Handbuch Nachhaltige Produktion

1 - Inhalt [Seite 7]
2 - Vorwort [Seite 17]
3 - Über den Herausgeber [Seite 19]
4 - Autorenverzeichnis [Seite 21]
5 - 1 Motivation und Annahmen zur nachhaltigen Produktion [Seite 25]
5.1 - 1.1 Begriff, Historie und Dimensionen der Nachhaltigkeit [Seite 25]
5.1.1 - 1.1.1 Begriff und Historie [Seite 25]
5.1.2 - 1.1.2 Dimensionen der Nachhaltigkeit [Seite 27]
5.1.3 - 1.1.3 Weitere allgemeine Überlegungen zur Nachhaltigkeit [Seite 28]
5.2 - 1.2 Leistungshemmung: Warum nicht nachhaltig gehandelt wird [Seite 30]
5.2.1 - 1.2.1 Individuelle, gesellschaftliche und wirtschaftliche Hemmungen [Seite 30]
5.2.2 - 1.2.2 Priorisierung der nachhaltigen Entwicklung [Seite 33]
5.3 - 1.3 Leistungssteigerung: Wie Nachhaltigkeit Werte schafft [Seite 37]
5.3.1 - 1.3.1 Unternehmerische Nachhaltigkeit [Seite 38]
5.3.2 - 1.3.2 Die Rolle der Produktion [Seite 40]
5.3.2.1 - 1.3.2.1 Die Produktion und ihre Rolle in der nachhaltigen Entwicklung [Seite 40]
5.3.2.2 - 1.3.2.2 Strategien zur Umsetzung nachhaltiger Entwicklung in der Produktion [Seite 41]
5.3.3 - 1.3.3 Die Rolle der Produktionswissenschaft [Seite 43]
6 - TEIL A Gestaltung der nachhaltigen Produktion [Seite 49]
6.1 - 2 Nachhaltigkeitsbewertung von Produkten und in Unternehmen [Seite 51]
6.1.1 - 2.1 Einführung in die Nachhaltigkeitsbewertung [Seite 51]
6.1.1.1 - 2.1.1 Absolutes Nachhaltigkeitsverständnis [Seite 51]
6.1.1.2 - 2.1.2 Lebenszyklus-Perspektive [Seite 53]
6.1.2 - 2.2 Nachhaltigkeitsbewertung von Produkten [Seite 54]
6.1.2.1 - 2.2.1 Ökobilanzierung (LCA) [Seite 54]
6.1.2.1.1 - 2.2.1.1 Ziel und Untersuchungsrahmen [Seite 54]
6.1.2.1.2 - 2.2.1.2 Sachbilanz [Seite 56]
6.1.2.1.3 - 2.2.1.3 Wirkungsabschätzung [Seite 57]
6.1.2.1.4 - 2.2.1.4 Auswertung [Seite 59]
6.1.2.1.5 - 2.2.1.5 Zusammenfassung [Seite 59]
6.1.2.2 - 2.2.2 Produktkategorieregeln [Seite 60]
6.1.2.3 - 2.2.3 Vereinfachte Methoden: ökologische Fußabdrücke [Seite 60]
6.1.2.3.1 - 2.2.3.1 Carbon Footprint [Seite 60]
6.1.2.3.2 - 2.2.3.2 Wasser-Fußabdruck [Seite 60]
6.1.2.4 - 2.2.4 Methodische Rahmen zur Ökobilanzierung [Seite 61]
6.1.2.4.1 - 2.2.4.1 Umweltdeklarationen [Seite 61]
6.1.2.4.2 - 2.2.4.2 Product Environmental Footprint [Seite 61]
6.1.2.5 - 2.2.5 Absolute Environmental Sustainability Assessment (AESA) [Seite 62]
6.1.2.6 - 2.2.6 Soziale Lebenszyklusbewertung (S-LCA) [Seite 63]
6.1.2.7 - 2.2.7 Ökonomische Nachhaltigkeitsbewertung, Lebenszykluskostenrechnung (LCC) [Seite 63]
6.1.2.8 - 2.2.8 Integrierte Nachhaltigkeitsbewertung [Seite 65]
6.1.3 - 2.3 Software und Datenbanken für die Nachhaltigkeitsbewertung [Seite 66]
6.1.3.1 - 2.3.1 LCA-Software [Seite 66]
6.1.3.1.1 - 2.3.1.1 Typen von LCA-Software [Seite 66]
6.1.3.1.2 - 2.3.1.2 Beispiele vollumfänglicher LCA-Software [Seite 66]
6.1.3.1.3 - 2.3.1.3 Beispiele spezialisierter LCA-Software [Seite 67]
