Industrie + Technik

Für Brennstoffzellen I Das Freiburger Start-up Ionysis entwickelt Komponenten für Brennstoffzellen. Damit soll sich der Gehalt perfluorierter Substanzen in den Membranelektrodeneinheiten reduzieren. Die Brennstoffzellen lassen sich zudem bei höheren Temperaturen betreiben, sodass sie sich für schwere Nutzfahrzeuge oder Anwendungen in der Luftfahrt eignen. Geschäftsführer ist Andreas Büchler (Handelsregistereintrag vom 21.1.2022).Für Medikamente I Neosphere Biotechnologies aus Planegg entwickelt Wirkstoffe für den gezielten Proteinabbau (targeted protein degradation, TPD). Dieser nutzt das Abfallentsorgungssystem der Zelle, um krankheitsverursachende Proteine zu entfernen. Das Start-up verwendet Proteomik-Screening, um Arzneimittel gegen Krankheiten zu finden, die bisher als nicht behandelbar galten. Geschäftsführer ist Henrik Daub (11.2.2022).Strukturen messen I Das Züricher Unternehmen Enantios hat ein optisches Instrument entwickelt, das Molekülstrukturen untersucht. Das Tisch-Analysegerät beruht auf der schwingungsspektroskopischen Messung der optischen Ramanaktivität (Raman optical activity, ROA). Damit lassen sich Chiralität, Proteinstrukturen und Lösungsmitteleffekte in biologischen Systemen bestimmen. Geschäftsführerin ist Carin Lightner (22.12.2022).Kleider zum Sitzen I Aus Alttextilien macht CRCL aus Krefeld einen Kunststoff, der sich immer wieder verwenden lässt. Dazu werden zwei Abfallströme zu einem kreislauffähigen Granulat vereint (Apatura, benannt nach dem Großen Schillerfalter). Daraus entstehen etwa Stühle, die sich später wieder zum Granulat verarbeiten lassen. Geschäftsführer sind Tobias Hauck und Sven Priske (30.1.2023).Holger Bengs, European Chemistry Partnering, schaut für die Nachrichten aus der Chemie ins Handelsregister.

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Für Brennstoffzellen I Das Freiburger Start-up Ionysis entwickelt Komponenten für Brennstoffzellen. Damit soll sich der Gehalt perfluorierter Substanzen in den Membranelektrodeneinheiten reduzieren. Die Brennstoffzellen lassen sich zudem bei höheren Temperaturen betreiben, sodass sie sich für sch...

