Rekord

Beitragsbild: TUfast Eco Team

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Rekord: 2573 Kilometer mit einer Akkuladung

Studierende der Technischen Universität München (TUM) haben einen neuen Rekord aufgestellt: Mit einer modifizierzten Version ihres Elektroautos namens muc022 legte das „TUfast Eco“-Team gut 2573 Kilometer mit einer einzigen Akkuladung zurück. Der volle Titel des im Zuge der IAA Mobility erreichten Rekords lautet „Greatest distance by electric vehicle, single charge (non-solar)“.

Der Flughafen München hatte für die Rekordfahrt einen leeren Flugzeughangar zur Verfügung gestellt. Die Messlatte des bisherigen Rekordhaltenden lag bei 1608,54 Kilometern. Diese Strecke hatte das Münchner Team bereits nach vier Tagen zurückgelegt – und fuhr dann einfach weiter, da der 15,5-Kilowattstunden-Akku des muc022 noch nicht leer war. Am Ende standen nach 99 Stunden Fahrzeit 2573,79 Kilometer auf dem Tacho. Unterm Strich bedeutet das einen Verbrauch von 0,6 Kilowattstunden auf 100 Kilometer. Zum Vergleich: Extrem sparsame Serienfahrzeuge verbrauchen zurzeit rund 13 kWh auf 100 Kilometer.

Für die aktuelle Version des muc022 haben die Studierenden vor allem auf eine durchdachte Aerodynamik und auf Leichtbau gesetzt und das 170 Kilogramm wiegende Fahrzeug mit einem größeren Akku ausgestattet. Als Antrieb diente ein Permanenterregter Synchronmotor (PSM) mit 400 Watt Leistung.

Neben Rekordversuchen nimmt das Team regelmäßig an internationalen Wettbewerben wie dem Shell Eco Marathon teil. Hier misst sich die Gruppe mit Teams anderer Universitäten in unterschiedlichen Disziplinen. Dabei spielen unter anderem auch die Möglichkeiten des autonomen Fahrens eine Rolle.

Geothermie / Lithium

Beitragsbild: Vulcan Energie/Uli Deck

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Geothermie: Nachhaltige Lithium-Quelle

Bereits vorhandene Bohrungen für Geothermie könnten für Deutschland eine zuverlässige Lithiumquelle sein – und das über mehrere Jahrzehnte hinweg und zu geringen Umweltkosten. Das zeigen aktuelle Datenanalysen des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Die Forschenden haben die Ergebnisse gerade in der Fachzeitschrift Energies veröffentlicht (Challenges and Opportunities for Lithium Extraction from Geothermal Systems in Germany). Demnach könnten bestehende Geothermiekraftwerke im Oberrheingraben und im Norddeutschen Becken zwischen zwei und zwölf Prozent des jährlichen Lithiumbedarfs in Deutschland decken. Der Rohstoff ist ein wichtiger Baustein für die Energiewende.

Das Forschungsteam weist darauf hin, dass die Förderung von Lithium aus Thermalwässern keine herkömmliche Form des Bergbaus ist. Deshalb könne man bei Analysen auch nicht auf die dafür üblichen Methoden zurückgreifen. Denn das im Wasser gelöste Lithium komme in einem weit verzweigten Netzwerk aus Klüften und Hohlräumen im Gestein vor, sei aber nur punktuell über einzelne Bohrungen zugänglich. Die Größe des Reservoirs hänge daher von der Wassermenge ab, die über die Bohrungen hydraulisch erschlossen werden könne.

Um das Potenzial der Lithiumproduktion mit Hilfe der Geothermie zu berechnen, mussten die Forschenden berücksichtigen, wie viel Wasser gefördert werden kann, welche Menge an Lithium dieses Wasser enthält und wie viel davon sich pro Zeiteinheit extrahieren lässt. Dafür nutzten sie eine dynamische Transportmodellierung, bei der sie thermische, hydraulische und chemische Prozesse gekoppelt betrachteten. Ähnliche Modelle sind demnach bereits aus der Öl- und Gasindustrie bekannt, wurden aber bisher noch nicht auf Lithium angewendet.

