Wie können wir unsere Region, die Oberlausitz, attraktiver machen? Welche technologischen und sozialen Innovationen können die hiesige Wirtschaft beleben? Wie können Fachkräfte interessante Entwicklungschancen entdecken und gleichzeitig Familien ein reizvolles Lebensumfeld finden?
Um diese Aufgaben für die Oberlausitz zu lösen, haben sich Unternehmen, Bildungsträger, Forschungseinrichtungen und Vereine im Bündnis Lausitz – Life and Technology (L&T) zusammengeschlossen. Gemeinsam entwickeln wir innovative Instrumente und erproben neue Formate.
Das Bündnis Lausitz – Life and Technology überzeugte mit seinem Strategiekonzept im Wettbewerb des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm “ WIR! – Wandel durch Innovation in der Region - BMBF ” und wurde zu einem der Preisträger erklärt. Nun hat es ein Budget von 6,7 Mil. Euro zur Verfügung, um der eigenen Strategie entsprechend Projekte umzusetzen. Die Umsetzungsphase startete bereits 2019 und in den nächsten fünf Jahren werden verschiedenste Projekte in vier Innovationsbereichen umgesetzt.
Unsere Ziele: Erarbeitung von Modellen im Bereich der Sozialen Innovationen zur Attraktivitätssteigerung des ländlichen Raums. Im Fokus stehen die Bereiche der außerschulischen Bildung im MINT-Bereich, attraktiven Arbeitsmodellen für den ländlichen Raum und dem Innovationsverständnis von technisch-technologischen und sozialen Innovationen zur innovativen Regionalentwicklung.
Unser Vorhaben: Das Leben und Arbeiten in einer landschaftlich reizvollen Region werden zu einer eigenen Marke. Souveräne Lebensgestaltung in Städten und Dörfern, familienfreundliche Arbeitsbedingungen, und die Nutzung der Digitalisierung verbessern die Basis für Hierbleiben und Rückkehren.
Mit Fokus auf die Internationalisierung des Bündnisses entwickelt L&T in der zweiten Umsetzungsphase eine Internationalisierungsstrategie, welche auf die Bedürfnisse und Möglichkeiten der Projekt- und Bündnispartner zugeschnitten sind. Themen wie internationale Sichtbarkeit des Bündnisses, Marktzugänge, gezielte Netzwerkarbeit und Kompetenzmarketing werden wesentliche Bestandteile dieser Strategie sein, wobei L&T seinen Schwerpunkt im Dreiländereck setzt und dabei auf bestehende Kommunikations- und Kooperationswege sowie – Vereinbarungen seiner Partner aufbaut. Gerade aus Perspektive von KMUs ist es wichtig, die Machbarkeit, Akzeptanz und potentielle Märkte zu bestimmen, um tragfähige Ansätze zu entwickeln.
Das Projekt „Innovationspotentiale in der Grenzregion“, welches sich der Unterstützung von Treffen und einer gemeinsamen Planung mit regionalen Akteuren für ein innovatives Umfeld in der Region Schluckenauer Zipfel und Oberlausitz widmet, setzt an der Strategie des Bündnisses Lausitz — Life & Technology an und legt den ersten Schritt hin zu einer Internationalisierungsstrategie.
Sowohl der Schluckenauer Zipfel auf tschechischer, als auch die Oberlausitz auf sächsischer Seite, stehen als Grenzregionen vor ähnlichen Herausforderungen: die Auswirkungen des Braindrain (Abwanderung von Fachkräften), die geringe Aktivität von Unternehmen im Bereich eigener Innovationen und dem geringen Wissenstransfer von Forschungseinrichtungen in die Praxis. Gleichzeitig wird diese Situation im Grenzgebiet nicht umfassend untersucht, analysiert oder koordiniert. Das Gebiet hat eine starke industrielle Tradition, die unter anderem durch die Schaffung eines geeigneten und effektiven Innovationsumfelds und den Aufbau einer angemessenen Infrastruktur unterstützt werden muss. Zwei Bereiche mit großem Potenzial für Innovation und Transfer in die Praxis — Maschinenwesen sowie erneuerbare Energien und Energiesysteme — wurden für die Bedürfnisse des Projekts ausgewählt.
