Wirtschaftsprüfung

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Wirtschaftsprüfung: KI revolutioniert Effizienz und Genauigkeit

Die Digitalisierung und der Einsatz von KI-Applikationen revolutionieren die Effizienz und Genauigkeit der Wirtschaftsprüfung. Bisher waren Revisoren und externe Finanzprüfer gezwungen, mühsam Daten manuell aus unternehmensinternen Datenquellen zu beschaffen und in Tabellenkalkulationssoftware zu analysieren. Heute können KI-Algorithmen große Datenmengen in kürzester Zeit auswerten und potenzielle Unregelmäßigkeiten oder Risiken identifizieren. Dies ermöglicht sowohl eine höhere Prüfungstiefe als auch – dank Co-Pilotierung mit KI – eine höhere Effizienz der Prüfung selbst.

Controlling, interne Revision und Wirtschaftsprüfung

Controlling und interne Revision spielen wegen ihrer spezialisierten Funktionen eine entscheidende Rolle bei der Zielerreichung eines Unternehmens. Der Controller übernimmt dabei die Aufgabe eines permanenten Fitnesschecks für die Unternehmensorganisation und stellt sicher, dass das fortlaufende Fitnesstraining der Organisation gewährleistet ist, denn die Berechnung von Margen und Profiten sowie die finanzielle Prozesseffizienz sind der Fokus des internen Rechnungswesens. Auf der anderen Seite führen interne und externe Prüfer den Gesundheitscheck durch.

Das Controlling fördert die Effizienz und Effektivität eines Unternehmens, indem es Planung, Steuerung und die Bereitstellung von Finanzdaten sowie daraus abgeleiteten Informationen für Entscheidungen und das Risikomanagement übernimmt. Auf der anderen Seite bewertet die unabhängige interne Revision, unterstützt durch die Jahresabschlussprüfung externer Dienstleister, die Effektivität von Risikomanagement, internen Kontrollen und Governance. Zusammen tragen das Controlling und die interne Revision zu effizienten internen Kontrollen und einer effizienten Unternehmensführung bei.

Die externe Jahresabschlussprüfung geht darüber hinaus und prüft die Compliance mit regulatorischen Vorgaben für das externe Rechnungswesen, insbesondere zum Schutz externer Stakeholder. Diese Funktionen dienen gemeinsam als präventiver ‘Gesundheitscheck’ für das Unternehmen. Sie sichern die Aussagekraft und Transparenz der finanziellen Situation, machen frühzeitig Abweichungen und Auffälligkeiten sichtbar und stärken damit das Vertrauen in die Finanzdaten.

Cloud Automation ermöglicht KI auf Big Data

Die Automatisierung von Datenflüssen durch Cloud Computing spielt eine entscheidende Rolle bei der Analyse großer Datensätze und der Anwendung künstlicher Intelligenz (KI). Mit Cloud-Computing-Diensten können Unternehmen Daten nahtlos und effizient erfassen, speichern, verarbeiten und analysieren, ohne dass sie über umfangreiche lokale Infrastrukturen verfügen müssen. Diese Automatisierung ermöglicht es, große Mengen an Daten schnell zu verarbeiten und Erkenntnisse zu gewinnen, die für das Geschäftswachstum und die strategische Entscheidungsfindung entscheidend sind. Darüber hinaus bietet Cloud Computing eine skalierbare und flexible Infrastruktur, die es Unternehmen ermöglicht, ihre Ressourcen bei Bedarf zu erweitern oder zu reduzieren, je nach den Anforderungen ihrer Datenanalysen und KI-Anwendungen.

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Abbildung 1 – Arbeitsfluss auf der Cloud-Datenautomatisierung aus Sicht der Prüfers.

Die Cloud Automation ist folglich ein wichtiger Enabler für die Fähigkeit zur Analyse von großen Datensätzen und für den Einsatz von KI.

Analyse von unstrukturierten Daten

Wer an Finanzprüfung denkt, denkt vermutlich zuerst an Buchungen in Buchhaltungs- oder ERP-Systemen, folglich an strukturierte Datentabellen. Doch Prüfer müssen auch viele Textdokumente beziehungsweise die darin befindlichen Angaben auf Verlässlichkeit prüfen. Hier kann KI helfen, denn künstliche neuronale Netze können dafür darauf trainiert werden, textliche Informationen zu verarbeiten und so zum Beispiel Wörter und nummerische Angaben zu klassifizieren, um sie einer Checkliste oder einer Bilanz zuzuordnen.

Abbildung 2 – Die Herausforderungen, die uns Daten stellen, liegen vor allem in ihrer vorhandenen oder fehlenden Struktur, Ordnung und Sortierung.

Zur Wirtschaftsprüfung gehört die Prüfung von Lageberichten zur finanziellen Situation oder neuerdings auch in Sachen Nachhaltigkeit. Mit Deep Learning, einem Teilgebiet der KI, können diese Berichte voranalysiert und Textabschnitte der Berichte bereits mit anderen Dokumenten wie der Bilanz abgeglichen werden.