Für das Forschungsteam sind die Ergebnisse ihrer Analysen ein weiteres Argument für einen breiten Ausbau der Geothermie. Dass diese Technologie verlässlich grundlastfähige, erneuerbare Energie liefern kann, sei schon lange bekannt. Hinzu komme jetzt noch ihr Nutzen als Lithiumquelle.

Power-to-x

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Power-to-X: Fraunhofer ISE analysiert Lieferländer

Dem Fraunhofer ISE zufolge braucht Deutschland bis 2030 sowohl heimische mittels Power-to-X hergestellte Energieträger wie auch Importe – beides mindestens im einstelligen Terawattstunden-Bereich. Im Auftrag der Stiftung H2Global hat das Institut untersucht, wo die Herstellung solcher Power-to-X-Produkte bis zum Jahr 2030 in Verbindung mit dem Transport nach Deutschland am günstigsten umsetzbar wäre. Ergebnis: Für den Import von grünem Ammoniak, Methanol und Kerosin bieten Brasilien, Kolumbien und Australien via Schiff besonders gute Bedingungen, für den Import gasförmigem grünem Wasserstoff sind es Länder in Südeuropa oder Nordafrika. Dafür müssten allerdings rechtzeitig entsprechende Pipelines für den Transport gebaut werden.

Wie das Fraunhofer ISE erläuterte, sind Power-to-X-Energieträger ein effizienter Weg, um in weiter entfernten Regionen erzeugten Photovoltaik- und Windstrom zu speichern und nach Europa beziehungsweise Deutschland zu transportieren. Zudem seien in Zukunft viele Industrien auf solche Alternativen zu fossilem Gas oder Öl angewiesen.

Als zentrale Kriterien für eine kosteneffiziente Power-to-X-Erzeugung hat die Studie vorteilhafte Wind- und Photovoltaik-Kombinationen, eine hohe Anlagenauslastung und vergleichsweise geringe Kapitalkosten identifiziert. „Wir haben generell festgestellt, dass die Kombination aus guten Wind- und Solarstrom-Bedingungen sich sehr positiv auf die Kosten der Wasserstoffherstellung auswirkt, oft mehr, als wenn eine Region über herausragend gute Bedingungen für entweder Wind- oder Solarstromerzeugung verfügt“, so Christoph Kost, verantwortlich für die Erneuerbare-Energien-Analysen der Studie. Möglichst günstige Erzeugungskosten von erneuerbarem Strom seien der entscheidende Faktor. Optimierung, Skalierung und Ramp-up der gesamten PtX-Wertschöpfungskette wird laut Studie zu weiteren signifikanten Kostensenkungen führen. Das werde die Erzeugungs- und Importkosten nachhaltiger Energieträger nach 2030 weiter deutlich reduzieren.

KI

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KI: Bewertungstool für mehr Nachhaltigkeit

Bei der Diskussion um mögliche neue Anwendungsfelder für Künstliche Intelligenz rücken neben Chancen und Risiken auch die wachsenden Ressourcenverbräuche für mehr Rechenleistung stärker in den Fokus. Ein neues kostenloses Onlinetool soll nun bei der Einschätzung helfen, welche Nachhaltigkeitseffekte die Systeme haben. Organisationen, die KI selbst entwickeln oder einsetzen, sollen damit systematisch bewerten können, welche Auswirkungen ihre Systeme haben – sozial, ökologisch und ökonomisch. Das Onlinetool ist Teil des Projekts „SustAIn – Nachhaltigkeitsindex für Künstliche Intelligenz“.

Das Tool wurde von AlgorithmWatch (AW), dem Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) und dem Distributed Artificial Intelligence Laboratory der Technischen Universität Berlin entwickelt. In elf Schritten können sich KI-Verantwortliche in Organisationen dabei durch einen anonymen Fragebogen zur Selbsteinschätzung klicken und Angaben machen zu Kriterien wie Selbstbestimmung, Datenschutz oder kultureller Sensibilität, aber auch zum Monitoring von Ressourcenverbräuchen oder Treibhausgasemissionen. Denn Nachhaltigkeitseffekte treten über den gesamten Lebenszyklus komplexer KI-Systeme auf – vom Datenmodell und Systemdesign über die Modellentwicklung und -nutzung bis hin zur Entsorgung der Hardware. Abschließend liefert das Tool ein Auswertungsdokument mit Anregungen, wie sich die Systeme verbessern und Risiken verringern lassen.

