untersuchte das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT für die Stiftung Familienunternehmen in der heute veröffentlichten Studie »Technologieatlas Nachhaltigkeit«. Das Ergebnis: Familienunternehmen sind in den 15 wichtigsten Umwelttechnologien sehr aktiv und tragen in hohem Maße zum Klimaschutz, zur Ressourcen- und Energiewende, zur Digitalisierung oder auch zur nachhaltigen Mobilität bei.

Damit Europa bis 2050 der erste klimaneutrale Kontinent wird – so legten es die Staaten der EU im European Green Deal fest - , sind vielfältige Technologien im Bereich der Umwelttechnik notwendig. Welche Technologien und Branchen genau dazu gehören, wie sich diese priorisieren oder bewerten lassen, und wie Familienunternehmen diese voranbringen, untersuchte das Fraunhofer UMSICHT in einer Studie. Das Forschungsteam erstellte einen »Technologieatlas Nachhaltigkeit«, der den gegenwärtigen Stand der Umwelttechnik in Deutschland beschreibt. Hierin wurde speziell der Beitrag von Familienunternehmen identifiziert, und es wurden Perspektiven für zukünftige, nachhaltige Entwicklungen aufgezeigt.

Untersuchte Umwelttechnologien
Folgende Technologien wurden betrachtet: Photovoltaik, Windkraft, Recycling, Biotechnologie, Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung, Wärmepumpen, Batterien, Wärmedämmung (thermische Isolierung), Leichtbau, Smart Home, Wasserstofftechnologie, Luftreinhaltung, Biokunststoffe, E-Fuels und übergreifend die Digitalisierung.  

Die Wissenschaftler*innen erstellten zu jeder Technologie Steckbriefe, die unter anderem Märkte und Arbeitsplätze, spezifische Herausforderungen und Hemmnisse, Innovationen und Zukunftsperspektiven aufzeigen. Die Studie und die Steckbriefe beruhen auf einer intensiven Literaturrecherche, Interviews mit Expert*innen in den Unternehmen und dem Input aus einen Beiratstreffen mit Vertreter*innen aus Familienunternehmen und Vertretern aus der Politik.

Familienunternehmen tragen in großem Maß zur Ressourcenschonung bei
In den Technologiefeldern Photovoltaik und Windkraft sind die meisten Familenunternehmen tätig. Weiterhin weisen die Bereiche E-Fuels, Wasserstoff und Batterien perspektivisch ein starkes Wachstumspotenzial auf. Eins der übergreifenden Ergebnisse: Familienunternehmen übernehmen in der Entwicklung und Anwendung der wichtigsten Umwelttechnologien eine wichtige Rolle. »Sie erachten den Kampf gegen den Klimawandel und Ressourcenschonung als zentrale Aufgabe und leisten wesentliche Beiträge, um die damit verbundenen Herausforderungen zu bewältigen. Sie sind bereit, in Innovationen zu investieren«, erläutert Markus Hiebel, Leiter der Studie und Abteilungleiter Nachhaltigkeit und Partizipation des Fraunhofer UMSICHT.

Wasserstofftechnologien, E-Fuels und Batterien sind Schlüsseltechnologien zur Sektorenkopplung. Die Verbindung über Branchen hinaus erfordert eine hohe Flexibilität der beteiligten Unternehmen – eine Fähigkeit, die insbesondere Familienunternehmen zugesprochen wird. »Unsere Klimaziele werden wir nur mit einer Vielzahl verschiedener und sich ergänzender Aktivitäten und Technologien erreichen. Das Know-How der Familienunternehmen in ihren jeweiligen Nischen ist dafür der wesentliche Schlüssel zum Erfolg«, sagt Stefan Heidbreder, Geschäftsführer der Stiftung Familienunternehmen.

