Projekte

Für das Gelingen der Energiewende ist die Industrie unabdinglich. Druckluft spielt dabei als unverzichtbarer und weit verbreiteter Energieträger eine wichtige Rolle. Mit einem Effizienzpotenzial von rund 30 % bietet sie besonders effiziente Möglichkeiten zur Optimierung. Aufgrund von Fachkräftemangel und demografischem Wandel geht das Druckluft-Fachwissen in vielen Unternehmen verloren. In dem Projekt “AI4Air” möchte das Start-Up WRS Energie + Druckluft und die Universität Stuttgart eine KI-Plattform erweitern, die dieses Wissen zentral und digital verwaltet. Bereits im InvestBW Vorhaben “KIDruId” haben die beiden Partner, das Start-Up WRS Energie + Druckluft und die Universität Stuttgart erfolgreich zusammengearbeitet. Für das vorliegende Vorhaben hat WRS ein “Seal of Excellence” im Rahmen des Horizon Europe erhalten.

Das Projekt Ammonia2H2 verfolgt einen wegweisenden Ansatz zur Elektrolyse von Ammoniak, mit dem Ziel, die Effizienz der Wasserstoffrückgewinnung mithilfe von Elektrolysezellen maßgeblich zu steigern. Die übergeordnete Zielsetzung besteht darin, eine fortschrittliche Festelektrolyt-Elektrolysezelle zu entwickeln, um bestehende Herausforderungen in diesem Bereich zu bewältigen. Der innovative Charakter des Projekts manifestiert sich in einem zweistufigen Ansatz: Im ersten Schritt liegt der Fokus auf der direkten Elektrolyse eines Gemisches aus flüssigem und gasförmigem Ammoniak. In einem anschließenden zweiten Schritt strebt das Projekt die Anwendung der gewonnenen Erkenntnisse für die Weiterentwicklung hin zu einem rein gasbasierten Elektrolyse-Demonstrator an.
Der Risikogehalt des Vorhabens ergibt sich aus der Komplexität der Elektrolysezellenentwicklung für die Wasserstoffrückgewinnung und den begrenzten Erfahrungen bei der Spaltung von gasförmigem Ammoniak. Das angestrebte Proof-of-Concept am Projektende eröffnet vielversprechende Perspektiven für die Technologie. Die erzielten Ergebnisse könnten nicht nur die Effizienz und Nachhaltigkeit der Ammoniak-Elektrolyse erheblich steigern, sondern auch zur nachhaltigen Gestaltung der Wasserstoffversorgung in Deutschland beitragen. Die Umwandlung von importiertem Ammoniak könnte sich als energieeffiziente und nachhaltige Alternative für die Wasserstoffproduktion etablieren, womit das Projekt einen bedeutenden Beitrag im Kontext erneuerbarer Energien leistet.

Die Grundlagen für Gleichstromnetze in der Industrie wurden im Forschungsprojekt DC-INDUSTRIE erstellt und veröffentlicht. Darauf aufbauend behandelt DCI4CHARGE die Einbindung von elektrischen Ladesäulen in das DC-Netz, sowie die Nutzung von Elektrofahrzeugen als virtuelle Batterie. Das EEP der Universität Stuttgart, das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, sowie weitere Forschungs- und Industriepartner arbeiten an Maßnahmen zur Erweiterung des DC-Netzes für die Industrie und einer CO2-freien Zukunft.

Mehr Informationen auf der Website des IPA

Laufzeit: 01.08.2023 bis 31.01.2026

Das Projekt "DC-CoolTec: DC-Transformation einer hybriden Kältemaschine" hat das Ziel, eine hybride Adsorptions-Kompressions-Kältemaschine für den Betrieb in einem Gleichstromnetz (DC-Netz) umzurüsten. Damit soll die Energieeffizienz gesteigert und die Nutzung erneuerbarer Energien optimiert werden. Durch die Umstellung auf DC können Energieverluste reduziert, Betriebskosten gesenkt und CO²-Emissionen verringert werden. Durch ein „Proof-of-Concept" wird die Umrüstungsmethodik validiert und so entwickelt, dass sie auf weitere industrielle Anwendungen wie Wärmepumpen übertragbar ist. Das Projekt leistet einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung der Industrie und zur Förderung einer nachhaltigen Energieversorgung.

