Ressourceneffizienz und Klimaschutz

Mit dem europäischen Green Deal soll der Wandel der EU zu einer modernen, ressourceneffizienten und wettbewerbsfähigen Wirtschaft und Gesellschaft gelingen und mit dem Klimaschutzgesetz vom August 2021 verschärft die Bundesregierung die eigenen Klimaschutzvorgaben für Deutschland: Ziel ist die Treibhausgasneutralität bis 2045. Für die einzelnen Handlungsfelder Industrie und Wirtschaft, Energieversorgung, Verkehr und Mobilität, Land- und Forstwirtschaft, den Gebäudebereich und die Abfallwirtschaft legt das Gesetz jährlich sinkende Emissionsmengen und »Treibhausgas-Budgets« bis 2030 planbar und verbindlich fest. Insgesamt sollen klimaschädliche Emissionen in Etappen bis 2030 um 65 Prozent und bis 2040 um 88 Prozent gegenüber 1990 sinken.

Nachhaltige industrielle Fertigung

Ganz konkret bedeutet das Bundesklimaschutzgesetz für die Industrie ein Einsparziel von 68 Millionen Tonnen Treibhausgasen im Zeitraum von 2020 bis 2030. Wir haben in Deutschland und Europa beispielsweise bereits die weltweit effizientesten Anlagen zur Stahlerzeugung – dennoch emittierte allein die deutsche Stahlindustrie 2018 ca. 40 Millionen Tonnen klimabelastende Gase. Selbst wenn die komplette Stahlindustrie also bis 2030 klimaneutral produzieren würde, wären das nicht genug Einsparungen, um die neuen deutschen Klimaziele zu erreichen.

Die produzierenden Unternehmen aller Branchen sind daher wichtige Akteure, wenn es um den schonenden und effizienten Umgang mit Ressourcen und Materialien geht. Die Praxis zeigt: In nahezu jedem Betrieb lassen sich Materialkosten erheblich senken und Prozesse optimieren.

Das Fraunhofer IFF gestaltet moderne Produktionsprozesse, verbessert die Rohstoff- und Materialeffizienz und minimiert industrielle Prozessemissionen. Wir bringen Qualitätsansprüche an Produkt und Prozess und Einklang und sichern die höchste Zuverlässigkeit von Produktionsanlagen.

Wir machen Energie intelligent und klimaverträglich

Die wichtigen Weichen für die Energiewende sind im Bereich der Energiewirtschaft bereits gestellt.  Unsere Energieversorgung basiert zurzeit schon zu knapp 45 Prozent auf erneuerbaren Energien.

Das Fraunhofer IFF betrachtet die gesamte Wertschöpfungskette in der Energiewirtschaft und macht Stromnetze fit für die Zukunft. Wurde der Strom bisher von zentralen Kraftwerken eingespeist, gilt es jetzt stark fluktuierende und dezentral erzeugte Energie versorgungssicher in die Netzinfrastrukturen zu integrieren. Wir befähigen Unternehmen ihren Energiebedarf aus klimaschonenden Quellen ausfallsicher zu decken. Wir nutzen Produktionsreststoffe oder Produktionsabwärme effizient für Produktionsprozesse. Wir beraten technologieneutral zu Net-Zero-Strategien. Wir entwickeln Lösungen für die weiträumige Überwachung, Steuerung und zum Schutz der intelligenten Energiesysteme der Zukunft. Und wir integrieren Speichertechnologien in diese Smart Grids, um die zeitlichen Unterschiede zwischen Energieangebot und Energiebedarf auszugleichen.

Klimagerechte Mobilität und Logistik

Zur Erreichung der Klimaschutzziele ist auch eine Mobilitätswende unabdingbar. Unsere Mobilität verursacht etwa 19 Prozent der klimaschädlichen Emissionen in Deutschland. 95 Prozent davon entfallen auf den Straßenverkehr. Mobilität ist jedoch auch ein unverzichtbarer Teil des täglichen Lebens

Das Fraunhofer IFF erarbeitet Lösungen für eine klimagerechte Mobilität und Logistik. In einen urbanen und industriellen Mobilitätsmix der Zukunft fügen sich Elektromobilität und Wasserstoffmobilität ganz natürlich ein. So nutzen wir Elektro-Autos als kleine flexible Verbraucher und steuerbare Energiespeicher, um das Stromnetz zu stabilisieren. Während wasserstoffbetriebene Fahrzeuge z.B. intralogistische Transporte auf großen Betriebsgeländen übernehmen können – der benötigte Wasserstoff kann direkt aus vor Ort anfallenden Produktionsreststoffen gewonnen werden.