6.1.3.1.4 - 2.3.1.4 Aktuelle Weiterentwicklungen aus der Forschung [Seite 67]
6.1.3.2 - 2.3.2 Sachbilanzdatenbanken für LCA [Seite 68]
6.1.4 - 2.4 Nachhaltigkeitsmanagement in Unternehmen [Seite 69]
6.1.4.1 - 2.4.1 Nachhaltigkeitsmanagement [Seite 69]
6.1.4.2 - 2.4.2 Umweltmanagement nach ISO 14001 [Seite 71]
6.1.4.3 - 2.4.3 Ökobilanz als Instrument zum Umwelt- und Nachhaltigkeitsmanagement [Seite 72]
6.1.4.4 - 2.4.4 Normung und Standardisierung [Seite 73]
6.2 - 3 Nachhaltige Gestaltung von Produkten [Seite 77]
6.2.1 - 3.1 Gesetzliche Rahmenbedingungen [Seite 78]
6.2.1.1 - 3.1.1 EU-Ökodesign-Richtlinie (2009/125/EG) [Seite 78]
6.2.1.2 - 3.1.2 Energieverbrauchsrelevante-Produkte-Gesetz (EVPG) [Seite 79]
6.2.1.3 - 3.1.3 Weitere relevante Gesetzgebungen [Seite 80]
6.2.2 - 3.2 Nachhaltigkeitsperspektiven in der Produktgestaltung [Seite 80]
6.2.2.1 - 3.2.1 Lebenszyklusperspektive [Seite 81]
6.2.2.2 - 3.2.2 Materialperspektive [Seite 82]
6.2.2.2.1 - 3.2.2.1 Sekundärmaterialien [Seite 83]
6.2.2.2.2 - 3.2.2.2 Nachwachsende und bio-basierte Materialien [Seite 84]
6.2.2.2.3 - 3.2.2.3 Biologisch abbaubare Materialien [Seite 85]
6.2.2.2.4 - 3.2.2.4 Unschädliche Materialien [Seite 86]
6.2.2.3 - 3.2.3 Verwertungsperspektive [Seite 86]
6.2.2.3.1 - 3.2.3.1 Mechanisches Recycling [Seite 86]
6.2.2.3.2 - 3.2.3.2 Chemisches Recycling [Seite 87]
6.2.2.3.3 - 3.2.3.3 Biologisches Recycling [Seite 88]
6.2.2.3.4 - 3.2.3.4 Thermische Verwertung [Seite 88]
6.2.3 - 3.3 Nachhaltige Design-Strategien [Seite 89]
6.2.3.1 - 3.3.1 Design for Dematerialization [Seite 90]
6.2.3.2 - 3.3.2 Modular Design [Seite 91]
6.2.3.3 - 3.3.3 Design for Disassembly [Seite 92]
6.2.3.4 - 3.3.4 Design for Reuse [Seite 92]
6.2.3.5 - 3.3.5 Design for Maintenance and Repair [Seite 93]
6.2.3.6 - 3.3.6 Design for Remanufacturing [Seite 93]
6.2.3.7 - 3.3.7 Design for and from Recycling [Seite 94]
6.2.3.8 - 3.3.8 Design for Disposal für biologisch abbaubare Materialien [Seite 95]
6.2.3.9 - 3.3.9 Cradle-to-Cradle®-Design [Seite 96]
6.2.4 - 3.4 Nachhaltige Geschäftsmodelle [Seite 96]
6.2.4.1 - 3.4.1 Nachhaltige Geschäftsmodelltypen [Seite 97]
6.2.4.2 - 3.4.2 Abgrenzung zu zirkulären Geschäftsmodellen [Seite 100]
6.2.5 - 3.5 Nachhaltige Produktzertifizierung [Seite 100]
6.2.5.1 - 3.5.1 Energieverbrauchskennzeichnung (Verordnung (EU) 2017/1369) [Seite 101]
6.2.5.2 - 3.5.2 Europäisches Umweltzeichen (Verordnung 66/2010/EG) [Seite 101]
6.2.5.3 - 3.5.3 Blauer Engel [Seite 102]
6.2.5.4 - 3.5.4 Cradle-to-Cradle®-Zertifizierung [Seite 103]
6.2.5.5 - 3.5.5 Zertifizierung nach DIN-Normen [Seite 104]
6.3 - 4 Nachhaltigkeit im Produktionsnetzwerk [Seite 111]
6.3.1 - 4.1 Grundlagen zu Produktionsnetzwerken [Seite 112]
6.3.1.1 - 4.1.1 Definition und Begriffsabgrenzung [Seite 112]
6.3.1.2 - 4.1.2 Netzwerkstrategie und -planung [Seite 113]