Zur Erreichung von CO₂-Neutralität und CO₂-Negativität gewinnen Negativemissionstechnologien wie Carbon Capture (CC)- und Direct Air Capture (DAC)-Anlagen für Industrieunternehmen zunehmend an Bedeutung. Ihr Betrieb ist jedoch derzeit aufgrund des hohen Energieverbrauchs und den damit verbundenen Kosten oft unwirtschaftlich. Ziel dieses Praxissprints ist die Entwicklung einer Methode zur Integration von CC und DAC-Anlagen in industrielle Energiesysteme unter Berücksichtigung einer dynamischen Auslegung und eines energieflexiblen Betriebs. Die dynamische Auslegung wird so optimiert, dass die Möglichkeit eines energieflexiblen Betriebs gegeben ist und die Gesamtkosten reduziert werden. Das Projekt unterstützt die Dekarbonisierung der Industrie und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit baden-württembergischer Unternehmen, indem innovative, praxisnahe Lösungen bereitgestellt werden.

In Deutschland fallen gewaltige Mengen an biologischen Reststoffströmen an, die für mikrobielle Biowasserstoff (BioH2)-Produktion genutzt werden könnten. Photosynthetische Mikroorganismen haben ein riesiges H2-Produktionspotential, doch eine effiziente Beleuchtung größerer Kulturen ist schwierig. Daher verfolgen wir einen anderen Weg: Mit einem speziellen Nährmedium (M2SF) kann das photosynthetische Purpurbakterium Rhodospirillum rubrum semi-aerob (pO2 < 0,3%) im Dunkeln wachsen und dabei dennoch (wie im Licht) alle „photosynthetischen“ Gene exprimieren und auch hohe Mengen an H2 produzieren. In diesem „Dunkel-Photosynthese“-Wachstumsmodus dient Fruktose, die in hohen Konzentrationen in Abfällen aus der Fruchtsaftindustrie vorliegt, als die BioH2-Quelle.
Im RhoTech2-Projekt soll das erste Up-Scaling dieses Prozesses in die industrielle Umgebung von einer KMU (Fa. Bayer Frucht- und Gemüsesaft GmbH) im Vordergrund stehen. Dabei sollen alle Bausteine der BioH2-Produktion ausschließlich auf regenerativen Energiequellen und biogenen Rest- und Abfallstoffen basieren. Hierfür wird ein solarbetriebener Container mit einem 100L Bioreaktor auf dem Gelände der Bayer Frucht-und Gemüsesaft GmbH aufgestellt. R. rubrum wird mit Frucht-/Gemüsetrester-Extrakten kultiviert und produziert BioH2 und hochwertige Carotinoide. Der BioH2 wird gesammelt und in Strom umgewandelt. Während der Projektlaufzeit soll auch ein weiteres Up-Scaling in den 2 m3 Maßstab evaluiert werden. Das Projekt wird von einem interdisziplinären Konsortium bearbeitet: Genetische Verbesserung von R. rubrum (AG Ghosh); Optimierung von Fermentationsbedingungen sowie Stoffwechselanalysen (AG Grammel); Rohstoff (Trester) Verarbeitung und Anlagenbetrieb (AG Bayer); Entwicklung von
„Ergänzungsbeleuchtung“ zur Prozesssteuerung und technische Lösungen für O2-Zufuhr und H2-Nutzung (KE-Technologie GmbH); Koordination des Industrietransfers (Fraunhofer IPA); wirtschaftliche Bewertung des Prozesses (AG Sauer-EEP).

Die Industrie maßgeblich mit Strom aus erneuerbaren Energien zu versorgen und damit die Energiewende durchzusetzen – das ist das Ziel des im September 2016 gestarteten Forschungsprojekts »SynErgie«. Energie aus erneuerbaren Ressourcen ist nicht immer beliebig verfügbar. Je nach Jahreszeit und Witterung produzieren Solar-, Wind- oder Wasserkraftanlagen unterschiedlich viel Strom. Im Projekt untersuchen die Experten, wie Unternehmen ihre Prozesse und Betriebsorganisation so gestalten können, dass sich der Energieverbrauch flexibel an das volatile Energieangebot anpasst. Dafür entwickelt das EEP neue Ansätze um die energetischen Verbraucher flexibel zu betreiben. Durch ganzheitliche Analysen werden die energetischen Flexibilitätspotenziale an industriellen Use-Cases ermittelt. In Zusammenarbeit mit namhaften Industriepartnern leiten sich hieraus verschiedene Flexibilitätsmaßnahmen ab. Für eine energieflexible Fabrik müssen Flexibilitätsinformationen zeitdiskret und durchgängig von der Maschine bis zum Energiemarkt transportiert werden können. Bei allen Betrachtungen sollen wichtige Rahmenbedingungen wie Liefertermine oder vertretbare Arbeitszeiten dabei stets berücksichtigt werden.

