Abgeschlossene Forschungsprojekte
Die Forschungsarbeiten von Prof. Geldermann an der , dem und der , lassen sich unter den Forschungsbereichen , , und zusammenfassen. Neben konnten unter anderem Fördermittel von der oder der eingeworben werden.
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In Deutschland werden in Müllverbrennungsanlagen ca. 26 Mio. t Abfälle zur Energiegewinnung und Volumenreduzierung thermisch behandelt. Aus der Verwertung fallen ca. 5 Mio. t Schlacke aus der Verbrennung an, aus der ca. 0,5 Mio. t Eisen und NE-Metalle nach dem Stand der Technik gewonnen werden. Aufgrund von Problemen bei dem Einbau der verbleibenden MV-Schlacke (Fertigschlacke) als mineralischer Ersatzbaustoff in technischen Bauwerken wird diese überwiegend im Deponiebau verwendet. Mittelfristig ist das zu hinterfragen, da absehbar ist, dass die Möglichkeit der Verwertung als Deponiebaustoff aufgrund einer abnehmenden Anzahl neu zu bauender Deponien abnehmen wird. Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass besonders in der Feinfraktion der MV-Schlacke (< 3mm), die einer jährlich anfallenden Menge von ca. 1,5 Mio. t entspricht, weitere Metalle enthalten sind, die derzeit nur bedingt zurückgewonnen werden können. Zu den wirtschaftlich interessanten Metallen gehört unter anderem Kupfer, das in der Feinfraktion bei einer konservativen Betrachtung in einer Größenordnung von 0,3 - 0,4 % in der MV-Schlacke enthalten ist. Weltweit werden arme Kupfererze mit Kupfergehalten in dieser Größenordnung aus natürlichen Lagerstätten abgebaut.
Das Ziel von EMSARZEM (Einsatz von MV-Schlacke als Rohstoff für die Zementherstellung) ist die Aufbereitung der Feinfraktion der MV-Schlacke, um die darin enthaltenen Metalle und Mineralien als hochwertige Sekundärrohstoffe zur Verfügung zu stellen. Die zurückgewonnenen Mineralien Calciumoxid und Siliciumdioxid aus Fertigschlacke können als Rohstoffe in der Zementindustrie eingesetzt werden, so dass natürliche Ressourcen wie Sand und Kalkstein in gewissen Anteilen geschont werden können. Prozessbedingte CO2–Einsparungen ergeben sich aus dem Austausch von Rohmaterial durch MV-Schlacke, welche nicht entsäuert werden muss und damit kein CO2 freisetzt.
Der Lehrstuhl für ABWL und Produktionsmanagement wendet die Methoden der Ökobilanzierung und der techno-ökonomischen Bewertung der von den wissenschaftlichen und industriellen Projektpartnern zu entwickelnden Aufbereitungsalternativen an. In einer Ökobilanz werden die potenziellen Umweltwirkungen des komplexen Systems der Schlackeaufbereitung, entlang des gesamten Lebensweges, von der Rohstoffgewinnung über die Nutzungsphase der Produkte bis zu deren Entsorgung, bewertet. Anhand der Ergebnisse der Ökobilanz können fundierte Aussagen getroffen werden, ob der zusätzliche Aufwand in der Schlackeaufbereitung durch den Vorteil der sekundären Verwendung ökologisch überkompensiert wird. Für eine zukünftige Umsetzung im industriellen Maßstab ist es zudem wichtig, dass der erhöhte Aufwand für die Aufbereitung durch Einsparungen bei den Entsorgungskosten, den Verkauf der metallischen Fraktion und die Verwertung der mineralischen Fraktion wirtschaftlich ist.
Das Projekt EMSARZEM wird durch die Initiative „Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Bauen und Mineralische Stoffkreisläufe (ReMin)“ von 2021 – 2024 gefördert. Die Initiative ist Bestandteil des Rahmenprogramms „Forschung für Nachhaltige Entwicklung – FONA³“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung mit dem Ziel, nachfolgenden Generationen durch Forschung und Innovation eine lebenswerte Zukunft zu ermöglichen.
Pressemeldungen:
• Zement statt Deponie am 05.08.2024: https://www.uni-due.de/2024-08-05-zement-statt-deponie
• Film über das Förderprogramm ReMin: https://video.tu-clausthal.de/film/1398.html
Im wissenschaftlichen Diskurs und in der forschungsbasierten Lehre sind die Bewältigung der Klimakrise und die Steigerung der Nachhaltigkeit zentrale Themen, die beispielsweise in den Studiengängen Wirtschaftsingenieurwesen, Maschinenbau, Umweltingenieurwesen, Sales Engineering and Product Management, BWL und Wirtschaftswissenschaften behandelt werden. Für die Bewertung und Gestaltung unserer Energie-, Mobilitäts- und Industriesysteme sind entscheidungsorientierte, quantitativ-prädiktive bzw. -präskriptive Methoden (z.B. lineare Programmierung, multikriterielle Entscheidungsunterstützung) erforderlich, wie sie insbesondere das Operations Research (OR) zur Verfügung stellt. Allerdings ist die Vermittlung dieser Methoden an Studierende für die konkrete Anwendung in relevanten Entscheidungsproblemen didaktisch hoch anspruchsvoll. Ziel unseres Projekts ist daher die Entwicklung, Umsetzung und Verbreitung eines digitalen, modell- und anwendungsorientierten Lehr-/Lernangebots im Themenbereich “Operations Research für Nachhaltigkeit”. Dabei werden aktuelle Problemstellungen und Lösungsansätze aus unseren Forschungsprojekten zur Gestaltung nachhaltiger Energie- und Mobilitätssysteme sowie industrieller Wertschöpfungsketten aufbereitet, um diese in das Landesportal ORCA.nrw einzustellen.
Bei einer betrieblichen CO₂e-Bilanzierung werden sämtliche Treibhausgasemissionen eines Unternehmens unter Berücksichtigung definierter Bilanzgrenzen ermittelt und über die Umrechnung in CO₂-Äquivalente (CO₂e) zusammengefasst und bewertet. Darauf aufbauend können zukünftige strategische Maßnahmen zur kosteneffizienten Reduktion der Treibhausgasemissionen abgeleitet werden. Die unvermeidbaren CO₂e-Emissionen können durch Investitionen in hochwertige, ökologisch und sozial sinnvolle Klimaschutzprojekte kompensiert werden. Eine abschließende Zertifizierung garantiert eine hohe Qualität und Transparenz nach standardisierten Regeln. Die Stadtwerke Göttingen als Energieversorgungsunternehmen haben u. a. durch die Erstellung der betrieblichen CO₂e-Bilanz und die Zertifizierung nach dem Stop Climate Change Standard mit der Basisstudie bereits in 2013 erste Schritte zu einem klimaneutral gestellten Unternehmen unternommen. So schafft die Basisstudie über die Jahre 2011 und 2012 die notwenige Transparenz in der Wertschöpfungskette und dient als Ausgangsbasis für die Berichterstattung nach dem deutschen Nachhaltigkeitskodex. Das zeitliche Monitoring der mit der Stadtwerke Göttingen AG verbundenen Treibhausgasemissionen über mehrere Jahre ermöglicht, die Auswirkungen von den in der Basisstudie aufgeführten und umgesetzten Maßnahmen zu erfassen.
Das „Programm für rationelle Energieverwendung, regenerative Energien und Energiesparen“ (progres.nrw) unterstützt die Energieforschungsoffensive in NRW. Am Lehrstuhl für ABWL und Produktionsmanagement wurde ein mathematisches Modell zur Simulation und Optimierung für das Laden von Elektrofahrzeugen entwickelt und kann nun in zwei konkreten Fallstudien in NRW eingesetzt und getestet werden.