Es gibt auch einen praktischen Grund, warum sich Organisationen mit den KI-Nachhaltigkeitseffekten beschäftigen sollten: Voraussichtlich werden Anforderungen an das Tracking von Energieverbräuchen und andere ökologische Auswirkungen in der europäischen KI-Verordnung verankert sein. Diese geplante Verordnung der EU-Kommission zur Regulierung von KI-Systemen könnte ab dem Jahr 2026 zur Anwendung kommen und soll verhindern, dass die Technologie für umstrittene Methoden eingesetzt wird.

Expertenforum Klett

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Expertenforum: Bildung für nachhaltige Entwicklung

Bildung für nachhaltige Entwicklung ist das Thema des nächsten Klett Professional Expertenforums, das die Klett Corporate Education GmbH (KCE) am 19. September 2023 von 15.00 bis 16.30 Uhr veranstaltet. Ein solches Expertenforum ist eine Online-Veranstaltung mit Experten aus verschiedenen Branchen und hat das Ziel, zukunftsweisende Themen für Unternehmen in einen arbeitsrelevanten Kontext einzuordnen.

In der aktuellen Auflage mit dem Thema Bildung für Nachhaltige Entwicklung sollen die Teilnehmer in mehreren Vorträgen erfahren, wie sie mit Bildung für Nachhaltige Entwicklung zukunftsfähiges Denken und Handeln stärken, wie Unternehmen und deren Beschäftigte verantwortungsvolle und nachhaltige Entscheidungen treffen und wie Unternehmen aus einschlägigen Branchen den Transformationsprozess bewältigen. Die Referenten sind Prof. Dr. Tim Breitbarth, Professor für Sustainable Management and Corporate Social Responsibility an der CBS International Business School (Köln) und Direktor Center for Advanced Sustainable Management, Ralf Lokay, Inhaber der Umweltdruckerei Lokay (Reinheim), Mitglied beim Netzwerk für nachhaltiges Wirtschaften B.A.U.M und Gewinner des deutschen Nachhaltigkeitspreises 2023 sowie Prof. Dr. Klaus Fischer, Professor für Betriebswirtschaftslehre und Nachhaltigkeitsmanagement an der Wilhelm Büchner Hochschule (Darmstadt).

Eine Anmeldung zu dem Teams-Event ist unter diesem Link möglich. Einen Flyer zur Veranstaltung gibt es hier.

Die Klett Corporate Education GmbH ist ein Verbund der Fernschulen und Fernhochschulen der Klett Gruppe. Dazu gehört auch die Wilhelm Büchner Hochschule, die zudem institutionelles Mitglied im VWI ist.

 

autonome Mobilität

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Mobilität: Hohe Akzeptanz für autonomes Fahren

Die Akzeptanz der Deutschen für autonome Mobilität ist hoch. Das zeigt eine repräsentative Befragung im Auftrag des Digitalverbands Bitkom unter 1.003 Personen in Deutschland ab 16 Jahren. Demnach kann sich eine breite Mehrheit vorstellen, ein autonomes Transportmittel zu nutzen, das vollautomatisch beschleunigt, lenkt, bremst oder steuert. Jeweils 74 Prozent der Befragten sagen, dass sie eine selbstfahrende U- oder S-Bahn beziehungsweise ein autonomes Taxi nutzen würden. Für 73 Prozent kommt die Mitfahrt in einem fahrerlosen Bus infrage. 57 Prozent wären bereit, einen autonomen Pkw zu nutzen, 45 Prozent würden an Bord eines autonomen Schiffes gehen, und 30 Prozent würden sogar in ein selbstfliegendes Flugzeug steigen.

Dass die Technologie in ihrer Region zeitnah zum Einsatz kommt, bezweifeln der Bitkom-Umfrage zufolge allerdings trotzdem viele. Zwar gibt es seit dem 1. Juli 2022 in Deutschland einen rechtlichen Rahmen, der es erlaubt, autonome Mini-Busse oder Taxis auf die Straßen zu schicken. Dennoch glauben 40 Prozent der Befragten, dass es in ihrer Region autonome Mobilitätsdienste als Teil des ÖPNV auch in mehr als zehn Jahren nicht geben wird. 35 Prozent sagen, es könnte in spätestens zehn Jahren so weit sein, 15 Prozent rechnen in spätestens fünf Jahren damit. Lediglich fünf Prozent glauben, dass sie bereits in zwei Jahren solche Formen der Mobilität nutzen können.