Die Bundesregierung fördert das SynErgie-Konsortium mit über 80 Partnern in den ersten drei Jahren mit ca. 30 Millionen Euro. Anschließend sind zwei weitere Förderphasen für die Dauer von insgesamt sieben Jahren in Aussicht gestellt.
SynErgie adressiert die Industrieprozesse, andere Schwerpunkte des übergeordneten Forschungsvorhabens »Kopernikus« sind Netzstrukturen oder Energiespeicherung.

SynErgie Website

Videoeinführung zum Kopernikus-Projekt SynErgie

Videoeinführung zum Kopernikus-Projekt SynErgie (englisch)

Video "Die Energiesynchronisationsplattform"

Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Laufzeit Phase 1: 09.2016 - 08.2019

Laufzeit Phase 2: 11.2019 - 06.2023

Laufzeit Phase 3: 07.2023 - 06.2026

Das Zentrum für Klimaneutrale Produktion und Ganzheitliche Bilanzierung, kurz ZKP, bietet ein umfangreiches Angebot für Unternehmen in Baden-Württemberg (insb. KMU), um die Transformation zur Klimaneutralität zu meistern und eine Spitzenreiterrolle für Umwelt- und Klimatechnologien einzunehmen.

Projektziel gesamt

• Dekarbonisierung der Industrie durch energieflexible und vernetzte Wasserstoffsysteme
• Entwicklung von bivalenten Produktionsanlagen und Substitution fossiler Energieträger
• Abbildung und Untersuchung unterschiedlicher, komplexer Energiesysteme unter Einsatz von digitalen Zwillingen

Projektvorhaben und Innovation

• Aufbau einer wandlungsfähigen, energieflexiblen und vernetzten H2-Industrieforschungsplattform zur Beforschung einer wasserstoffbasierten Energieversorgung im Industriemaßstab
• Technologische und operative Weiterentwicklung von vernetzten Wasserstoff-Erzeugern, -Verbrauchern,  -Wandlern und -Speichern nach ökologischen und techno-ökonomischen Prinzipien
• Aufbau von Innovationsmodulen für disruptive Neuentwicklungen

• • Untersuchung und Weiterentwicklung einzelner technischer Komponenten und Integration in die Gesamtanlage
  • Ultrakurze Innovationszyklen durch Rückführung von Erkenntnissen der Gesamtanlage in die Innovationsmodule

Gefördert durch: BMBF

Laufzeit: 01.08.2021 - 31.12.2025

Zu Beginn des Jahres 2022 haben wir vom Institut für Energieeffizienz in der Produktion der Universität Stuttgart gemeinsam mit weiteren Partnern das innovative Projekt „FlexGUIde“ ins Leben gerufen. Dieses Vorhaben wird unterstützt durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und zielt darauf ab, den Mittelstand im zukünftigen Energiemarkt aktiv zu integrieren.

Die Produktionslandschaft besitzt enormes Potential, entscheidend zur klimafreundlichen Energieerzeugung beizutragen. Viele Unternehmen verfügen über eine Fülle an adaptiven Energieverbrauchern, deren effektive Nutzung erhebliche ökonomische und umweltfreundliche Vorteile bringen kann. Dennoch mangelt es insbesondere KMUs an den nötigen Hilfsmitteln, um diesen Vorteil voll auszuschöpfen. FlexGUIde wird hier Abhilfe schaffen: Das Projekt setzt auf fortschrittliche Digitalisierung, Spitzentechnologien in der Kommunikation und bahnbrechende KI-Methoden. Ziel ist es, den CO2-Fußabdruck von Produktionsbetrieben durch optimierten Energieverbrauch, beispielsweise zu Zeiten hoher erneuerbarer Energien, zu verringern und dabei gleichzeitig die Energiekosten zu senken.

Unser Konsortium besteht aus neun engagierten Partnern - aus dem akademischen Bereich (u.a. Hochschule Offenburg, Fraunhofer IPA, unsere Universität) und aus der Wirtschaft (unter anderem ENIT Energy IT Systems, MVV Trading und Merantix Labs). Zusammen arbeiten wir Hand in Hand, um den Mittelstand effektiv in den Energiemarkt der Zukunft zu integrieren.

Mithilfe einer KI-Plattform sollen automatisiert Energieeffizienzmaßnahmen identifiziert werden. Aufgrund des hohen Energieeinsparpotenzials steht der Energieträger Druckluft im Fokus. Die Plattform soll Unternehmensprozesse automatisieren und den Industriekunden Energieeffizienzmaßnahmen vorschlagen. Außerdem wird ein innovatives KI-basiertes Überwachungssystem zur frühzeitigen Erkennung von Leckagen entwickelt. Die genannten Entwicklungen tragen maßgeblich zur Klimaneutralität und einer nachhaltigen Ressourcenschonung bei.