Eine steigende Anzahl von Elektrofahrzeugen und das Laden dieser Fahrzeuge wirken sich auf den Gesamtstrombedarf aus. Insbesondere die Platzierung der Ladeinfrastruktur und deren Ladeleistung kann den Zeitpunkt, die Häufigkeit und Standort der Fahrzeugladung und somit den Ort und die Menge der abgerufenen Energie beeinflussen. Daher bildet unser Modell den Zusammenhang zwischen geografischer und leistungsmäßiger Ladeinfrastrukturausgestaltung und Energiesystemkonfiguration ab und liefert damit wertvolle Entscheidungshilfen, insbesondere bei teilweise gegensätzlichen Interessen der Entscheidungsträger.
ie Grohe AG bietet verschiedene Küchenarmaturen zum Aufbereiten von Leitungswasser an. Das Wassersystem GROHE Blue basiert auf einem Wasserfilter, der den Geschmack des Leitungswassers verbessert und je nach Model Kalk reduziert und Mineralien hinzufügt. Zusätzlich kann das gefilterte Wasser mit Kohlensäure versetzt sowie gekühlt werden. Wenn der klassische Armaturhebel betätigt wird, erhält man Leitungswasser wie gewohnt. Über einen beleuchteten LED-Druckknopf aktiviert man den Filter und kann gekühltes oder sprudelndes Wasser aus der Armatur entnehmen. Zwei getrennte innere Wasserwege sorgen dafür, dass sich gefiltertes nicht mit Leitungswasser mischt.
Darüber hinaus bietet das System GROHE Red die Bereitstellung von kochend heißem Wasser direkt aus der Armatur. Beide Produktlösungen werden sowohl für den Gebrauch im privaten Haushalt als auch für den gewerblichen Einsatz angeboten.
Inwiefern diese Arten der Bereitstellung von Trinkwasser im Vergleich zu Mineralwasser oder Heißwasser per Wasserkocher vorteilhaft sind, wird in diesem Forschungsprojekt über das Bewertungsinstrument der Ökobilanz untersucht. Eine Ökobilanz analysiert und bewertet die potenziellen Umweltwirkungen eines Produktes entlang seines gesamten Lebensweges, von der Rohstoffgewinnung über die Nutzungsphase der Produkte bis zu deren Entsorgung.
Das Ziel dieser Studie ist die Bilanzierung aller Treibhausgasemissionen, die mit der Produktion einer Tonne Stahl bei den Hüttenwerken Krupp Mannesmann GmbH (HKM)verbunden sind. Hierzu wird die Methode zur Erstellung einer produktbezogenen Ökobilanz nach ISO 14067 angewandt. Mit der Ökobilanzsoftware Umberto LCA+ werden zur Bilanzierung der Treibhausgase alle Energie und Stoffströme virtuell abgebildet. Bei der Ermittlung aller produktbezogenen Emissionen wird zwischen direkten und indirekten Emissionen unterschieden. Direkte Emissionen sind die Treibhausgase, die innerhalb der Systemgrenze (auf dem Werksgelände der HKM) emittiert werden. Indirekte Emissionen sind alle Treibhausgase, die entlang der gesamten Wertschöpfungskette anfallen. Zu den indirekten Emissionen werden die Emissionen des Abbaus und Transport der Kokskohlegezählt. Bei der Bilanzierung der direkten Emissionen wurden die Anlagen des integrierten Hüttenwerks (Kokerei, Sinteranlage, Hochofen und Stahlwerk) in einem separaten Bilanzraum modelliert. Dies ist erforderlich, da zwischen den genannten Anlagen komplexe Austauschprozesse stattfinden. Beispielsweise werden für ein effizientes Energiemanagement die Koksofen- und Hochofengase zur Bereitstellung von elektrischer und thermischer Energie eingesetzt. Die Abbildung der Austauschprozesse im virtuellen Modell ermöglicht eine eindeutige Zuordnung der Produktionsemissionen zu den verschiedenen Anlagen.
Nach der erfolgreichen Zertifizierung des Basisjahres wurde eine ausführliche Bewertung verschiedener Emissionsminderungsszenarien durchgeführt. Hierbei wurden insbesondere erforderliche Annahmen und Unsicherheiten der Szenarien transparent dargestellt sowie die Emissionsminderungspotenziale quantitativ bestimmt.
Das Forschungsprojekt „SALAM 2: Grenzüberschreitende Integrierte Wasserressourcen-Management (IWRM)-Strategien zur Lösung des Wasserdefizit-Problems im Nahen Osten" dient der Entwicklung integrierter Planungsinstrumente für eine nachhaltige Nutzung und die Anpassung nachhaltiger Wassertechnologien an verschiedene klimatische, ökonomische und soziale Verhältnisse.
Durch das Vorhaben sollen mittelfristig die enormen Wasserdefizite gedeckt und damit ein Beitrag zur sozialen und wirtschaftlichen Entwicklung der Region „Naher Osten“ geleistet werden. Die Einbindung lokaler Akteure soll sicherstellen, dass spezifische Belange der Region berücksichtigt werden und eine Umsetzung in die tägliche Praxis erfolgen kann.
Die Professur für ABWL und Produktionsmanagement übernimmt in diesem Forschungsprojekt die techno-ökonomische Bewertung und multikriterielle Entscheidungsunterstützung für die Auswahl aus einer Vielzahl technischer Alternativen. Bei der Bewertung verschiedener Kombinationen der Wasseraufbereitungs- und Wassertransferoptionen sind zahlreiche Aspekte wie die Energieeffizienz, die Wirtschaftlichkeit, die Auswirkungen auf Abwasserbewirtschaftung sowie der Grundwasserschutz zu berücksichtigen. Für die simultane Betrachtung mehrerer Kriterien, die in unterschiedlichen Maßeinheiten ausgedrückt werden und teilweise zueinander im Zielkonflikt stehen, bieten sich Methoden der Mehrzielentscheidungsunterstützung an. Aufgrund des langen Planungshorizontes von mehr als 20 Jahren sind zudem dynamische Veränderungen sowohl der Technikentwicklung als auch der Nachfrage zu berücksichtigen. Bei der techno-ökonomischen Bewertung sollen die Szenariotechnik eingesetzt und mit anderen Methoden verbunden werden, sowie methodische Ansätze zum Umgang mit Unsicherheiten problemadäquat weiterentwickelt werden.
Das Forschungsprojekt "NEDS - Nachhaltige Energieversorgung" Niedersachsen hat das Ziel nachhaltige und technisch umsetzbare Transitionspfade zu einer auf erneuerbaren Energien basierenden Stromversorgung für Niedersachsen zu entwickeln. Nachhaltigkeitskriterien sowie Parameter von Zielzuständen für das Jahr 2050 werden zu Projektbeginn mit einem breiten Spektrum an Stakeholdern aus Politik, Wirtschaft, Verbänden der Bereiche Umwelt und Soziales sowie Verbrauchern im Rahmen eines öffentlichen Symposiums kommuniziert und analysiert. Aus diesem Symposium heraus sollen Nachhaltigkeitskriterien mit zugehörigen Gewichtungen definiert werden und mögliche Parameter von nachhaltigen Zielszenarien für das Jahr 2050 definiert werden.
Im Rahmen des Projekts ist ein Energieversorgungssystem dann nachhaltig, wenn die im Projekt identifizierten Nachhaltigkeitskriterien sowohl den Bedürfnissen der heutigen Bevölkerung als auch jenen zukünftiger Generationen bis über das Jahr 2050 hinaus bestmöglich gerecht wird. Dies berücksichtigt den Zustand der niedersächsischen Natur, die Nutzung der natürlichen Ressourcen sowie sozioökonomische Auswirkungen und gesellschaftliche Akzeptanz von möglichen Ausprägungen eines verlässlichen, technisch realisierbaren Stromversorgungssystems.
Bei der Erstellung von Transitionspfaden in einen nachhaltigen Zielzustand sollen technische, soziale, ökologische und ökonomische Parameter mit Hilfe entsprechender Modelle im Rahmen eines multikriteriellen Szenarienvergleichs untersucht werden. Darüber hinaus legt das Projekt einen breiten Fokus in die Identifikation und Analyse der Kopplungen und Wechselwirkungen der Teilmodelle aus den vier Parameterbereichen. Dies ermöglicht ein interdisziplinäres Projektkonsortium, sowie eine Öffnung des Projekts in Hinblick auf gesellschaftlich relevante Gruppen und geht weit über bisherige technisch-ökonomisch bewertete Untersuchungen von Zielszenarien hinaus.
Mit Abschluss des Projekts soll mindestens ein unter den ermittelten Kriterien nachhaltiger Transitionspfad zu einem möglichen nachhaltigen, strombasierten Energieversorgungssystem für das Jahr 2050 in Niedersachsen identifiziert werden.
Die Vermeidung von Kohlenstoffdioxid-Emissionen (CO2) zur Abschwächung des zu erwartenden Klimawandels erfordert Anstrengungen in allen Bereichen der Wirtschaft, so auch im Betrieb von Häfen und Hafenterminals. Sowohl regulatorische Vorschriften als auch Anforderungen anderer Stakehoder führen zu einer kontinuierlich steigenden Nachfrage nach Konzepten zur nachhaltigen Gestaltung des Hafenbetriebs.