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Abbildung 3 – Automatisierte Erkennung von textlichen Angaben in Finanzberichten mit dem KI-Tool Notes Auditor von Deep Neuron Lab.

Das deutsche Start-up Deep Neuron Lab bietet eine Cloud-Anwendung, die eine derartige KI auf textliche Berichte anwendet und es dem Prüfer somit erleichtert, Checklisten zum Beispiel für Berichte nach IFRS oder HGB abzuprüfen. Viele Fragen der Checklisten werden automatisch anhand der Berichttexte vorbeantwortet und dem Prüfer zur Ansicht dargestellt. Die Software erkennt alle nummerischen Angaben – unterscheidet dabei auch zwischen Bilanzpositionen und anderen Arten von Daten – und erstellt über die KI mögliche Querverweise zu entsprechenden Dokumenten.

Anomalie-Erkennung in Finanztransaktionen

Obwohl viele Prüfungshandlungen klar durch Standards vorgegeben sind und einfache Abfrage- und Rechenoperationen umfassen, wird KI zunehmend zur Co-Pilotierung eingesetzt. Ein Beispiel dafür ist die Umwandlung des in der Wirtschaftsprüfung gängigen Journal Entry Testing (JET) von regelbasierten zu KI-basierten Methoden. Dieser Wandel markiert einen bedeutenden Fortschritt in der Prüfungsqualität und ermöglicht einen dynamischeren, ausgeklügelteren und effizienteren Ansatz zur Erkennung von Unregelmäßigkeiten und potenziellem Betrug in Finanztransaktionen.

Abbildung 4 – Evolution der immer besser werdenden Anomalie-Erkennung und Feststellung von Relevanz der Anomalien dank Feedback des menschlichen Prüfers.

Bisher haben Prüfer auf heuristische statische Regeln zurückgegriffen, um Transaktionen zu identifizieren, die auf Prüfungsrisiken hinweisen könnten. Diese Regeln beruhen auf dem Verständnis und der Erfahrung des Prüfers mit finanziellen Unregelmäßigkeiten, wie etwa Transaktionen zu ungewöhnlichen Zeiten, mit ungewöhnlichen Beträgen oder verdächtiger Häufigkeit. Obwohl dieser Ansatz bis zu einem gewissen Grad wirksam ist, hat er seine Grenzen. Diese Systeme neigen dazu, eine hohe Rate von Buchungen hervorzuheben, was umfangreiche manuelle Überprüfungen erforderlich macht. Außerdem sind sie wenig anpassungsfähig und können mit der Weiterentwicklung von Betrugsmethoden schnell veralten, was regelmäßige Aktualisierungen erforderlich macht. Mit unüberwachtem maschinellen Lernen (Unsupervised Machine Learning) werden Ausreißer – also Anomalien – in Transaktionen erkannt, die in hochdimensionalen Räumen auftreten.

Abbildung 5 – Beispiel eines gewöhnlichen JET, erstellt durch ein menschliches Gehirns, (links) und einem JET von einem maschinellen Lernsystems (rechts).

Während von Prüfern entwickelte Regelwerke der Ausreißer-Erkennung sowie die Anomalie-Erkennung auf Grundlage des unüberwachten maschinellen Lernens nur innerhalb der Datenpopulation eines einzigen Prüfungsmandats angewendet wird, können übergreifende Muster mit überwachtem maschinellem Lernen (Supervised Machine Learning) erkannt werden. Durch die Kombination dieser Ansätze ergibt sich ein semi-überwachtes Lernen, das zum einen stets neue Anomalien erkennt, zum anderen jedoch auch Feedback von menschlichen Prüfern nutzt, um relevante Anomalien relativ sicher festzustellen.

KI schafft den Artificial Auditor

Der Einsatz von überwachtem maschinellen Lernen ermöglicht es, dass Muster für Findings im Sinne der Wirtschaftsprüfung übergreifend über Mandate erlernt werden können. Somit würde eine KI einen übergreifenden Blick für Anomalien und spezielle Hinweise für Feststellungen erlangen.

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Abbildung 6 – Eine KI auf Basis von Deep Learning erlernt Muster, die für Prüfer relevante Feststellungen im Bezug auf Buchungsdaten aufzeigen. Hier werden also Transaktionen in Buchhaltung und Warenbewegungen klassifiziert.

Dies wird mit einem Modell erreicht, das über jegliche Prüfungsprojekte hinweg lernt, vorherzusagen, welche Analysen und welche Analyse-Ergebnisse eine besonders hohe Aussagekraft oder anderweitige Relevanz in der Prüfung haben. Dieses KI-Modell wird zum Artificial Auditor, ein maschinelles Lernsystem, das direkt vom Menschen die Interpretation der Daten lernt und dieses Wissen jedem Anwender unmittelbar zur Verfügung stellt. Der Prüfer wird also unmittelbar mit der Schwarmintelligenz einer ganzen Branche beim Auffinden von auffälligen Teilpopulationen oder -prozessen co-pilotiert.