Entscheidend für den weiteren Erfolg ist, dass die Politik technologieoffen agiert. Alle relevanten Umwelttechnologien sollten gleichermaßen berücksichtigt und keine diskriminiert werden. Der politische Rahmen sollte zudem planbar, verlässlich und möglichst global sein. Es braucht auch eine leistungsfähige digitale Infrastruktur sowie eine höhere Verfügbarkeit von Expert*innen.

Wesentliche Innovationstreiber im Bereich der Umwelttechnik sind oft staatliche Regulierungen wie ein Preis für CO2 oder Mindestrecyclingquoten. Um eine verlässliche Steuerungswirkung zu entfalten, sollten diese länderübergreifend gültig sein.

Die Studie ist als PDF zum Download beigefügt.

Produktionsketten defossilisieren sowie eine zirkuläre, treibhausgasneutrale Stoff- und Energiewandlung etablieren – die chemische Industrie hat sich in Sachen Nachhaltigkeit ehrgeizige Ziele gesetzt. Unterstützung bei diesem Prozess leisten ab sofort neun Institute der Fraunhofer-Gesellschaft: Im Leitprojekt ShaPID wollen sie ihre Forschungsaktivitäten für das Erreichen der Nachhaltigkeitsziele bündeln und gleichzeitig ihre Beziehungen zur Branche stärken.

»Konkret wollen wir zeigen, dass eine nachhaltige, grüne Chemie durch praxisnahe technologische Innovationen möglich ist«, erläutert Prof. Ulf-Peter Apfel vom Fraunhofer UMSICHT, einem der beteiligten Institute. »Auf Grundlage der international anerkannten „12 Principles of Green Chemistry“ wollen wir gemeinsam neue Methoden und Technologien entwickeln.« Im Fokus der Forschende stehen dabei vier komplementäre Bereiche: (1) die Synthese-, Reaktions- und Katalysetechnik, (2) die kontinuierliche Prozess- und Verfahrenstechnik, (3) die Modellierung, Simulation und Prozessoptimierung sowie (4) die Digitalisierung und Automation.

Vom grünen Rohstoff zum grünen Produkt
Die Anwendung der neuen Technologien und Methoden soll im technischen Maßstab an drei Referenzprozessen demonstriert werden, die unterschiedliche Produktsparten der Chemie adressieren: Bei »Green Plastics« geht es um die Gestaltung neuer Polymere aus CO2 und biogenen Rohstoffquellen, während bei »Green Monomers« energieeffiziente Synthesen von Monomeren aus nicht-fossilen Rohstoffen beleuchtet werden. Last but not least wird bei »Efficient Building Blocks« der Einsatz hochreaktiver Moleküle für die atomeffiziente Synthese untersucht. »Alle drei Prozesse beschreiten den Weg vom grünen Rohstoff über eine grüne Prozessführung bis hin zu grünen Produkten«, so Ulf-Peter Apfel. »Die Entwicklung wird eng sowohl von Life Cycle Assessments und Systemanalysen als auch von REACh-Bewertungen und (Öko-)Toxizitätsvorhersagen begleitet.«

Die Forschenden des Fraunhofer UMSICHT konzentrieren sich im Rahmen von ShaPID auf die Etablierung von Demonstratoren im Bereich »Green Monomers«. »Dabei geht es vor allem um die alternative Synthese von 1,4-Butadien und Diolen – allesamt wichtige Verbindungen für die chemische Industrie – aus nachwachsenden Rohstoffen über neue thermische und elektrochemische Pfade«, erklärt Dr. Barbara Zeidler-Fandrich.

The AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. – has once again announced the winners of its prestigious Innovation Awards. Decided by an expert jury, the awards recognise and honour sustainable innovations in three categories: “Innovative Products/Applications”, “Innovative Processes” and “Research and Science”.