Im Rahmen des Vorhabens SustEnergyPort (Simulationsbasierte Bewertung von Maßnahmen zur Steigerung der Energienachhaltigkeit im Hafenbetrieb) soll ein strukturiertes, modellbasiertes Verfahren entwickelt und inhaltlich ausgestaltet werden, durch das Hafenbetriebe geeignete Maßnahmen zur Verbesserung ihrer Energieeffizienz und Nutzung Erneuerbarer Energien identifizieren können. Somit sollen die Projektergebnisse Hafenbetrieben dabei helfen, sowohl ihre Umweltverträglichkeit als auch ihre Profitabilität zu verbessern. Folglich leistet das Projekt damit einen zentralen Beitrag für den Erhalt der hohen Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Häfen bei kontinuierlicher Verringerung der CO2-Belastung.
In der ersten Projektphase wird ein Katalog von potenziell einsetzbaren Maßnahmen für diverse Hafenterminal-Typen zusammengestellt und vorbewertet. Zu diesen Maßnahmen gehören solche aus dem Bereich der Betriebsplanung (Operations), des Einsatzes von Ressourcen und Ausrüstung (Resources) und dem Verhalten der Terminal-Mitarbeiter (Behavior).Eine Auswahl vielversprechender Maßnahmen zur Vermeidung von CO2-Emissionen wird anschließend im Rahmen einer Fallstudie im Hamburger Hafen sowohl in einem Softwaretool simuliert und sowohl in Bezug auf ihrem Energieverbrauch als auch ökobilanziell bewertet. In diesem Zusammenhang wird auch die Vermarktung von Flexibilitäts-Potenzialen beim Stromverbrauch an den Energiemärkten untersucht. Die gemeinsame ökonomische und ökologische Bewertung der Maßnahmen wird mit Hilfe der multikriteriellen Entscheidungsunterstützung vorgenommen. Auf dieser Grundlage soll eine Roadmap zur Erreichung eines profitablen und umweltverträglichen Terminalbetriebes konzipiert werden.
Die Professur für Produktion und Logistik führt das Projekt 'SustEnergyPort' gemeinsam mit der Hamburger Hafen- und Transportberatungsgesellschaft HPC Hamburg Port Consulting GmbH durch. Als assoziierte Projektpartner stehen sowohl Experten des drittgrößten europäischen Terminalbetreibers - der Hamburger Hafen und Logistik AG - als auch des Energiehändlers Vattenfall Energy Trading GmbH beratend zur Seite.
Ziel des Projektvorhabens ist der wissenschaftliche Austausch zwischen dem Department of Systems
Engineering and Engineering Management der City University of Hong Kong und dem Professur Lehrstuhl für ABWL und Produktionsmanagement. Gegenstand der gemeinsamen wissenschaftlichen Arbeit ist die Entwicklung einer Methode für das multikriterielle Risikomanagement am Beispiel des Schienenverkehrsbetriebs. Ziel des Risikomanagements ist zum einen die Vermeidung gravierender Risiken und zum anderen die Minimierung eventuell auftretender Schäden. Der Risikomanagementprozess umfasst die Risikoanalyse, Risikobewältigung und Risikoüberwachung. Derzeit werden vorwiegend qualitative Methoden im Risikomanagement eingesetzt und wissenschaftlich diskutiert. Diese Methoden stoßen allerdings an ihre Grenzen, wenn aussagekräftige statistische Daten fehlen oder nicht‐probabilistische Unsicherheiten und Ungewissheiten zu berücksichtigen sind. Daher sollen in diesem Projektvorhaben Ansätze des „evidential reasoning/belief‐rule based reasoning“ in die Methoden des Risikomanagements integriert werden, die eine simultane Berücksichtigung von quantitativen, qualitativen, unsicheren und unvollständigen Informationen ermöglichen. Dieser Modellansatz soll am Beispiel des Bahnbetreibers entwickelt und erläutert
werden.
Das übergeordnete Ziel des Graduiertenkollegs ist die Entwicklung und Anwendung von Methoden zur Verbesserung der Ressourceneffizienz in Unternehmensnetzwerken. Im Mittelpunkt steht der effiziente Einsatz erneuerbarer Rohstoffe in Kuppelproduktionsprozessen, bei denen mehrere Erzeugnisse gleichzeitig entstehen. Angestrebt wird eine Kaskadennutzung, d.h. die Hintereinanderschaltung von mehrfacher stofflicher Nutzung vor der energetischen Verwertung desselben Rohstoffs. Das Anstreben der Effizienzziele ist ein Beitrag zum Nachhaltigkeitsmanagement und verändert das Vorgehen in allen Teilbereichen des Netzwerks - betrieblich und überbetrieblich, auf operativer, taktischer und strategischer Ebene, in Bezug auf Systeme und Prozesse, für Rohstofflieferanten, Hersteller, Handel sowie Abnehmer. Als konkreter Ausgangspunkt der gemeinsamen Forschung werden lignocellulosische Stoffe gewählt, die aus dem Blickwinkel der Betriebswirtschaftslehre ein Rohstoff sowohl für die Fertigungs- als auch für die Prozessindustrie sind. Um wirtschaftliche Anreize zur Verbesserung der Ressourceneffizienz durch eine Kaskadennutzung zu identifizieren, eignen sich Modelle und Methoden des Operations Research (der mathematischen Unternehmensplanung) zur Entscheidungsunterstützung. Der gemeinsame Zugang zum Forschungsthema Ressourceneffizienz der 28 beteiligten Doktoranden aus den Fakultäten Agrarwissenschaften, Forstwissenschaften, Mathematik und Wirtschaftswissenschaften ermöglicht ein Verständnis der aktuellen Fragestellung aus vielen Blickwinkeln.
Ziel des EU-Projekts BIOTEAM ist es, öffentlichen und privaten Interessengruppen einen besseren Einblick in die Funktionsweise des Bioenergiemarktes zu vermitteln und zu untersuchen, wie private Unternehmensentscheidungen und politische Instrumente der EU und der Mitgliedstaaten (z.B. NAPs, fiskalische Instrumente, Einspeiseregelungen, Landnutzungs-/Waldmanagementmaßnahmen usw.) die Wettbewerbsfähigkeit und Nachhaltigkeit des Bioenergie-Wertschöpfungsketten hinsichtlich Umwelt, Wirtschaft und Soziales beeinflussen. Im Projekt BIOTEAM wird untersucht, wie öffentliche und private Akteure in sechs EU-Ländern (Finnland, Deutschland, Italien, den Niederlanden, Lettland und Polen) ihre Entscheidungen (z.B. bioenergiepolitische Anreize, Wahl der Biomasse-Rohstoffe, Investitionsgröße von Bioenergie-Produktionsanlagen) treffen.
Ziel des Forschungsprojekts im Auftrag von E.ON Avacon und in Zusammenarbeit mit dem Energieforschungszentrum Niedersachsen (efzn) ist die Analyse der zukünftigen Entwicklungen, die durch die Integration dezentraler Energieerzeugung und zusätzlicher Lasten, wie z.B. der Elektromobilität in elektrische Verteilnetze, entstehen. In 32 Haushalten in zwei Ortsnetzen in der Nähe von Bremen wurden die Auswirkungen der Nutzung von Elektroautos, Photovoltaik-Anlagen auf dem eigenen Dach, Batteriespeichern im Keller, moderner Klimatechnologie und Smart Metering interdisziplinär erforscht. Im Rahmen einer Querschnittsforschung sollen zum einen juristische und gesellschaftspolitische Fragestellungen untersucht werden. Zum anderen stellt auch die Akzeptanzforschung ein wesentliches Arbeitspaket dar. Die Arbeiten der Professur für Produktion und Logistik befassen sich u.a. mit der Entwicklung von Geschäftsmodellen für innovative Systemdienstleistungen.