Unsere Lösungen für Ressourceneffizienz und Klimaschutz

 

Modulare Produktionssysteme mit dem Module-Type-Package-Konzept 

Wandlungsfähigen Produktionsplattformen und flexiblen Anlagenmodulen, die sich auf unkomplizierte Weise zu immer wieder neuen Anlagen konfigurieren lassen, gehört die Zukunft. Wir unterstützen Sie beim Engineering standardisierter, flexibler und nachhaltig nutzbarer Module für Prozessanlagen. Profitieren Sie von einer unkomplizierten Konfiguration und Inbetriebnahme der Module durch standardisierte Schnittstellen auf Basis des Module Type Package (MTP). 

 

Land- und Forstwirtschaft

Intelligente Sensorik für eine nachhaltige und effiziente Landwirtschaft

Wir entwickeln anwendungsspezifische (Spektral-)Sensorik und digitale Tools für die smarte landwirtschaftliche Produktion.

 

Industrie

Nachhaltige, grüne chemische Industrie

Die Erzeugnisse der chemischen Industrie – innovative Materialen, Werkstoffe und Komponenten – sind entscheidende Vorprodukte für die industrielle Produktion. Als frühes Glied der Wertschöpfungskette ist der Chemiesektor ein guter Ansatzpunkt, die Nachhaltigkeit von Produkten branchenübergreifend zu steigern.

 

Industrie

Intelligentes Assistenzsystem für Prozessanlagen

Im Projekt »TwinGuide« entwickeln Fraunhofer IFF, TU Hamburg und Pergande gemeinsam einen digitalen Zwilling von Prozessanlagen, der Anlagenzustände zuverlässig vorhersagen kann. Mit Hilfe dieses Digital Twin können die Anlagen effizienter betrieben und gesteuert sowie Schäden frühzeitig verhindert werden.

 

Energieversorgung

Net Zero Energy Sites – Nachhaltige Gestaltung von Rechenzentren

Nachhaltigkeit und Rechenzentren – ein großes Thema unserer Zeit. Datacenter stehen in der Nachhaltigkeitsdebatte besonders im Fokus, weil Dienstleistungen wie Internet, Cloud Computing und Co. eben viel Energie benötigen – und zwar unterbrechungsfrei.

 

Industrie

Neue Technologie für Gießereien senkt Energiekosten und CO2-Emissionen

In der metallverarbeitenden Industrie, insbesondere in Gießereien, wird heute extrem viel Energie verbraucht und viel CO2 erzeugt.

 

Land- und Forstwirtschaft

Versorgung mit nachwachsenden Rohstoffen

Nachhaltige und klimaschonende Logistik zahlt sich aus. Die Gestaltung ressourcenschonender Logistikprozesse ist aus ökologischer und ökonomischer Sicht sinnvoll, um diese auch unter sich verändernden Klima- und Umweltbedingungen wirtschaftlich, effizient und verantwortungsvoll betreiben zu können.

 

Gebäude

Effiziente Prozesse für die Bauwirtschaft

Fabriken müssen ökologischer, energieeffizienter, ressourcenschonender und flexibler werden. Dann wird aus einer Fabrik ein wertvolles Glied der Wertschöpfungskette. Ob Neubau auf der grünen Wiese oder Erweiterung im Bestand: Wir unterstützen mit unseren Methoden und Technologien Ihr Fabrikplanungsprojekt von der Zieldefinition bis zur Inbetriebnahme.

 

Industrie

Smart Maintenance Community

Die Smart Maintenance Community von Fraunhofer unterstützt Unterrnehmen bei der Sicherung und Erweiterung ihrer Produktionsstandorte durch eine enge Vernetzung von anwendungsorientierter Forschung und zügigem, industriellen Einsatz. Eine intelligente Instandhaltung – die Smart Maintenance – ist dabei der Enabler, der die notwendigen digitalen Transformationsprozesse vorantreibt und sicherstellt.