6.3.1.3 - 4.1.3 Entscheidungsvariablen der taktischen Netzwerkplanung [Seite 115]
6.3.2 - 4.2 Nachhaltigkeitsbewertung aus der Netzwerkperspektive [Seite 118]
6.3.2.1 - 4.2.1 Nachhaltigkeitsbewertung von unternehmensinternen Produktionsnetzwerken [Seite 119]
6.3.2.2 - 4.2.2 Nachhaltigkeitsbewertung von unternehmensübergreifenden Produktionsnetzwerken [Seite 120]
6.3.2.3 - 4.2.3 Nachhaltigkeitsbewertung von Transportnetzwerken [Seite 121]
6.3.2.4 - 4.2.4 Nachhaltigkeitsbewertung von Beständen, Intralogistik und Linien [Seite 121]
6.3.2.5 - 4.2.5 Herausforderungen in der Nachhaltigkeitsbewertung von Produktionsnetzwerken [Seite 123]
6.3.3 - 4.3 Vorgehensweise zur Entwicklung eines Indikatorensets zur Gestaltung nachhaltiger Produktionsnetzwerke [Seite 123]
6.3.3.1 - 4.3.1 Zusammenfassung des Lösungskonzepts [Seite 124]
6.3.3.2 - 4.3.2 Manuelle Untersuchung der Indikatoren [Seite 124]
6.3.3.3 - 4.3.3 Eingrenzen der Indikatoren nach Einfluss durch die Netzwerkplanung und nach unternehmensspezifischen Einflüssen [Seite 125]
6.3.3.4 - 4.3.4 Diskussion des Vorgehens und des Indikatorensets [Seite 128]
6.3.4 - 4.4 Zusammenfassung [Seite 129]
6.4 - 5 Nachhaltigkeit am Produktionsstandort [Seite 135]
6.4.1 - 5.1 Nachhaltigkeit auf Werksstrukturebene [Seite 136]
6.4.1.1 - 5.1.1 Nachhaltigkeitssteigerung von Fabrikgebäuden [Seite 138]
6.4.1.2 - 5.1.2 Energiemanagement auf Werksebene [Seite 140]
6.4.2 - 5.2 Nachhaltigkeit auf Produktionssystemebene [Seite 143]
6.4.2.1 - 5.2.1 Nachhaltigkeitssteigerung in linearen Wertschöpfungssystemen [Seite 143]
6.4.2.2 - 5.2.2 Produktionssysteme für die Kreislaufwirtschaft [Seite 150]
6.4.3 - 5.3 Nachhaltigkeit auf Produktionsstations-ebene [Seite 158]
6.4.3.1 - 5.3.1 Effiziente Produktionsstationsgestaltung [Seite 159]
6.4.3.2 - 5.3.2 Soziale Nachhaltigkeit an der Produktionsstation [Seite 164]
6.4.4 - 5.4 Zusammenfassung [Seite 165]
6.5 - 6 Nachhaltigkeit in der Gestaltung und Herstellung von Komponenten [Seite 169]
6.5.1 - 6.1 Auswahl möglicher Herstellungsszenarien [Seite 169]
6.5.2 - 6.2 Bewertung von Herstellungsszenarien [Seite 171]
6.5.3 - 6.3 Prozessauslegung mit Fokus auf Nachhaltigkeit [Seite 177]
6.5.4 - 6.4 Anwendungsbeispiele [Seite 179]
6.5.4.1 - 6.4.1 Energieeffizientes Werkzeug zur Herstellung von Hubschrauberrotorblättern [Seite 179]
6.5.4.2 - 6.4.2 Herstellung der Federbeinstütze im Automobilbau [Seite 184]
6.5.4.3 - 6.4.3 Nutzung von Eigenspannungen in der Zahnradfertigung [Seite 187]
6.6 - 7 Nachhaltigkeitsrisikomanagement in der Produktion [Seite 191]
6.6.1 - 7.1 Motivation und Einordnung [Seite 191]
6.6.1.1 - 7.1.1 Der Begriff des Nachhaltigkeitsrisikos [Seite 191]
6.6.1.2 - 7.1.2 Relevanz für die Produktion am Standort Deutschland [Seite 193]
6.6.1.3 - 7.1.3 Betrachtungsrahmen und Eingrenzung [Seite 194]