Dem Verband zufolge ist Deutschland, was den rechtlichen Rahmen für autonomes Fahren betrifft, in Europa Vorreiter. Jetzt müsse es darum gehen, dieses Recht in der Praxis anzuwenden und die Angebote auf die Straße zu bekommen. Wichtig sei es in diesem Zusammenhang, länderübergreifende und einheitliche Verfahren für die Genehmigung beim vernetzten und autonomen Fahren zu schaffen.

Mitarbeiterbindung

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Mitarbeiterbindung: Das Gehalt bleibt am wichtigsten

Mit attraktiven Rahmenbedingungen wie Vier-Tage-Woche, Homeoffice oder Teilzeit wollen sich immer mehr Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil angesichts des massiven Fachkräftemangels verschaffen. Doch was ist den Generationen von Gen Z bis Boomern wirklich wichtig in Sachen Mitarbeiterbindung? Der FOM Sommerstudie 2023 zufolge stehen in Deutschland Geld und Sicherheit weiterhin ganz oben auf der Prioritätenliste.

Weiteres Ergebnis: Der Graben zwischen den Generationen ist gar nicht so groß wie oft angenommen. In allen Altersgruppen gaben mindestens 93 Prozent der Befragten an, dass ihnen eine attraktive Gesamtvergütung wichtig ist. Diese Grundhaltung spiegelt sich ebenso in den Benefits wider, welche die Arbeitgeberattraktivität steigern sollen. Neun von zehn Befragten erwarten neben dem monatlichen Gehalt ein zusätzliches Urlaubs- und Weihnachtsgeld. Gleiches gilt für einen Urlaubsanspruch von mindestens 30 Tagen.

An zweiter Stelle steht ein sicherer Arbeitsplatz – mit einer Zustimmung, die übergreifend bei mehr als 90 Prozent liegt. Erst an dritter Stelle wird eine flexible Arbeitszeitgestaltung genannt (83 Prozent). Hier zeigen sich erste Unterschiede zwischen den Generationen. Mit 86 Prozent (Gen Z, 16-26 Jahre), 87 Prozent (Gen Y, 27-42 Jahre) und 83 Prozent (Gen X, 43-58 Jahre) liegt die Zustimmung bei den jüngeren Befragten besonders hoch und fällt bei der Boomer-Generation (59-67 Jahre) auf 75 Prozent.

Die größten Unterschiede zwischen den Generationen zeigen sich bei der Bewertung von Arbeitszeitmodellen. Eine Vier-Tage-Woche bei vollem Lohnausgleich befürworten vor allem jüngere Menschen: Die Zustimmung bei der Gen Z und der Gen Y liegt bei 85 respektive 83 Prozent, unter den Boomern bei 70 Prozent. Geht die Vier-Tage-Woche jedoch mit einer Lohnkürzung einher, spricht sich die Hälfte aller Befragten gegen das Modell aus.

Weitere Diskrepanzen mit Blick auf die Mitarbeiterbindung ergeben sich mit Blick auf flexible Arbeitszeiten und Homeoffice. Die Zustimmung zu flexiblen Arbeitszeiten sinkt von der Gen Z (86 Prozent) bis zu den Boomern (73 Prozent) um 13 Prozentpunkte. Insbesondere beim Thema Homeoffice ist der Unterschied gravierend: Während für Dreiviertel der Befragten der Gen Z und Gen Y Homeoffice wichtig ist, ist es bei den Boomern nur jeder zweite.

