Nachhaltigkeit in der Produktion: Die große Expertenumfrage

Die Frage, wie der Umstieg auf eine klimaneutrale Produktion gelingen kann, ist nicht nur für das langfristige Ziel der Treibhausgasneutralität, sondern auch für den Industriestandort Deutschland von zentraler Bedeutung. Dem Maschinen- und Anlagenbau kommt dabei als Lösungsanbieter von klimafreundlichen und emissionsarmen Technologien eine Schlüsselrolle zu. Er ist Enabler für andere Sektoren und Indus­trien, um Emissionen zu reduzieren sowie Prozesse und Produkte zu optimieren. Erfahren Sie auf den nächsten Seiten mehr zu den Themen Nachhaltigkeit in der Produktion und Kreislaufwirtschaft sowie über die Rolle einer intelligenten Automation und digitalisierten Produktion.

Fragen an die Experten:

1. Nachhaltigkeit ist längst kein reiner Imagefaktor mehr, sondern wettbewerbs- und zukunftsentscheidend. Was gehört für Sie zu einer nachhaltigen Produktion?
2. Welche Rolle spielt dabei das Thema Kreislaufwirtschaft?
3. Inwiefern tragen eine intelligente Automation und eine digitalisierte Produktion zu nachhaltigeren Fertigungsprozessen und -technologien bei?

Nachhaltigkeit in der Produktion dank oder trotz Automatisierung?

1. Nachhaltigkeit beginnt weit vor dem ersten Fertigungsschritt. Wir betrachten die Thematik über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg: von der Designphase, über den Einkauf, der Logistik und Herstellung bis hin zur Nutzung und möglichen Recycling- und Re-use-Optionen. Mit ihren weltweit mehr als 400 Standorten ist die Bosch-Gruppe seit 2020 CO2-neutral (Scope 1 & 2). Die CO2-Neutralität wurde durch den Einsatz von vier Hebeln erreicht: die Steigerung der Energieeffizienz, die Eigenerzeugung von Energie aus regenerativen Quellen (New Clean Power), den Bezug von Strom aus regenerativen Quellen (Grünstrom) und – als letzte Option – den Ausgleich verbleibender CO2-Emissionen durch Kompensationsmaßnahmen. Im Jahr 2022 wurden verbleibende Emissionen in Höhe von 0,7 Millionen Tonnen CO2 durch Carbon Credits kompensiert. All diese Maßnahmen treiben wir bei Bosch Rexroth seit 2011 unter der Initiative Go Green voran.

2. Die Kreislaufwirtschaft in Verbindung mit einem zirkulären Produktlebenszyklus spart Ressourcen, Energie und CO2. Gleichzeitig verbessert die Wiederverwendung von Materialien und Produkten die Wirtschaftlichkeit. Neben den klassischen Reparaturleistungen bietet Bosch Rexroth beispielsweise eine professionelle Wiederaufbereitung von Automatisierungskomponenten. Ein Servomotor erhält dadurch den Qualitätsstandard eines Neuprodukts einschließlich Gewährleistung zu einem attraktiven Preis.

3. Digitale Werkzeuge können zur effizienteren Nutzung von Ressourcen beitragen. Mit ihnen lassen sich beispielsweise verschiedene Szenarien simulieren, analysieren und so die Anlageneffizienz verbessern. Eine virtuelle Erprobung erfordert weniger physische Prototypen und damit weniger Material. Auch die Energie- und Leistungsflüsse inner­halb einer Maschine können mithilfe von Tools analysiert werden, um Maßnahmen zur Energieeinsparung abzuleiten.
Aber auch beim Recycling kann Automatisierung Prozesse verbessern. So hat Bosch Rexroth beispielsweise vor kurzem die erste Automatisierungslösung für das Tiefentladen von Hochleistungsbatterien vorgestellt. Der bislang 24 Stunden dauernde Prozess verkürzt sich damit auf weniger als 15 Minuten.