Projektbeschreibung
Die Oberlausitz befindet sich im Strukturwandel, wirtschaftlich und gesellschaftlich. Nicht nur vor dem Hintergrund der digitalen Transformation der Industrie und der Forderung der Gesellschaft nach nachhaltigem Wirtschaften werden innovative Entwicklungen in den regionalen Unternehmen zunehmend an Bedeutung gewinnen.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen hat sich die European Open Academy zum Ziel gesetzt. insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) sowie Großunternehmen der Region Oberlausitz zu unterstützen. Deren Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmern wird es ermöglicht vor Ort an beruflichen Weiterbildungen, zu zukunftsträchtigen Themen wie digitale Technologien im Kontext der Industrie 4.0, teilzunehmen.
Zentrale Wirkstätte
Unter Zentraler Wirkstätte sind sogenannte Smart Learning Environment, also intelligente Lernumgebungen die flexible und innovative Lernlösungen in modernen Arbeits- und Lernumgebung integrieren, zu verstehen. Es handelt sich dabei um flexible physische Lernräume, die kontextabhängig mit digitalen Geräten angereichert bzw. augmentiert werden. Das Ziel dieser intelligenten Lernumgebungen ist es, das Lernen im Hinblick auf das Fachwissen und darüber hinaus auf die Entwicklung digitaler Kompetenzen zu ermöglichen.
Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, ist es geplant drei primäre und vor allem flexibel und innovativ umsetzbare didaktisch fundierte Lernumgebungskonzepte: das Innovative Makerspace, das Agile Learningspace und das Instructional Learningspace zu entwickeln und zu untersuchen.
Projektbeschreibung
Im Strategieentwicklungsprojekt von "Lausitz - Life and Technology" werden Organisations- und Entscheidungsstrukturen aufgebaut und etabliert. Inhaltlich werden die formulierten strategischen Innovationsbereiche maßnahmenbezogen qualifiziert und Kooperationen gestaltet werden. Eine intensive Verzahnung der Einzelbereiche steht unter Berücksichtigung der Interessen der verschiedenen Akteure im Fokus.
Während der Konzeptionsphase wurden Partnerschaften in den Innovationsbereichen „Vernetzte Energiesysteme durch Speichertechnologien“, „Additive Fertigung für effizientere Produktion“, „Non-formale regionale Bildung“ und „Attraktive Arbeits- und Lebenswelten“ geschlossen. Ziel ist es, diese Kooperationen auszubauen, weitere Partner für das Bündnis zu finden, Organisationsstrukturen zu optimieren und die Strategie für eine erfolgreiche Umsetzung weiterzuentwickeln. Den aktuellen Erfordernissen und den wissenschaftlich/technischen Entwicklungen entsprechend, wird die Strategie für die Entwicklung der Region kontinuierlich angepasst.
Die Verortung des Bündnisses, also das Schaffen von realen und digitalen Räumen, in denen sich die Akteure treffen und austauschen können, ist eine der Hauptaufgaben, vor der das Bündnismanagement steht. Das Bündniskonsortium strebt deshalb die Entwicklung einer „WIRkstätte“ als Begegnungs- und Arbeitsort an, an dem durch entsprechende Formate unterschiedliche zivilgesellschaftliche Gruppen zusammenfinden und an der Verbesserung des gesellschaftlichen Miteinanders wirken. Ziel ist die Stärkung des WIR-Gefühls in der Region. Zum Aufbau und zur Ausgestaltung dieser WIRkstätte müssen Konzepte aufgestellt und alle Interessensgebiete strategisch miteinander vernetzt werden.
Projektziele
Projektbeschreibung
Für den erfolgreichen Aufbau des Bündnisses und dessen Funktionsfähigkeit als regionaler Akteur wird ein Innovationsmanagement benötigt. Über dieses Management werden Organisationsstrukturen aufgebaut und etabliert, Prozesse koordiniert und Kommunikationsstrukturen für das Bündnis entwickelt. Darüber hinaus werden im Rahmen der Gesamtstrategie des Vorhabens Lausitz - Life and Technology Projektantragsteller in der Vorbereitungsphase von Anträgen begleitet und unterstützt. Es werden potenzielle Projektpartner vermittelt, gemeinsame Ideen generiert, geplant und genaue Aufgaben definiert. Das Innovationsmanagement wird regelmäßig in Partnergesprächen analysiert und bedarfsgerecht an die Bedürfnisse der Bündnispartner angepasst.