Gefördert durch: InvestBW, Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg

Laufzeit: 01.02.2023 bis 31.01.2025

Partnerunternehmen: WRS Energie + Druckluft

Ein möglichst vollständiges Recycling ist Grundvoraussetzung für das Schließen von Stoffkreisläufen beim Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) und damit von immer größerer Bedeutung für Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit solcher Energiespeicher. Die Gewinnung der zur Herstellung benötigten primären Rohstoffe ist mit erheblichen Umweltproblemen in den Förderländern verbunden, was dem Nachhaltigkeitsaspekt entgegensteht. Zudem bestehen aufgrund steigender Nachfrage nach diesen kritischen Rohstoffen auch aus anderen Anwendungssektoren wirtschaftliche Risiken durch geopolitische Abhängigkeiten von Rohstoffoligopolen. Einheimische
Rohstofflagerstätten zur Bedarfsdeckung stehen bei Lithium bestenfalls mittelfristig und bei Kobalt, Nickel und Mangan generell nur in sehr bescheidenem Umfang zur Verfügung. Neben den EoL-Batterien fällt zusätzlich bis zu 40 % Produktionsausschuss bereits im Rahmen der Batteriezellfertigung an, der ebenfalls einem Recyclingschritt zu unterziehen ist, um die Materialien möglichst wieder in den Produktionskreislauf zurückzuführen. Der Produktionsausschuss entsteht hauptsächlich bei der Beschichtung der Stromableiterfolien mit den jeweiligen Funktionsmaterialien der Anode und Kathode aufgrund von starken Qualitätsschwankungen. Genau hier setzt dieses Projekt an und wird eine nachhaltigere Nutzung der seltenen Rohstoffe in der Lithium-Ionen-Batterien-Produktion ermöglichen. Das Recycling von Produktionsausschuss ist nicht nur aus ökologischer, sondern auch aus strategischer und wirtschaftlicher Sicht von großer Bedeutung, insbesondere für vergleichsweise rohstoffarme Länder wie Deutschland. Die verstärkte Nutzung von sekundären Rohstoffen fördert zusätzlich die heimische Wirtschaft und verringert die Importabhängigkeit von Rohstoffen, deren Handel immer häufiger als politisches Instrument eingesetzt wird. Nach Abschluss des Projektes können die Ergebnisse eingesetzt werden um die Stoffbilanz der Produktionslinie des Unternehmens VARTA um bis zu 40 % zu verbessern.

Im Rahmen der Forschungsaktivitäten am Institut für Energieeffizienz in der Produktion der Universität Stuttgart wurde im Jahr 2022 das Projekt "DigiWeld" gestartet. Ziel des Projektes ist die Konzeption und Entwicklung eines digitalen Assistenzsystems für den Lichtbogenschweißprozess.

Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Erkennung von Bedienfehlern im Schweißprozess, insbesondere von möglichen Fehlern wie dem Anschluss des falschen Gases. Das Verfahren basiert auf modernsten Technologien im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie sowie der Künstlichen Intelligenz (KI). Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf dem föderierten Lernen. Dieser Ansatz ermöglicht die dezentrale Speicherung von Daten und KI-Modellen auf den Schweißgeräten, wodurch höchste Datenschutzanforderungen berücksichtigt werden können. Die Parameter der verschiedenen KI-Modelle werden zentral aggregiert, um ohne Datenaustausch voneinander zu lernen.

Dieser innovative Ansatz ermöglicht die präzise Identifikation von Anomalien und Bedienfehlern während des Schweißprozesses und trägt somit wesentlich zur Qualitätssicherung und Prozessoptimierung bei. Die Anwendung des föderierten Lernens zielt dabei auf die Steigerung der Modelleffizienz durch die Integration von Daten aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen ohne zentrale Datenhaltung.

Im Verbundvorhaben HyH2-Ofen wird ein wettbewerbsfähiger hybrider Tiegelofen entwickelt. Dieser soll mit Wasserstoff, einem Erdgas-Wasserstoffgemisch oder mit Strom als Energieträger betrieben werden können. Ein solcher hybrider Tiegelofen hat die Fähigkeit im Betrieb ohne Unterbrechung der Produktion den Energieträger zu wechseln. Zudem erlaubt der Einsatz von Wasserstoff und Strom einen CO2-freien Betrieb, die energieflexible Betriebsweise ermöglicht die Energiekosten durch Teilnahme am Energiemarkt reduzieren.