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Abbildung 7 – Der Software and AI as a Service von AUDAVIS (www.audavis.ai) bietet neben der Anomalie-Erkennung mit unüberwachtem maschinellen Lernen auch die Eingabe von Feststellungen für den Prüfer. Dieses Feedback unterstützt den Artificial Auditor mandatsübergreifend.

Die Nutzung des Feedbacks von menschlichen Prüfern trainiert die KI des Artificial Auditors, der diesen wiederum eine Co-Pilotierung bei der Auswahl von Prüfungshandlungen sowie bei der Bewertung von Analyse-Ergebnissen und Feststellungen bietet – die KI schafft somit ein Augmented Auditing für den menschlichen Nutzer.

Gastautor Benjamin Aunkofer ist Software-Entwickler und Wirtschaftsingenieur. Als Chief AI Officer und Gründer der Datanomiq, einem Dienstleister für Daten und KI, ist er seit 2015 in der Unternehmensberatung sowie Wirtschaftsprüfung tätig, um mit Unternehmensdaten Prozesse zu optimieren und diese in echte Geschäftswerte zu verwandeln.

 

Industrie 5.0: Ein Begriff in der Kritik

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Industrie 5.0: Ein Begriff in der Kritik

Im Rahmen der Hannover Messe 2011 wurde der Begriff „Industrie 4.0“ erstmalig der breiten Öffentlichkeit vorgestellt. Inzwischen ist bereits von „Industrie 5.0“ die Rede, unter anderem um den Fokus auf die „Menschenzentriertheit“ zu legen. Der Forschungsbeirat Industrie 4.0, dem unter anderem die Wirtschaftsingenieurinnen Julia Arlinghaus und Gisela Lanza angehören, sowie die Plattform Industrie 4.0 üben anlässlich der gerade gestarteten Hannover Messe 2024 in einer gemeinsamen Stellungnahme Kritik am Umgang mit dem Begriff „Industrie 5.0“:

„Mehr als zehn Jahre ist es inzwischen her, dass der Begriff Industrie 4.0 vom ehemaligen SAP-Vorstandssprecher Henning Kagermann, dem einstigen CEO des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz, Wolfgang Wahlster, und Wolf-Dieter Lukas, Abteilungsleiter und später Staatssekretär im Bundesforschungsministerium, aus der Taufe gehoben wurde. Seitdem hat sich die in Deutschland begonnene Initiative rund um den Globus verbreitet.

Industrie 4.0 ist heute ein Begriff, der für eine Veränderung steht, die potenziell alle gesellschaftlichen Bereiche betrifft, denn er steht für die vierte industrielle Revolution. Es ist davon auszugehen, dass diese – so wie die vorangegangenen drei industriellen Revolutionen – einerseits weitreichende Veränderungen bewirken wird, andererseits aber zu ihrer vollständigen Umsetzung auch eine ähnlich lange Zeitspanne wie für die vorausgegangenen industriellen Revolutionen erforderlich sein wird. Das softwaretypische Kürzel „4.0“ dient einerseits als Hinweis auf die vierte industrielle Revolution, betont andererseits aber auch die besondere Rolle, die Software in diesem Prozess spielt. Dabei handelt es sich um ein umfassendes Konzept, das von Beginn an u.a. technologische Inhalte, neue Wertschöpfungsmodelle, Fähigkeiten zur Erstellung neuartiger Produkte, Nachhaltigkeit, Resilienz und insbesondere Konzepte für die optimale Einbindung und Unterstützung der an Industrie 4.0-Lösungen beteiligten Menschen enthält.

Wie jede industrielle Revolution erfordert auch die vierte industrielle Revolution aufeinander aufbauende Maßnahmen. Das bedeutet, dass zu Beginn einer Entwicklung zunächst technische Grundlagen und internationale Standards geschaffen werden müssen, die die Basis für darauf aufbauende Fähigkeiten und die optimale Unterstützung der Menschen in der Produktion bildet. Eine aktive Beteiligung der Beschäftigten ist hierbei essenziell. Die Inhalte von Industrie 4.0 auf technologische Inhalte zu reduzieren, wäre völlig falsch. Und es wäre ebenso falsch, unterwegs auf einem langen, aber wichtigen und richtigen Weg, das Kürzel „4.0“ wie eine Versionszählung zu behandeln und durch „5.0“ zu ersetzen.