Das Ziel des Projektes war die Erstellung einer betrieblichen Treibhausgasbilanz (Corporate Carbon Footprint) für das Geschäftsjahr 2014/15 des Transportdienstleisters General Logistics Systems (GLS) Group sowie für die einzelnen Länder, in denen GLS tätig ist. Darüber hinaus wurden die CO2e-Emissionen pro Paket für den Think Green Service der GLS Germany berechnet. Mit Hilfe von Öko- oder Treibhausgasbilanzen lassen sich Potenziale zur ökologischen Verbesserung und zum effizienteren Ressourceneinsatz identifizieren. Dabei wird durch die Analyse des betrieblichen CO2e-Fußabdrucks die notwendige Transparenz in der Wertschöpfungskette geschaffen, um besonders emissionsreiche Aktivitäten zu identifizieren und so eine Optimierung der Prozessketten zu ermöglichen. Zusätzlich dienen sie als Entscheidungsunterstützung z. B. bei der strategischen Planung, Prioritätensetzung, Produkt- oder Prozessentwicklung.
IT-for-Green hat das Ziel, mit geeignete betriebliche Umweltinformationssysteme (BUIS) zu entwickeln, die nicht nur die Forderung nach gesetzeskonformem Umwelthandeln unterstützen, sondern darüber hinaus auch einen deutlich strategischeren Charakter aufweisen und Entscheidungsträgern in Unternehmen unmittelbare Handlungsunterstützung anbieten. Praxispartner sind die Unternehmen CEWE Stiftung & Co. KGaA, Hellmann Worldwide Logistics GmbH & Co. KG, erecon AG, Nordwest-Informationssysteme GmbH & Co. KG und die Gemeinde Spiekeroog. Die Aufgaben der Professur für Produktion und Logistik umfassen vor allem die Themen Green Logistics und nachhaltige Produktentwicklung, insbesondere die automatisierte Ermittlung von CO2-Emissionswerten entlang der Supply Chain.
Mathematische Programmierung wird oft als Optimierung ohne Anwendungen betrachtet. Ziel von OptALI ist es, die Forschungsaktivitäten zur Optimierung durch die Lösung realer Probleme zu motivieren und Optimierungsmodelle und -techniken in der Praxis umzusetzen. In diesem EU-Projekt bekamen 35 Nachwuchswissenschaftler die Möglichkeit, im Ausland und in enger Zusammenarbeit mit anderen Forschern mehrere Monate lang an der angewandten Optimierung zu arbeiten. Gemeinsam wurden neue Ergebnisse zu robuster Optimierung, Transport, Gesundheitsversorgung, Evakuierung und Planung erzielt, die sich in zahlreichen Vorträgen und Konferenzvorträgen widerspiegeln. In fast 60 Vorträgen in Workshops und auf Konferenzen wurde das grundlegende Wissen in den Bereichen Integer-Programmierung, multikriterielle Optimierung und Robustheit vermittelt.
In diesem interdisziplinären Forschungsverbund werden Chancen und Risiken der Bioenergie im Kontext einer nachhaltigen Entwicklung untersucht. Die Professur für Produktion und Logistik hat dabei zwei Teilprojekte übernommen: Entwicklung und Auswertung von Bewertungskriterien für verschiedene Konzepte der energetischen Biomassenutzung aus ökologischer, ökonomischer, sozialer und technischer Sicht. Ziel dieses Teilprojektes ist die Bewertung der Auswirkungen verschiedener Ansätze der energetischen Biomassenutzung aus der Sicht der Ökologie, der Ökonomie, der Technik und der Sozialwissenschaften im Licht der nachhaltigen Entwicklung, um Entscheidungshilfen bei der Auswahl der Art der Biomassenutzung zu leisten. Die zu vergleichenden Biomassekonzepte beziehen sich auf die Fläche eines konkreten potenziellen Bioenergiedorfs bzw. auf eine Region in einem Landkreis in Niedersachsen. Modellierung und Optimierung des Produktions- und Distributionssystems für Bioenergiedörfer Für Bioenergiedörfer wurden bislang mehr oder weniger effiziente und wirtschaftlich vorteilhafte Lösungen für die Auslegung der einzelnen Anlagenkomponenten zur Stromproduktion (z.B. Biogasanlage, Blockheizkraftwerk) sowie die Wärmebereit-stellung und ‐verteilung (z.B. Holzhackschnitzelheizwerk, Nahwärmenetz) gefunden. Ziel dieses Teilprojektes ist die Entwicklung eines optimierenden Produktions‐ und Distributionsmodells, das basierend auf ortsspezifischen Eingangsdaten eine nach wirtschaftlichen Kriterien beste Anlagenkonstellation und ‐auslegung sowie den optimalen Umfang des Biomasseeinsatzes ermittelt.
Ziel der Studie im Auftrag der GROHE AG (Düsseldorf) ist die Erstellung eines Product Carbon Footprint, der Aussagen über die Treibhausgasemissionen ermöglicht, die in festgelegten Nutzungsszenarien beim Konsum eines Liters Trinkwasser aus der Grohe Blue Armatur entstehen. Das System GROHE BLUE® kitchen tap wandelt gewöhnliches Leitungswasser in kohlensäurehaltiges Trinkwasser um, indem das Wasser gefiltert, gekühlt und mit Kohlensäure versetzt wird. Um die Werte verschiedener Treibhausgase in einem Ergebniswert zu aggregieren, werden alle Treibhausgase in CO2-Äquivalente (CO2-Eq) umgerechnet. Gemäß der ISO 14067 und den PAS 2050:2011 Standards müssen alle voran- und nachgelagerten Prozesse, die die Bereitstellung von Mineralwasser betreffen, berücksichtigt werden. Die Datenbasis für die Wirkfaktoren ist IPCC Bericht. Die CO2-Produktbilanz für GROHE BLUE® Trinkwasser wurde mit der Umberto NXT LCA Software auf ecoinvent-Datenbasis durchgeführt.
REACH ist die Verordnung der Europäischen Gemeinschaft über Chemikalien und ihre sichere Verwendung (EG 1907/2006) zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe. Das Hauptziel dieses Projekts ist es, Daten über die Vermeidungskosten von chemischen Emissionen auf der Grundlage von ausgewählten Substanzen zu sammeln und zu analysieren. Im Mittelpunkt stehen die Kosten für den Einsatz alternativer Stoffe und Techniken (Verfahren und Produkte) anhand der Kostenrichtlinien der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) in Helsinki.
Ziel eines EU Twinning-Projekts ist es, neue EU-Mitgliedstaaten und EU-Kandidatenländer bei der Übernahme des gemeinschaftlichen EU-Rechts und dem Aufbau der dazu notwendigen Verwaltungskapazitäten zu unterstützen. Prof. Geldermann war als Expertin nach Ankara eingeladen, um über die Kontrolle von industriellen VOC-Emissionen in Deutschland und der EU zu berichten.
Biogas kann für die Strom‐, Wärme‐ und Treibstofferzeugung ebenso genutzt werden wie durch die weitere Aufbereitung zu Erdgasqualität und Einspeisung in das Erdgasnetz. Wirtschaftliche Anreize für die Biogasnutzung bietet das EEG. Inwiefern der Ausbau der Biogasanlagen und die Biogasnutzung die Erwartungen bezüglich der ökologischen Vorteile (z.B. positive Treibhausgasbilanz) erfüllen, kann über das Bewertungsinstrument der Ökobilanz untersucht werden. Ziel dieses Projektes ist die Durchführung von Ökobilanzstudien für fünf Biogasanlagen unter Berücksichtigung der besonderen Verhältnisse in typischen niedersächsischen Regionen, nämlich in den Ackerbauregionen Südniedersachsen und Lüneburger Heide, in einer Veredelungsregion, in einer Milchviehregion sowie in einer Mischregion.
In diesem interdisziplinären Forschungsverbund werden Chancen und Risiken der Bioenergie im Kontext einer nachhaltigen Entwicklung untersucht. Die Professur für Produktion und Logistik hat dabei zwei Teilprojekte übernommen: Entwicklung und Auswertung von Bewertungskriterien für verschiedene Konzepte der energetischen Biomassenutzung aus ökologischer, ökonomischer, sozialer und technischer Sicht. Ziel dieses Teilprojektes ist die Bewertung der Auswirkungen verschiedener Ansätze der energetischen Biomassenutzung aus der Sicht der Ökologie, der Ökonomie, der Technik und der Sozialwissenschaften im Licht der nachhaltigen Entwicklung, um Entscheidungshilfen bei der Auswahl der Art der Biomassenutzung zu leisten. Die zu vergleichenden Biomassekonzepte beziehen sich auf die Fläche eines konkreten potenziellen Bioenergiedorfs bzw. auf eine Region in einem Landkreis in Niedersachsen. Modellierung und Optimierung des Produktions- und Distributionssystems für Bioenergiedörfer Für Bioenergiedörfer wurden bislang mehr oder weniger effiziente und wirtschaftlich vorteilhafte Lösungen für die Auslegung der einzelnen Anlagenkomponenten zur Stromproduktion (z.B. Biogasanlage, Blockheizkraftwerk) sowie die Wärmebereit-stellung und ‐verteilung (z.B. Holzhackschnitzelheizwerk, Nahwärmenetz) gefunden. Ziel dieses Teilprojektes ist die Entwicklung eines optimierenden Produktions‐ und Distributionsmodells, das basierend auf ortsspezifischen Eingangsdaten eine nach wirtschaftlichen Kriterien beste Anlagenkonstellation und ‐auslegung sowie den optimalen Umfang des Biomasseeinsatzes ermittelt.