6.6.1.3.1 - 7.1.3.1 Nachhaltigkeitsmodellierung und -bewertung in der Produktion [Seite 197]
6.6.1.3.2 - 7.1.3.2 Datenverfügbarkeit in Produktionssystemen für die Nachhaltigkeitsbewertung und -modellierung [Seite 199]
6.6.1.3.3 - 7.1.3.3 Identifizierung und Bewertung von Nachhaltigkeitsrisiken für Produktionssysteme [Seite 199]
6.6.2 - 7.2 Forschung: Möglichkeiten zur Identifizierung und Bewertung von Nachhaltigkeitsrisiken in der Produktion [Seite 200]
6.6.2.1 - 7.2.1 Die Rolle der Risikomodellierung [Seite 200]
6.6.2.2 - 7.2.2 Anforderungen an das Management von Nachhaltigkeitsrisiken in der Produktion [Seite 201]
6.6.2.3 - 7.2.3 Ansatz zur Identifizierung und Bewertung von Nachhaltigkeitsrisiken in der Produktion [Seite 203]
6.6.2.3.1 - 7.2.3.1 Anpassung der FMEA zur Integration von LCA-Methoden für die Identifizierung und Bewertung von Nachhaltigkeitsrisiken in Produktionssystemen [Seite 203]
6.6.2.3.2 - 7.2.3.2 Daten [Seite 206]
6.6.2.3.2.1 - 7.2.3.2.1 Lebenszykluswirkungsdaten fürdie Bewertung von Produktionsauswirkungen [Seite 206]
6.6.2.3.2.2 - 7.2.3.2.2 Benchmarking-Daten für dieRisikobewertung [Seite 206]
6.6.2.4 - 7.2.4 Use-Case 1: Risikobewertung von Remanufacturing-Prozessen [Seite 207]
6.6.2.5 - 7.2.5 Use-Case 2: Nachhaltigkeitsrisikoorientierte Fremdkapitalfinanzierung der Produktion [Seite 209]
6.6.2.5.1 - 7.2.5.1 Relevanz produktionswirtschaftlicher Nachhaltigkeitsrisiken für die Finanzindustrie [Seite 210]
6.6.2.5.2 - 7.2.5.2 Empirische Forschungsergebnisse zur Beziehung zwischen transitorischen Nachhaltigkeitsrisiken und Kreditrisiko [Seite 211]
6.6.2.5.3 - 7.2.5.3 Grenzen bestehender Stresstests für transitorische Nachhaltigkeitsrisiken [Seite 211]
6.6.3 - 7.3 Holistisches Risikomanagement für produzierende Unternehmen: das moderne Trilemma der Produktion [Seite 212]
6.6.3.1 - 7.3.1 Das neue Trilemma der Produktion [Seite 212]
6.6.3.2 - 7.3.2 Die Wechselwirkungen im Trilemma [Seite 213]
6.6.3.3 - 7.3.3 Prinzipien und Umsetzbarkeit eines holistischen Risikomanagements in der unternehmerischen Praxis [Seite 215]
6.6.4 - 7.4 Ausblick [Seite 215]
6.7 - 8 Change Management in der nachhaltigen Produktion [Seite 221]
6.7.1 - 8.1 Grundlagen des Change Managements [Seite 221]
6.7.1.1 - 8.1.1 Definition des Begriffs Change Management [Seite 221]
6.7.1.2 - 8.1.2 Auslöser von Veränderungen [Seite 222]
6.7.1.3 - 8.1.3 Ansatzpunkte und Strategien [Seite 222]
6.7.1.4 - 8.1.4 Change-Management-Modelle [Seite 224]
6.7.1.5 - 8.1.5 Herausforderungen und Erfolgsfaktoren im Change Management [Seite 227]
6.7.2 - 8.2 Relevante Faktoren des Change Managements für die nachhaltige Produktion [Seite 229]
6.7.2.1 - 8.2.1 Grundlagen nachhaltiger Produktion [Seite 229]
6.7.2.2 - 8.2.2 Auslöser von Veränderungen im Kontext der nachhaltigen Produktion [Seite 230]