Fachkräftemangel

Beitragsbild: Pixabay

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Fachkräftemangel: Unternehmen setzen auf Kooperationen

Der Fachkräftemangel ist ein vielschichtiges Problem. Zum einen stehen laut DIHK Wachstums- und Wohlfahrtspotenziale ebenso wie öffentliche Einnahmen auf dem Spiel, wenn Personalknappheiten die an sich mögliche Produktion und das Dienstleistungsangebot beschränken. Zum anderen können vom Fachkräftemangel betroffene Betriebe aufgrund fehlender Expertise und Kapazitäten immer seltener innovative Projekte umsetzen und verlieren dadurch an Innovationskraft. Um negative Konsequenzen von unbesetzten Stellen abzumildern, setzen Unternehmen verstärkt auf Innovationskooperationen. Zu diesem Schluss kommen Forscher des ZEW Mannheim und der KU Leuven in einer gemeinsamen Studie. Diese basiert auf Daten des Mannheimer Innovationspanels, das seit 1993 jährlich nach europäisch einheitlichem methodischem Standard erhoben wird.

„Unsere Untersuchung zeigt, dass vom Fachkräftemangel betroffene Unternehmen versuchen, externes Know-how durch Kooperationen oder Technologietransfers aufzunehmen“, so Dirk Czarnitzki, Research Associate im ZEW-Forschungsbereich ‘Innovationsökonomik und Unternehmensdynamik’. „Insbesondere Unternehmen, denen es akut an hochqualifiziertem Personal mit Universitätsabschluss mangelt, setzen auf Innovationskooperationen. Die Unternehmen sind auf die technologischen Fortschritte angewiesen, um weiterhin konkurrenzfähig zu bleiben.“

Dem Autorenteam zufolge ist für den deutschen Wirtschaftssektor der Fachkräftemangel eines der bedrohlichsten Innovationshindernisse. Schon im German Community Innovation Survey 2019 beispielsweise landete bei den hemmenden Faktoren das Fehlen von qualifiziertem Personal auf dem Spitzenplatz. Das führt dazu, dass die betroffenen Unternehmen ihr Potenzial nicht voll ausschöpfen können und Wettbewerbsnachteile gegenüber der Konkurrenz wahrscheinlicher werden.

„Der Austausch von Know-how mit externen Partnern kann den Mangel an Kompetenzen ein Stück weit ausgleichen. Das bedeutet jedoch nicht, dass die Unternehmen ihr internes Know-how durch die Breite der Zusammenarbeit vollends ersetzen können. Schließlich hängt der Erfolg von neuen Kooperationen davon ab, ob ausreichend Kapazitäten vorhanden sind, um diese erfolgreich umzusetzen“, so Czarnitzki. „Langfristig braucht es mehr als nur Kooperationen, um das Problem zu lösen. Eine gezielte Ausbildung und Qualifizierung der Arbeitskräfte, die Förderung der Zusammenarbeit zwischen Unternehmen sowie die Verbesserung des Bildungssystems sind mögliche Lösungsansätze.“

 

Intralogistik

Beitragsbild: IPH/Susann Reichert

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Intralogistik: Gabelstapler oder zellulare FTF?

Kleine fahrerlose Transporteinheiten, sogenannte zellulare FTF, sind in der Intralogistik flexibler als Gabelstapler. Aber sind sie auch wirtschaftlich, wenn sie im Verbund große Transportaufträge ausführen? Diese Frage untersucht jetzt das Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH (IPH) im Grundlagenforschungsprojekt „ZellFTF“.

Bei kleinen Transportgütern ist dem IPH zufolge die Sache klar: Muss eine Kiste Schrauben vom Lager zur Montage, ist eine kleine und wendige fahrerlose Transporteinheit besser geeignet als ein Gabelstapler. Wenn ein Unternehmen mehrere kleine Transporteinheiten besitzt, die unabhängig voneinander mehrere Ziele anfahren können und so mehrere Aufträge gleichzeitig erledigen können, brauchen sie dafür ebenfalls weniger Zeit und Energie als ein einzelner Gabelstapler.

Bei großen und schweren Transportgütern, die ein Gabelstapler allein bewältigt, müssen allerdings mehrere zellulare FTF zusammenarbeiten. Vier zusammengeschaltete FTF sind beispielsweise in der Lage, eine Europalette zu transportieren – und ein Verbund aus sechs FTF schafft noch größere Sonderformate, zum Beispiel Karosseriebauteile, Batterien für Elektroautos oder Gitterroste. Mit einem solchen Transportsystem sind Unternehmen dem IPH zufolge sehr flexibel. Das sei von Vorteil, wenn sich die Produktgrößen und -varianten häufig ändern oder Spezialanfertigungen transportiert werden müssen.