Im Promotionsstudiengang „Biodiversität und Gesellschaft – Gesellschaftliche Dimensionen von Schutz und Nutzung biologischer Vielfalt“, der von der Göttinger Graduiertenschule für Gesellschaftswissenschaften (GGG) organisiert wird, forschen gut zwanzig Doktoranden aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen (u.a. Pädagogik, Soziologie, Rechtswissenschaften, Wirtschaftswissenschaften, Philosophie oder Politikwissenschaften. In den Wirtschaftswissenschaften werden u.a. Indikatoren zur Abschätzung der potenziellen Auswirkungen des Transports auf die Biodiversität untersucht. Ziel ist die Analyse der Ursache‐Wirkungs‐Zusammenhänge zwischen betrieblichem Handeln und Auswirkungen auf die örtliche und globale Umwelt zu untersuchen.
Chemikalienleasing ist ein innovatives Geschäftsmodell, bei dem die klassische mengenbezogene Bezahlung (€/t) von Chemikalien durch eine nutzenorientierte Bezahlung (z.B. €/m² gereinigte Fläche) ersetzt wird. Dadurch ändert sich der Chemikalienverbrauch für den Chemikalienhersteller von einem Erlös‐ zu einem Kostenfaktor. Somit entsteht auch ein wirtschaftliches Interesse des Chemikalienherstellers, den Verbrauch von chemischen Produkten beim Anwender durch Prozessoptimierung zu verringern. In der Konsequenz kommt es zu einer intensivierten Zusammenarbeit zwischen Chemikalienhersteller und –anwender. Diese führt zu wirtschaftlichen Vorteilen für beide Partner und insbesondere – über den verringerten Chemikalienverbrauch – zu Ressourcenschonung, Verringerung von Umweltbelastungen, Energieeinsparung und Vermeidung/Verringerung von Risiken aus der Chemikalienanwendung. Im Forschungsvorhaben des Umweltbundesamtes wurden auf der Basis von acht initiierten und begleiteten Pilotprojekten Qualitätskriterien entwickelt, die helfen sollen, ein hohes Niveau des Geschäftsmodells im Hinblick auf Umwelt‐ und Gesundheitsgesichtspunkte zu gewährleisten.
Die verstärkte Konkurrenz aus anderen Ländern erfordert eine stärkere Differenzierung der Produkte des deutschen Maschinen- und Anlagenbaus. Hoher Kostendruck, sinkende Margen und erweiterte Produktverantwortung haben Auswirkungen auf die gesamte Nutzungsdauer von komplexen Produkten, Maschinen und Anlagen. Umso wichtiger wird die Berücksichtigung der aus der Investition resultierenden Kosten während des gesamten Lebenszyklus bei der Beschaffungsentscheidung. Für die langfristige Vorteilhaftigkeit von Investitionsgütern sind bekanntlich neben den Beschaffungskosten vor allem Kosten für Wartung, Reparatur und ungeplante Anlagenstillstände entscheidend. Um diese Kostengrößen systematisch in Investitionsentscheidungen berücksichtigen zu können, wurde das Lebenszykluskosten-Konzept (engl. Life Cycle Costing, LCC) entwickelt. In einer vergleichenden Lebenszykluskostenrechnung sollen alle auf dem gesamten Lebensweg vom Erwerb bis zur Entsorgung anfallenden Kosten berücksichtigt werden. Um die Besonderheiten bei der Ausgestaltung dieser Konzepte aus Sicht eines Maschinenherstellers herauszuarbeiten, werden zunächst verschiedene Lebenszykluskosten-Verträge vorgestellt. Besonderes Augenmerk wird auf Anreizsysteme und Prüfmechanismen gelegt, die eine faire Verteilung der mit dem Konzept einhergehenden Aufwände und Erträge erlauben. Anschließend werden Möglichkeiten und Probleme am Beispiel von LCC-Verträgen für Werkzeugmaschinen, die in der Automobilfertigung eingesetzt werden, aufgezeigt und erläutert.
Die Niedersächsische Landesregierung hatte im Jahr 2008 als erstes Bundesland eine Regierungskommission Klimaschutz eingesetzt. Ihre Aufgabe ist die Unterstützung der Landesregierung bei der Entwicklung eines Klimaschutzkonzepts für Niedersachsen zu unterstützen. Vor diesem Hintergrund wurde das Energie-Forschungszentrum Niedersachsen (EFZN) beauftragt, Handlungsoptionen für das Bundesland Niedersachsen zu identifizieren. Ausgangsbasis war die Studie "Kosten und Potentiale der Vermeidung von Treibhausgasemissionen in Deutschland", die von McKinsey im Auftrag von "BDI initiativ - Wirtschaft für Klimaschutz" im Jahr 2007 erstellt wurde. Die EFZN-Studie basiert auf bekannten Daten und Maßnahmen zur Vermeidung von Treibhausgasemissionen im Hinblick auf die Potenziale Niedersachsens und fasst den CO2-Ausstoß und den Energieverbrauch im Bereich Erneuerbare Energien und Kraft-Wärme-Kopplung, Gebäude, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen, Transport und Landwirtschaft zusammen. Daraus ergeben sich erste Hinweise für kostengünstige Anknüpfungspunkte eines landesweiten Klimaschutzprogrammes.
Ziel des Projekts war die Sondierung und Identifikation relevanter Themen zum wissenschaftlichen Weiterbildungsbedarf der südniedersächsischen Wirtschaft und Entwicklung von ausgewählten Angeboten. Die Professur für Produktion und Logistik hat ihre Expertise in der Logistikbranche beigesteuert.
Das integrierte Projekt EURANOS entwickelt durch die Zusammenarbeit von fünfzig Notfallorganisationen, Stakeholdergruppen und kompetenten Forschungseinrichtungen vieler europäischer Länder einen umfassend interaktiven Ansatz für die Initiierung und Förderung praktischer Verbesserungen von Notfallmanagement- und Rehabilitationsstrategien in Europa. Das Projekt hat folgende Ziele: (A) Schaffung besserer Kommunikationsverbindungen zwischen den Verantwortlichen für das nukleare und radiologische Notfallmanagement in den europäischen Ländern mit dem Ziel schneller Benachrichtigungen, Informationsaustausch und Interaktion über direktere Kanäle; (B) eine bessere Kohärenz und Transparenz der Entscheidungsprozesse über lokale, nationale und grenzüberschreitende Maßnahmen als Beitrag zur Verbesserung des Verständnisses und der Akzeptanz von Maßnahmen außerhalb des Standorts in der Öffentlichkeit; (C) Unterstützung von Entscheidungen über wirksame und rechtzeitige Sofortmaßnahmen und Gegenmaßnahmen im Falle nuklearer oder radiologischer Notfälle durch Zugang zu zuverlässigen, kohärenten und umfassenden Informationen und auf diese Weise Abschwächung der radiologischen und wirtschaftlichen Folgen; (D) Entwicklung eines einheitlichen Gesamtkonzeptes für die langfristige Wiederherstellung der Lebensbedingungen in kontaminierten Gebieten durch Umsetzung integrierter und dezentraler Ansätze unter Einbeziehung der wichtigsten Interessengruppen und der Öffentlichkeit. Das Forschungsteam um Jutta Geldermann brachte seine Expertise in der multikriteriellen Entscheidungsunterstützung ein.