6.7.2.3 - 8.2.3 Umsetzung von Veränderungen in der nachhaltigen Produktion [Seite 232]
6.7.2.4 - 8.2.4 Nachhaltige Veränderung in der Produktion: Treiber Kreislaufwirtschaft [Seite 232]
6.7.2.5 - 8.2.5 Die Rolle des Change Managements in der nachhaltigen Transformation [Seite 233]
6.7.3 - 8.3 Bedeutung des Änderungsmanagements in der nachhaltigen Produktion [Seite 235]
6.7.3.1 - 8.3.1 Technisches Änderungsmanagement im Kontext des Change Managements [Seite 235]
6.7.3.2 - 8.3.2 Ansätze des Änderungsmanagements in Produktion und Produktentwicklung [Seite 237]
6.7.3.2.1 - 8.3.2.1 Prozesse des Änderungsmanagements [Seite 237]
6.7.3.2.2 - 8.3.2.2 Methoden und Analysen im Änderungsmanagement [Seite 238]
6.7.3.3 - 8.3.3 Änderungsmanagement im Kontext der nachhaltigen Produktion [Seite 239]
6.7.4 - 8.4 Nachhaltigkeit und Digitalisierung: Erkenntnisse aus der digitalen Transformation für die nachhaltige Transformation [Seite 241]
6.7.4.1 - 8.4.1 Digitalisierung in der Produktion und ihre Rolle als Treiber von Veränderungen [Seite 241]
6.7.4.2 - 8.4.2 Die Rolle von Change Management im digitalen Wandel [Seite 243]
6.7.4.3 - 8.4.3 Erkenntnisse aus dem digitalen Wandel [Seite 243]
6.7.4.4 - 8.4.4 Faktoren für einen erfolgreichen nachhaltigen Wandel in der Produktion [Seite 245]
7 - TEIL B Handlungsfelder in der nachhaltigen Produktion [Seite 251]
7.1 - 9 Kreislaufwirtschaft in der Produktion [Seite 253]
7.1.1 - 9.1 Grundlagen der Kreislaufwirtschaft [Seite 253]
7.1.1.1 - 9.1.1 Motivation [Seite 253]
7.1.1.2 - 9.1.2 Definitionen von Kreislaufwirtschaft [Seite 254]
7.1.1.3 - 9.1.3 Entwicklung des Konzepts der Kreislaufwirtschaft - von 1960 bis heute mit Blick in die Zukunft [Seite 255]
7.1.1.4 - 9.1.4 Ziele der Kreislaufwirtschaft und Zusammenhang mit Nachhaltigkeit [Seite 258]
7.1.1.5 - 9.1.5 Prinzipien und Strategien der Kreislaufwirtschaft [Seite 259]
7.1.1.5.1 - 9.1.5.1 Prinzipien der Kreislaufwirtschaft [Seite 259]
7.1.1.5.2 - 9.1.5.2 Strategien der Kreislaufwirtschaft [Seite 259]
7.1.2 - 9.2 Kreislaufwirtschaft und Produktion [Seite 268]
7.1.2.1 - 9.2.1 Herausforderungen der Kreislaufwirtschaft für produzierende Unternehmen [Seite 269]
7.1.2.2 - 9.2.2 Befähiger der Kreislaufwirtschaft in produzierenden Unternehmen [Seite 273]
7.1.3 - 9.3 Zusammenfassung [Seite 278]
7.2 - 10 Circular Economy in der Produktion: Re-Assembly und Recycling [Seite 283]
7.2.1 - 10.1 Einleitung [Seite 283]
7.2.2 - 10.2 Voraussetzung für die Umsetzung der Kreislaufwirtschaft in der Produktion [Seite 284]
7.2.2.1 - 10.2.1 Digitale Produktakte [Seite 284]
7.2.2.2 - 10.2.2 Digitaler Schatten [Seite 287]
7.2.2.3 - 10.2.3 Zirkuläre Geschäftsmodelle [Seite 289]
7.2.3 - 10.3 Nachhaltige Primärproduktfertigung [Seite 291]
7.2.3.1 - 10.3.1 Ecodesign [Seite 291]
7.2.3.2 - 10.3.2 Neue Produktmodularität [Seite 293]