1. Eine nachhaltige Produktion berücksichtigt ökologische, wirtschaftliche und soziale Aspekte. Zu den wichtigsten Elementen zählen messbare Nachhaltigkeitsziele für die Produktion, abgeleitet aus der Unternehmensstrategie, sowie der Einsatz erneuerbarer Energien und Nutzung umweltfreundlicher Materialien. Ebenso wichtig sind moderne Produktionsprozesse, die den Verbrauch von Wasser, Strom und Rohstoffen minimieren, sowie die Optimierung von Lieferketten, um den Materialbedarf zu reduzieren. Unternehmen benötigen darüber hinaus modernste Technologien, welche die Optimierung von Prozessen überhaupt erst ermöglichen, sowie eine unternehmens- beziehungsweise lieferkettenübergreifende Zusammenarbeit zur gemeinsamen Entwicklung nachhaltiger Lösungen. Ein wichtiger Punkt sind auch faire Arbeitsbedingungen.

2. Die Produktion ist ein entscheidendes Element der Kreislaufwirtschaft, da sie in vielerlei Hinsicht dazu beitragen kann, den Material- und Ressourcenverbrauch zu reduzieren, zum Beispiel durch die Vermeidung von Abfall und durch optimierte Produktionsprozesse, die einen verringerten Ressourceneinsatz erfordern. Wichtige Punkte sind auch eine bessere Steuerung des Ressourcen- und Rohstoffverbrauchs durch fortschrittliche Datenanalytik sowie ein langlebigeres Produktdesign und das Thema Recycling. So lassen sich Teile von Produkten am Ende ihrer Nutzungsdauer in neue Rohstoffe umwandeln und in die Wertschöpfungskette des ursprünglichen Produkts zurückführen.

3. Die Digitalisierung von Prozessen via MES/ERP-Lösungen ermöglicht eine papierlose Produktion. Smart-Energy-­Applikationen erlauben es, den Ressourcen- und Rohstoffeinsatz bei gleichbleibender Produktqualität zu verringern. Moderne Data-Management- und Analytics-Lösungen schaffen Transparenz über laufende Prozesse und ermöglichen eine bessere Planung von Produktionsprozessen sowie eine erhöhte Produktivität von Maschinen und Anlagen. Mit digitalen Zwillingen lassen sich der Einsatz von Material, Maschinen und Arbeitskraft sowie nachhaltige Fertigungsverfahren testen und optimieren.

Verantwortungsvoller Umgang mit Ressourcen

1. Eine ökologisch nachhaltige Produktion hat das Ziel, negative Auswirkungen auf die Umwelt zu vermeiden: Das bedeutet nicht nur, Treibhausgas-Emissionen zu reduzieren, sondern auch verantwortungsbewusst mit Roh- und Hilfsmaterial, Wasser, Energie und Abfall umzugehen. Zur Realisierung dieses Ziels sind umweltverträgliche, technologische Lösungen zu identifizieren, zu entwickeln und bereitzustellen. Das Technologiemanagement unterstützt – unter Berücksichtigung aktueller Regularien – beim effektiven und effizienten Aufbau technologischer und innovativer Fähigkeiten, um die Nachhaltigkeit und gleichermaßen die Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen sicherzustellen.

2. Der Zielzustand der Kreislaufwirtschaft und insbesondere das Konzept der Re-Assembly weist eine enorme Sprungkraft auf dem Weg zum gleichgerichteten ökologischen und ökonomischen Handeln auf. Um diese Sprungkraft zu realisieren, ist ein neues zirkuläres Denken erforderlich. Produkte sind zukünftig modular für das Upgrading und Upcycling auszulegen. Die Produktion muss in diesem Kontext die Herstellung kreislauffähiger Produkte ermöglichen – hierzu gehört unter anderem die Speicherung relevanter Produktionsdaten im digitalen Produktpass.