In diesem Forschungsprojekt wird eine Methode zum integrierten Prozessdesign für die betriebsübergreifende Anlagenplanung in dynamischen Stoffstromnetzen entwickelt und auf Fallbeispiele in Chile und China angewendet. Dazu werden bestehende Ansätze des Wirtschaftsingenieurwesens (insbesondere des Operations Research) und der Verfahrenstechnik (Energieeinsatzoptimierung und Anlagendesign) weiterentwickelt. Zuerst wird die dynamische Technikanpassung mit Hilfe von BVT (besten verfügbaren Techniken) und anschließend die dynamische Kapazitätsplanung untersucht. Darauf aufbauend wird die Pinch-Analyse und ihre Weiterentwicklungen zum integrierten Prozessdesign analysiert und für die Optimierung von überbetrieblichen Stoffstromnetzen angepasst. Indem bei der Prozessoptimierung simultan Energie-, Wasser- und Lösemitteleinsatz als Zielgrößen betrachtet werden, entsteht ein multikriterielles Prozessdesignproblem. Zu erwartende Überschneidungen der identifizierten Lösungen werden mit Hilfe des Operations Research in eine Rangfolge gebracht.
Ziel des Projekts war die Unterstützung des Entscheidungsprozesses für ein Entwicklungskonzept zur Implementierung innovativer Lackiertechnologien bei einem Automobilhersteller. Dabei brachte das Karlsruher Forschungsteam sein Wissen zur aktuellen Forschung im Bereich der Mehrzielentscheidungsunterstützung, seine Erfahrung in der Leitung von moderierten Workshops und seine technische Kompetenz, speziell im Bereich der Lackapplikation und der BVT Identifikation, in das Projekt ein.
Mit der Umsetzung der Richtlinie über Lösungsmittelemissionen (Richtlinie 1999/13/EG), die darauf abzielt, die direkten und indirekten Auswirkungen der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) in die Umwelt zu verringern, besteht Handlungsbedarf für mehrere Industriezweige. Insbesondere müssen zahlreiche Unternehmen Umweltmanagementplane einführen, sogenannte Solvent Management Plans. In diesem EU-Projekt wurden in den beteiligten Ländern kleine und mittlere Unternehmen (KMU) für Pilotstudien ausgewählt. Die erzielten Ergebnisse und gewonnenen Erkenntnisse können auf andere Unternehmen desselben Industriesektors übertragen werden. Dazu wurden Produktionsprozesse in folgenden Branchen untersucht: Beschichtung verschiedener Arten von Oberflächen, Oberflächenentfettung, Schuhproduktion, Autoreparaturarbeiten, chemische Reinigung und Herstellung von Beschichtungsprodukten.
Edukalibre ist ein Projekt zur Verbreitung der Informations- und Kommunikationstechnologie im Bildungsbereich. Sein Hauptziel ist es, neue Wege zur Erstellung von Lehrmaterialien zu erforschen, die auf den Praktiken und Verfahren der offenen (Free, Open Source) Software Development Community basieren. Einige der wichtigsten Aspekte, die untersucht werden, sind die kollaborative Entwicklung, die Interaktion mit den Anwendern und der Einsatz von Versionskontrollsystemen für die Dokumentation im Kontext der Bildungseinrichtungen. Am Ende werden die Instrumente und Verfahren für die Erstellung von Lehrmaterialien vorgeschlagen. Edukalibre ist ein internationales Projekt mit Partnern von Universitäten und Bildungseinrichtungen aus Spanien, Portugal, Deutschland, Großbritannien, der Schweiz und der Tschechischen Republik. Das Forschungsteam um Jutta Geldermann brachte sein Wissen in der universitären Lehre für Produktionsmanagement ein und entwickelte Prototypen in einer frühen Moodle-Version, einem objektorientierten Kursmanagementsystem und Lernplattform.
Eine schlüssige Analyse und Bewertung komplexer Entscheidungsprobleme erfordert notwendigerweise die Abwägung mehrerer Quellen der Unsicherheit, stark widersprüchlicher Ziele, zeitveränderlicher und vielschichtiger Präferenzen und die Integration von Meinungen und Wünschen unterschiedlicher Interessengruppen. Unser Hauptziel ist es, Bayes'sche Methoden und Berechnungswerkzeuge für die rationale, integrative und analytische Unterstüzung solcher Entscheidungen zu entwickeln. Ihre Entwicklung, so glauben wir, wird viel dazu beitragen, geeignete Mechanismen der E-Demokratie zu ermöglichen.
Wir greifen auf moderne Methoden der Entscheidungsanalyse und Gruppenentscheidungsunterstützung zurück, die im WWW eingesetzt werden, um die Öffentlichkeit in alle sie betreffenden Entscheidungen einzubeziehen. Dies geht weiter als elektronische Volksabstimmungen. Unsere Vision ist die Mitwirkung von Stakeholdern bei der Gestaltung von Optionen, dem Austausch von Perspektiven, der Diskussion und Bewertung von Vor- und Nachteilen, der Bewältigung von Unsicherheiten und der Entwicklung zu einem ausgewogenen Abschluss.
Die Bewertung von Produktionsverfahren und Investitionen nach ökologischen, technischen und wirtschaftlichen Kriterien erfordert eine kohärente Bewertung. Insbesondere in vielen umweltrelevanten Entscheidungsprozessen besteht die Notwendigkeit, viele komplexe, interagierende Themen anzugehen: höchst widersprüchliche Kriterien; mehrere Quellen der Unsicherheit; viele Interessengruppen mit einer Vielzahl komplexer, sich zeitlich entwickelnder und vielschichtiger Präferenzen und Überzeugungen; Schwierigkeiten bei der Kommunikation zwischen den Entscheidungsträgern, Interessengruppen, Experten und anderen interessierten Parteien.
In diesem Projekt diskutieren wir formale Methoden zur multikriteriellen Entscheidungsunterstützung, interaktive grafische Präsentations- und Erklärungssysteme auf Basis künstlicher Intelligenz sowie den allgegenwärtigen Zugang zum Internet, die heute Möglichkeiten bieten, die Entscheidungstheorie für eine integrierte Technikbewertung zu nutzen und konstruktive Diskussionen und Debatten zwischen den vielen Parteien des Entscheidungsprozesses zu fördern.
Die Arbeitsgruppe von Dr. Jutta Geldermann koordiniert dieses thematische Netzwerk der EU mit 14 Projektpartnern. Ziel von ISACOAT ist der Erfahrungsaustausch zwischen Forschungseinrichtungen, Lackherstellern und lackverarbeitender Industrie im Hinblick auf mögliche Perspektiven und zukünftige Szenarien für den Industriebereich Metalllackierung. Mit der Umsetzung der EU-Lösemittelrichtlinie müssen bei zahlreichen industriellen Lackieranwendungen die Lösemittelemissionen reduziert werden. Der Einsatz alternativer Lackprodukte erfordert jedoch die Umstellung der kompletten Anlagen- und Prozesstechnik - die gesamte Organisation und Struktur der Branche wird sich verändern. Daher werden im EU-Projekt ISACOAT konkrete Beispiele aus den Bereichen Fahrzeugserienlackierung, Autoreparaturlackierung, Land- und andere Maschinen, Kleinteile (Lohnlackierung) und Konstruktion/Bau untersucht, u.a. mit Hilfe von Ökobilanzen. In einer integrierten Szenarioanalyse werden vier denkbare Entwicklungsmöglichkeiten für die Branche konzipiert und analysiert. Da die verschiedenen Akteure der Branche einbezogen werden, beschränken sich die Aussagen dabei nicht auf einzelne Unternehmen, sondern berücksichtigen die Wertschöpfungskette und den gesamten Lebenszyklus der Produkte. Die Ergebnisse werden Politik und Wirtschaft zur Verfügung gestellt, um sie bei Entscheidungen über (umwelt- )politische Maßnahmen, Investitionen oder die Initiierung von Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zu unterstützen.
EVATECH (Information Requirements and Countermeasure Evaluation Techniques in Nuclear Emergency Management), war ein Forschungsprojekt im Fünften Rahmenprogramm der EU mit dem Ziel, die Qualität und Kohärenz der Reaktion auf nukleare und radiologische Notfälle in Europa zu verbessern. Ziel von EVATECH war es, Methoden, Modelle und Prozesse zur Entscheidungsunterstützung so zu verbessern, dass die Erwartungen und Bedürfnisse der verschiedenen an der Entscheidungsfindung beteiligten Interessengruppen berücksichtigt werden, um Öffentlichkeit und Arbeitskräfte in einer nuklearen Notfallsituation zu schützen. Das Projekt hatte zehn Partner aus sieben europäischen Ländern.