Overview of all the winners in the three categories:

Category “Innovative Products/Applications”
1st Place: “Directly-cooled electric motor with integral lightweight housing made of fibre reinforced polymers - DEmiL” – developed by the Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT, Pfinztal, Germany, in partnership with the Karlsruhe Institute of Technology and Sumitomo Bakelite Co., Ltd.*

2nd Place: “Intrinsically Reprocessable, Repairable and Recyclable (3R) thermoset composites for more Competitive and Sustainable Industries” – developed by cidetec, Donostia-San Sebastian, Spain*

3rd Place: “Fireproof composite metal hybrid structure – LEO® fire protection sandwich with integrated Hyconnect steel-glass hybrid connector” – developed by SAERTEX GmbH & Co. KG and Hyconnect GmbH.*

Category “Innovative Processes”
1st Place: “Robotised Injection Moulding (ROBIN)” – developed by Robin, Dresden with the Institute for Lightweight Engineering and Polymer Technology at the TU Dresden*

2nd Place: “Omega stringer from the roll” – developed by the German Aerospace Center, Braunschweig*

3rd Place: “Hybrid die-casting – manufacturing of intrinsic CFRP-aluminium composite structures in aluminium high-pressure die-casting” – developed by Faserinstitut Bremen e. V. with Fraunhofer IFAM, Bremen*

Category “Research and Science”:
1st Place: “New high-temperature resistant UP resins and toughening agents” – developed by Münster University of Applied Sciences with BASF SE Global New Business Development, Leibniz Institute for Polymer Research e. V., Saertex multicom GmbH*

2nd Place: “Scientific basis for the industrial application of the thermoplastic resin transfer moulding (T-RTM) process” – developed by Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT, Pfinztal*

3rd Place: “The material- and energy-efficient production of turbine struts by the integrative combination of thermoset fibre reinforced materials” – developed by the Institute of Polymer Technology, University of Erlangen-Nuremberg with the German Aerospace Center, Gubesch Group, Schmidt WFT, Siebenwurst, Raschig.

Award ceremony on the Internet for the first time
For the first time, due to the Covid-19 pandemic, the award ceremony took place as an online event on 12 November 2020. Many of the award winners’ innovations will be presented again in this year’s AVK Innovation Award brochure. This will be available online: https://www.avk-tv.de/innovationaward.php

*Please see attached document for more information.

• Wissenschaft im Fokus der Öffentlichkeit

Der vom UMSICHT-Förderverein ausgeschriebene UMSICHT-Wissenschaftspreis zeichnete zum 11. Mal Menschen aus, die den Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft fördern und komplizierte Sachverhalte verständlich kommunizieren. In der Kategorie Wissenschaft überzeugte Dr. Pattarachai Srimuk die Fachjury mit seiner Arbeit zum Thema Wasseraufbereitung. Adrian Lobe erhielt den Preis in der Kategorie Journalismus für seinen Artikel über die Umweltauswirkungen digitaler Dienste. Die Preisverleihung fand in diesem Jahr erstmalig virtuell statt.

Am 2. Oktober wurde der UMSICHT-Wissenschaftspreis verliehen. Diesmal aufgrund der Corona-Pandemie nicht in gewohnter Umgebung am Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen, sondern virtuell. Die Preisträger waren online zugeschaltet und freuten sich aus der Ferne über die mit insgesamt 10 000 Euro dotierte Auszeichnung. »Wir freuen uns gemeinsam mit den Preisträgern, vor allem auch, dass so viele Gäste an der Verleihung teilgenommen und Dr. Pattarachai Srimuk und Adrian Lobe einen würdigen Rahmen bereitet haben«, so Prof. Görge Deerberg, Geschäftsführer des UMSICHT-Förderverein und stellv. Institutsleiter des Fraunhofer UMSICHT. Dem konnte Dr. Susanne Raedeker, stellv. Vorsitzende des Fördervereins, nur zustimmen. Sie überreichte gemeinsam mit Prof. Deerberg die beiden Preise.