3. Digitale Technologien und Innovationen sind der Schlüssel zu mehr Nachhaltigkeit in der Produktion: Sie schaffen Transparenz über relevante Prozesse und Produkte und helfen Optimierungs­potenziale zu identifizieren. Predictive Quality führt beispielsweise zur Reduktion von Ausschuss; Predictive Maintenance unterstützt längere Betriebszeiten von Maschinen und Anlagen. Beides trägt in starkem Maße dazu bei, Ressourcen einzusparen und gleichzeitig kostengünstiger zu produzieren.

1. Energie- und Umweltthemen stehen hier im Fokus. Unsere Energie- und Umweltmanagementsysteme sind nach ISO 14001 und ISO 50001 zertifiziert. 2021 haben wir angefangen, unsere Energieversorgung auf erneuerbare Energien umzustellen. Seit 2023 beziehen wir zu 100 Prozent Ökostrom und Ökogas an allen Standorten in Deutschland. Zudem haben wir ein eigenes Heizkonzept (Machine Heat Recovery System) entwickelt, um unsere Heizung vollständig ohne Gas zu betreiben. In unserer Fabrik haben wir das bereits realisiert. Wir investieren auch in neuartige Technologien und Maschinen, um unsere Energieeffizienz zu verbessern. 2022 haben wir 3,4 Prozent unseres Umsatzes allein in ökologische Modernisierungsmaßnahmen investiert. Bis 2025 wollen wir mit unseren Gebäuden und der Fabrik in Köln klimaneutral sein.

2. Die Kreislaufwirtschaft ist ein wesentlicher Bestandteil unserer Nachhaltigkeitsstrategie. Das Recycling von technischen Kunststoffen ist komplex. Daher haben wir 2019 unser Chainge-Recyclingprogramm für alte Energieketten entwickelt, um den nachhaltigen Umgang mit Ressourcen zu fördern. Durch Chainge werden der Einsatz von Primärressourcen und die Abfallmenge reduziert. Seit 2019 haben wir 90 Tonnen Altmaterial gesammelt. Seit 2022 gibt es eine Online-Plattform, über die Kunden nun sämtliche technische Kunststoffe recyceln lassen können. Auf Basis von Chainge haben wir zudem die erste Energiekette entwickelt, die aus 100 Prozent Rezyklat besteht.

3. Für mehr Nachhaltigkeit in der Produktion setzen wir auch auf Digitalisierung und Automatisierung. Durch das Einbinden neuartiger Technologien wie Steuerungssysteme, modernen Maschinen sowie automatisierter Prozesse, reduzieren wir im Spritzguss unseren Ressourcenverbrauch beim Energie- und Materialeinsatz und mindern unsere Abfallmengen. Neue Technologien helfen dabei, unsere hohen Qualitätsstandards für unsere Kunden einzuhalten, die Energieeffizienz zu verbessern und die Lebensdauer unserer Produkte zu verlängern.

Fragen an die Experten:

1. Nachhaltigkeit ist längst kein reiner Imagefaktor mehr, sondern wettbewerbs- und zukunftsentscheidend. Was gehört für Sie zu einer nachhaltigen Produktion?
2. Welche Rolle spielt dabei das Thema Kreislaufwirtschaft?
3. Inwiefern tragen eine intelligente Automation und eine digitalisierte Produktion zu nachhaltigeren Fertigungsprozessen und -technologien bei?

Nachhaltigkeit in der Produktion beginnt bei der Entwicklung

1. Um mehr Nachhaltigkeit in der Produktion zu erreichen, sollten Unter­nehmen bei der Produktentwicklung anfangen: Wenn ein Produkt so konzipiert wird, dass es sich ressourcenschonend produzieren lässt, ist dies gut für unsere Klimaziele. Alles, was nicht von Beginn an mitgedacht wird, kann später ein Hindernis werden. Natürlich gehören auch energieeffiziente Maschinen und optimierte Prozesse zu einer nachhaltigen Produktion. Genau mit diesen Themen beschäftigt sich unsere neue Strategie ‚Industrie.Zero‘, mit der wir Ostwestfalen-Lippe zur Modellregion für nachhaltige Wertschöpfung machen möchten. Am Ende ist auch die Langlebigkeit von Produkten ein entscheidender Faktor, damit sich knappe Ressourcen effizient einsetzen lassen.