7.2.4 - 10.4 Re-Assembly in der Kreislaufwirtschaft [Seite 296]
7.2.4.1 - 10.4.1 Re-Assembly für eine funktions- und wertsteigernde Kreislaufwirtschaft [Seite 296]
7.2.4.2 - 10.4.2 Umsetzung des Re-Assemblys in der Produktion [Seite 298]
7.2.4.3 - 10.4.3 Beispiele für die erfolgreiche Umsetzung von Re-Assembly-Prozessen in der Industrie [Seite 301]
7.2.4.3.1 - 10.4.3.1 Re-Assembly am Beispiel eines Vierzylindermotors [Seite 301]
7.2.4.3.2 - 10.4.3.2 Re-Assembly zur Prozesskostenoptimierung am Beispiel eines Wasserzählers [Seite 302]
7.2.5 - 10.5 Wiederverwertung und Recycling [Seite 303]
7.2.5.1 - 10.5.1 Arten des Recyclings [Seite 303]
7.2.5.2 - 10.5.2 Recycling von Kunststoffen [Seite 304]
7.2.5.3 - 10.5.3 Recyclingquoten [Seite 305]
7.2.6 - 10.6 Zusammenfassung [Seite 306]
7.3 - 11 Soziale Nachhaltigkeit in der Produktion [Seite 311]
7.3.1 - 11.1 Wechselwirkungen zwischen Unternehmen und Gesellschaft [Seite 311]
7.3.2 - 11.2 Produktionsbezogene soziale Nachhaltigkeit [Seite 314]
7.3.3 - 11.3 Soziale Nachhaltigkeit im Produktionsnetzwerk [Seite 318]
7.3.4 - 11.4 Produktionsmitarbeitende im Fokus [Seite 320]
7.3.4.1 - 11.4.1 Lernen in der Produktion [Seite 321]
7.3.4.2 - 11.4.2 Lernen mit einem tabletbasierten Assistenzsystem [Seite 324]
7.3.5 - 11.5 Zusammenfassung: Chancen und Herausforderungen der sozialen Nachhaltigkeit [Seite 326]
7.4 - 12 Energieeinsatz im Kontext einer klimaneutralen Produktion [Seite 331]
7.4.1 - 12.1 Energiewirtschaftliche Grundlagen [Seite 331]
7.4.1.1 - 12.1.1 Energietechnische Grundbegriffe [Seite 331]
7.4.1.1.1 - 12.1.1.1 Energie und Leistung [Seite 331]
7.4.1.1.2 - 12.1.1.2 Energieformen [Seite 331]
7.4.1.1.3 - 12.1.1.3 Energiewandlung und Energieträger [Seite 332]
7.4.1.2 - 12.1.2 Energieversorgung in Deutschland [Seite 333]
7.4.1.3 - 12.1.3 Klimaneutralität [Seite 336]
7.4.2 - 12.2 Energiebedarf und -verwendung in der Produktion [Seite 338]
7.4.2.1 - 12.2.1 Energiebedarfe und -abwärme [Seite 338]
7.4.2.1.1 - 12.2.1.1 Endenergiebedarfe der Produktion in Deutschland [Seite 339]
7.4.2.1.2 - 12.2.1.2 Nutzenergiebedarfe für Energiedienstleistungen [Seite 339]
7.4.2.1.3 - 12.2.1.3 Industrielle Abwärme [Seite 340]
7.4.2.2 - 12.2.2 Energiesysteme in der Produktion [Seite 341]
7.4.2.2.1 - 12.2.2.1 Querschnittstechnologien der Versorgungstechnik [Seite 342]
7.4.2.2.2 - 12.2.2.2 Kaskadierte thermische Netze [Seite 344]
7.4.2.2.3 - 12.2.2.3 Energieverbundsysteme in der Produktion [Seite 344]
7.4.3 - 12.3 Erfassung und Bewertung des Energiebedarfs in der Produktion [Seite 346]
7.4.3.1 - 12.3.1 Energie- und Umweltmanagementsysteme [Seite 346]
7.4.3.1.1 - 12.3.1.1 Motivation für Energie- und Umweltmanagementsysteme [Seite 346]
7.4.3.1.2 - 12.3.1.2 Begriffsdefinition und Aufbau von Managementsystemen [Seite 346]