Tatsächlich ist dieser Fehler seit einiger Zeit häufiger anzutreffen: Der Begriff „Industrie 5.0“ wurde in der jüngeren Vergangenheit propagiert. Als Kern dieses Begriffes wird neben einigen Inhalten aus dem KI-Bereich gern die „Menschzentriertheit“ definiert, letztlich also der Wunsch, eine möglichst für den Menschen optimale Gestaltung von Arbeitsprozessen einhergehend mit einer bestmöglichen Unterstützung in den neuen Produktionsprozessen zu erreichen. Diese Inhalte sind nicht zu kritisieren, aber den neuen Begriff „Industrie 5.0“ benötigt man zu deren Beschreibung nicht, denn die „Menschzentriertheit“ und der Nutzen für die Gesellschaft sind von Beginn an die wichtigsten Ziele von Industrie 4.0.

Der Begriff „Industrie 5.0“ ist weder notwendig noch hilfreich, denn er umfasst keine neuen Inhalte, suggeriert aber, die vierte industrielle Revolution sei abgeschlossen, und man könne sich vermeintlich neuen Themen zuwenden. Es ist zu erwarten, dass diese unnötigen Begrifflichkeiten zu Verunsicherungen bei Unternehmen und eingespielten internationalen Kooperationen führen können, die sich aktuell mit der Umsetzung der vierten industriellen Revolution befassen.

Die Plattform Industrie 4.0 und der Forschungsbeirat Industrie 4.0 kritisieren daher das leichtfertige Positionieren des unnötigen Begriffs „Industrie 5.0“ mit Nachdruck.“

VWI-Verbandskreditkarte: Rabatte bei Neuwagen und Reisen

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VWI-Verbandskreditkarte: Rabatte bei Neuwagen und Reisen

Die Mehrwerte der VWI-Verbandskreditkarte – eine gebührenfreie Mastercard Gold in Kooperation mit der Advanzia Bank – ergeben sich nicht nur aus der hervorragenden Akzeptanz, sondern auch aus den inkludierten Versicherungen sowie den attraktiven Rabatten bei Reisen und Neufahrzeugen. Darauf weist VWI-Kooperationspartner John Kames hin.

Beispiel Neufahrzeuge: Die Verbandskreditkarte bietet heute über das Portal www.verband-auto.de viele bekannte Neuwagen zu stark rabattierten Preisen an – Verbrenner ebenso wie Elektroautos. Die Rabatte sind bereits ausgehandelt, ein Verhandeln ist nicht mehr erforderlich. Es genügt, sich auf dem Portal mit der Verbandskennung anzumelden und als Password die ersten sechs Stellen der Verbandskreditkarte einzugeben, um dann Fahrzeugmarke und Typ auswählen und vollständig konfigurieren zu können.

Das kann sich lohnen, wie folgende Rabattbeispiele zeigen: Skoda Superb 16,20 bis 20,55 Prozent, Skoda Octavia 16,05 bis 20,05 Prozent, Skoda Enyak 12,45 bis 16,05 Prozent, BMW 3 Touring Hybrid 15,95 bis 18,95 Prozent, BMW 2er Tourer 15,45 bis 20,45 Prozent, BMW 5er Touring 15,20 bis 21,70 Prozent, Golf 8 Variant 13,55 bis 21,30 Prozent, ID 4 9,30 bis 13,05 Prozent oder VW Touran 13,55 bis 20,45 Prozent.

Bei Fragen zur Abwicklung ist VWI-Kooperationspartner John Kames unter john.kames@t-online.de oder telefonisch unter 06432/9369860 oder 0177/6622334 erreichbar.

Änderungen bei der VWI-Verbandskreditkarte

Übrigens gibt es einige Änderungen bei der VWI-Verbandskreditkarte, teilte John Kames weiter mit. Kreditkarten werden heute nur noch am POS-Terminal abgewickelt, also einem Akzeptanzterminal. Beträge unter 50 Euro werden ohne PIN-Eingabe akzeptiert, bei Beträgen über 50 Euro ist die PIN als Verifikation notwendig. Auf der Rückseite der Karte entfällt daher ein Unterschriftsfeld: Es ist nicht mehr erforderlich, weil es keinen Vergleich mit der Unterschrift auf einem physischen Bezahlbeleg mehr gibt – Bezahlbelege sind durch den Chip und PIN-Eingabe überflüssig geworden. Weitere optische Änderung: Der Name des Karteninhabers – und falls erwünscht seine Mitgliedsnummer – werden nicht mehr hochgeprägt, sondern nur aufgelasert.

Kostenlose Mastercard Gold für VWI-Mitglieder

Der VWI bietet seinen Mitgliedern als Verbandskreditkarte eine gebührenfreie Mastercard Gold an. Möglich macht das eine Kooperation mit der Advanzia Bank. Jedes VWI-Mitglied kann für sich und den Partner zu gleichen Konditionen diese Verbandskreditkarte beantragen. Über die Details informiert der VWI im Mitgliederbereich.

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Energiewende: Elektrifizierung oder Wasserstoff?

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Energiewende: Elektrifizierung oder Wasserstoff?

