Das Thema Energiewende ist in aller Munde. Sie soll eine sichere, umweltverträgliche und wirtschaftlich erfolgreiche Zukunft ermöglichen. Ein Ansatz dafür ist die dezentrale, also verbrauchernahe Energieversorgung. Der Trend geht weg vom konventionellen Kraftwerk und hin zur Kraft-Wärme-Koppelung und erneuerbaren Energien. Für einen absehbaren Zeitraum geht es auch darum, zentrale und dezentrale Elemente sinnvoll miteinander zu verknüpfen. Mit der Frage, wie Energiesysteme angepasst und kombiniert werden müssen, um den Energiehaushalt – den nationalen wie den von Unternehmen und Privatpersonen – optimieren zu können, beschäftigt sich das Reutlinger Energiezentrum für Dezentrale Energiesysteme und Energieeffizienz in Lehre und Forschung. Es ist die Kombination aus Technik und Betriebswirtschaft, aus einzelwirtschaftlicher Optimierung und aus Gesamtsicht, die das Reutlinger Energiezentrum ausmacht. Im Folgenden werden die Schwerpunkte des Forschungsteams dargestellt.
Das Thema Energieeffizienz ist speziell durch das neue Energiedienstleistungsgesetz in den Vordergrund gerückt. Dabei wird oft übersehen, dass der größte Kostenblock im verarbeitenden Gewerbe Ausgaben für Materialien darstellen. Um Kostensenkungspotenziale zu nutzen und die Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen, müssen Unternehmen daher konsequent auch alle Materialströme betrachten. Dabei stellt sich die Frage, wie ein Ressourceneffizienzprojekt strategisch und operativ angegangen werden kann. Das Steinbeis-Transferzentrum Energie und Umweltverfahrenstechnik, Eco-Management zeigt, welche Möglichkeiten im Bereich Ressourceneffizienz im produzierenden Gewerbe bestehen und dass es sich lohnt, hier genauer hinzusehen.
Die Volksrepublik (VR) China möchte bezüglich der Elektromobilität weltweit eine führende Rolle einnehmen. Die Reduzierung der massiven Umweltverschmutzung in den Ballungsräumen ist nur ein Nebeneffekt dieses politischen Zieles der chinesischen Führung. Vielmehr strebt die VR China an, E-Mobilität als eine ihrer Schlüsselindustrien zu positionieren, der wichtigste Markt für diese Technologie zu werden und die Abhängigkeit von Ölimporten drastisch zu reduzieren. Durch eine Sekundärerhebung im Rahmen dieser Arbeit wird untersucht, wie deutsche Automobilhersteller in der VR China Marktanteile gewinnen können sowie welche Chancen, Risiken und offenen Fragen sich dabei ergeben. Deutsche Automobilproduzenten können in der VR China von ihrem guten Ruf bezüglich Sicherheitsstandards, Qualität, Komfort und dem Ansehen der deutschen Automobile als Statussymbole profitieren. Im Bereich Alternativer Fahrzeuge konnten deutsche Autobauer im Vergleich zu ihren chinesischen Konkurrenten in den letzten Jahren einen deutlichen technologischen Fortschritt verzeichnen und Maßstäbe setzen. Allerdings sind deutsche Elektrofahrzeuge im Kleinst- und Kleinwagen- Segment im Vergleich zu ihren chinesischen Konkurrenzprodukten um ein Vielfaches teurer und die deutsche Automobilindustrie (inkl. Zulieferer) ist nicht führend im Bereich Batterietechnik. Chancen für deutsche Autobauer können sich in der Übertragung des psychologischen Markenwerts im Bereich Service, Qualität, Sicherheit, Komfort, Ruf und Technologie auf deutsche Elektro-Fahrzeuge ergeben. Die chinesischen Autobauer sind außerdem bislang daran gescheitert, den Markt für Alternative Antriebskonzepte im Privatsektor zu erschließen. Die Beliebtheit von Mittelklassefahrzeugen in der chinesischen Bevölkerung kann für Kleinstund Kleinwagen im Sektor E-Mobilität ein Risiko darstellen. Ein Risiko besteht auch in der Nicht-Transferierung des Statussymbols auf deutsche Fahrzeuge mit alternativen Antriebskonzepten. Die Forderung der chinesischen Regierung nach Lokalisierung und die technologische Unsicherheit im Bereich E-Mobilität sowie die Volatilität des chinesischen Pkw- Marktes aufgrund staatlicher Regulierung stellen Hauptrisikofaktoren dar.
Wie kann der erhöhte Anteil durch Photovoltaik und Windkraft fluktuierend erzeugter Energie im Stromnetz ausgeglichen werden? Biogas- und Biomethananlagen sind interessante technologische Lösungen zur Stabilisierung des Stromnetzes. Die Umsetzung der Biomasse zu Methan erfolgt aber aufgrund von Wasserstoffmangel im Biogasreaktor nicht vollständig. Daher werden derzeit verschiedene Ansätze verfolgt, die verwertbare Gasausbeute zu erhöhen. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, welche Möglichkeiten zur Erhöhung der Methanausbeute von Biogasanlagen bestehen und wie sich diese ökologisch und wirtschaftlich darstellen. Zunächst werden der aktuellen Forschungs- und Entwicklungsstand zur Erhöhung der Methanausbeute in Biogasanlagen dargestellt und die verschiedenen Prozesse der Wasserstoffherstellung und Methanisierung beschrieben. In einem Vergleich werden die vorteilhaftesten Verfahren dargestellt. Diese bilden die Grundlage für die ökologischen und ökonomischen Betrachtungen zu vier ausgewählten Szenarien. Für das wirtschaftlich vorteilhafteste Szenario wird das CO2-Minderungspotential auf den gesamtdeutschen Markt skaliert. Abschließend werden der weitere Forschungs- und Entwicklungsbedarf in dem Themengebiet ermittelt, sowie politische Rahmenbedingungen und deren Auswirkungen auf die Biogastechnologie kritisch beleuchtet.
In der Vergangenheit ist der Materialfluss meist mit der Produktion gewachsen. Mit steigender Produkt-Individualität erhöht sich die Anzahl der zu fertigenden Varianten in der Produktion und somit die Komplexität der Materialflüsse. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Möglichkeiten und Methoden zur Aufnahme und Optimierung von Materialflüssen im Zusammenhang mit hoher Variantenvielfalt untersucht.
Der Sondermaschinenbau ist durch eine hohe Variantenvielfalt und komplexe Materialflüsse charakterisiert (Reinhart, Bredow & Pohl, 2009, S. 131). Die vorliegende Publikation stellt die im Zuge eines Praxisprojekts angewendeten Vorgehensweisen zur Materialflussoptimierung im Sondermaschinenbau vor. Dabei werden Erfahrungswerte und Hindernisse herausgearbeitet.