Die Kfz-Reparaturlackierung ist verpflichtet, produktintegrierte Minderungsmaßnahmen in Form lösemittelreduzierter Lacksysteme einzuführen. Deren Einsatz beeinflusst die Arbeitsabläufe, so dass Anpassungen erforderlich sind. In diesem vom Verband der Automobilindustrie (VDA) initiierten Projekt wurden einwöchige Studien in 28 Karosseriewerkstätten in ganz Europa unter der Leitung von Audi, BMW, Ford, Opel, Porsche und Volkswagen (VW) durchgeführt. Ziel des Projekts war die Entwicklung eines softwarebasierten Tools, mit dem der Zeitaufwand für die Fahrzeugreparaturlackierung in Abhängigkeit vom Schadensgrad berechnet werden kann. Dazu müssen der Arbeitsumfang sowie der entsprechende Zeit- und Materialbedarf unter Berücksichtigung von Wasserlacken dargestellt werden. Darüber hinaus waren die Unterschiede zwischen den Werkstätten in Bezug auf Arbeitsablauf und Ausstattung hervorzuheben. Neben der Analyse und Identifizierung der Verbesserungspotenziale der Arbeitsabläufe in Betrieben der Reparaturlackierung werden Handlungsempfehlungen für die Umsetzung der vorgeschlagenen Maßnahmen in der Praxis gegeben.
Mit dem Göteborg Protokoll der UN/ECE (United Nations Economic Commission for Europe) und im Zuge der NEC-Richtlinie (Richtlinie über nationale Emissionshöchstmengen für bestimmte Luftschadstoffe 2001/81/EG) hat sich Deutschland verpflichtet, Emissionsgrenzen für VOC (volatile organic compunds, flüchtige organische Verbindungen) einzuhalten. VOC Emissionen entstehen auch beim Umschlag und Transport von Mineralölprodukten, wobei aus der Kombination der emissionsrelevanten Faktoren "umgeschlagene Menge", "eingesetzte Technik" und "Dampfdruck" mögliche Reduktionspotenziale bei Ottokraftstoffen als wichtigstes Mineralölprodukt für resultieren. Vor diesem Hintergrund bestand das Ziel des Forschungsvorhabens darin, die gegenwärtigen mit Kesselwagen verbundenen VOC Emissionen zu quantifizieren und darauf aufbauend geeignete Maßnahmenvorschläge zur Vermeidung und Verminderung von Emissionen zu erarbeiten. Dabei sollte auch die Kesselwageninnenreinigung miteinbezogen werden.
Die VOC-Richtlinie (1999/13/EG) regelt u.a. die Lösemittelverwendung bei der Fahrzeugreparaturlackierung. Damit kommen neue Anforderungen auf alle KFZ- Reparaturlackierbetriebe in Deutschland zu. Demnach sind Lackieranlagen so zu errichten und zu betreiben, dass bestimmte Emissionsgrenzwerte nicht überschritten werden. Anderenfalls wird ein sogenannter Reduzierungsplan gefordert, mit dem eine Emissionsminderung in mindestens der gleichen Höhe wie bei Einhaltung dieser Anforderungen erreicht werden muss. Ferner muss die Einhaltung der VOC-Grenzwerte mindestens einmal jährlich durch eine Lösemittelbilanz nachgewiesen werden. Ziel dieses Projekts im Auftrag des Landes Baden-Württemberg ist eine Hilfestellung zur optimalen Umsetzung der Anforderungen in Form eines Computerprogramms sowie einer schriftlichen Handlungshilfe zur Erstellung einer Lösemittelbilanz anbieten.
Die Reduzierung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) ist ein wichtiges Ziel der EU-Umweltpolitik, insbesondere seit der Richtlinie 1999/13/EG des Rates zur Begrenzung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen, die bei der Verwendung organischer Lösungsmittel in bestimmten Tätigkeiten und Anlagen entstehen. Diese Maßnahmen konzentrierten sich hauptsächlich auf die Produktionsprozesse und deren Emissionen. VOC-haltige Produkte waren bisher noch kein wesentliches Ziel der EU-Verordnungen. Im Bereich der Produkte wurden bisher nur dekorative Farben sowie Produkte für den Bereich der Fahrzeugreparaturlackierung berücksichtigt. Vor diesem Hintergrund ist es ein wichtiges Ziel dieses Projekts, durch Treffen und Interviews mit Verbänden und Einzelunternehmen sowie durch Literatur- und Internetrecherchen Daten und Informationen zu sammeln, um einen Überblick über alle relevanten VOC-haltigen Produktgruppen zu erhalten. Da die Substitution von VOC bei einer ganzen Reihe von Produkten möglich ist, ist es ein weiteres wichtiges Ziel des Projekts, Prioritäten zu setzen und die entsprechenden Reduktionspotenziale basierend auf der technischen Machbarkeit und der Marktnachfrage aufzuzeigen. Auf der Grundlage von Daten aus der Praxis werden Prognosen für 2010 und die Kosten der Minderung gegeben, die als notwendige Informationen für die Entscheidungsfindung dienen.
Das Göteborg-Protokoll der UN/ECE, das im Dezember 1999 von Österreich unterzeichnet wurde, enthält nationale Emissionshöchstgrenzen für mehrere Luftschadstoffe, u.a. NOx und anthropogene VOC. Auf EU-Ebene enthält die „Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates über Emissionshöchstmengen für bestimmte Luftschadstoffe“ (NEC-RL) nationale Emissionshöchstgrenzen für die 15 EU-Mitgliedstaaten sowie die Verpflichtung zur Vorlage von Programmen, mit denen die Einhaltung der Emissionshöchstgrenzen ab spätestens 2010 gewährleistet wird. Die Emissionen der beiden Luftschadstoffe sind in den vergangenen Jahren kontinuierlich zurückgegangen. Für die Zukunft sind weitere Rückgänge zu erwarten, allerdings nicht in dem Ausmaß, wie es für die Einhaltung der Emissionshöchstgrenzen gemäß Protokoll und EU-Richtlinie erforderlich ist.
Ein wichtiges Ziel dieses Projekts besteht vor diesem Hintergrund darin, für das österreichische BMLFUW (Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft) einen Maßnahmenplan zur Reduktion von NOx und VOC zu entwickeln. Dieser hat unter Berücksichtigung von Umsetzbarkeit und Wirksamkeit sicherzustellen, dass die im Göteborg-Protokoll bzw. in der geplanten NEC-Richtlinie vorgegebenen Emissionshöchstgrenzen für Österreich 2010 nicht überschritten werden.
Komplexe Entscheidungen überfordern oftmals den sogenannten „gesunden Menschenverstand“ der Entscheidungsträger, da zu viele Aspekte und Informationen simultan zu betrachten sind. Neben klassischen Anwendungen, beispielsweise in politischen Gremien, Aufsichtsräten von Großunternehmen usw., betrifft die Problemstellung der Entscheidungsfindung im Team immer öfter auch mittelständische Unternehmen.
Für Kongresse und ähnliche Veranstaltungen haben sich verschiedene Systeme am Markt etabliert, um in einer abgegrenzten Umgebung unterschiedlichste Fragemodi, wie Gruppierung, Abstimmung, Bewertung, Pro&Contra, Meinungsumfrage und Lernerfolgskontrolle, Ranking, Shoot-Out, Portfolio sowie Stärken- und Schwächenanalyse, durchzuführen. In diesem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben besteht das primäre Ziel in der Entwicklung eines mobil einsetzbaren Systems, welches es einem heterogen zusammengesetzten und nicht zwangsläufig räumlich konzentrierten Entscheidungsteam in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) ermöglicht, komplexe Entscheidungen unter Berücksichtigung vieler Einzelkriterien effizient, objektiv und vollständig im Team homogenisiert zu treffen.
Die IPPC-Richtlinie 96/61/EG über die integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung fordert von den EU-Mitgliedsländern einen Beitrag zum Informationsaustausch über BVT (beste verfügbare Techniken). Neben Anlagen der Energiewirtschaft, Herstellung und Verarbeitung von Metallen, Mineralverarbeitende Industrie, Chemische Industrie, Abfallbehandlung werden als sonstige Industriezweige auch lösemittelrelevante Oberflächenbehandlungsanlagen aufgeführt.
In diesem Forschungsprojekt wurde daher der nationale Stand der Technik zur integrierten Vermeidung und Verminderung von Umweltbelastungen bei der Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln für die Bereiche Lack- und Klebstoffanwendung in Deutschland ermittelt.