7.4.3.1.3 - 12.3.1.3 Energiemanagement nach DIN EN ISO 50001 ff. [Seite 347]
7.4.3.1.4 - 12.3.1.4 Umweltmanagement nach DIN EN ISO 14001 [Seite 348]
7.4.3.1.5 - 12.3.1.5 Ökobilanz und Carbon Footprint nach DIN EN ISO 14040 ff. [Seite 349]
7.4.3.1.6 - 12.3.1.6 Weitere Normen [Seite 350]
7.4.3.2 - 12.3.2 Energiedatenerfassung und -monitoring [Seite 350]
7.4.3.2.1 - 12.3.2.1 Arten der Energiedatenerfassung [Seite 350]
7.4.3.2.2 - 12.3.2.2 Vorgehen bei der energetischen Transparenzschaffung [Seite 351]
7.4.3.3 - 12.3.3 Bewertung des Energie- und Ressourcenbedarfs [Seite 353]
7.4.3.3.1 - 12.3.3.1 Bewertungsmethoden [Seite 353]
7.4.3.3.2 - 12.3.3.2 Ressourcenverschwendungsarten [Seite 353]
7.4.3.3.3 - 12.3.3.3 Maßnahmenkataloge [Seite 355]
7.4.3.3.4 - 12.3.3.4 Automatisiertes Vorschlagswesen [Seite 356]
7.4.4 - 12.4 Transformation zur klimaneutralen Produktion [Seite 357]
7.4.4.1 - 12.4.1 Standards für Transformationsziele [Seite 357]
7.4.4.2 - 12.4.2 Ansatzpunkte für die Transformation zur klimaneutralen Produktion [Seite 358]
7.4.4.2.1 - 12.4.2.1 Reduktion von Emissionen [Seite 359]
7.4.4.2.2 - 12.4.2.2 Substitution von emissionsverursachenden Prozessen [Seite 359]
7.4.4.2.3 - 12.4.2.3 Kompensation von Emissionen [Seite 360]
7.4.4.3 - 12.4.3 Strategieprozess für die Transformation zur klimaneutralen Produktion [Seite 361]
7.4.4.3.1 - 12.4.3.1 Vorbereitung [Seite 362]
7.4.4.3.2 - 12.4.3.2 Strategieentwicklung [Seite 362]
7.4.4.3.3 - 12.4.3.3 Operative Umsetzung [Seite 363]
7.5 - 13 Regenerative Energieversorgung von Produktionssystemen [Seite 369]
7.5.1 - 13.1 Regenerative Bereitstellung von elektrischer Energie [Seite 369]
7.5.1.1 - 13.1.1 Strom durch Netzbezug [Seite 369]
7.5.1.2 - 13.1.2 Eigenerzeugung von Strom [Seite 371]
7.5.1.2.1 - 13.1.2.1 Dezentrale, regenerative Stromerzeugungsanlagen in der Industrie [Seite 373]
7.5.1.2.2 - 13.1.2.2 Anforderungen durch elektrische Lasten [Seite 376]
7.5.1.2.3 - 13.1.2.3 Einbindung in das industrielle Mikronetz [Seite 377]
7.5.2 - 13.2 Regenerative Bereitstellung von Prozesswärme [Seite 377]
7.5.2.1 - 13.2.1 Status quo [Seite 378]
7.5.2.2 - 13.2.2 Direkte Elektrifizierungsoptionen [Seite 381]
7.5.2.2.1 - 13.2.2.1 Widerstandserhitzer [Seite 381]
7.5.2.2.2 - 13.2.2.2 Wärmepumpen [Seite 382]
7.5.2.3 - 13.2.3 Indirekte Elektrifizierungsoptionen [Seite 383]
7.5.2.3.1 - 13.2.3.1 Alkalische Elektrolyse [Seite 384]
7.5.2.3.2 - 13.2.3.2 Polymerelektrolytmembran-Elektrolyse [Seite 385]
7.5.2.3.3 - 13.2.3.3 Festoxid-Elektrolyse [Seite 386]
7.5.3 - 13.3 Herausforderungen und Lösungsansätze bei der regenerativen Energiebereitstellung [Seite 387]
7.5.3.1 - 13.3.1 Volatile Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien [Seite 387]
7.5.3.2 - 13.3.2 Variierende CO2-Äquivalente bei Strombezug aus dem öffentlichen Netz [Seite 387]