2. Kreislaufwirtschaft ist wichtig für eine nachhaltige Produktion sowie für unserer Strategie ‚Industrie.Zero‘. Miele will zum Beispiel bei der Entwicklung von Backöfen Aspekte der Kreislaufwirtschaft stärker berücksichtigen. In unserem Projekt ‚ZirkuPro‘ legt Miele den Fokus besonders auf die Elektronik. Diese besteht teilweise aus kritischen Materialien, wie Seltenen Erden und wird damit hinsichtlich ihrer CO2-Emissionen häufig unterschätzt. Die Entwicklung entsprechend nachhaltiger Elektronik mit der verbesserten Möglichkeit zur Weiter- oder Wiedernutzung zeigt, wie wichtig das Thema Kreislaufwirtschaft für eine nachhaltige Produktion ist.

3. Beides ist unverzichtbar, um eine nachhaltigere Fertigung zu erreichen. Das sehen wir derzeit in unserem Projekt ‚­Climate bOWL‘. Bis 2025 entwickeln unsere Partner ein intelligentes Assistenzsystem, das Unternehmen unterstützt, ihre Treibhausgasemissionen entlang der Wertschöpfungskette zu reduzieren. Frei nach dem Motto: Die Kilowattstunde, die man dank Automatisierung und Digitalisierung nicht aufbringen muss, stößt keine Treibhausgase aus und verursacht keine Kosten.

1. Eine nachhaltige und außerdem zukunftsfähige Produktion zielt darauf ab, Umweltauswirkungen zu minimieren und soziale Verantwortung zu übernehmen sowie gleichzeitig eine wirtschaftliche Effizienz sicherzustellen. Dabei gehen Nachhaltigkeitsbestrebungen und Produktivitätsziele Hand in Hand. Es gilt, Abfälle zu vermeiden und umweltfreundliche Materialien sowie erneuerbare Energien zu verwenden, um die Regenera­tionsfähigkeit der Umwelt zu erhalten. Ein ressourcenschonender Einsatz von Gütern und die kontinuierliche Erhöhung von Effizienz – auch in Prozessen – stärken darüber hinaus die Wettbewerbsfähigkeit.

2. Für eine nachhaltige Produktion spielt die Kreislaufwirtschaft eine wichtige Rolle. ‚Nutzung anstelle von Verbrauch‘ schont wertvolle Ressourcen, reduziert Abfälle und trägt in Kombination mit einer Fokussierung auf nachwachsende Rohstoffe zu einer erheblichen Verringerung der Umweltauswirkungen bei. Längst wird die Kreislaufwirtschaft von Konsumenten gefordert sowie durch Aktionspläne und Standards regulatorisch unterstützt. Gleichzeitig schaffen Umwelt- und Sozialsiegel eine höhere Transparenz für Verbraucher, die wiederum die Nachfrage nach Produkten, die unter Berücksichtigung ökologischer und sozialer Aspekte hergestellt wurden, weiter befeuern wird. Auch der ‚Product Environmental Footprint‘ (PEF), der die Ökobilanz eines Produktes im gesamten Lebenszyklus darstellt, bietet Verbrauchern Orientierung in ihrem Konsum und erhöht den Druck auf die Wirtschaft.

3. Die Digitalisierung ist der Schlüssel zu mehr Nachhaltigkeit in der Produktion. Die Basis liefern Daten. Diese müssen eingesammelt und ausgewertet werden, um eine möglichst hohe Transparenz über Verbräuche und Prozesse zu bekommen. Das ist der erste Schritt hin zur Nachhaltigkeit. Nur wer weiß, wo seine Ressourcen ‚verbrannt‘ werden, kann Stellhebel zur Minimierung der Verbräuche und Optimierung von Prozessen entwickeln. Auf dem Weg zu mehr Nachhaltigkeit wird so – ganz nebenbei – ebenfalls die Produktivität gesteigert. Die Digitalisierung ist also der Grundstein, damit die Wettbewerbsfähigkeit auch langfristig gesichert ist.

