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Ressourcensparen rechnet sich

Potenzial bewusst erkennen

Ressourcensparen rechnet sich

Auch durch Bewegungen wie Fridays for Future und extreme Wetterphänomene befassen sich Unternehmen intensiver mit dem ökologischen Wandel. Doch während Energieeffizienzprojekte bereits häufig betrieben werden, stehen die Möglichkeiten zum Materialsparen eher selten im Fokus. Dieser Artikel liefert Impulse entlang der Wertschöpfungskette, Ressourcen erst gar nicht zu verbrauchen.

Sortenreine Trennung von Kunststoff (Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH) [1]

Sortenreine Trennung von Kunststoff (Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH)

Im Schnitt entfallen im verarbeitenden Gewerbe rund 42 Prozent des Bruttoproduktionswerts auf das Material und nur 1,6 Prozent auf die benötigten Energien. Das Potenzial zum Ressourcen sparen ist also ungleich größer, als es der Verbrauch der Energie ist. Bereits die Entwicklung eines Produktes hat einen wesentlichen Einfluss auf die Ressourceneffizienz sowohl in der Produktion als auch auf dem Lebensweg des Erzeugnisses. Für eine Minimierung des Verbrauchs von Ressourcen müssen mehrere Aspekte berücksichtigt werden: die Materialauswahl, Fertigung, Reparatur, Instandhaltung, Demontage und das Recycling. So werden bereits in der Produktentwicklung bis zu 85 Prozent der Herstellungskosten festgelegt. Insbesondere auf die Nutzungsphase kann die Produktentwicklung Einfluss nehmen, damit während dieser Phase weniger Energie und Material benötigt werden.

Beispiel: LED-Lampen

Ein Beispiel für ressourceneffiziente Produktgestaltung sind die LED-Lampen des Unternehmens Seidel aus Marburg. Diese bestehen lediglich aus sieben Komponenten. Kleber und Lötzinn werden durch Steckverbindungen überflüssig, wodurch das Recycling erleichtert wird. Darüber hinaus wurde der Materialeinsatz für die Kühlkörper der Lampen halbiert. Das gelang durch den Ersatz der sonst üblichen Aluminiumgussteile mit tiefgezogenen Aluminiumblechen. In Verbindung mit weiteren Ressourceneffizienz-Maßnahmen reduziert sich so, im Vergleich zu herkömmlichen LED-Lampen, der Rohstoffaufwand um 90 Prozent und der Energiebedarf in der Herstellung um 50 Prozent.

Verpackungsmaterial

Auch bei der Gestaltung und Verbrauch von Verpackungen lässt sich viel Material sparen. Allein für Schrumpffolie, die PET-Flaschen für den Transport zusammenhält, werden weltweit jährlich über eine Million Tonnen Kunststoff benötigt. Das Unternehmen Project Automation & Engineering hat ein Verfahren entwickelt, um den Verbrauch von Verpackungsmaterial beim Transport von PET-Flaschen zu verringern. Die Flaschen werden durch eine Kunststoffbanderole zusammengehalten, die 75 Prozent weniger Material und 95 Prozent weniger Energie verbraucht als eine Vollverpackung und die Flaschen trotzdem sicher zusammenhält. Das Verfahren eignet sich auch zur Verpackung für andere lose Ware.

Thermoformen von Bechern

Ein weiteres innovatives Beispiel, wie Verpackungsmaterial reduziert werden kann, liefert das Unternehmen Wattron. Beim Thermoformen von Kunststoffbehältnissen, beispielsweise von Joghurtbechern, ergeben sich im Produkt üblicherweise unterschiedliche Wandstärken. So ist der Boden zumeist dünner als die Wände. Die Wandstärke muss daher dicker sein als eigentlich notwendig. In dem neu entwickelten Verfahren wird die Kunststofffolie entsprechend eines zuvor berechneten Temperaturfeldes mittels Matrixheizer erhitzt. Das verbessere Fließverhalten führt zu gleichmäßigeren Wandstärken nach dem Ausblasen der Folie. So können bis zu 20 Prozent an Material und Energie eingespart werden.