Dass ein solches Transportsystem technisch möglich ist, wurde demnach am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) bereits im Projekt „KARIS“ erforscht. Das IPH will nun die wirtschaftliche Betrachtung dieser Art der Intralogistik liefern. Dafür soll ein mathematisches Optimierungsmodell auf Basis eines Vehicle Routing Problems (VRP) aufgestellt werden. Die Forschenden wollen verschiedene Anwendungsszenarien durchspielen – mit Blick auf die wirtschaftlichen und logistischen Zielgrößen wie beispielsweise die Auslastung des Systems, die Transportzeiten und die Gesamtkosten. Laut IPH ist eine exakte Lösung bei so einem komplexen Problem schwierig bis unmöglich und würde zu viel Rechenzeit benötigen. Daher wollen die Forschenden eine Heuristik in Form eines genetischen Algorithmus entwickeln, der sich einer optimalen Lösung annähert.

Investitionen

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Investitionen: Unternehmen auf Sparkurs

Immer mehr deutsche Unternehmen stoppen geplante Investitionen. Gründe sind vor allem eine anhaltend hohe Inflation, durchwachsene Konjunkturaussichten, hohe Energiepreise und geopolitische Spannungen. Das zeigt der aktuelle CEO-Survey von EY auf Basis einer Umfrage unter 1200 Vorstandsvorsitzenden in Großunternehmen weltweit, davon 100 in Deutschland.

53 Prozent der von EY befragten deutschen Konzerne ziehen dem Survey zufolge bei Investitionen die Reißleine – weltweit liegt der Anteil mit 40 Prozent deutlich niedriger. Sowohl in Deutschland als auch weltweit ist der Anteil seit Jahresbeginn gestiegen: in Deutschland von 29 auf 53 Prozent, weltweit von 32 auf 37 Prozent. Zudem planen immer mehr Unternehmen, Betriebsstätten zu verlagern: Der Anteil der deutschen Konzerne mit Verlagerungsplänen stieg seit Jahresbeginn von 30 auf 39 Prozent, weltweit gab es ein leichtes Wachstum von 36 auf 37 Prozent.

Keine Einsparungen vornehmen wollen die Unternehmen aber offenbar bei Investitionen in Künstliche Intelligenz: Weltweit haben bereits 43 Prozent der Unternehmen in KI investiert – in Deutschland liegt der Anteil bei 53 Prozent. Und 42 Prozent in Deutschland beziehungsweise 45 Prozent weltweit planen derartige Ausgaben. „Für viele Unternehmen heißt das: Sie müssen einen konsequenten Sparkurs einschlagen, um in der Lage zu sein, an den entscheidenden Stellen kräftig zu investieren“, so EY.

Die neue Dynamik wirkt sich auch auf die M&A-Pläne der Unternehmen aus: Weltweit steigt der Anteil der Unternehmen, die Fusionen oder Übernahmen planen, im Vergleich zum Jahresbeginn von 46 auf 59 Prozent, in Deutschland sogar von 39 auf 62 Prozent. Zu- und Verkäufe von Unternehmen beziehunhsweise Unternehmensteilen sollen also für zusätzliche Agilität sorgen, während Verlagerungen an günstigere Produktionsstandorte wieder ganz oben auf der Agenda stehen und nicht unbedingt notwenige Investitionen verschoben oder ganz gestoppt werden.

Das andere große Transformationsthema – Nachhaltigkeit – droht derweil in den Hintergrund zu rücken. 34 Prozent der weltweit befragten Unternehmen sehen keine Notwendigkeit, für einen Umbau in Richtung Nachhaltigkeit zu investieren; in Deutschland liegt der Anteil mit 15 Prozent allerdings deutlich niedriger. Insgesamt geben 16 Prozent der Unternehmen an, dass Nachhaltigkeitsinitiativen im Mittelpunkt ihrer Investitionsstrategien stehen und dafür erhebliche Ressourcen aufgewendet werden. Für weitere 22 Prozent (weltweit) beziehungsweise 33 Prozent (Deutschland) der Unternehmen ist Nachhaltigkeit einer von mehreren Bereichen, in denen prioritär investiert wird.