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It has not yet been possible to achieve the desired aim of decoupling economic growth from global material demand. Small and medium sized enterprises (SMEs) represent the backbone of most industrialized economies. Although material efficiency is of vital importance for many SMEs, few of them actually treat it as their top priority. There is a cornucopia of tools and methods available which can be used for material efficiency purposes. These, however, have gained little ground in the SME-field. This work deals with the enabling factors for material efficiency improvements in manufacturing SMEs and projections towards aspects of supply chain and circular economy. A multi-disciplinary decoupling approach for manufacturing SMEs and an implementation roadmap for further practical development are proposed. The approach combines appropriate complexity of technology and socio-economic considerations. It enables a connection of existing methods and the implementation of established information technologies.
Mature economies which are driven mainly by small and medium sized enterprises (SMEs) are increasingly becoming dependent on material imports. Global material consumption is ever increasing, mainly driven by population increases. Decoupling of material consumption from economic growth is one of the greatest challenges of the 21st century. Within this paper available methods for the assessment of material efficiency on different economic scales are investigated and those detected that are particulary suitable for the use in SMEs. Recommendations for further improvements of the selected tools and an outlook concerning planned research activities in the field of material efficiency in enterprises, supply chains and circular economy aspects are given.
Kostenkalkulation im Anlagenbau: Modell zur Bewertung der Konkurrenzfähigkeit im Entwicklungsstadium
(2020)
Während Grundchemikalien größtenteils im industriellen Maßstab mittels verfahrenstechnisch optimierter Großanlagen hergestellt werden, entwickeln Forschungsinstitute biobasierte Prozesse zur Herstellung von Plattformchemikalien im Labor- und Pilotmaßstab. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Kostenkalkulationsmodell zur Abschätzung der Investitions- und Betriebskosten verfahrenstechnischer Anlagen vorgestellt, auf dessen Basis die ökonomische Konkurrenzfähigkeit in der Entwicklung befindlicher Verfahren ermittelt werden kann. Das Modell ist fur Anwendungen im industriellen Maßstab
geeignet.
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.
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.
5-hydroxymethyl-furfural (HMF) and furfural are interesting as potential platform chemicals for a bio-based chemical production economy. Within the scope of this work, the process routes under technical development for the production of these platform chemicals were investigated. For two selected processes, the material and energy flows, as well as the carbon footprint, were examined in detail. The possible production process optimizations, further development potentials, and the research demand against the background of the reduction of the primary energy expenditure were worked out.
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.
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.