Über die Bündnisarbeit hinaus werden die Bündnis- und Projektaktivitäten, unter Berücksichtigung der im Strategiepapier definierten technischen und sozialen Innovationsfelder, begleitet.
Die Verantwortung für das Innovationsmanagements trägt der neu gegründete Verein neo.Net e.V.. Er bildet die Grundlage für eine leistungsfähige Organisations- und Managementstruktur des Bündnisses „Lausitz - Life and Technologie“, die auch über das Förderprogramm WIR! hinaus Bestand hat. Somit sichert er die Nachhaltigkeit in der Netzwerktätigkeit. neo.Net e.V. sorgt für einen strukturierten Informationsaustausch zwischen den Partnern und über Vorhabengrenzen hinweg.
Projektziele
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Das Ziel des Vorhabens besteht in der Erforschung und Weiterentwicklung der Multi-Laser-SLM-Technik mit großem Bauraum sowohl zur notwendigen Verbesserung von Prozessreproduzierbarkeit und Bauteilqualität als auch zur wettbewerbsfähigen Herstellung optimierter Metallkomponenten für hybride FKV/Metall-Leichtbaustrukturen mit hohen und kombinierten mechanischen und thermischen Belastungen.
Am Beispiel einer hybriden FKV/Metall-Turbinenschaufel für den Einsatz in Industriedampfturbinen sollen die fertigungstechnischen Möglichkeiten des Metall-3D-Drucks in Kombination mit der Verwendung von Faserkunststoffverbunden zur Erlangung eines maximalen Leichtbaugrads untersucht und demonstriert werden. Einerseits ermöglicht die Massereduktion von Lauf- und Leitschaufeln eine signifikante Vergrößerung der Leistungsklassen von Dampfturbinen. Andererseits erfordern jedoch die hohen und komplexen Belastungen im Schaufelfuß sowie die hohe tribologische Belastung durch Tröpfchenerosion an der Vorderkante der Turbinenschaufel metallische Komponenten in diesen kritischen Bereichen.
Folgende Arbeitsziele wurden dafür definiert:
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Das Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH in Dresden beschäftigt sich seit Anfang der neunziger Jahre mit der Basistechnologie „Wasser als Kältemittel“ in kälte- bzw. wärmetechnischen Anlagen und nimmt auf nationaler als auch auf internationaler Ebene eine führende Rolle innerhalb dieses Forschungsgebietes ein. Die Entwicklung und Erprobung von verschiedenen Labor- als auch Kundenanlagen in den Anwendungsbereichen klassische Kaltwassererzeugung zur Klimatisierung von Gebäuden, Wasseraufbereitung / Meerwasserentsalzung und Vakuum-Flüssigeiserzeugung mit Kältespeicherung konnte seitdem erfolgreich demonstriert werden. Kernkomponente einer mit „Wasser als Kältemittel“ betriebenen Versorgungslösung ist ein vom ILK Dresden entwickelter, elektrisch angetriebener Verdichter, mit welchem es ermöglicht wird, Wasserdampf bei niedrigen Temperaturen zu verdampfen und auf ein höheres Druck- / Temperaturniveau zu bringen.
Projektziel:
Als Gesamtziel des vorgeschlagenen Projektes soll eine technologische Neubetrachtung und Optimierung des vorhandenen Designs der Hauptbaugruppe „Deckel-Kontureinheit“ unter heutigen Gesichtspunkten durchgeführt werden. Der Fokus soll dabei auf dem Einsatz moderner Fertigungstechnologien und der Berücksichtigung zukünftiger Kostenstrukturen gelegt werden. Im Rahmen des Projektes soll die Hauptbaugruppe in einzelne Funktionsgruppen zerlegt und durch Vergleich bzw. Einsatz innovativer Fertigungsmethoden optimiert werden.
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Die Zielstellung des Projekts liegt in der Technologieentwicklung der additiven Fertigung für großdimensionale Maschinenbaugruppen, der Integration dieser in digitale Werkstattprozesse und Implementierung zeiteffizienter Instandhaltungsprozesse. Als weiteres Teilziel wird die Entwicklung und Fertigung eines Demonstrators mit ingenieurtypischen Eigenschaften in diesem Bereich gesteckt.