Laufzeit: 15.09.2021 – 14.09.2024

Gefördert durch: InvestBW, Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg

Beim Projekt SmartBioH2-BW soll eine Bioraffinerie in die bestehende Industrieumgebung der Evonik Operations GmbH in Rheinfelden integriert werden, um Biowasserstoff und biobasierte Wertstoffe im industriellen Maßstab zu produzieren – unter Nutzung von dort anfallenden industriellen Reststoffströmen.

Wasserstoff (H2) gilt als Schlüsselelement der Energiewende. Es ist nicht nur als Energieträger einsetzbar, zum Beispiel als Kraftstoff für Flugzeuge und Schiffe, zur Befeuerung von Brennöfen oder für die Erzeugung von Strom und Wärme in Brennstoffzellen, sondern auch als Rohstoff für die Chemieindustrie. Deutschland setzt im Rahmen seiner nationalen Wasserstoffstrategie vor allem auf grünen Wasserstoff, der mittels Elektrolyse aus Wasser und erneuerbarer Energie gewonnen wird. Doch auch mit biotechnologischen Verfahren lässt sich Wasserstoff ohne den Einsatz fossiler Energieträger herstellen. Verfahren mit photosynthetisch wachsenden, Wasserstoff produzierenden Purpurbakterien oder Mikroalgen werden seit langer Zeit untersucht. Im größeren Maßstab umgesetzt wurden die Verfahren zur Herstellung von Biowasserstoff bisher nicht.

Mit dem Prozess der Photosynthese, bekannt vor allem von den Pflanzen, nutzen Organismen Lichtenergie, um Wasser und Kohlenstoffdioxid aus der Luft in Zucker, also eine energiereiche chemische Kohlenstoffverbindung, umzuwandeln. Purpurbakterien und Mikroalgen setzen dabei Wasserstoff frei. Forschungsarbeiten zur biotechnologischen Erzeugung von Wasserstoff konzentrieren sich darauf, den Stoffwechsel der Mikroben oder die Kulturbedingungen für die Mikroalgen so zu verändern bzw. anzupassen, dass die Organismen möglichst viel Wasserstoff produzieren und eine wirtschaftliche Herstellung möglich wird. Eine Herausforderung dabei ist zudem die Limitierung der Lichtversorgung der Purpurbakterien in Anlagen, die über den Labormaßstab hinausgehen

Wir danken dem Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg und der Europäischen Union für die Förderung des Projekts »SmartBioH2-BW« im Rahmen des EFRE-Programms »Bioökonomie – Bioraffinerien zur Gewinnung von Rohstoffen aus Abfall und Abwasser – Bio-Ab-Cycling«.

Segen und Fluch – so lässt sich die heterogene öffentliche Meinung gegenüber innovativen Mobilitätskonzepten wie bspw. E-Scootern zusammenfassen. Dem potentiellen Lösungsbeitrag zu Problemstellungen des urbanen Raums (bspw. Platzmangel, Umweltbelastung) stehen diverse Herausforderungen gegenüber. So zeichnen sich E-Scooter durch eine vergleichsweise kurze Lebensdauer aus und derzeit existieren noch keine praktikablen Konzepte zum nachhaltigen Umgang mit den aus gedienten Fahrzeugen. Das beantragte Projektvorhaben strebt die Durchführung einer Potentialanalyse innerhalb der Systemgrenze BW mit Herstellern und Betreibern von E-Scootern an. Die Möglichkeiten einer komponentenspezifischen Kreislaufführung von End of Use-E-Scootern sollen anhand unterschiedlicher R-Strategien (bspw. Recycling, Remanufacturing) eruiert werden. Ausgehend von einer Prognose künftiger Rückläufermengen sollen Anforderungen an eine entsprechende Reverse Supply Chain definiert werden. Der ökologische Mehrwert der unterschiedlichen R-Strategien soll mittels der ausschlaggebenden Komponente Lithium-Ionen-Batterie untersucht werden. Angereichert durch die Einordnung des regulatorischen Rahmens entsteht ein umfassendes Bild über die Sinnhaftigkeit, bzw. etwaiger Stolpersteine zirkulärer Produktion und Geschäftsmodelle am konkreten Beispiel E-Scooter. Die Erkenntnisse sollen zur Priorisierung weiterer Forschungsleistungen herangezogen werden und der Industrie Potentiale zur Partizipation aufzeigen.

Die Abkehr von der Wechsel- hin zur Gleichspannung eröffnet enorme Effizienzvorteile und Energieeinsparungen bei der Versorgung von Maschinen und Anlagen. Dabei ist das Ziel die bedarfsorientierte Verteilung von Energie innerhalb von Produktionsanlagen mit einem Höchstmaß an Energiewiederverwendung und einer Minimierung von Wandlungsverlusten.

