Materialien Digitaler Pass für neue Materialien

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Die Entwicklung neuer Materialien ist für die Industrie lebenswichtig. Doch jedes neue Produkt wirft die Frage auf, wie es möglichst nachhaltig und klimafreundlich hergestellt und später recycelt werden kann. Das EU-Projekt DigiPass, koordiniert vom Helmholtz-Zentrum Hereon, widmet sich diesen Fragen. Das Ziel: ein digitaler Material- und Produktpass.

Den Klimawandel abzuschwächen, ist eines der dringendsten Probleme unserer Zeit. Die Digitalisierung kann dabei eine entscheidende Rolle spielen: Eine aktuelle Studie des Bitkom-Verbandes zeigt, dass der konsequente Einsatz digitaler Lösungen den jährlichen CO2-Ausstoß bis 2030 um 73 Millionen Tonnen reduzieren könnte. Das wäre fast ein Viertel dessen, was Deutschland einsparen muss, um seine Klimaziele bis 2030 zu erreichen. Allerdings muss Europa die Digitalisierung in den kommenden Jahren deutlich voranbringen. Experten sprechen von einer doppelten Transformation - einem kombinierten Veränderungsprozess hin zu grünen und digitalen Technologien und einer umfassenden Kreislaufwirtschaft.

„DigiPass unterstützt diesen Transformationsprozess und beschleunigt damit den Wandel deutlich“, sagt Hereon-Forscherin Dr. Natalia Konchakova, Koordinatorin des EU-Projekts. „Und zwar durch den Einsatz innovativer Materialien, die auf ihren Verwendungszweck zugeschnitten sind.“ Dazu gehören:

• neue Verbundwerkstoffe

• Legierungen

• Beschichtungen

• elektrisch leitfähige Kunststoffe

• Spezialchemikalien

Derzeit ist es nicht einfach, diese Materialien auf wirklich nachhaltige Weise einzusetzen. Ein Beispiel ist das Recycling: „Die Herstellung eines Hightech-Produkts ist in der Regel sehr komplex“, betont Dr. Peter Klein vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern, einem der Projektpartner. „Ein Recyclingunternehmen hat meist keine Chance, dieses komplexe Geflecht zu entwirren und herauszufinden, wie es das Material am besten verwerten kann.“

Schub für die Digitalisierung

Im Idealfall muss es immer möglich sein, nachzuvollziehen, welche Materialien im Produkt enthalten sind, wie sie hergestellt und verarbeitet wurden – und wie sie recycelt werden können. Diese Transparenz kann nur durch eine konsequente Digitalisierung erreicht werden. Die Voraussetzungen dafür sind aber in vielen Bereichen nicht gegeben. Industrieunternehmen haben einen unterschiedlichen Reifegrad in der digitalen Technologie. Große Konzerne sind in der Regel weiter als kleine und mittelständische Unternehmen, die zum Teil noch mit nicht maschinenlesbaren PDF-Dateien arbeiten. „Außerdem arbeiten die Unternehmen oft mit unterschiedlichen digitalen Umgebungen“, erklärt Konchakova. „Es fehlt einfach an Standards.“

Digitale Plattform ermöglicht Kommunikation zwischen Akteuren

DigiPass hilft, solche Barrieren zu überwinden. Das Projekt sieht unter anderem eine digitale Plattform vor, die die Kommunikation zwischen den Akteuren ermöglicht, den wesentlichen Handlungs- und Forschungsbedarf zu definieren. Das Projekt konzentriert sich auf die:

• Beschichtungsindustrie

• Nanomaterialien für Gesundheit und Sicherheit

• Materialien für erneuerbare Energiequellen und

• den Sektor der Verbundwerkstoffe

„Die Ergebnisse sind Empfehlungen und Lösungen, die später als Blaupause auf andere Sektoren übertragen werden können“, erklärt Klein.

Langfristiges Ziel: Digitale Materialidentifikation

Das EU-Projekt soll den Grundstein für ein langfristiges Ziel legen: die digitale Materialidentifikation. Diese kann man sich als einen standardisierten Datensatz vorstellen, der etwa eine Hightech-Beschichtung beschreibt und das Material entlang der gesamten Wertschöpfungskette begleitet - vom Materialdesign über die Produktion bis hin zur Verarbeitung und zum Recycling. Eine zertifizierte Organisation wird die relevanten Informationen aktualisieren und den Pass ausstellen: Mit welchen Methoden verarbeitet ein Lieferant das Material, wie wird es in ein Produkt eingebaut und wie sieht der ökologische Fußabdruck aus? Letztlich erhält ein Verwerter über den digitalen Pass alle Informationen, ohne sie mühsam recherchieren zu müssen.

Gleichzeitig soll der digitale Material- und Produktpass auch die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Unternehmen und ihre Produktivität steigern. „Er wird es einem Unternehmen zum Beispiel erleichtern, das optimale Material für ein bestimmtes Produkt aufzuspüren oder neue Kooperationspartner zu finden“, erklärt Konchakova. „Dies wird es der Industrie ermöglichen, neue Produkte effektiver und schneller auf den Markt zu bringen.“

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