Die chemische Industrie ist der drittgrößte Industriezweig Deutschlands und zeichnet für einen hohen Anteil an emittierten Treibhausgasen verantwortlich. Damit Unternehmen diese reduzieren können, braucht es Techniken wie Anlagen in digitaler Form.In den letzten Jahrzehnten haben Unternehmen mit digitalen Techniken ihre Anlagen optimiert, ihre Produktion gesteigert und Kosten gesenkt. Inzwischen steht ein weiteres Anliegen auf ihrer Agenda: Sie müssen sich nachhaltiger aufstellen. Wie dringend dies ist, zeigt der Bericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) vom März 2023. Denn eine Begrenzung der Erderwärmung auf 1,5 °C über dem vorindustriellen Niveau der Jahre 1850 bis 1900 ist inzwischen sehr schwierig geworden.Der deutsche Chemiesektor stieß im Jahr 2021 über 120 Mio. Tonnen CO2-Äquivalente an Treibhausgasen (THG) aus. Damit der drittgrößte Industriezweig Deutschlands bis zum Jahr 2050 treibhausgasneutral werden kann, beschreibt der Verband der Chemischen Industrie die digitale und technologische Transformation als mitentscheidend.Praxiserprobte <link href="#nadc20234135777-fig-0001">Industriesoftware liefert einen besseren Überblick über die Emissionen der Unternehmen. Damit ließe sich zudem der Energieverbrauch senken.<figure xml:id="nadc20234135777-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/zQJsbcxS7O4wTnAbMCTg"><figcaption><label>Abb.1: </label>So kann eine interaktive Wand für einen digitalen Zwilling aussehen. Bild: Aveva</figcaption></figure></figure>Das Ende der 1990er Jahre privat entwickelte Treibhausgasprotokoll (Greenhouse Gas (GHG) Protocol) kategorisiert THG-Emissionen in Scope 1, Scope 2 und Scope 3. Scope-1-Emissionen stammen aus Quellen, die direkt von einem Unternehmen verantwortet oder kontrolliert werden. Scope 2 enthält indirekte THG-Emissionen aus eingekaufter Energie wie Strom oder Fernwärme. Scope 3 umfasst alle indirekten Emissionen, die bei Partnern entlang der Wertschöpfungskette entstehen.<h2 type="main">Echtzeit-Bewusstsein</h2>Obwohl ein Emissions-Reporting komplex erscheint, können Unternehmen mit digitalen Techniken ihre Emissionen leicht erfassen und verwalten. Dafür müssen sie die Rohdaten ihrer chemischen Produktionsstätten nutzen und in kontextualisierte Informationen umwandeln. Das ermöglicht der digitale Zwilling, ein virtuelles Abbild der realen Anlage. Der digitale Zwilling führt Echtzeitdatenquellen, Modelle und Analysen aus dem gesamten Anlagenlebenszyklus in einer Cloud zusammen.Das US-amerikanische Unternehmen Eastman Chemical mit Hauptsitz in Kingsport, Tennessee, nutzt den digitalen Zwilling mit der Software Asset Information Management des Industriesoftwareanbieters Aveva. Diese spart Teams im Schnitt bis zu 60 Prozent Zeit, wenn sie Informationen suchen und validieren. Fehler bei der Anlagenplanung reduzieren sich um durchschnittlich etwa zehn Prozent.Der Materialhersteller blickt auf eine 100-jährige Geschichte und eine entsprechend umfangreiche Sammlung an Informationen und Daten zurück. Statt weiterhin mit zahlreichen alten technischen Dokumenten zu arbeiten, entwickelte das Unternehmen die Plattform Seiga (seamless Epcom integrated global access). Dies ist ein cloudbasiertes System, das Daten des gesamten Unternehmens virtuell in einem digitalen Zwilling zentral zusammenführt.Über Seiga können alle Teams von Eastman Chemical unabhängig von Ort und Zeit auf korrekte, zuverlässige und sichere Daten aus der gesamten Organisation zugreifen. Das vereinfacht sowohl die Zusammenarbeit der Abteilungen als auch die Übertragung von Daten zwischen Ingenieur:innen und den Anlagenbetreibern. Alle können ihre Projekte anhand des digitalen Zwillings und seiner Echtzeitdaten effizienter und mit weniger Reibungsverlusten umsetzen.Darüber hinaus nutzt Eastman Chemical die kontextualisierten Informationen, um nachhaltige Techniken zu entwickeln und die Kreislaufwirtschaft zu fördern.<h2 type="main">Kontextualisierte Daten – mehr Zuverlässigkeit</h2>Mit künstlicher Intelligenz (KI) ermöglicht ein digitaler Zwilling präzise Vorhersagen und bietet Führungskräften eine Entscheidungsgrundlage. So zeigen Modellierungen, in welchen Bereichen ihrer Anlagen oder Infrastruktur sie Emissionen einsparen können. Davon lassen sich Maßnahmen ableiten – etwa der Wechsel auf einen rentableren Strommix aus erneuerbaren Energien oder dessen optimierte Nutzung entsprechend der Anlagebedingungen.Der digitale Zwilling sorgt auch dafür, dass Produktionsanlagen zuverlässiger und länger laufen. Fällt eine Anlage aus, verbrauchen sowohl das Herunterfahren als auch der Neustart beträchtliche Energiemengen. KI nutzt die Daten des digitalen Zwillings und erstellt mit prädiktiver Analytik Frühwarnungen, damit die Teams vor Ort die Anlagen rechtzeitig prüfen und warten können.Das thailändische Petrochemie-Unternehmen SCG Chemicals hat mit KI und prädiktiver Analytik die Zuverlässigkeit seiner Anlagen von 98 Prozent auf nahe 100 Prozent erhöht. Zudem stieg die Kapitalrendite (return on invest) um das Neunfache, und das Unternehmen sparte Energie.In einem weiteren Schritt können Betriebe die Schätzung der verbleibenden Nutzungsdauer (remaining use of life estimation, rule) ihrer Anlagen sowie derer Komponenten berechnen. Dies erhöht die Vorhersagegenauigkeit der KI und ermöglicht einen rechtzeitigen Wechsel von Komponenten zu energieeffizienten, modernen Alternativen.<h2 type="main">Verantwortungsbereiche geschickt organisieren</h2>Die Emissionen außerhalb ihres direkten Verantwortungsbereichs (Scope 3) zu reduzieren, ist für Unternehmen schwierig. Bereits innerhalb eines Betriebs ist es kompliziert, alle erforderlichen Datenquellen zu identifizieren, zusammenzuführen und mit relevanten Informationen anzureichern. In einem verbundenen Datenökosystem können interne und externe Parteien ihre Information jedoch sicher miteinander teilen, Potenziale zur Treibhausgasreduktion aufdecken und Innovationen fördern.Expert:innen können hierbei eine cloud-native Software-as-a-Service (SaaS) aufbauen und die zusammengeführten Datenströme mit Metadaten anreichern. Diese Form vernetzter Zusammenarbeit interner und externer Parteien schafft Unternehmen einen Blick auf ihre Scope-3-Treibhausgasemissionen. Daraus lassen sich Maßnahmen ableiten und beispielsweise Scope-3-Emissionen von externen Partnern über Zertifikate ausgleichen.Gleichzeitig muss die chemische Industrie in weitere Projekte wie die Abscheidung und unterirdische Speicherung von CO2, grünen Wasserstoff sowie eine funktionierende Kreislaufwirtschaft investieren. Dabei zahlen sich etablierte Formen einer flexiblen datenbasierten Zusammenarbeit für alle Beteiligten aus.<h2 type="main">Treibhausgasneutralität</h2>Das Verständnis in Wirtschaft und Gesellschaft dafür, dass Verantwortliche bessere Entscheidungen auf Grundlage von Daten treffen, wächst. Mit Techniken wie dem digitalen Zwilling kann die chemische Industrie das Potenzial ihrer Daten ausschöpfen, diese bündeln und in die eigene Nachhaltigkeitsstrategie integrieren.Wenn Chemieunternehmen ihre Strukturen und Wertschöpfungsketten abbilden, können sie mit geringem Zeit- und Kostenaufwand Änderungen anstoßen.Stephen Reynolds ist „Industry Principal – Chemicals“ bei Aveva. Er verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Chemieindustrie und war als Ingenieur sowie Betriebsleiter tätig.

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