Zusätzlich bieten die technisch vereinfachte Integration von Energiespeichern und regenerativen Energiequellen sowie die systemimmanente Möglichkeit der Rekuperation, d.h. die Wiedergewinnung und -verwendung von Bremsenergie neue Chancen für ein intelligentes Energiemanagement. Hierfür werden die notwendigen Methoden für die Planung, Einführung und Nutzung des industriellen Mikro DC Smart Grid entwickelt.

Eine über das DC-Netz versorgte Produktion ist robust hinsichtlich schwankender Netzqualität und kann flexibel auf schwankende Energieangebote reagieren. Das trägt zu einer Stabilisierung des Energienetzes bei.

Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Laufzeit Phase 1: 07.2016 - 09.2019

Laufzeit Phase 2: 10.2019 - 03.2023

Mit den Klimaneutralitätszielen bis 2045 sind Unternehmen zunehmend zum Handeln aufgefordert. Klimaschutzmaßnahmen sind sowohl gesellschaftlich als auch für den Erhalt der wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit der Unternehmen relevant. Das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO erarbeitet deshalb mit dem Fraunhofer IPA, dem EEP und IAT der Universität Stuttgart sowie weiteren Forschungspartnern innovative Lösungspakete für Unternehmen, diese Maßnahmen Schritt für Schritt umzusetzen.

Mehr Informationen auf der Website des IAO

Laufzeit: 11.2021 - 10.2023

Die vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg geförderte Roadmap-Studie »Klimaneutrale Produktionstechnologien« soll Unternehmen bei der Umsetzung der Vorgaben des Green Deals unterstützen. Dafür werden Produktionstechnologien identifiziert, die sich gegenüber dem State of the Art emissionsmindernd auswirken. Zudem werden Handlungsoptionen des Landes Baden-Württemberg zur Unterstützung der heimischen Wirtschaft abgeleitet.

Mehr Informationen auf der Website der UTBW

Gefördert durch: Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg

Laufzeit: Oktober 2022 - Oktober 2023

Aufgrund einer stark heterogenen Struktur, charakterisiert durch eine große Verfahrens- und Teilevielfalt der Galvanotechnik, können die Unternehmen der Branche die Effizienz beim Umgang mit Energie und Ressourcen im Vergleich zu Mitbewerbern kaum bewerten oder vergleichen. Dies führt zu einer niedrigen Motivation, Maßnahmen effizienter Betriebe nachzuahmen, da die Einsparpotentiale größtenteils unbekannt sind. Das Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universität Stuttgart IFF entwickelt gemeinsam mit dem Institut für Energieeffizienz in der Produktion der Universität Stuttgart EEP eine ganzheitliche und systemische Methodik für einen Effizienz-Benchmark, bei dem sich die unterschiedlichen Galvanikbetriebe untereinander anonym vergleichen können. Damit sollen die Betriebe ein Feedback zum Stand ihres Umgangs mit Energie und Ressourcen erlangen.

Durch die kennzahlbasierte Analyse werden den teilnehmenden Betrieben Potenziale sowohl zur energetischen Verbesserung, als auch zum effizienten Umgang mit Ressourcen aufgezeigt. Es werden Schwachstellen aufgedeckt und konkrete Abhilfemaßnahmen vorgeschlagen.

Gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt

Laufzeit: 03.2020 - 02.2022

In kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) werden Energieeffizienz-Potentiale in geringerem Maße ausgeschöpft als in Großunternehmen. Schlüssel hierfür sind laut einer vorhergehenden Studie der Autoren die Einbindung von Energieeffizienz in die Unternehmensstrategie, ein breites Spektrum an verschiedenen Maßnahmen und die Einbindung von Mitarbeitern und Führungskräften. Gemäß dieser Studie beschäftigen sich 61% der Baden-Württembergischen KMU mit technisch-investiven Maßnahmen zur Energieeffizienz, aber nur 35% nehmen organisatorische und nur 26% Kompetenz-bezogene Maßnahmen in den Blick. So laufen investive Maßnahmen Gefahr, nicht sinnvoll eingesetzt zu werden, und viele verhaltensbezogene Maßnahmen werden gar nicht erst angegangen. Um dies zu ändern, fördert das EEP ein systematisches und ganzheitliches, bedarfsgerechtes Management von Energie zur Steigerung der Energieeffizienz in KMU. Aufbauend auf einer Bestandsaufnahme zu Stärken und Schwächen von, sowie Bedarf nach, Energiemanagement und Qualifikationsmaßnahmen, wird ein bedarfsorientiertes Konzept zum Energiemanagement und Leitlinien für Sensibilisierung und Qualifizierung entwickelt und exemplarisch in KMU umgesetzt.

Gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt

Laufzeit: 07.2020 - 06.2022

Das Projektvorhaben HyBECCS-BW beinhaltet die Konkretisierung und Bewertung der technischen Machbarkeit und des ökologischen und ökonomischen Potenzials von innovativen, bioökonomischen Konzepten für sogenannte HyBECCS-Prozesse (Hydrogen Bioenergy with carbon capture and storage or use) in Baden-Württemberg (BW), die auf bestehenden Biogasanlagen aufbauen. Außerdem soll die Identifikation wesentlicher Stakeholder und Akteure für die technische Umsetzung dieser Verfahrenskonzepte im Rahmen des Vorhabens erfolgen. Betrachtet werden Verfahrenskonzepte mit einer Biowasserstoff-Erzeugung in bestehenden Bioenergieanlagen aus nachwachsenden Rohstoffen, die entweder aus direkter landwirtschaftlicher Erzeugung stammen oder entlang der Lebensmittelwertschöpfungskette als Rest-und Abfallstoffe entstehen, jeweils mit anschließender Möglichkeit zur CO2-Abscheidung und -Speicherung (CCS) bzw. -Nutzung (CCU).

Gefördert durch: Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg

Laufzeit: 01.12.2020 - 31.08.2021

Der Schwungmassenspeicher HPS der Gerotor GmbH ist in der Lage, den Stromverbrauch und die Anschlussleistung in verschiedenen dynamischen Prozessen deutlich zu reduzieren. Aktuell muss für jede Integration des Speichers ein erheblicher Entwicklungs- und Applikationsaufwand betrieben werden, um den Speicher an das Anwendungsszenario anzupassen und optimal zu betreiben. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, das HPS Energiespeichersystem zukünftig flexibel an jede geeignete Neu- bzw. Altmaschine ohne erneuten Projektierungsaufwand applizieren zu können und dadurch die Durchdringung der Technologie zu maximieren. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und das Institut für Energieeffizienz in der Produktion (EEP) der Universität Stuttgart entwickeln und testen dafür eine selbsteinstellende Regelung. Wird dieses Ziel erreicht, können verschiedenste Maschinenhersteller das System in Neumaschinen integrieren und Betreiber ihre Altmaschinen im Sinne der Energieeffizienz nachrüsten. So können die Schwungmassenspeicher durch den einfachen und flächendeckenden Einsatz einen großen Beitrag zur Reduktion des Energieverbrauchs weltweit beitragen. Im Projekt enthalten ist eine Realerprobung durch drei assoziierte Partner. Die Starrag Technology GmbH wird dabei die einfache Integration in Neumaschinen validieren, die EWS Weigele GmbH & Co. KG wird als Maschinennutzer die Nachrüstung in Werkzeugmaschinen testen und die thyssenkrupp Elevator AG wird die selbsteinstellende Regelung des Schwungmassenspeichers im Aufzugsegment erproben.

Förderkennzeichen 01LY1918A (Gerotor GmbH); Förderkennzeichen 01LY1918B (Fraunhofer IPA); Förderkennzeichen 01LY1918C (EEP Universität Stuttgart)

Kontakt:

Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Laufzeit: 09.2019 - 08.2021

Wie können Energieeffizienzprojekte attraktiver für externe Finanzierer werden? Seit Anfang September 2017 erarbeitet das Institut für Energieeffizienz in der Produktion (EEP) der Universität Stuttgart gemeinsam mit der Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg (KEA) und der Deutschen Unternehmensinitiative Energieeffizienz (DENEFF) Standardisierungs- und Bündelungsansätze für Energieeffizienzmaßnahmen. Neben der Schwierigkeit der korrekten Risikoeinschätzung und –minimierung, liegt die zentrale Herausforderung vor allem in der Kleinteiligkeit von Energieeffizienzprojekten und den damit in Verbindung stehenden geringen Projektvolumina (hohe Risiko- und Transaktionskosten). Zusammen mit Stakeholdern werden hierfür innovative Lösungsansätze entwickelt.

-> ACE: Das Bündelungskonzept

-> ACE: Die Performance-Datenbank

Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Laufzeit: 10.2017 – 03.2019

Der Hauptzweck des Projekts liegt in der Erfassung von Indikatoren in Bezug auf den effizienten Umgang mit Energie in produzierenden Unternehmen und der Frage nach Möglichkeiten einer positiven Beeinflussung der Unternehmen z.B. durch politische Akteure. Zunächst soll mittels qualitativer Fallanalysen ein tiefgehendes Verständnis der unternehmerischen Praktiken und Handlungsorientierungen bezogen auf den Umgang mit Energie erlangt werden. Anschließend soll auf Basis von energietechnischem Vorverständnis, relevanter gesetzlicher Randbedingungen und den empirisch erlangten Einflussgrößen ein Befragungskonzept entwickelt und angewandt werden, um daraus konkrete Empfehlungen und Richtungshinweise für die relevanten Akteure abzuleiten.