Der Moderator der vergangenen Preisverleihungen und Schirmherr des UMSICHT-Wissenschaftspreis, Prof. Dietrich Grönemeyer, würdigte in einer Videobotschaft die herausragenden Arbeiten der Preisträger. Einmal mehr spiegelten die zahlreichen eingereichten Bewerbungen die aktuellen Themen und Trends in der Forschungslandschaft wider und zeigten den großen Stellenwert verständlicher Kommunikation von Wissenschaftsthemen auf.

Preisträger Kategorie Wissenschaft: Dr. Pattarachai Srimuk

Der UMSICHT-Wissenschaftspreis 2020 in der Kategorie Wissenschaft ging an Dr. Pattarachai Srimuk, der als Postdoc am Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken arbeitet. Er erhielt den Preis für seine Dissertation zum Thema »Sustainable water treatment and ion separation with battery materials: green energy meets blue water« (deutsch: »Nachhaltige Wasseraufbereitung und Ionentrennung mit Batteriematerialien: Grüne Energie trifft blaues Wasser«).

»Der Wasserverbrauch steigt mit zunehmendem Wachstum der Weltbevölkerung. Parallel dazu verschärfen sich in vielen Ländern die Probleme in Bezug auf Zugang und Verfügbarkeit von Trinkwasser«, erklärt Dr. Srimuk. Gefragt sind energieeffiziente Wasseraufbereitungstechnologien. Eine vielversprechende Technologie zur Entsalzung von Wasser ist die kapazitive Deionisierung, kurz CDI. Das Verfahren funktioniert bisher jedoch nur mit Brackwasser energieeffizient. Dr. Srimuk hat im Rahmen seiner Dissertation neue Faraday’sche Elektrodenmaterialien erforscht, die auch Meerwasser effizient und effektiv entsalzen. Seine Aktivitäten können somit einen wichtigen Beitrag zur weltweiten »Wasserwende« leisten.

Preisträger Kategorie Journalismus: Adrian Lobe

In der Kategorie Journalismus hat sich die Fachjury – ausgewählte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Unternehmerinnen und Unternehmer, Selbständige, Journalisten sowie PR-Fachleute –  für Adrian Lobe ausgesprochen. Der freie Autor ist u. a. für Berliner Zeitung, Neue Zürcher Zeitung und Süddeutsche Zeitung tätig und schreibt eine Kolumne für Spektrum der Wissenschaft. In seinem Artikel »Cyberfossiler Kapitalismus«, erschienen in der Süddeutschen Zeitung, widmete er sich dem ökologischen Fußabdruck von digitalen Maschinen.

»In den seltensten Fällen dürfte beim Googlen der Gedanke an die negativen Umweltauswirkungen einer Suchanfrage präsent sein. Auch beim Streamen von Filmen ist einem nicht immer bewusst, dass im Hintergrund Rechenzentren laufen, die CO2 ausstoßen«, so Adrian Lobe. Dabei seien diese Emissionen nicht zu unterschätzen. Er zeigt in seinem Artikel die Umweltauswirkungen anhand von Studien und Analysen auf und nennt die Konsequenzen der rasant wachsenden Digitalisierung durch künstliche Intelligenz und Cloud Computing. Auch geht er auf die selbstverstärkende Wachstumsspirale ein, auf die bestimmte digitale Dienste angewiesen sind. Hierzu zählen z. B. Klimamodelle, die immer extremere Rechenleistung benötigen, je detaillierter sie werden: Sie vermehren ihren eigenen ökologischen Fußabdruck, den sie auf Gegenstandsebene erkennen wollen. Lobe ist sich sicher, dass es neben nachhaltigem Cloud Computing eine neue Ökologie der Intelligenz braucht, denn: »Es gibt nichts, was so umweltfreundlich ist wie eigenes Denken.«

UMSICHT-Wissenschaftspreis 2021

Bewerbungen für den UMSICHT-Wissenschaftspreis 2021 sind ab Ende 2020 möglich, den genauen Termin geben wir auf der Internetseite des Fraunhofer UMSICHT bekannt.