Elektrifizierung und Wasserstoff gelten als Schlüsselstrategien, um die Energiewende zu gestalten und bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen. Forschende des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) haben die Rolle der beiden Technologien in modellierten Szenarien für die künftige EU-Transformation untersucht (Distinct roles of direct and indirect electrification in pathways to a renewables-dominated European energy system).

Über alle Szenarien hinweg ist für die Energiewende die direkte Nutzung von Strom die dominierende Strategie etwa für Autos oder beim Heizen von Gebäuden und in der Industrie. Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe aus Strom werden vor allem für die Luftfahrt, die Schifffahrt, die chemische Industrie und als Stromspeicher benötigt. Elektrifizierung und Wasserstoff ergänzen sich im Gesamtenergiemix somit weitgehend, während sie um einen geringen Anteil von etwa 15 Prozent der Endenergie konkurrieren. Das betrifft vor allem Sektoren wie den Lkw-Verkehr und die industrielle Hochtemperatur-Prozesswärme.

„Der Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und die Umstellung auf elektrische Technologien, wo immer dies möglich ist, ist bei weitem der schnellste und billigste Weg, um die Kohlenstoffemissionen in den meisten Sektoren zu senken. Wir gehen daher davon aus, dass der Anteil von Strom am Endenergieverbrauch von 20 Prozent auf 42 bis 60 Prozent bis 2050 steigen muss, um Klimaneutralität in der EU zu erreichen“, so Studienautor Gunnar Luderer, Leiter der Gruppe Energiesysteme am PIK. Ursache hierfür ist, dass elektrische Technologien zunehmend verfügbar sind und Strom sehr effizient nutzen, während die Umwandlung in Wasserstoff und synthetische Brennstoffe und deren Verbrennung mit erheblichen Energieverlusten verbunden sind. Insgesamt steigt die Stromnachfrage in der EU in den Szenarien bis 2050 um 80 bis 160 Prozent, je nach Umfang der Wasserstoffimporte und der Rolle der Elektrifizierung und des Wasserstoffs in unsicheren Sektoren. Bis dahin müsste somit etwa doppelt so viel Strom erzeugt werden wie heute.

Die Forschenden diskutieren auch den aktuellen Stand der EU-Politik in Bezug auf Elektrifizierung und Wasserstoff und skizzieren drei kritische Eckpfeiler für eine erfolgreiche Transformation. Demnach sollte die Politik der Elektrifizierung beziehungsweise dem Wasserstoff in den Sektoren Vorrang einräumen, in denen sie in allen Szenarien bevorzugt werden, Hindernisse für den Ausbau der erneuerbaren Energien beseitigen und Anreize für den Ausbau von Wasserstoffversorgungsketten schaffen.

Project Management Championship 2024

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Project Management Championship 2024: Jetzt noch bewerben!

Noch bis zum 14. April sind Anmeldungen für die Project Management Championship 2024 möglich. Dabei treten Studierende aus ganz Deutschland nach einer Online-Qualifikationsrunde im Rahmen einer vom Sponsor gestellten Case-Study gegeneinander an. Eine Experten-Jury bewertet anschließend die Lösungsansätze und kürt ein Gewinnerteam. Dieses bekommt dann die Gelegenheit, bei der International Project Management Championship (IPMC) anzutreten. Hier der Ablauf:

Anmeldeschluss/Qualifikationsrunde: 14. April 2024
Nationales Finale: 24. bis 26. April 2024 bei SSI Schäfer in Giebelstadt
Internationales Finale: 7. bis 8. Juni 2024 in Florenz (Italien)
Weitere Infos: https://www.gpm-ipma.de/netzwerk/facharbeit/young-crew/project-management-championship
Anmeldelink: https://www.ipmapmc.com/index.php/about-pmc

Wie die Deutsche Gesellschaft für Projektmanagement e.V. (GPM) mitteilt, sind zu dem Wettbewerb Studierende zugelassen, die maximal 35 Jahre alt sind und an staatlich anerkannten Hochschulen und Universitäten in Deutschland studieren – die Fachrichtung spielt keine Rolle. Idealerweise besteht ein Team aus drei, besser vier Mitgliedern. Wenn jemand kein Team hat oder in einem Team noch jemand fehlt, unterstützen die Veranstalter bei der Teamfindung. Die Teilnahme an der Project Management Championship 2024 ist kostenfrei.

„Unternehmen und Organisationen sind gezwungen, sich immer wieder neu zu erfinden und an dynamische Rahmenbedingungen anzupassen. Die rasante technologische Entwicklung, der Klimawandel, Ressourcenverknappung und vielfältige soziale Spannungen in der Gesellschaft sind nur einige Herausforderungen, die mit einer schnelllebigen und damit auch risikoreichen Welt einhergehen. Diese raschen Veränderungen erfordern zielgerichtete Projekte. Deshalb sind Projektmanagement-Kompetenzen längst ein fester Bestandteil der unternehmerischen Praxis von heute“, so die GPM. Die GPM ist offizieller Kooperationspartner des VWI.