 

Mobilität und Verkehr

Intelligente und umweltfreundliche Häfen

Die Digitalisierung kann Häfen und Schifffahrt dabei helfen, Kosten zu senken und Prozesse noch effizienter zu gestalten. Ein Team aus Forschungseinrichtungen, Unternehmen und Häfen aus sechs europäischen Ländern gestaltet Häfen mit Hilfe von digitalen Lösungen intelligenter, vernetzter und umweltgerechter.

 

Industrie

Renditemodell Energieeffizienz

Die Energiewende ist in aller Munde. Der Appell lautet: Energie in Zukunft noch effizienter nutzen. Wir unterstützen Unternehmen auf ihrem Weg über Energie- und Ressourceneffizienz zu einer nachhaltigen Energieversorgung in der Fabrik der Zukunft.

 

Energieversorgung

Smarte Energieversorgung für den ländlichen Raum

Eine sichere, zuverlässige und ökologische Stromversorgung ist gerade in vielen ländlichen Gebieten nicht immer selbstverständlich. Mit einem neu entwickelten interaktiven Planungswerkzeug lassen sich neu entstehende Energieinfrastrukturen in ländlichen Gebieten optimal planen und errichten.

 

Energieversorgung

Wasserstofffabrik der Zukunft

Wasserstoff ist ein wichtiger Baustein für das Gelingen der Energiewende. Für die Industrie bietet er die umweltschonende Möglichkeit, sich mit Strom, Wärme und Mobilität zu versorgen. Umweltfreundlich ist der Energieträger jedoch nur, wenn er mit regenerativen Energien erzeugt wird. Hier bietet das Fraunhofer IFF bedarfsgerechte, dezentrale und modulare Lösungen zur Produktion und Verteilung von grünem Wasserstoff.

 

Industrie

Wertstromanalysen für ressourceneffiziente Prozesse

 

Industrie

Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm

Abwässer, Klärschlamm oder Klärschlammaschen enthalten noch viele wertvolle Rohstoffe, die sich zurückgewinnen lassen – Phophor ist z.B. so ein wertvoller Rohstoff. Wir entwickeln Methoden, um Phosphorgehalte in den Aschefraktionen zu bestimmen und Maßnahmen für eine Anlagenkonfiguration zur bestmöglichen Rückgewinnung von Phosphor abzuleiten. 

 

Industrie

Unternehmen sind aktiver Teil der Energiewende

Neue, intelligente Netze und Technologien sollen die schwankende Verfügbarkeit des Ökostroms ausgleichen und die verschiedenen Produzenten und Verbraucher in Einklang bringen. Unternehmen, die selbst Energie aus Sonne und Wind oder eigenen Produktionsresten erzeugen, kommt dabei eine völlig neue Rolle zu. Diese »Prosumer« sollen aktiv im Energienetz der Zukunft agieren und dabei helfen, es sicherer und stabiler zu machen.

 

Energieversorgung

Wasserknappheit und die Erzeugung von Wasserstoff

Grüner Wasserstoff, der mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt wird, kann ein entscheidendes Bindeglied für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende sein. Wie aber lassen sich Wasserverfügbarkeit und Bedarf in der Energiewirtschaft in Einklang bringen? 
 

Industrie

Vorausschauende Instandhaltung

 

Energieversorgung

Optimale thermische Verwertung von Brennstoffen

Wir führen für Sie Versuchsstudien zur thermischen Verwertung von regenerativen Festbrennstoffen, wie z.B. Biomasse, landwirtschaftlichen Reststoffen oder industrieller Abfallstoffe durch.

 

Energieversorgung

Mikrobiologische Verfahren zur fermentativen Wasserstofferzeugung

 

Industrie

Schlanke Produktion als Basis für Industrie 4.0

Solide, dimensionierte und wirkungsvolle Wertschöpfungsprozesse bilden die Basis für eine zukunftsträchtige und krisenfeste Positionierung. Wir gehen der Verschwendung auf den Grund – sowohl im Materialfluss als auch im Informationsfluss – und sorgen dafür, dass Sie Produktivität begreifen, installieren und erfolgreich verstetigen.

Stichworte

Klimaschutz, Klimawandel, Ressourceneffizienz, Energiewende, Green Deal, Klimaschutzgesetz, Treibhausgasemissionen, Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, Verkehrswende, Mobilitätswende, Grüner Wasserstoff, grüne Intralogistik, Smart Grid, Energiesystem, Power-to-X