Technologien für eine funktionierende Kreislaufwirtschaft

1. Nachhaltigkeit in der Produktion bedeutet im ersten Schritt unter­nehmerisches Bewusstsein und Verantwortung. Es geht um den Umgang mit Ressourcen sowie Klimaschutz im Unternehmen. Das betrifft die Umsetzung der eigenen Produktion und geht zugleich über das eigene Hoftor hinaus. Stichwort Lieferkette.

2. Kreislaufwirtschaft muss zur Grundlage des Wirtschaftens werden. Damit ist das Thema ein Paradigmenwechsel. Denn in Zukunft reicht es nicht mehr aus, Rohstoffabbau und Materialverarbeitung effizienter zu gestalten. Es braucht funktionierende Stoffkreisläufe. Der Maschinen- und Anlagenbau ist hierfür unverzichtbar; seine Technologien spielen eine Schlüsselrolle.

3. Es geht darum, Stoffströme und Datenströme zu verbinden und zu schließen. Dabei schaffen digitale Lösungen und Automation neue Voraussetzungen sowie Möglichkeiten für Wertschöpfung in zirkulären Geschäftsmodellen.

1. Wir sind davon überzeugt, dass die Transformation zu einer nachhaltigen Produktion nur gelingen kann, wenn der Aspekt ‚Nachhaltigkeit‘ gleichberechtigt mit den Kriterien des Marketings, der Wirtschaftlichkeit und Qualität am Entscheidungstisch verhandelt wird. Natürlich ist die effiziente Instandhaltung der Anlagen, die Ausrichtung auf erneuerbare Energien und die Nutzung von Einsparpotenzialen ebenfalls untrennbar mit nachhaltiger Produktion verbunden. Dabei ist aus unserer Sicht die Identifikation der Mitarbeitenden mit diesen Zielen von grundlegender Bedeutung für den Erfolg. Darum legen wir großen Wert auf eine transparente Kommunikation via Intranet, um aus erster Hand über die Klimastrategie zu informieren und um unsere Mitarbeitenden zu motivieren, eigene Ideen aus ihrem Arbeitsalltag einzubringen.

2. Wir haben durch die Analyse unserer Treibhausgasemissionen ermittelt, dass die konsequente Umsetzung der Kreislaufwirtschaft unser größter Hebel zur Reduzierung der THG-Emissionen ist – und zwar durch den Einsatz von Rezyklaten und die recyclingfähige Gestaltung der Produkte. So verhindern wir die Verbrennung nach ihrer Nutzung und erhalten wertvolles Material für weitere Produktlebenszyklen. Aus unserer jahrzehntelangen Erfahrung in der Verarbeitung von Rezyklaten heraus wissen wir: Es geht mehr als man denkt. Man muss offen sein für scheinbar Unmögliches, um immer bessere Lösungen zu finden.

3. Die Ausrichtung aller Arbeitsprozesse am optimalen Wertstrom in Verknüpfung mit neuester Automatisationstechnik bringt große Synergien mit sich und treibt damit auch den sparsamen Umgang mit allen Ressourcen voran. Hierzu streben wir aktuell im Rahmen eines Hallenneubaus am Standort Lohne ein neues Level an.

1. Eine nachhaltige Produktion zeichnet sich für mich durch einen hohen Wirkungsgrad aus. Wenn man Ressourcen möglichst effizient nutzt und mit minimalem Einsatz die größtmögliche Wirkung erzielt, ist eine Produk­tion nachhaltig. Erreichen lässt sich das zum Beispiel mit konsequenter Elektrifizierung. Elektrischer Strom ist die effektivste Energieform und kann erneuerbar erzeugt werden. Das ist aber nur ein Teil des Ganzen: Erst mit der Digitalisierung können Unternehmen, Ineffizienzen, Schwachstellen und Zusammenhänge entdecken und verstehen. Dadurch lassen sich dann Optimierungspotenziale in Sachen Nachhaltigkeit offenlegen.