BAM: Nützliche Chemikalien aus CO2

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BAM: Nützliche Chemikalien aus CO2

In Zukunft könnte die Industrie Treibhausgasemissionen nutzten, statt sie in die Atmosphäre freizusetzen – davon gehen Forschende der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) anhand aktueller Entwicklungen aus. Denn bei dem Projekt haben sie eine neue Technologie entwickelt, um mithilfe von Bakterien und Solarstrom nützliche Chemikalien aus CO2 zu gewinnen (PEM Electrolysis in a Stirred-Tank Bioreactor Enables Autotrophic Growth of Clostridium ragsdalei with CO2 and Electrons).

Dass sich Kohlendioxid mithilfe von Bakterien elektrochemisch aufwerten lässt, ist dem Prinzip nach bekannt. Dafür werden die Verfahren der Elektrolyse und der Fermentation kombiniert: CO2 wird erst zu CO reduziert und dann von Bakterien zu Essigsäure oder auch zu Ethanol oder Butandiol verstoffwechselt – also zu Säuren und Alkohole, die als Ausgangsstoffe für Spezialchemikalien dienen können. Bislang erfolgen Elektrolyse und Fermentation in zwei getrennten Schritten. Denn die Katalysatoren der Elektrolysegeräte, die aus Gold, Silber oder Kupfer bestehen, sind empfindlich gegenüber der Flüssigkeit, die für die Fermentation benötigt wird. Auch vertragen sich wiederum die Metalle aufgrund ihrer antibakteriellen Wirkung nicht gut mit den nützlichen Mikroorganismen. Die Forschende der BAM haben nun Elektrolyse und Fermentation in einem System miteinander kombiniert. Dafür hat das Team neuartige Katalysatoren auf Kohlenstoffbasis entwickelt. Die Materialien sind biokompatibel, beeinträchtigen die Funktion der Bakterien also nicht, und sind zudem deutlich kostengünstiger als bisherige Katalysatoren.

Die Machbarkeit des Konzepts wurde in standardisierten Bioreaktoren erfolgreich demonstriert. Ein optimierter Prozess ließe sich also schnell in die industrielle Anwendung bringen. Da die Reduzierung des Treibhausgases CO2 als entscheidend dafür gilt, die Folgen des Klimawandels zu begrenzen, wächst das Interesse an biokatalytischen Prozessen, die CO2-Emissionen binden und in nützliche Chemikalien umzuwandeln können.

„Unsere Forschungsergebnisse sind ein wichtiger Schritt in Richtung nachhaltige und dezentrale Produktion von CO2-basierten Chemikalien. Sie zeigen das Potenzial der Kombination von biologischen und elektrokatalytischen Prozessen“, so Tim-Patrick Fellinger, Leiter des Fachbereichs für Elektrochemische Energiematerialien der BAM. „Die Technologie ließe sich dezentral und in Kombination mit Ökostrom aus Solaranlagen dort einsetzen, wo bei Produktionsprozessen stetig Kohlendioxid produziert und bisher mangels Alternativen als Klimagas in die Atmosphäre freigesetzt wird.“

Klimawandel: Publikation zum Stand der Forschung

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Klimawandel: Publikation zum Stand der Forschung

Das Climate Service Center Germany (GERICS), eine Einrichtung des Helmholtz-Zentrums Hereon, hat das Open-Access-Buch „Klimawandel in Deutschland“ neu aufgelegt. 165 Forschende aus unterschiedlichen Fachdisziplinen fassen darin in 39 Kapiteln das aktuelle Fachwissen zum Klimawandel und seinen Auswirkungen zusammen. Erwartungen für die Zukunft, Chancen und Risiken sowie mögliche Anpassungsstrategien werden greifbar, offene Fragestellungen benannt. Ein ganz neu aufgenommener Teil mit fünf Kapiteln widmet sich der Emissionsminderung unter anderem im Verkehrssektor, der passiven CO2-Speicherung durch naturbasierte Lösungen und Methoden zum aktiven CO2-Entzug.

Zunahme des Risikos für Sturmfluten, mehr Niederschläge und verstärkte Windaktivitäten im Winter, Starkregen und Hochwasser, Dürre, Hitzeperioden und Austrocknung der Böden im Sommer – so vielschichtig ist das Problem und wirkt sich global auf Wirtschaft und Gesellschaft aus: auf Landwirtschaft und Produktion, die Energiegewinnung, den Tourismus, die Meere und Ökosysteme und die menschliche Gesundheit. In gleichem Maße vielgestaltig und adäquat müssen aus Sicht des Autorenteams auch die Antworten sein. Das Buch zeigt daher verschiedene Handlungsoptionen auf, die diskutiert werden. Der Aufruf zum verstärkten Zusammendenken von Klimaschutz und -anpassung, der im jüngst erschienenen European Climate Risk Assessments (EUCRA) der Europäischen Umweltagentur (EEA) enthalten ist, findet auch in diesem Buch seine Entsprechung: Es liefert Hintergrundinformationen und Denkanstöße für verschiedene Sektoren und stellt somit eine wissenschaftliche Grundlage für Anpassungs- und Klimaschutzaktivitäten in einzelnen Regionen und Branchen dar.

