Themenreihe Nachhaltigkeit – Teil III: Mit neuen Technologien in eine grünere Zukunft?

Klimaschutz und Nachhaltigkeit sind mehr als nur ein Trend. Sie sind zunehmend ein gesellschaftliches Mindset. Fridays for future ist dabei nur ein Teil einer weltweiten Bewegung. Sie alle finden ihren Nenner im Begriff Neo-Ökologie. Doch was hat es mit dieser Entwicklung auf sich? In unserem dreiteiligen Themenschwerpunkt erfahren Sie alles, was Sie dazu wissen müssen.

Moderne Technologien rund um Automatisierung, Digitalisierung und Vernetzung unterstützen uns bei der Arbeit, machen Prozesse schlanker und erleichtern unseren Alltag – aber können sie auch zu mehr Nachhaltigkeit beitragen?

Weniger Treibhausgas-Emissionen, mehr Energie aus erneuerbaren Quellen und eine höhere Energieeffizienz: Die EU will bis 2030 ihren CO2-Ausstoß um 55 Prozent senken. Auch die deutsche Bundesregierung hat Maßnahmen beschlossen, um diese Klimaschutzziele 2030 zu erreichen. Doch dafür muss Deutschland 262 Mio. Tonnen CO2 pro Jahr einsparen. Dabei kann laut Digitalverband Bitkom auch Digitalisierung helfen: Demnach kann Digitalisierung bis zu 58 % dieser Einsparungen realisieren. Die größten Potenziale liegen in den Bereichen industrielle Fertigung, Mobilität, Energie und Gebäude.

In the SmartFactory, humans and robots work together directly in production.
Die digitale Transformation der Prozess-Industrie ist in vollem Gange, das „Internet der Dinge“ die Zukunft. Aber: Führt Digitalisierung auch zu mehr Nachhaltigkeit?

So kann eine smarte Intralogistik Leerfahrten vermeiden, Frachtrouten optimieren und eine höhere Auslastung des Produktionsequipments mit geringerer Anzahl an fahrerlosen Transportfahrzeugen garantieren. Virtuelle Abbilder von Produktions- und Betriebszyklen, sogenannte digitale Zwillinge, machen es möglich, dass Verfahren zunächst am digitalen statt am realen Objekt getestet werden. Auch nach der Inbetriebnahme der Anlage beim Kunden, steht das virtuelle Modell parallel zur realen Produktionsstätte für Remote-Untersuchungen zur Verfügung – so können massiv Material, Energie und Ressourcen gespart werden. Und intelligente Gebäude können Heizung, Lüftung oder Klimatisierung je nach Wetterverhältnissen oder Anzahl der anwesenden Angestellten automatisch regeln und so optimieren. Zudem hat die Coronavirus-Pandemie dem digitalen Wandel einen massiven Schub gegeben, mit digitalen Meetings statt Flugreisen oder effizienterem Homeoffice statt langen Arbeitswegen mit dem PKW.

Effizienter und ressourcenschonender dank neuer Technologien

Aber nicht nur Digitalisierung macht ein nachhaltigeres Leben, Produzieren und Handeln einfacher, auch moderne Technologien wie 5G tragen zu einer besseren Energiebilanz bei: Durch 5G verbessert sich die drahtlose Kommunikation zwischen Komponenten und fest installierten Maschinen. Die benötigte Leistung der Steuerung verringert sich, was sich positiv auf die Akkulaufzeit auswirkt. Auch KUKA wird künftig ein Campusnetz mit 5G-Standalone-Technik von Nokia einsetzen. Dabei hat KUKA eine langfristige Entwicklungs-Roadmap aufgestellt, die es ermöglicht, die neuen Möglichkeiten künftiger 5G-Versionen für Automatisierungslösungen zu nutzen.

Um den Energieverbrauch und den CO2-Ausstoß weiter zu senken, arbeitet KUKA zudem an der Umrüstung der Produktion von morgen. Das sogenannte SmartProduction Center, eine flexible Matrix-Lösung, die unter anderem bereits bei Automobilzulieferer in der E-Mobilität zum Einsatz kommt, wird von herkömmlicher Wechselstromversorgung auf Gleichstromversorgung umgestellt. Mit Gleichstrom können erneuerbare Energiequellen effizienter und mit weniger Übertragungsverlusten eingebunden werden. Elektrische Antriebe können ihre Bremsenergie ohne Verluste in das Gleichstromnetz zurückspeisen.

Mit der 5G-Technologie oder durch die Umstellung von Wechsel- auf Gleichstrom können Energieeffizienzpotenziale besser genutzt werden.

Die Robotik von morgen ist umweltfreundlicher und energiesparend

Ein wichtiger Aspekt bei KUKA sind zudem nachhaltige und energieeffiziente Roboter und Systemlösungen. So verbraucht die neue Generation des KR QUANTEC – ein Roboter-Bestseller von KUKA – rund 45 % weniger Energie als die Vorgängergeneration. Zudem sind KUKA Roboter nach ihrem langlebigen Lebenszyklus nahezu komplett recyclebar, da sie zu 90 % aus Metall bestehen. Auch die restlichen Materialien des Roboter-Systems lassen sich in hohem Maß wiederverwerten.

Energieeffiziente Roboter und Anlagen sind ein wichtiger Hebel zur Reduzierung des Energieverbrauchs. Aber auch das Thema Langlebigkeit und die Recyclingfähigkeit von Produkten spielen für die Nachhaltigkeit eine große Rolle.

Und auch mit Kunden arbeitet KUKA an nachhaltigen Applikationen. Ein Beispiel: Säulen, Skulpturen aus Beton von der belgischen BESIX Group, gedruckt von einem KUKA Roboter mit dem 3D-Drucker. Dabei werden alle geformten Elemente, die sich der Kunde wünscht, über eine 3D-Software vorab modelliert. Das additive Fertigungsverfahren vermeidet Abfälle und liefert maßgeschneiderte Lösungen oder auch ganze Serien in wenigen Stunden. Das flüssige Material Beton wird 1:1 in das Endprodukt umgewandelt, sodass bei diesem Verfahren keine Abfälle entstehen. Auch die CO2-Emissionen werden durch den Roboter-Einsatz reduziert, da der Roboter direkt an der Baustelle das gewünschte Betonfertigteil drucken kann und es nicht extra transportiert werden muss.

BESIX in Dubai: Die derzeit größte 3D-gedruckte Betonfassade der Welt entstand mit Hilfe eines KUKA Roboters.

Alle diese Beispiele sind nur ein kleiner Einblick in die scheinbar endlosen Möglichkeiten, die neue Technologien bieten. Aber diese Entwicklung zeigt:

Digitalisierung, Robotik, KI und Co. können nicht nur unser Leben und Arbeiten einfacher machen, sondern auch auf dem Weg in eine nachhaltigere Zukunft unterstützen.

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