• HANDWERK.NRW und das Fraunhofer UMSICHT gehen eine neue Kooperation ein, um wissenschaftliche Ergebnisse und Methoden besser für Dienstleistungen und Produkte des Handwerks verfügbar zu machen. Mit der Unterzeichnung eines Memorandum of Understanding am 6. Juli 2020 beim Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen startet diese nun offiziell.

Eine hohe technologische Entwicklungsdynamik oder Megatrends wie z. B. die Digitalisierung erfordern, dass Prozesse ständig angepasst und neues Wissen zielgerichtet transferiert werden. Wichtige Anwender von Forschungsergebnissen und Ideengeber für das Umgestalten von Prozessen oder Produkten sind Handwerksbetriebe. Um Expertenwissen weiterzugeben und Handwerkstechniken auf diesem Wege nachhaltig zu verbessern, intensivieren das Fraunhofer UMSICHT und HANDWERK.NRW daher ihre Zusammenarbeit. Am 6. Juli unterzeichneten die Partner ein Memorandum of Understanding.

Die Kooperation adressiert insbesondere Technologien und Methoden für mehr Energieeffizienz, den Klimaschutz, den Umwelt- und Arbeitsschutz und die Materialentwicklung und -prüfung. Es sollen beispielsweise Materialien charakterisiert und ihr Verhalten in der Umwelt analysiert werden. Die Partner möchten neue Methoden der Aufklärung von Funktions- und Schadmechanismen und auch komplett neue Materialien und Techniken für das Handwerk entwickeln.

»Wir sind uns sicher, dass die Kooperation ideal ist, um Synergien zwischen beiden Organisationen herzustellen. Wir möchten als Forschungsinstitut innovative und nachhaltige Technologien entwickeln – und zwar passgenau für komplexe Fragestellungen der Anwender«, erklärt Prof. Eckhard Weidner, Institutsleiter des Fraunhofer UMSICHT. »Wir freuen uns sehr über die Kooperation, die es beiden Partnern ermöglicht, einen wertvollen Beitrag zu einer ressourcenschonenden Gesellschaft und Wirtschaft zu leisten. Das Handwerk als mittelständisch orientierter Wirtschaftsbereich wird durch die intensivierte Zusammenarbeit mit der Wissenschaft seine innovativen Kompetenzen ausbauen und noch stärker in den Dienst des Klimaschutzes stellen können. Diese intensivierte Zusammenarbeit wird unseren Betrieben aber auch Nutzen bringen, denn sie hilft unseren Unternehmen dabei, ihre betrieblichen Prozesse zu optimieren«, sagt Andreas Ehlert, Präsident von HANDWERK.NRW.

Gemeinsame Forschungsprojekte und neue Bildungskonzepte

Innerhalb der Kooperation sind bedarfsorientierte gemeinsame Forschungsprojekte auf nationaler und internationaler Ebene geplant. Aber auch die Entwicklung neuer Bildungskonzepte steht im Mittelpunkt. Im Rahmen von Workshops, Veranstaltungen – als Aus-, Fort- oder Weiterbildung – und Beratungen soll Expertenwissen transferiert werden, um so Technologien nachhaltig weiterzuentwickeln.

HANDWERK.NRW repräsentiert rund 190 000 mittelständische Handwerksunternehmen in Nordrhein-Westfalen. Diese sind wichtige Anwender, Dienstleister und Innovatoren bei der nachhaltigen Umgestaltung von Produkten, Prozessen und Serviceleistungen. Das Fraunhofer UMSICHT entwickelt Lösungen für eine nachhaltige Energie- und Rohstoffwirtschaft, stellt wissenschaftliche Ergebnisse bereit und transferiert sie in Unternehmen, Gesellschaft und Politik.