Dabei sollten aus Sicht des Autorenteams die Begrenzung des Klimawandels und eine Anpassung an seine Auswirkungen immer zusammen gedacht werden. Dafür könne kann auch ein Perspektivwechsel hilfreich sein, etwa die Frage, inwieweit trägt der eigene Lebensstil zur Erreichung der Pariser Klimaziele beiträgt – Stichwort „Paris Lifestyle. Auch zu diesem Ansatz liefert diese Veröffentlichung interessante Anstöße.

Das Buch wird von Guy P. Brasseur, Daniela Jacob und Susanne Schuck-Zöller herausgegeben. Es ist unter diesem Link als gedrucktes Exemplar sowie als E-Book im Open Access erhältlich.

Gebäudemanagement: Zweites Leben für Smartphones

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Gebäudemanagement: Zweites Leben für Smartphones

Auf Gebäude entfallen in Deutschland mehr als 30 Prozent des Energieverbrauchs. Das sollen selbstlernende Algorithmen ändern, die Gebäude aufgrund ihrer baulichen Merkmale und ihrer Nutzung optimal betreiben können. Allerdings wird für das Gebäudemanagement entsprechende Hardware gebraucht, vor allem Rechen- und Kommunikationsleistung, deren Produktion und Transport ebenfalls wertvolle Ressourcen benötigt und große Mengen CO2 verursacht. Als Alternative zu neuen Geräten setzt Empa-Forscher Hanmin Cai daher auf ausgediente Smartphones.

Zurzeit werden Smartphones häufig wegen eines beschädigten Displays oder nachlassender Akkulaufzeit ersetzt, während Prozessor und Speicher immer noch einwandfrei funktionieren. Hanmin Cai hat untersucht, inwiefern sich grundlegende Kontroll- und Kommunikationsaufgaben im Gebäudemanagement mit herkömmlichen Smartphones durchführen lassen, welche Leistung diese erbringen und welche Software-Applikationen dazu benötigt werden. Dazu hat er einen von ihm mitentwickelten Algorithmus mit Hilfe von Open-Source-Software auf sein altes Smartphone gespielt, um zunächst die Raumtemperatur in einer NEST-Unit innerhalb einer von ihm festgelegten Komfortzone zu kontrollieren. NEST ist das modulare Forschungs- und Innovationsgebäude von Empa und Eawag. In einem zweiten Versuch kontrollierte er damit den Lade- beziehungsweise Entladevorgang einer elektrischen Batterie, die mit einem simulierten Stromnetz verbunden war.

Die ersten Ergebnisse sind dem Forscher zufolge zufriedenstellend, weil beide Aufgaben mit ansprechender Genauigkeit ausgeführt werden konnten. Auch bezüglich der Kommunikationsgeschwindigkeit lag der Smartphone-Controller in einem Bereich, der für die Gebäudesteuerung ausreichend ist. Trotzdem steht die Idee noch ganz am Anfang. Wichtige Fragen – etwa zur Sicherheit der Software-Kette, zur Skalierbarkeit der Anwendung oder der Lebensdauer eines solchen Smartphone-Controllers – sind noch nicht abschließend beantwortet. Außerdem steht noch eine fundierte Analyse des CO2-Verbrauchs über den gesamten Lebenszyklus des Smartphone-Controllers an, um genau beziffern zu können, wie viele Emissionen gegenüber einem neu produzierten Gerät eingespart werden können.

Einen großen Vorteil kann Cai jedoch schon jetzt benennen: „Wir alle kaufen uns etwa alle fünf Jahre ein neues Smartphone. Dazu kommt, dass in den meisten Haushalten mehr als eine Person lebt. Die Ressourcen wären also zur Genüge vorhanden.“

ZevRA: Ressourcenschonende Automobilproduktion

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ZevRA: Ressourcenschonende Automobilproduktion

Im Projekt Ekoda (Effiziente und wirtschaftliche kreislauforientierte Demontage und Aufbereitung) arbeitet ein Forschungsteam des Fraunhofer IWU in Chemnitz bereits daran, den Reuse-Anteil bei Gebraucht- oder Unfallwagen zu erhöhen, die bislang oft mit hohem Energieaufwand verschrottet werden. Jetzt will unter Federführung des Fraunhofer IWU ein Konsortium aus 28 europäischen Partnern zudem Wege in eine konsequent ressourcenschonende Automobil-Produktion aufzeigen: Im EU-Projekt ZEvRA (Zero Emission electric vehicles enabled by haRmonised circulArity) wollen die beteiligten Unternehmen und Institutionen auf Basis eines beliebten Serienmodells von Skoda virtuell ein Circular Car Concept entwickeln. Zu Demonstrationszecken werden sie ein Fahrzeug mit Teilen aus recycelten Werkstoffen aufbauen, die den Kriterien der Kreislaufwirtschaft entsprechen.