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Ziel des Forschungsverbunds ist die prototypische Entwicklung und Erprobung einer neuartigen Energiespeicherlösung zur Wärmeversorgung von Gebäuden mittels PV. Weiterhin werden im Rahmen des Vorhabens Modelle entwickelt um auch Aussagen zum Langzeitbetrieb des Prototyps treffen zu können.
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Viele Unternehmen auch in der Oberlausitz verfügen über energieintensive thermischen Prozessschritte im Rahmen der Fertigung, das beginnt beim Backen, Waschen oder Trocknen und führt bis hin zum thermischen Um- und Urformen sowie zu Wärmebehandlungsprozessen. Da die benötigte Wärme zum überwiegenden Teil mit Hilfe fossiler Brennstoffe erzeugt wird entstehen neben hohen Energiekosten auch beträchtliche klimaschädliche Emissionen. Das Projekt ANKIP setzt sich das Ziel, regionale Unternehmen bei der Entwicklung und Umsetzung innovativer Abwärmenutzungskonzepte zu unterstützen um dadurch signifikante Einsparungen an Brennstoffen und Treibhausgasemissionen zu erreichen.
Im Rahmen des Projektes sollen Tools entwickelt werden, die die Analyse von Abwärmequellen und -senken in den Unternehmen, die Auswahl geeigneter Komponenten und Systeme für die Erschließung der Abwärmepotenziale und die energietechnische und wirtschaftliche Auslegung der Anlagen ermöglichen. Dazu wird neben entsprechenden Handlungsanweisungen (Analysemethoden, Checklisten, Auswahlkriterien) auch ein leistungsfähiges Simulationstool auf der Basis des UME Designers entwickelt. Die entwickelten Tools werden in enger Kooperation mit regionalen Unternehmen in der Praxis erprobt.
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Das BMBF-geförderte Verbundprojekt „WIR! – Lausitz – Life & Technology – Zukunftslernort Oberlausitz – Analyse und Entwicklung außerschulischer MINT-Bildung“ (ZukLOS) der Hochschule Zittau/Görlitz und der Technischen Universität Dresden zielt darauf ab, Grundlagen für die Weiterentwicklung der außerschulischen Bildungslandschaft der Oberlausitz – vor allem im MINT-Bereich – zu schaffen.
Ziele des Projekts sind:
Auf diese Weise sollen langfristig MINT-bezogene Problemlösungskompetenzen insbesondere von Jugendlichen im Alter von 13 bis 20 Jahren gefördert und ein Beitrag zur Sicherung des regionalen Fachkräftebedarfs geleistet werden.
Das Projekt ist als Initialprojekt zu werten, in welchem zunächst innerhalb der einjährigen Projektlaufzeit zum Ist-Stand außerschulischer Bildung in den Landkreisen Görlitz und Bautzen geforscht wird.
Projektbeschreibung
Das Projekt setzt an der Strategie des Bündnisses Lausitz — Life & Technology an und legt den ersten Schritt hin zu einer Internationalisierungsstrategie.
Sowohl der Schluckenauer Zipfel auf tschechischer, als auch die Oberlausitz auf sächsischer Seite, stehen als Grenzregionen vor ähnlichen Herausforderungen: die Auswirkungen des Braindrain (Abwanderung von Fachkräften), die geringe Aktivität von Unternehmen im Bereich eigener Innovationen und dem geringen Wissenstransfer von Forschungseinrichtungen in die Praxis. Gleichzeitig wird diese Situation im Grenzgebiet nicht umfassend untersucht, analysiert oder koordiniert. Das Gebiet hat eine starke industrielle Tradition, die unter anderem durch die Schaffung eines geeigneten und effektiven Innovationsumfelds und den Aufbau einer angemessenen Infrastruktur unterstützt werden muss. Zwei Bereiche mit großem Potenzial für Innovation und Transfer in die Praxis — Maschinenwesen sowie neue Energien und Energiesysteme — wurden für die Bedürfnisse des Projekts ausgewählt.
