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Dienstag, 12. Dezember 2017

Ressourceneffizienz

Bäume als industrielle Luftfilter

Von Matthias Putz | 6. April 2017 | Ausgabe 14

Die perfekte Fabrik gibt es nicht. Aber Ideen, wie sie aussehen könnte. Wir haben vier Experten gebeten, ihr Idealbild einer Fabrik zu zeichnen, und zwar: bezogen auf ihr jeweiliges Fachgebiet und losgelöst von Randbedingungen, insbesondere Kosten. Laut Matthias Putz setzt die perfekte Fabrik auf nachwachsende Rohstoffe und ist Teil der kommunalen Versorgungsstrukturen.

Grüne Fabrik Puzzle Bildnachweis
Foto: Foto [M]: panthermedia.net/duplass/Michal Žák/VDIn
Foto: Fraunhofer IWU

Matthias Putz: Die perfekte Fabrik bringt Produktionsziele und Energieangebot stetig in Einklang.

Ohne Ressourcen wie Material, Energie, Zeit und menschliche Fähigkeiten ist keine Produktion möglich. Sie sind die Grundvoraussetzung jeder materiellen Wertschöpfung. Es kommt nun darauf an, wie effektiv wir das Verhältnis von gewünschtem Mehrwert zum Einsatz von Ressourcen gestalten.

Seit wir den Begriff „Industrie“ nutzen, findet dieser Ressourcenwandel und -einsatz in Fabriken statt. Das Zukunftsprojekt der Produktion heißt somit: die beste Fabrik schaffen.

Diese Aufgabe reduziert sich nicht nur auf ein Mehr mit Weniger – es geht also nicht nur darum, den Ressourceneinsatz zu minimieren, Ressourcenkreisläufe zu installieren und negative Wirkungen auf Mensch und Umwelt zu vermeiden. Die Planung der perfekten Fabrik beginnt schon bei der Standort- und Gebäudeplanung: Es gilt, Flächeneffizienz zu kombinieren mit Flexibilität und Umnutzungsfähigkeit.

Die Fabrik der Zukunft orientiert sich an den Vorbildern der Natur. Durch eine optimierte Bauform ist sie besonders energieeffizient im Wärme- bzw. Klimatisierungsbedarf. So bieten Fassaden- und Dachelemente im Sommer Schutz vor der Sonne, sorgen jedoch im Winter für Lichtdurchflutung. Dabei geht es nicht nur darum, durch solare Gewinne Heizenergie zu sparen. Auch das Wohlbefinden der Menschen bessert sich.

Bäume und Pflanzen gelten als „grüne Lunge“ von Städten – warum diese nicht als industrielle Luftfilter einsetzen und dabei gleichzeitig positiv auf das Arbeitsklima einwirken? Die Energieversorgung für die ressourcenschonende Fabrik erfolgt CO2-neutral, z. B. mit lokaler Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung, auch unter Nutzung nachwachsender Rohstoffe.

Gemeinsam erfolgreicher: Zukunftsfabriken agieren nicht völlig autark, sondern schaffen Möglichkeiten für Synergien. Sie sind in kommunale Versorgungsstrukturen integriert und können energetische (Überschuss-)Leistungen ihrer Versorgungssysteme sowie Verlustenergien wie Abwärme lokal vermarkten. Als Voraussetzung dafür haben sie neben der lokalen Energieerzeugung auch Möglichkeiten zur effizienten Energiespeicherung. Sie können obendrein „energieflexibel“ produzieren: Der Auftragsmix lässt sich ebenso wie die Auslastung der Anlagen am schwankenden Energieangebot ausrichten.

Dazu nutzt die perfekte Fabrik alle Möglichkeiten der Digitalisierung. Sie greift auf aktuelle und historische Daten zu. Betrachtet werden beispielsweise saisonale Auftragsschwankungen ebenso wie Wetterprognosen. So lassen sich Produktionsziele und Energieangebot aufeinander abstimmen. Bei maximaler Verfügbarkeit von Informationen und Wissen verringert sich die vom Einzelnen zu handhabende Komplexität enorm. Das schafft die Basis sowie die Freiräume für Entscheidungen, die sich am Gedanken der Ressourceneffizienz orientieren. Denn auch die Ressourcen sind flexibel wandelbar und werden alternativ. Ressourceneffiziente Produktion ist keine Traumfabrik – sondern komplex, modular, flexibel, autark, smart und hightech. Auch für junge Menschen ein Zukunftsprojekt. 

Prof. Dr.-Ing. Matthias Putz ist Leiter des Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz, dem Leitinstitut für ressourceneffiziente Produktion innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft.

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