Gefördert durch: Ministerium für Wissenschaft, Kunst und Kultur Baden-Württemberg

Laufzeit: 10.2016 – 09.2018

Ein elektrischer Speicher, dessen Kapazität mit der von Batterien konkurrieren kann, und der dabei so schnell aufzuladen ist wie ein Superkondensator: Im Projekt FastStorageBW entsteht ein leistungsstarker Hybrid-Speicher, der das Beste aus zwei Welten vereint.

Lange Wartezeiten am Ladegerät könnten schon bald der Vergangenheit angehören. Zusammen mit dem Batteriehersteller Varta Microbattery und weiteren Partnern werden PowerCaps entwickelt, ein Hybrid-Speicher, der die Vorteile von Batterien und Superkondensatoren in sich vereint.

Gefördert durch: Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg

Laufzeit: 01.2015 - 12.2017

Der steigende Anteil der regenerativen Energie, die nicht jederzeit an jedem Ort gleichermaßen verfügbar ist, macht die flexible Erzeugung von Strom aus KWK-Anlagen unverzichtbar. Im Projekt „Galvanoflex“ wird erforscht, wie KWK-Anlagen netzdienlich gesteuert und residuallastangepasst und damit netzdienlich betrieben werden können. Mit dem Forschungsvorhaben soll die zukünftige Rolle der KWK als komplementäre und damit flexible und an der Residuallast orientierten Ergänzung zur volatilen Stromerzeugung in Solar- und Windkraftanlagen in industriellen Anwendungen implementiert werden. Darüber hinaus wird im Rahmen des Projektes eine sozialwissenschaftliche Begleitforschung zu den Umsetzungsmöglichkeiten durchgeführt.

Die acht Verbundpartner EEP, REZ, eiffo eG, Fraunhofer IPA, C&C Bark GmbH, Hartchrom GmbH, NovoPlan GmbH und Plating electronics arbeiten gemeinsam mit den beiden assoziierten Partnern Sales and Solutions GmbH und DiTEC GmbH an mehr Energieflexibilität und einer residuallast angepassten KWK-Anlage.

Website Galvanoflex

Gefördert durch: Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg

Laufzeit: 05.2017 - 12.2019

Die Plattform Energieeffizienz des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie versammelt wesentliche Stakeholder, die bei der Steigerung der Energieeffizienz in Deutschland mitwirken. Die dena leitet zusammen mit dem Institut für Energieeffizienz in der Produktion der Universität Stuttgart seit März 2015 die Geschäftsstelle der Plattform Energieeffizienz. Die Geschäftsstelle begleitet das BMWi sowohl fachlich-wissenschaftlich als auch organisatorisch. Das EEP betreut u.a. die AG „Innovative Finanzierungskonzepte“. Weitere Informationen zu inhaltlichen Arbeiten im Rahmen der Plattform Energieeffizienz finden Sie auf den Seiten des BMWi.

Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Laufzeit: 10.2016 - 04.2018

Die in der Industrie häufig anfallende Abwärme wird derzeit vielfach ungenutzt an die Umwelt abgegeben. Die Bewirtschaftung von Fabrikhallendächern zur Pflanzenproduktion mittels industrieller Abwärme kann einen Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz leisten. Mit der Integration der Produktionssysteme in die Versorgungssysteme der Fabrik und des urbanen Umfelds ist es möglich, die Ressourceneffizienz zu steigern. Als Grundlage für ein Pilotprojekt werden im Rahmen einer Machbarkeitsstudie die Potentiale hierzu untersucht.

Gefördert durch: Vector Stiftung

Laufzeit: 08.2016 - 12.2017

Wissenschaftliche Aufbereitung und Analyse folgender Teilbereiche:

• Rahmenbedingungen für DMS
• Herausforderungen für die Marktintegration von DMS
• Lösungsvorschläge für eine erfolgreiche Marktintegration von DMS

Gefördert durch: Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg

Laufzeit: 10.2014 – 11.2015

Um eine fundierte und stringente Energieeffizienzpolitik zu gewährleisten, besteht seitens der zuständigen Abteilung II des BMWi ein hoher Bedarf an wissenschaftlich fundierter Beratung, an Informationsaufbereitung. Unter der Konsortialführerschaft der dena beteiligt sich das EEP an einem Rahmenvertrag zur Beratung hinsichtlich der Themen Energiepolitik, Wärme und Effizienz.

Gefördert durch: Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Laufzeit: 10.2016 – 04.2018