Spezifische Maßnahmen zur Entstehung der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit:
Adressatenkreis:
Ergebnisse für die Regionen:
Das Projekt wurde von der Europäischen Union aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung mit dem Kooperationsprogramm zur Förderung der grenzübergreifenden Zusammenarbeit zwischen dem Freistaat Sachsen und der Tschechischen Republik 2014–2020 gefördert. (ERN-1058-CZ-03.06.2021))
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Unternehmerische Risiken durch Nachfrageschwankungen oder Störungen der Lieferkette vergrößern sich in der Regel entlang einer Wertschöpfungskette, je nachdem, ob ein Unternehmen dem Endkunden (Ripple-Effekt) oder dem ersten Zulieferer nähersteht (Bullwhip-Effekt; Ivanov 2018). Viele Unternehmen der Lausitz lassen sich dabei eher der Gruppe der Zulieferer bzw. Dienstleister zuordnen (ZWL 2020a).
Für diese Unternehmen bestehen verschiedene Möglichkeiten, ihr unternehmerisches Risiko zu senken und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen (Wiendahl et al., 2014): Sie müssen widerstandsfähiger werden, flexibler auf sich heute stetig wandelnde Kundenanforderungen reagieren können (z. B. steigende Variantenvielfalt, sinkende Losgrößen) und/oder die Innovationskraft ihrer Organisation erhöhen, um Abhängigkeiten von einzelnen wenigen (End-) Kunden einer Lieferkette möglichst zu verringern. Dazu fehlen regionalen Unternehmen in der Breite jedoch eigene Forschungs- und Entwicklungskapazitäten und -ressourcen (F&E; ZWL 2020a). Neben organisatorischen und technischen Ansätzen (bspw. unter dem Stichwort „Industrie 4.0“; Kagermann et al. 2013) steht zur Erreichung dieser Ziele im Wesentlichen der Mensch als reaktives, innovatives Wesen im Mittelpunkt – trotz aller eventueller analytischer und physischer Überlegenheit von Maschinen (Breque et al. 2021; Tropschuh et al. 2021). Regional betrachtet weist dieser Umstand aber gleichzeitig auf eine weitere Problematik hin: die wirtschaftlichen und sozialen Transformationsprozesse in der Lausitz, inklusive des demographischen Wandels und eines Fachkräftemangels (ZWL 2020a).
Informatorische bzw. digitale Werkerassistenzsysteme beispielsweise mithilfe von Augmented-Reality- (zum Beispiel über die Microsoft HoloLens) oder Datenbrillen (zum Beispiel die Realwear HMT-1) versprechen eine nutzer- und kontext-spezifische Bereitstellung von Informationen durch die Kombination virtueller und realer Welten für eine bestmögliche Unterstützung während der Tätigkeitsausübung (Egger und Masood 2020). Aufgrund der Neuartigkeit dieser Technologien fehlen jedoch noch gesicherte Erkenntnisse für den Einsatz bei spezifischen Tätigkeiten in der Produktion sowie ihre konkreten psychischen und physischen Auswirkungen auf die Arbeiter, auf ganze Fertigungssysteme und umgekehrt.
Daher beforscht Factory4Future den Einsatz dieser Technologien, um zukünftig (informatorische) Werkerassistenzsysteme zielgerichtet nach den Gegebenheiten und Voraussetzungen der individuellen Arbeiter (Technologieakzeptanz, Belastung, Fähigkeiten etc.), der auszuübenden Tätigkeiten (Montage, Kommissionierung, Überwachung etc.) und der gesamten Produktionsziele einzusetzen. Dem demographischen Wandel und Fachkräftemangel wird begegnet, indem mithilfe dieser Technologien Einarbeitungszeiten und -kosten beispielsweise auch ungelernter oder umgeschulter Mitarbeiter durch “Training-on-the-Job“ verringert und flexibler gestaltet werden können (auch über verschiedene Standorte hinweg). Durch höherqualifizierte Mitarbeiter und flexiblen, zielgerichteten Technologieeinsatz steigert das Unternehmen gleichzeitig seine Anpassungswiderstands- und Wettbewerbsfähigkeit.