Hintergrund: Bis 2035 sollen nach EU-Vorgaben Neufahrzeuge nahezu vollständig aus recycelten, überarbeiteten, umfunktionierten, reparierten oder wiederverwendeten Teilen hergestellt werden; der Verbrauch neuer Rohstoffe für die Pkw-Produktion soll gegen Null gehen. Trotzdem müssen Neufahrzeuge auch künftig alle Anforderungen hinsichtlich der Crashsicherheit erfüllen und den Qualitätsansprüchen der Kunden genügen. Im Projekt ZevRA soll die gesamte Wertschöpfungskette betrachtet werden: von der Materialbereitstellung und der Herstellung bis zu den Prozessen am Ende des Produktlebens. Dafür will ZEvRA eine Methodik für zirkuläres Design und eine ganzheitliche Kreislaufbewertung entwickeln. Betrachtet werden die wichtigsten Materialien, die im Materialmix eines typischen Elektrofahrzeugs mehr als 84 Prozent abdecken: Stahl, Aluminium, Thermoplast-Verbundstoffe, Kunststoffe, Glas, Reifen und Seltene Erden. Zudem sollen digitale Tools Kreislauffähigkeit, Rückverfolgbarkeit und virtuelle Integration von Komponenten in ein vollständig reproduzierbares Fahrzeug sicherstellen.

Zu den Partnern des bis Ende 2026 laufenden EU-Projekts gehören unter anderem Pkw-Hersteller wie Volkswagen, Skoda und Stellantis sowie große Zulieferer wie Faurecia und Continental. Wichtige Erkenntnisse und Ergebnisse von ZevRA sollen so breit in der Automobilindustrie verankert werden und Wirkung entfalten.

Retrofit: Unternehmen für Forschungsprojekt gesucht

Beitragsbild: Ralf Büchler für das IPH

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Retrofit: Unternehmen für Forschungsprojekt gesucht

Produktionskosten senken, die Bauteilqualität erhöhen, Ausschuss reduzieren – all das können Unternehmen mit einem Retrofit erreichen. Ob sich diese Investition lohnt, soll künftig Künstliche Intelligenz (KI) entscheiden. Darum geht es bei dem Forschungsprojekt „DiReProFit“ des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) und des Labors für Massivumformung (LFM) der Fachhochschule Südwestfalen. Unternehmen aus der Schmiedebranche, die Unterstützung bei ihrem Retrofit-Vorhaben suchen und im Gegenzug Daten für die Forschung zur Verfügung stellen, können noch in das Projekt einsteigen. Weitere Informationen sowie Kontaktdaten gibt es auf den Projektseiten des IPH Hannover und der Fachhochschule Südwestfalen.

Wie die Projektpartner mitteilen, werden bei einem Retrofit alte Maschinen mit neuen Sensoren ausgestattet, um beispielsweise die Qualität zu überwachen, den Verschleiß vorherzusagen oder den Stromverbrauch zu optimieren. Ein Retrofit ist demnach oftmals deutlich kostengünstiger, als eine gänzlich neue Maschine anzuschaffen – trotzdem schrecken viele Unternehmen vor dieser Investition zurpck, da sie nicht wissen, ob der Kosten- und Zeitaufwand sich lohnt und ob sie mit der neuen Sensorik tatsächlich ihre Ziele erreichen, beispielsweise eine Verbesserung der Qualität oder eine Senkung der Kosten.

Geht es nach den Projektpartnern, soll sich genau das in Zukunft vorhersagen lassen: mithilfe von KI und einem Softwaredemonstrator, der prognistizieren kann, ob Unternehmen ihre Ziele mit einem Retrofit erreichen. Für die Entwicklung dieser Anwendung wollen die Forschenden im Projekt „DiReProFit“ Retrofits begleiten und Daten sammeln und damit den KI-Algorithmus anlernen. Dieser soll Muster in den Daten erkennen und verstehen, welche Art des Retrofits in der Vergangenheit welchen Nutzen gebracht hat. Zukünftige Retrofit-Vorhaben soll die KI dann mit den vorhandenen Daten abgleichen und eine Vorhersage treffen, welche Herangehensweise und welche Sensorik geeignet ist. Das soll Unternehmen helfen, Fehlinvestitionen zu vermeiden.

Da Vorhersagen umso genauer werden, je mehr Daten der KI zur Verfügung stehen, suchen die Forschenden möglichst viele Unternehmen, die gerade ein Retrofit durchführen oder für die Zukunft ein solches Projekt planen. Gesucht werden Unternehmen aus der Schmiedebranche, insbesondere umformende Mitglieder des Industrieverbands Massivumformung (IMU).