Prof. Dr.-Ing. Alexander Sauer leitet das Fraunhofer IPA und verantwortet den Bereich »Ressourceneffiziente Produktion«. Hier geht es entscheidend darum, die Produktion hinsichtlich ihrer Umweltwirkung und insbesondere hinsichtlich ihres Zusammenspiels mit dem zukünftigen Energiesystem zu verbessern. Interaktiv sprach mit ihm über den bivalenten Schmelzofen, eine Beispieltechnologie, mit der Energieflexibilität erreicht werden...

Durch die Energiewende wird sich der Stromverbrauch in Deutschland bis 2045 in etwa verdoppeln. Hinzu kommt, dass Energie aus erneuerbaren Ressourcen nicht immer beliebig verfügbar ist. Unternehmen müssen daher ihre Prozesse so gestalten können, dass sich ihr Energieverbrauch flexibel an das volatile Energieangebot anpasst.

Die hohen Energiekosten in Deutschland zwingen Industrieunternehmen, ihre Produktionsprozesse besonders energieeffizient zu gestalten. Wer die Kosten für die Produktion signifikant senken will, muss die gesamte Produktion auf Energieeffizienz überprüfen.

Fraunhofer IPA und Universität Stuttgart haben zusammen mit Partnern aus der Industrie einen bivalenten Schmelztiegelofen entwickelt. Er reagiert auf das volatile Energieangebot mit einem Energieträgerwechsel. Nun wurde der Ofen in Betrieb genommen, um ihn zu testen und simulativ zu optimieren.

Je nach Branche und Geschäftsmodell betragen Emissionen aus vor- und nachgelagerter Wertschöpfungskette oft mehr als 70 Prozent der Gesamtemissionen. Im Forschungsprojekt »Climate Solution for Industries« (CS4I) schafft das Fraunhofer IPA gemeinsam mit der Industrie Transparenz über die gesamte Wertschöpfungskette.

Im Forschungsprojekt »EcoHub« entwickeln Partner aus Forschung und Industrie gemeinsam eine Plattform, die Nachhaltigkeitsdaten zentral erfassen und verarbeiten soll. Sie soll es Unternehmen leichter machen, Umweltberichte zu erstellen oder Zertifikate zu beantragen.

Privat erklimmt er Alpengipfel und beruflich untersucht er, wie die deutsche Industrie mittels künstlicher Intelligenz energieeffizienter und energieflexibler werden kann: Dennis Bauer leitet am Fraunhofer IPA die Gruppe Energieflexible Produktion & Energiedatenanalyse. »interaktiv« hat den Forscher einen Tag lang begleitet.

Ohne Wasserstoff ist die Energiewende nicht zu schaffen. Um den Energieträger in der Industrie effizient und branchenübergreifend nutzbar zu machen, läuft am Fraunhofer IPA eine Vielzahl an Forschungsprojekten. Ein Überblick.

Fabriken sollten künftig mit Gleichstrom betrieben werden. Forschungen am Fraunhofer IPA zeigen nämlich, dass das bis zu zehn Prozent der elektrischen Energie einspart, die Stabilität im Netz steigert und die Energieflexibilität erhöht.

Im Bereich Ressourceneffiziente Produktion am Fraunhofer IPA betrachten Forscherinnen und Forscher um Professor Alexander Sauer Fabriken ganzheitlich und verbessern sie hinsichtlich ihrer Umweltwirkung sowie ihres Zusammenspiels mit dem zukünftigen Energiesystem. Übergeordneter Ansatz ist dabei die Ultraeffizienzfabrik.

Alexander Sauer leitet das Fraunhofer IPA und das Institut für Energieeffizienz in der Produktion (EEP) der Universität Stuttgart. »interaktiv« sprach mit ihm über seinen Verantwortungsbereich »Ressourceneffiziente Produktion« und über das Thema Energieflexibilität, das im Kopernikus-Projekt »SynErgie« vorantreiben wird.

Bivalent erzeugte Druckluft reduziert Energiekosten und erhöht die Energieeffizienz der Anlagen. Bivalent bedeutet, dass der Verdichter mit zwei unterschiedlichen Energieträgern betrieben werden kann, nämlich mit dem, der gerade besser geeignet und günstiger ist. Das Fraunhofer IPA und die Universität Stuttgart haben einen Prototyp entwickelt.

Im Zentrum für Biointelligente Produktion bilanziert Yağmur Damla Dokur den CO2-Fußabdruck von Produkten, spürt vermeidbare Emissionen im gesamten Produktlebenszyklus auf und sucht nach Wegen, wie sich Wasserstoff aus biologischen Quellen gewinnen lässt. Dass sie privat fürs Auto brennt, ist dabei kein Widerspruch, sondern ihr Antrieb.

Energie sollte man am besten dann nutzen, wenn sie billig ist. Was aber, wenn der Fertigungsprozess nicht unterbrochen werden soll? Die Lösung sind bivalente Maschinen, zum Beispiel Öfen. Sie können nicht nur unterschiedliche Energieformen nutzen, sondern auch Schwankungen im Netz ausgleichen.

Ein Forschungsteam am Fraunhofer IPA entwickelt einen Software-Service zur effizienten Energienutzung in der Produktion. Eine zentrale Rolle spielen dabei die Batterien von Robotern. Mit ihnen lassen sich Verbrauchs-Peaks abpuffern. Eine erste Anwendung für die Energiesynchronisationsplattform der Zukunft.

Wem bewusst wird, dass ein Flug von Frankfurt nach New York so viele Emissionen erzeugt wie einer Person in einem ganzen Jahr zur Verfügung steht, versteht, dass klimaschädliches Verhalten seinen Preis hat. Ein Preis, der in Zukunft noch steigen wird. Gerade deshalb ist schnelles Handeln so wichtig.

Der Ausbau der erneuerbaren Energien erfordert es, den Verbrauch an das schwankende Energieangebot anzupassen. Dafür muss der erwartete Verbrauch möglichst akkurat vorhergesagt werden. Welche Methoden und Tools die Prognosegenauigkeit erhöhen, zeigt ein Benchmark, den Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer IPA entwickelt haben.

Der Markt für Elektrofahrräder wächst seit Jahren stark. Doch was am Ende des Produktlebens mit den E-Bikes und ihren Einzelteilen geschehen soll – diese Frage stand lange nicht im Fokus. Nun haben sich Forscherinnen und Forscher vom Fraunhofer IPA in einer Studie mit der Refabrikation von Elektrofahrrädern beschäftigt.

Ohne Abfall, Abwasser und Abluft: Das Konzept für das weltweit erste stadtnahe, ultraeffiziente Gewerbegebiet steht. Wissenschaftler der drei Fraunhofer-Institute IPA, IAO und IGB haben es gemeinsam mit der Stadt Rheinfelden (Baden) und den ansässigen Unternehmen erarbeitet. Es sieht vor, alternative Energiequellen anzuzapfen, vorhandene Synergien besser zu nutzen und Kreisläufe zu...