7.5.4 - 13.4 Anwendungsbeispiel [Seite 389]
7.6 - 14 Energieeffizienz und Energieflexibilität in der Fertigung [Seite 393]
7.6.1 - 14.1 Energieeffizienz in der Fertigung [Seite 393]
7.6.1.1 - 14.1.1 Grundlagen [Seite 393]
7.6.1.2 - 14.1.2 Energieeffiziente Fertigungsmaschinen [Seite 393]
7.6.1.2.1 - 14.1.2.1 Werkzeugmaschinen [Seite 394]
7.6.1.2.2 - 14.1.2.2 Reinigungsmaschinen [Seite 397]
7.6.1.2.3 - 14.1.2.3 Industrieöfen [Seite 400]
7.6.1.2.4 - 14.1.2.4 Spritzgießmaschinen [Seite 401]
7.6.1.3 - 14.1.3 Energieeffiziente Versorgungstechnik [Seite 403]
7.6.1.3.1 - 14.1.3.1 Prozesswärme [Seite 403]
7.6.1.3.2 - 14.1.3.2 Raumlufttechnik [Seite 404]
7.6.1.3.3 - 14.1.3.3 Druckluft [Seite 405]
7.6.1.4 - 14.1.4 Sektorübergreifende Abwärmenutzung [Seite 408]
7.6.1.5 - 14.1.5 Energieeffiziente Gebäude [Seite 410]
7.6.2 - 14.2 Energieflexibilität in der Fertigung [Seite 410]
7.6.2.1 - 14.2.1 Grundlagen [Seite 411]
7.6.2.2 - 14.2.2 Ganzheitliche Fabrikoptimierung [Seite 411]
7.6.2.3 - 14.2.3 Energieflexible Produktionsplanung und -steuerung [Seite 412]
7.6.2.4 - 14.2.4 Energieflexible Versorgungstechnik [Seite 413]
7.6.2.4.1 - 14.2.4.1 Prozesskälte [Seite 413]
7.6.2.4.2 - 14.2.4.2 Prozesswärme [Seite 414]
7.6.2.4.3 - 14.2.4.3 Raumlufttechnik [Seite 415]
7.7 - 15 Anwendungsmöglichkeiten von Wasserstoff in der industriellen Produktion [Seite 421]
7.7.1 - 15.1 Grundlagen der Nutzung von Wasserstoff [Seite 422]
7.7.1.1 - 15.1.1 Historische Entwicklung [Seite 422]
7.7.1.2 - 15.1.2 Aktuelle Entwicklung [Seite 423]
7.7.2 - 15.2 Herstellungsverfahren [Seite 426]
7.7.2.1 - 15.2.1 Konventionelle Verfahren [Seite 427]
7.7.2.2 - 15.2.2 Wasserelektrolyse [Seite 428]
7.7.2.3 - 15.2.3 Bewertung der Herstellungsmethoden [Seite 431]
7.7.3 - 15.3 Speicherung und Transport [Seite 434]
7.7.3.1 - 15.3.1 Speichertechnologien und Derivate [Seite 435]
7.7.3.2 - 15.3.2 Transport von Wasserstoff [Seite 436]
7.7.4 - 15.4 Anwendungsmöglichkeiten von Wasserstoff in der industriellen Produktion [Seite 438]
7.7.4.1 - 15.4.1 Anwendungsmöglichkeiten im Detail [Seite 439]
7.7.4.2 - 15.4.2 Bewertung, Einordnung und Diskussion [Seite 446]
7.7.5 - 15.5 Zusammenfassung [Seite 447]
7.8 - 16 Nachhaltige Produktion in der Zukunft [Seite 453]
7.8.1 - 16.1 Relevanz der nachhaltigen Produktion in der Zukunft [Seite 454]
7.8.2 - 16.2 Nachhaltige Produktion der Zukunft [Seite 454]
7.8.3 - 16.3 Produktionswissenschaft für die Produktion von morgen [Seite 456]
7.8.3.1 - 16.3.1 Digitale, automatisierte Transparenzschaffung [Seite 456]
7.8.3.2 - 16.3.2 Integration von Remanufacturing in bestehende Produktionsinfrastruktur [Seite 457]
7.8.3.3 - 16.3.3 Kreislaufwirtschaft für Produktionsanlagen [Seite 459]
7.8.3.4 - 16.3.4 Energieflexibilisierung [Seite 461]
7.8.4 - 16.4 Zusammenfassung [Seite 463]
8 - Stichwortverzeichnis [Seite 465]