Energie- und Ressourceneffizienz

Definition

Angesichts globaler Herausforderungen wie Klimawandel, Umweltverschmutzung und Ressourcenknappheit stellt die „Neo-Ökologie“ als Leitbild einer nachhaltigen Transformation einen zentralen Megatrend unserer Zeit dar. Diese Entwicklung betrifft sämtliche Aspekte von Wirtschaft und Gesellschaft und erfordert ein grundlegendes Umdenken, um ökologische, ökonomische und soziale Ziele in Einklang zu bringen und eine lebensfreundliche Umwelt zu sichern. Eine besondere Herausforderung stellt der Übergang zur Netto-Null-Wirtschaft dar, der eine umfassende Dekarbonisierung von Industrie und Energiesystemen erfordert. In diesem Kontext adressiert das Technologiefeld „Energie- und Ressourceneffizienz“ drei Themenkomplexe, um Energie- und Ressourceneffizienz über den gesamten Produktlebenszyklus zu forcieren:

Nachhaltige Produktion

Deutschland zählt zu den führenden Industrienationen. Rund ein Fünftel der gesamtwirtschaftlichen Bruttowertschöpfung – etwa 770 Milliarden Euro – wird derzeit direkt vom verarbeitenden Gewerbe erwirtschaftet (Statistisches Bundesamt, Stand 2023). Gleichzeitig ist die Industrie für etwa ein Viertel der gesamten deutschen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Für den Erhalt der wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit sind technologische Innovationen auf Produkt- und Prozessebenen essentiell, um Nachhaltigkeit mit internationaler Wettbewerbsfähigkeit zu vereinen und Wachstumspotentiale zu nutzen. Automatisierung und Digitalisierung spielen dabei eine Schlüsselrolle. 

Energieeffiziente Produktion

Einhergehend mit der wirtschaftlichen Bedeutung der Industrie in Deutschland ist deren signifikanter Anteil am deutschen Endenergiebedarf von ca. 30%, was einem Gesamtenergiebedarf von 3,28 Petajoule entspricht (Statistisches Bundesamt, Stand 2023). Der hohe Energiebedarf führt nicht nur zu Umweltbelastungen, sondern stellt auch einen erheblichen Kostenfaktor im internationalen Wettbewerb dar. Daher soll durch technologische Innovationen die Energieeffizienz bezogen auf Einzelprozesse, Prozessketten, Fertigungsanlagen und Produkte forciert werden. Wichtige Themenfelder sind dabei die effiziente Energieerzeugung, -verteilung und -speicherung sowie die nachhaltige Mobilität.

Kreislaufwirtschaft

Das traditionelle Konzept der Linearwirtschaft und das damit korrelierende Konsumverhalten führen zu einer Verknappung von Ressourcen, zu Umweltschäden und zur Zunahme des Abfallaufkommens. Die Kreislaufwirtschaft verfolgt daher das Ziel, Wachstum und Ressourcenverbrauch zu entkoppeln. Dazu muss ein holistischer Ansatz verfolgt werden, der alle Phasen von Material- und Produktlebenszyklen einbezieht. Der Übergang zu einer zirkulären Wirtschaft ermöglicht nicht nur nachhaltiges Wachstum durch die Erschließung neuer Geschäftsfelder, sondern auch eine resiliente Versorgung mit kritischen Rohstoffen.

Vision

Das Technologiefeld „Energie- und Ressourceneffizienz“ bündelt die Kompetenzen des Lehrstuhls für energie- und ressourceneffiziente, umweltschonende und zirkuläre Produktionstechnologien und -systeme. Durch Wissenstransfer tragen wir als Partner von Industrie und Forschung aktiv zu ökonomischer, ökologischer und sozialer Nachhaltigkeit bei.

Schwerpunktthemen

Nachhaltige Produktion:

  • Ressourceneffiziente Produktionsprozesse
  • Ressourceneffiziente Betriebsstrategien & Verschleißreduktion
  • Reduktion des ökologischen Fußabdrucks durch Produkt- & Prozessinnovation
  • Nachhaltige Materialien
  • Prozessmonitoring & ökologische Bilanzierung
  • Reshoring

Energieeffiziente Systeme:

  • Technologien für die effiziente Energieerzeugung, -übertragung und -speicherung
  • Energieeffiziente Produktion
  • Steigerung der Energieeffizienz mechatronischer Produkte
  • E-Mobilität und Ladeinfrastruktur
  • Energie- und Lastmanagement
  • Gleichstromfabrik
  • Lokale Energiemärkte

Kreislaufwirtschaft:

  • Technologien für die Kreislaufwirtschaft (Reparatur, Remanufacturing, Recycling)
  • Recyclinggerechte Produktgestaltung
  • Rückgewinnung kritischer Rohstoffe
  • Intelligente Demontage- und Sortierverfahren
  • Produktmonitoring und Zustandsprüfung
  • Geschäftsmodelle für die Kreislaufwirtschaft

Technologiefeldleitung

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