2. Für mehr Nachhaltigkeit in der Produktion spielt die Kreislaufwirtschaft eine entscheidende Rolle. Die Ressourcen unseres Planeten sind schließlich endlich. Unser Geschäftsmodell besteht daher darin, dass wir Technologien zur Verfügung stellen, die einen sorgsamen Umgang mit diesen Ressourcen ermöglichen – etwa Komponenten und Software, mit denen hochgradig flexible und ausfallsichere Maschinen gebaut werden können. Denn das bedeutet, dass unsere Kunden Ressourcen bedarfsgerecht einsetzen können und auch insgesamt weniger Maschinen benötigen. Außerdem sind mittlerweile die meisten unserer Produkte mit Green Premium zertifiziert. Green Premium ist unser unternehmenseigenes Label, mit dem wir unsere kreislaufwirtschaftsfähigen Produkte kenntlich machen.

3. Wenn mehr Tätigkeiten automatisiert ablaufen, dann senkt das den Fehlerquotienten und verhindert, dass Ressourcen verschwendet werden. Zudem ermöglichen intelligent automatisierte Anlagen europäischen Unternehmen, mit Wettbewerbern aus Niedriglohn-Ländern wirtschaftlich mithalten zu können. Und wenn wir lokal produzieren, entlastet das die CO2-intensiven und wenig nachhaltigen Lieferketten.

1. Für Nachhaltigkeit in der Produktion müssen einerseits Material- und Energieverbrauch sowie CO2-Emissonen minimiert und andererseits Recycling und Wiederverwendung von Ressourcen maximiert werden. Siemens hat dafür das Degree-Rahmenwerk entwickelt, mit dem Fokus unter anderem auf Dekarbonisierung und Ressourceneffizienz. Bei der Produktherstellung entstehen bis zu 90 Prozent der CO2-Emissionen entlang der vorgelagerten Lieferkette. Es ist daher notwendig, die CO2-Werte entlang dieser Kette transparent zu machen. Die von Siemens entwickelte Software SiGREEN ermöglicht genau das. Zur Dokumentation und Kommunikation der Umweltbewertung unserer Produkte erstellen wir bei Siemens Digital Industries EPD’s (Envirommental Product Declaration). Damit erhalten unsere Kunden Informationen über den ökologischen Fußabdruck eines Produkts.

2. Die Kreislaufwirtschaft spielt eine entscheidende Rolle für eine nachhaltige Produktion, indem sie eine fortlaufende Wiederverwendung und das Recycling von Ressourcen unterstützt. Bis zu 80 Prozent der Umweltauswirkungen von Produkten, Systemen, Lösungen und Dienstleistungen werden bereits bei der Festlegung der Design-Anforderungen definiert. Deshalb wird die Kreislaufwirtschaft bei uns schon in der Produktgestaltung berücksichtigt. Für die Produktion unserer Produkte erhöhen wir zudem den Anteil an Sekundärmaterialien und verringern die Zahl der deklara­tionspflichtigen Stoffe.

3. Durch Anforderungen an die Dekarbonisierung und Kreislaufwirtschaft stehen unsere Kunden vor vielen neuen Herausforderungen. Um diese zu bewältigen, brauchen sie angepasste Automatisierungs- und ­Digitalisierungslösungen – hier unterstützen wir unsere Kunden: Produzierende Unternehmen können mit einem digitalen Zwilling ihre Produktionsprozesse simulieren. Mit der Verknüpfung von Energie- und Produktionsdaten lässt sich zum Beispiel der Energieverbrauch von Maschinen, Anlagen und Prozessen in der Industrie optimieren. Außerdem lassen sich Maschinen virtuell in Betrieb nehmen, und künstliche Intelligenz kann man für die vorausschauende Wartung nutzen.