Forschungsfragen:
Ausgehend von der dargestellten Problemstellung und Motivation widmet sich Factory4Future daher den folgenden Forschungsfragen auf interdisziplinäre Weise sowohl aus ingenieurspädagogischer Perspektive bzw. vom Standpunkt des technologiegestützten Lernens während der Arbeit und einer verhaltensökonomischen Perspektive bzw. vom Standpunkt des verhaltensorientierten Produktions- und Prozessmanagements:
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Die teilweise sehr geringe Siedlungsdichte generiert in konventionellen Wärmenetzen (80/60°C) einen hohen Jahresverlustanteil bis zu 30%. Im Projekt „LowEx“ (niedrige Verluste) soll ein multiples verlustarmes Wärmeversorgungsnetz demonstriert werden, welches deutlich niedrigere Vor- und Rücklauftemperaturen benötigt. Dabei soll die Kopplung regenerativer Energien mit einer ganzjährigen effizienten Wärmeversorgung aufgezeigt werden. Wärmepotenzial aus Erdwärmesonden, Solarthermie, Abwärme aus Biogasanlagen oder zukünftigen Wasserstoff-Elektrolyseuren kann dadurch effektiv genutzt werden. Aber auch Heizwärme aus z.B. Hackschnitzel-Heizanlagen soll in das System eingespeist werden können. Zusätzlich wirkt die Erdwärme am ungedämmten Netzrücklauf-Strang als Wärmequelle. Die Entnahme erfolgt über Wärmepumpen der Netznutzer. Infolge des voranschreitenden Ausbaus regenerativer Energiesysteme und fehlender Netzverträglichkeit ist zukünftig öfter von ungenutzten Überschüssen aus Wind- und PV-Strom auszugehen, die dann bestenfalls für den Wärmepumpenbetrieb vor Ort genutzt werden können.
Die Kombination dieser Netztechnologie mit mobilen PCM-Großspeichern steht in diesem ersten LowEx-Forschungs- und Entwicklungsprojekt im Fokus. Durch den Einsatz mobiler Großwärmespeicher können derartige Netze etappenweise realisiert werden, sind dadurch leichter finanzierbar und dadurch auch für Energiegenossenschaften sehr interessant. Aufgrund der jeweils unterschiedlich schwankenden Prozesse bei Abwärmeabgabe (Wärmequellen) und Heizwärmebedarf im „wachsenden“ Netz (Wärmesenken) liegt jedoch auch eine sehr herausfordernde Problemstellung vor. Das Forschungsvorhaben „LowEx“ will dafür eine Lösung entwickeln. Dafür werden in einem Umkreis von maximal 10-12km Abwärmequellen untersucht und mit Datentechnik ausgestattet, je mehr, desto effektiver. Das im Vorhaben zu entwickelnde LowEx-Tool, ein digitales intelligentes Werkzeug, soll dann automatisch die optimalen Zeitpunkte der Speicherwechsel errechnen und dem LKW-Fahrer rechtzeitig mitteilen. Dadurch kann eine Tour effektiv gestaltet und die Kosten können niedrig gehalten werden.
Das multiple Versorgungsnetz verfolgt zukünftig sowohl in seinen Eigenschaften als auch in seiner Struktur neue Ansätze: So können zwei verlustarme Gleichspannungsleitungen und ein Datenkabel mitverlegt werden, um PV-Strom von Dächern für z.B. Wärmepumpen direkt nutzbar zu machen und die automatisierte Systemkommunikation für Bedarfe und Angebote sicherzustellen.
Projektziel:
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines sektorgekoppelten Quartiersversorgungssystems mit hoher energetischer Effizienz und digitaler Intelligenz. Regionale technologische Innovationen auf der Basis wissenschaftlicher Forschung spielen dabei genauso eine wichtige Rolle, wie die Novellierung des EEG 2021 oder die Klimaziele der Bundesregierung.
Im Fokus der Entwicklung steht ein Betriebssystem sowie digitale Werkzeuge und Handlungsanleitungen, die eine fachgerechte Herstellung, einen effizienten Betrieb und eine Versorgung ausschließlich mit Erneuerbaren Energien gewährleistenkönnen. In einem Anschlussprojekt soll das Versorgungssystem anhand von mindestens zwei Modellvorhaben in der Lausitz, im Charakter von Reallaboren, validiert und ein Systemanbieter aus den Projektbeteiligten und weiteren Akteuren formiert werden. Eine nachhaltige regionale Wertschöpfung entsteht dabei sowohl durch Investitionen in der Anwendung als auch durch die überregionale Vermarktung der im zukünftigen Systemanbieter verbundenen Herstellungspartner.