Zur Beschreibung der umweltrelevanten Input- und Outputströme werden die derzeit eingesetzten technischen Prozesse und Verfahren einer umfassenden Analyse unterzogen. Die Prozessschritte Vorbehandlung, Beschichtung und Nachbehandlung werden anhand des Durchlaufs der Werkstücke bzw. Oberflächen in einer oder mehreren typischen Anlagen identifiziert und die zugehörigen Massen- und Energieströme beschrieben. Darüber hinaus werden technische Optionen zur Vermeidung und Verminderung der Umwelt-verschmutzung, soweit vorhanden, charakterisiert.
In den letzten Jahren sind für die kleinen und mittleren Betriebe der Reparaturlackierung für Pkw und Nutzfahrzeuge von der Zulieferindustrie verschiedene emissionsarme Materialien und Technologien nach dem Stand der Technik entwickelt worden. Bislang wurden zu über 50 % VOC (volatile organic compounts – flüchtige organische Verbindungen) im Bereich der Lösemittelanwendung emittiert, wobei die Lackverarbeitung den größten Anteil verursacht. Ziel des Projektes ist die Erhöhung der Akzeptanz der Verwendung von Wasserbasislacken und anderer lösungsmittelarmer/-freier Hilfsmittel, durch die Entwicklung eines praxisorientierten Leitfadens für die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten. Betrieben der Autoreparaturlackierung in Baden-Württemberg soll damit eine konkrete Hilfestellung an die Hand gegeben werden. Einen besonderen Schwerpunkt des Projektes bildet die Verbreitung des Wissens und der Erkenntnisse zum Wasserlackeinsatz durch die Organisation und Durchführung von Workshops für die betroffenen Betriebe.
Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines praxisorientierten In-struments zur effizienten Gestaltung der betrieblichen Stoff- und Energieströme für Unter¬nehmen im Bereich der Industrie- und Lohnlackierung. In enger Zusammen¬arbeit mit einem ausgewählten Lackierbetrieb, der Stoz GmbH in Rottenburg, werden durch innerbetriebliche Optimierung des Material- und Energie¬einsatzes sowie durch Produkt- und Technologieinnovationen Minderungspotentiale aus umwelt¬bezogener und ökonomischer Sicht identifiziert. Zugleich werden die Anforderun¬gen der EU-Öko-Audit-Verordnung bzw. der ISO 14000 ff. erfüllt. Die Ergebnisse werden in einem praxisorientieren Leitfaden anschaulich dargestellt, um zukünftig auch in anderen Betrieben der Industrie- und Lohnlackierung Emissionsminderungs- und Einsparpotentialen identifizieren zu können.
VOC (flüchtige organische Verbindungen) werden unter anderem durch eine Vielzahl von Lösungsmitteln freigesetzt, die Aktivitäten wie Beschichtung, Oberflächenentfettung, chemische Reinigung usw. nutzen, die häufig in Kleinunternehmen durchgeführt werden. Den Betreibern solcher Anlagen sind mögliche Maßnahmen zur Emissionsreduzierung oft nicht bekannt. Darüber hinaus legt die Richtlinie 1999/13/EG der Europäischen Union Emissionsgrenzwerte für zwanzig verschiedene Kategorien von Anlagen fest, die Lösungsmittel verwenden. Diese Grenzwerte werden in Abhängigkeit vom eingesetzten Produktionsverfahren und der Anlagenkapazität festgelegt. Daher sind die Unternehmen verpflichtet, in naher Zukunft Maßnahmen zur Reduzierung der Emissionen zu ergreifen.
Im Vergleich zu größeren Unternehmen sind kleine und mittlere Unternehmen (KMU) aufgrund ihrer begrenzten personellen Kapazitäten und ihres geringen Cashflows in der Regel nicht sehr gut über die Maßnahmen informiert, die ihnen helfen könnten, ihre Emissionen zu reduzieren. Daher ist es das Ziel dieses EU-Projekts, ein auf dem Internet basierendes Informationsaustausch-Plattform zu schaffen, das qualitativ hochwertige und zielgerichtete Informationen für alle von der Lösemittelrichtlinie betroffenen Benutzer bereitstellt. In enger Zusammenarbeit mit der Industrie und der EU werden allgemeine Leitlinien erstellt, die für alle von der Richtlinie abgedeckten Sektoren gelten und es ermöglichen, alle alternativen Methoden zur Einhaltung von Emissionsgrenzwerten nachvollziehbar darzustellen. Besonderer Wert wird auf eine praxisorientierte Hilfestellung für den Betreiber gelegt, inklusive Fallstudien.
Am Deutsch-Französischen Institut für Umweltforschung (DFIU/IFARE) der Universität Karlsruhe wurde das Stoff- und Energieflussmodell IMPROVE (Individual computer aided mass and energy flow model for the vehicle refinishing sector) zur effizienteren Gestaltung der betrieblichen Stoff- und Energieströme bei der Autoreparaturlackierung entwickelt.
Im umfangreichen Forschungsberichtwerden praxisorientierte Instrumente für Autoreparaturlackierbetriebe beschrieben, um Kosten- und Emissionsminderungspotentiale in den Betrieben aufzuzeigen und die Anforderungen aus der neueren Umweltgesetzgebung zu erfüllen.
Grundsätzliches Ziel der Entwicklung einer Methode zur Bewertung von BVT (besten verfügbaren Techniken gemäß IPCC Richtlinie Richtlinie 96/61/EG über die integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung) ist eine standortunabhängige, sektorielle BVT-Bestimmung auf EU-Ebene. Dabei soll eine integrierte Betrachtung der Auswirkung der Techniken auf die Umwelt insgesamt und insbesondere auf die Umweltmedien Luft, Wasser und Boden sowie die Effizienz des Energieeinsatzes sichergestellt werden. Entsprechend der Vorgaben der IVU-RL muss die Evaluierung u.a. die international relevanten Umweltqualitätsnormen beachten und sollte um lokal besonders relevante Parameter für bestimmte Anlagen ergänzt werden, ohne das Prinzip der standortunabhängigen Bewertung aufzugeben. Sie sollte in einem zweiten Schritt durch geeignete Vorgaben ergänzt werden, um eine sinnvolle lokale Anwendung von BVT zu ermöglichen.
Die vorgeschlagene integrierte Bewertungsmethode zur Identifikation der BVT auf EU-Ebene entspricht aufgrund der Gliederung in First Screening, Stoff- und Energiebilanz, Wirkungsabschätzung und multikriterielle Entscheidungsunterstützung der Struktur einer Ökobilanz. Die Expertendiskussion, die auf EU-Ebene z.B. im Rahmen der Arbeit der „Technical Working Groups“ erfolgen kann, ist ein fester Bestandteil der Methode. Ziel der Methode ist es, die Diskussion auf die zentralen Fragen der Technikauswahl zu lenken. Sobald die BVT-Bestimmung offensichtlich ist, kann das Verfahren bei jedem der vier Bewertungsschritte beendet werden.
Die ganzheitliche Bewertung von Investitionsprojekten schließt neben der Berücksichtigung technischer und ökonomischer Kriterien insbesondere resultierende Umwelteinwirkungen ein. Daher wird ein multikriterielles Entscheidungsunterstützungssystem entwickelt und dessen Anwendung in einer Fallstudie aus der Eisen- und Stahlindustrie gezeigt. Als Entscheidungsgrundlage dienen verschiedene Szenarien zum prozessintegrierten Umweltschutz, die verfahrenstechnisch simuliert und deren Stoff- und Energiebilanzen erstellt werden. Zur multikriteriellen Entscheidungsunterstützung wird das Outranking-Verfahren PROMETHEE aufgrund des erweiterten Präferenzbegriffs und des flexibel erweiterbaren Algorithmus herangezogen und erweitert. So wird ein fuzzifizierter PROMETHEE-Algorithmus zur Auswertung unscharfer Kriterienausprägungen und Gewichtungen mit Hilfe von L-R-Fuzzy-Intervallen vorgestellt und angewendet, um eine weitestgehende Ausnutzung des verfügbaren Wissens aus den Prozess-Simulationen innovativer Umweltschutztechniken zu erreichen. Ferner wird eine graphische Sensitivitätsanalyse für das Outranking-Verfahren PROMETHEE neu entwickelt. Eine graphische Auswertung der multikriteriellen Analyse schlägt eine Rangfolge der untersuchten Umweltschutzmaßnahmen vor, zeigt weiteren Informationsbedarf an und dient als Grundlage für abschließenden Diskussionen im Expertenkreis.