Potenzial bewusst erkennen

Ressourcensparen rechnet sich

Remanufacturing von Wasserzählern (Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH) [2]

Remanufacturing von Wasserzählern (Bild: VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH)

Digitalisierung der Produktion

Enorme Einsparpotenziale lassen sich in der Produktion realisieren – insbesondere mit digitalisierten Prozessen. In der VDI-Richtlinie 4800 werden Maßnahmen und Strategien beschrieben, mit denen sich die Ressourceneffizienz erhöhen lässt. Obwohl die meisten KMU bereits in einer frühen Phase auf dem Weg zu Industrie 4.0 die Potenziale der Digitalisierung erkennen, wird kaum eine Verbindung zur Steigerung der Ressourceneffizienz hergestellt. Diesen Zusammenhang jedoch illustriert die Blechwarenfabrik Limburg auf verschiedenen Ebenen: Durch Echtzeiterfassung und Analyse der Produktions- und Energiedaten in verschiedenen Managementsystemen ist ein frühzeitiges Erkennen von Leckagen und Defekten in Druckluftleitungen möglich. Fahrerlose Transportsysteme verhindern undefinierte Lager und führen zu weniger Transportschäden. Die größten Ressourceneinsparungen resultieren jedoch aus einer intelligenten Solarstromnutzung in Verbindung mit einem energieeffizienten Ofen. Dieser ersetzt zwei ältere Öfen und seine Abwärme wird als Heizenergie und über einen Wärmetauscher auch zur Kühlung genutzt. Somit wurden geringere Stillstandzeiten erreicht und jährlich 500.000 Euro Material- und Energiekosten sowie über 2.600 Tonnen Treibhausgase eingespart.

Kreislaufwirtschaft

Am Ende seines Lebenswegs wird ein Produkt meist entsorgt. Um die Ressourceneffizienz eines Produktes in diesem Stadium zu erhöhen, existieren unterschiedliche Methoden. Zwei davon sind Recycling und Remanufacturing. Beim Remanufacturing, der ressourceneffizienteren Methode, werden defekte Produkte, sogenannt Cores, eingesammelt, die defekten Teile repariert oder ausgetauscht und diese nach einer Qualitätsprüfung dem Markt wieder zugeführt. Ein Beispiel hierfür sind Wasserzähler, welche laut Gesetz alle zehn Jahre ausgetauscht werden müssen. Statt sie nach zehn Jahren zu entsorgen, kann durch Aufbereitung der gebrauchten Produkte und Wiederverwendung eine Materialeinsparung von bis zu 80 Prozent der Messing- und Elektronikteile im Vergleich zu Neuteilen realisiert werden. So geschieht das beim Unternehmen Lorenz, das zudem bis zu 80 Prozent an Energie spart.

Trennen statt verbrennen

Für das Recycling von Materialien existieren vor allem für Kunststoffe viele Beispiele. Abfälle aus dem gelben Sack sind oft schwer trennbar und werden daher meist energetisch verwertet, also verbrannt. Durch iterative Sortiervorgänge der werkstofflich verwertbaren Kunststoffe mithilfe von Nahinfrarotscannern und Druckluftdüsen erreicht die CFK Valley Stade Recycling GmbH jedoch einen Reinheitsgrad der sortierten Kunststoffe von bis zu 98 Prozent. Dieser hohe Anteil an werkstofflich verwertbaren Kunststoffen führt zu Rohöleinsparungen.

Gut für Umwelt und Kasse

Potenzial zum Einsparen von Material und Energie existiert entlang des gesamten Lebenswegs eines Produktes. Vorausschauende Konstruktion und Gestaltung, Digitalisierung in der Produktion und die Integration in Kreislaufwirtschaften führen zu einem bewussteren Umgang mit Ressourcen. Das schont die Umwelt und den Geldbeutel.