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Von der Wäscherei bis zum Stahlwerk werden jährlich in Deutschland rund 625 Mrd. Kilowattstunden Prozesswärme bereitgestellt, von denen ein Bruchteil aus erneuerbaren Energieträgern stammt. Der Hauptgrund für den geringen Anteil regenerativer Energien ist das vergleichsweise hohe Temperaturniveau, welches in den Industrieprozessen gebraucht wird. Benötigt eine Fußbodenheizung rund 40°C Vorlauftemperatur, erfordern Industrieprozessen meist Temperaturen zwischen 100°C und 300°C. Eine Umfrage der Hochschule Zittau/Görlitz bei Lausitzer Unternehmen hat ergeben, dass derzeit rund 80% des Wärmebedarfs aus fossilen Energieträgern gedeckt wird.
Da sich aufgrund der hohen Temperaturniveaus die Substitution fossiler Energieträger als schwierig erweist, ist der Einsatz rezyklierter Energie naheliegend. Die dafür nötige „Entwicklung druckloser Wärmespeicher für die effiziente Nutzung industrieller Abwärme (EDWENIA)“ aus Abgasen, Abluft oder Wasserdampf ist Gegenstand des im Mai gestarteten Forschungsprojekts an der Hochschule Zittau/Görlitz. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der technologischen Weiterentwicklung von Zwei-Stoff-Speichern. Zwei-Stoff-Speicher bestehen aus einer (mineralischen) Schüttung, die die Speicherfunktion übernimmt und einem Thermoöl, welches als Wärmeträger eingesetzt wird.
Die jeweiligen Vorteile der zwei kombinierten Speichermedien unterschiedlicher Aggregatszustände werden sich zu Nutze gemacht: Feststoffe wie beispielsweise Granit, Basalt oder andere zu untersuchende Festmaterialien weisen eine relativ hohe Wärmekapazität auf. Diese stellen auch die preiswertere Komponente dar. Zum anderen sind Thermoöle eine ideale Ergänzung, da beim flüssigen Speichermedium eine Komponente eingesetzt werden muss, die auch bei Temperaturen größer 100 °C drucklos eingesetzt werden kann. In diesem Projekt soll also der Ansatz eines hybriden sensiblen Wärmespeichers weiterverfolgt werden, da hinsichtlich der konstruktiven sowie material‐, wärme‐ und strömungstechnischen Auslegung noch ein enormer Forschungsbedarf besteht.
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Ener-STRIX greift den Bedarf auf, energiesparende Technologien für Klimagas-reduzierte Fertigungsverfahren und Produkte zu entwickeln.
Es wird ein Schlüssel-Bauteil entwickelt und erforscht, welches die Technologie der „Minienvironments“ für Batteriezellfertigungen auf industrieller Ebene erschließt. Dadurch kann im Herstellungsprozess solcher Zellen Energie für Klima-Lüftungstechnik um bis zu Faktor 5 eingespart werden. Das Konsortium ist in der Lage, ein solches Bauteil und die Technologie der Minienvironments im Nachgang zu verwerten und plant, die dafür nötigen Kapazitäten in der Oberlausitz aufzubauen.
Durch ein vernetztes Handeln der regionalen Wirtschaftsunternehmen werden deren Alleinstellungsmerkmale ausgebaut und erlauben so ein wirtschaftliches Wachstum in den wichtigen Zukunftsfeldern:
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Mit der Nutzung von Windenergie lassen sich die natürlichen Schwankungen bei der solaren Stromproduktion im Tages- wie auch im Jahresverlauf kompensieren. In ländlichen Gebieten und im Offshore-Bereich sind klassische Windturbinen mit horizontaler Drehachse etabliert und stellen die optimale Lösung zur Energiegewinnung dar. Für den Einsatz in urbanen Gebieten mit begrenztem Platzangebot und höherer Bevölkerungsdichte sind hingegen Windturbinen mit vertikaler Drehachse prädestiniert. Die Nachteile dieser Bauart sind niedrigere Leistungsbeiwerte, das ungleichförmige Drehmoment an der Rotorachse und die mangelnde Fähigkeit zum Selbstanlauf. In dem Projekt sollen hierfür zwei verschiedene Lösungsansätze verfolgt werden – zum einen der Einsatz gewellter Vorderkanten an den Rotorblättern und zum anderen eine aktive Beeinflussung des Anstellwinkels über ein mechatronisches System. Beide Varianten haben bereits in Vorstudien ihre Wirksamkeit gezeigt.
Ein generelles Problem aller Windenergieanlagen ist deren nachhaltige Produktion und die Wiederverwertung der Materialien nach Ablauf der Lebensdauer. Naturfaserverstärkte Kunststoffe stellen hierbei eine umweltgerechte Alternative zum Einsatz konventioneller Verbundwerkstoffe aus Carbon- oder Glasfasern dar. Ein Ziel des Projektes ist daher die Fertigung der Rotorblätter aus Naturfaser-Verbundwerkstoffen in Kooperation mit dem Projekt LaNDER3 (Lausitzer Naturfaserverbundwerkstoffe – Dezentrale Energie, Rohstoffe, Ressourcen, Recycling).
Das Projekt ordnet sich fachlich in die Innovationsbereiche „Additive Fertigung“ und „Vernetzte Energiespeichersysteme“ des Bündnisses „Life and Technology“ ein.
Ziel des Projektes:
Das Ziel des Projektes LausitzWind ist die Entwicklung einer nachhaltig herstellbaren Windturbine mit hoher Leistung und niedrigen akustischen Emissionen zum Einsatz in urbanen Gebieten.
Hintergrundinformationen zum Projekt:
Was führt dazu, dass die Lausitzer Strukturwandelprojekte vor allem auf wirtschaftliche und technologiegetriebene Entwicklungen setzen und die komplexen Zielkorridore von Nachhaltigkeit in der ökologischen und sozialen Dimension in der „Lausitz als Modellregion“ schwach adressiert und nur einige wenige Nachhaltigkeitsziele (sustanaible development goals, kurz SDG) berücksichtigt werden (Retkowski 2021)? Wie kommt es zur Trennung technisch-technologischer (TI) und sozialer Innovationen (SI) in den allermeisten geförderten Strukturwandelprojekten in der (Ober-)Lausitz?
Kernziel ist, soziale Innovationen als wesentlichen Bestandteil der Regionalentwicklung in der Lausitz in enger Verzahnung mit technischen Innovationen zu thematisieren und zu erforschen. Kann es gelingen, eine inklusive regionale Innovationsstrategie zu konturieren, die technisches und soziales Lösungspotenzial adressiert?
Ziel des Projektes:
Das Ziel ist es, die Bedeutung sozialer Innovationen für die Wirtschafts- und Gesellschaftsentwicklung im regionalen Strukturwandel akteurnah zu rekonstruieren und sowohl Hindernisse zu identifizieren, die ihre Reichweite einschränken, als auch befördernde Faktoren für ihren Erfolg und ihre Verbreitung zu bestimmen. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend werden in Kooperation mit dem jungen Zittauer Unternehmen AQVA Synergy die praktischen Bedarfe von sozialen Innovationen identifiziert, die in technisch-ökonomischen Innovationsprozessen nachhaltiger Energieversorgung in regionalen Wertschöpfungsketten entstehen. Z.B. Fachkräftebedarf, attraktives Arbeitsklima und neue Arbeitsmodelle u.a. für Frauen im MINT-Bereich sowie Partizipation von Stakeholdern in der Technologieentwicklung. Das forschungsbasierte Wissen zu den sozialen Innovationen wird in der Transferphase entlang der formulierten Bedarfe in konkrete Instrumente übersetzt. Ziel ist es, ein experimentelles Vorgehen zur Verknüpfung der verschiedenen Innovationsweisen zu entwickeln und in der Praxis zu erproben.
Ziel ist es auch, die Offenheit regionalen Akteure gegenüber komplexen Innovationen zu stärken. Dazu werden die Praxis- und Anwendungsfälle in der Region sowie innerhalb der WIR-Bündnisse zur Verknüpfung von sozialen und technischen Innovationen durch die Forschung für den Transferaufbereitet. Hierdurch sollen, Innovationskompetenzen und -fähigkeiten erschlossen und aufgebaut sowie zur (Weiter-)Entwicklung von komplexen innovativen Projektideen gefördert werden, die technisch-ökonomische und sozial-ökologische Dimensionen miteinander verzahnen.
Lausitz – Life & Technology ist ein Kooperationsvorhaben der Hochschule Zittau/Görlitz, des Landkreis Görlitz, der ULT AG und des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU.
Herr Prof. Raj Kollmorgen ist Projektleiter des Strategieentwicklungsprojektes in der Hochschule Zittau/Görlitz. Herr Prof. Tobias Zschunke ist Sprecher des L&T-Bündnisses.
