Industrie-4.0-Technologien in der Landwirtschaft In der Landwirtschaft findet Automatisierung derzeit weitgehend nur in den einzelnen Prozessschritten statt. Nur selten erfolgt bereits eine Vernetzung von Prozessschritten untereinander. Zu der geringen Interoperabilität zwischen Systemen verschiedener Hersteller kommen die Einschränkungen der Internet- und Mobilfunk-Infrastruktur hinzu. In der I4.0 sind Produkte direkt vom Kundenbedarf getrieben. In der Landwirtschaft kommen zusätzliche Herausforderungen hinzu: Bei der Arbeit mit Tieren findet eine Mensch-Tier-Technik-Interaktion statt, die von Umweltbedingungen abhängig ist. Die Außenwirtschaft findet mit mobilen Maschinen auf heterogenen Flächen mit unmittelbarer Abhängigkeit vom Wetter statt. Die landwirtschaftliche Produktion muss zusätzlich zur Kundenorientierung flexibel und individuell auf die variablen Bedingungen des Produktionssystems und der biologischen Individuen reagieren. Für einen weiteren Einzug von I4.0-Konzepten in die landwirtschaftliche Produktion ergeben sich einige Kernforderungen, die in diesem Statusreport beschrieben werden.

Energieflexibel in die Zukunft Im Hinblick auf die wirtschaftliche Vermarktung von Flexibilität eröffnen sich für Industrieunternehmen verschiedene Perspektiven, um Kosten zu senken und/oder Vermarktungserlöse durch Energieflexibilität zu maximieren. Diese werden in dieser VDI-Publikation zusammenfassend und praxisnah aufgezeigt. Eine Beschreibung einzelner Vermarktungsmöglichkeiten sowie die Darstellung und Diskussion bestehender Vermarktungshemmnisse zeigen dabei auf, wie Industrieunternehmen unterschiedliche Vermarktungsmöglichkeiten bereits heute erfolgreich nutzen können. Gleichzeitig werden wesentliche Änderungsbedarfe im Hinblick auf bestehende regulatorische Rahmenbedingungen adressiert.

VDI-Policy Factsheet Ressourcenpolitik mit dem Klimaschutz verknüpfen Bisherige Strategien zur Treibhausgasreduktion fokussieren hauptsächlich die direkten, meist energiebedingten Emissionen oder die Verbesserung der Energieeffizienz bei der Nutzung von Produkten. Die Bedeutung der Rohstoffe zum Klimaschutz wird dagegen häufig unterschätzt, obwohl deren Gewinnung und Bereitstellung weltweit die Hälfte aller Treibhausgasemissionen ausmacht. Um faktenbasiert möglichst große Potenziale für den Klima- und Ressourcenschutz zu mobilisieren, sind Kenntnisse über den Ressourceneinsatz und seine Wirkung zwingend notwendig. Das VDI-Policy Factsheet zum Thema Ressourceneffizienz bündelt Fakten und formuliert auf deren Grundlage Empfehlungen an Politik und Öffentlichkeit auf maximal zwei Seiten.

Deutsche Normungsroadmap Energiespeicher, Version 2 Mit der Energiewende und dem zunehmend effizienten, netzsynchronen und marktorientierten Ausbau der erneuerbaren Energien gestalten wir unsere Strom- und  Energieversorgung vollkommen neu. Im Jahr 2030 wollen wir 30 Prozent unseres Primärenergieverbrauchs und sogar 65 Prozent unseres Stromverbrauchs aus erneuerbaren Energien decken. Der höhere Anteil von erneuerbaren Energien bei der Stromerzeugung, aber auch bei der direkten Nutzung z.B. im Wärmebereich, erfordert eine größere Flexibilität unseres gesamten Energiesystems. Energiespeicher werden hier neben flexiblen Erzeugerinnen und Erzeugern und Verbraucherinnen und Verbrauchern eine wichtige Rolle spielen und Flexibilität in zeitlicher Hinsicht bieten, während wir mit dem Netzausbau und dem Anschluss der genannten Optionen diese Flexibilität in räumlicher Hinsicht erschließen. Vor diesem Hintergrund ist die kontinuierliche Weiterentwicklung der technischen Normen und Standards für Energiespeicher auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene von enormer Wichtigkeit. Die Deutsche Normungsroadmap Energiespeicher, die Ihnen nunmehr in zweiter Auflage vorliegt, gibt einen Überblick über den Stand der Normierung von Energiespeichern und zeigt auf, welche Arbeit noch vor uns liegt.

Fuel Cell and Battery Electric Vehicles - Significance for Electromobility This VDI/VDE-study presents the current state of development of fuel cell-electric vehicles (FCEVs) and battery-electric vehicles (BEVs) within the framework of an interdisciplinary working group from universities, research institutions, and industry. By involving a wide range of expertise, the relevant technical, ecological, and economic aspects of both technologies can be appropriately evaluated. The analyses focus primarily on the passenger car sector.  It is the opinion of the VDI and VDE expert group that fuel cell-based electric transportation can also make an important contribution to reducing greenhouse gas emissions. This assessment is shared by the railway operators and, in addition to cost aspects, a weighty reason for their decision to invest in fuel cell-driven trains, in addition to battery-operated ones. The aim of this study is to compare the advantages and disadvantages of these technologies as objectively as possible in order to provide representatives from politics, the media, and interested members of the public with the opportunity to obtain balanced information.

Industrielle CO2-Kreisläufe Die Reduktion der Emission von Treibhausgasen ist eine der großen Herausforderungen dieses Jahrhunderts. Bei den anthropogenen Treibhausgasemissionen gehört das Kohlendioxid (CO2) aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen sowie aus industriellen Prozessen zu den Hauptverursachern des Treibhauseffekts. Auf der anderen Seite ist Kohlenstoff – und damit auch Kohlendioxid – ein wichtiger Rohstoff in der Chemischen Industrie. Daher ist es naheliegend, den „Schadstoff“ CO2 als Rohstoff zu nutzen. Doch welche CO2-Quellen können hierfür sinnvoll angezapft werden, welche Abscheidetechnologien gibt es?  Wie kann die stoffliche CO2-Nutzung in CO2-Kreisläufen aussehen, welche Nutzungen sind bereits etabliert, was für Neuentwicklungen gibt es, wie sehen die Umweltaspekte hierbei aus und vor allem, was sind die Potenziale?  Da die CO2-Quellen und der Ort und Zeit der CO2-Verarbeitung bzw. -Nutzung nicht immer zusammenliegen, beschäftigt sich dieser Statusreport auch mit der Transportinfrastruktur, der temporären Lagerung und den Risiken beim Umgang mit Kohlendioxid. Da die Errichtung von technischen Anlagen ohne Akzeptanz in der Gesellschaft und der Absatz der Produkte ohne Akzeptanz bei den Kunden nicht möglich sind, wird auch auf diese Aspekte kurz eingegangen.

Bausteine für eine klimaneutrale Wärmeversorgung Ohne die Energiewende im Wärmesektor ist das Ziel der Klimaneutralität nicht zu erreichen. Dabei steht die Wärmewende noch ganz am Anfang, bislang beruht die Wärmeversorgung in Deutschland noch zu weit über 80 % auf fossilen Energien und hat sich im letzten Jahrzehnt kaum verändert. Im Jahr 2019 wiesen Wärme und Kälte mit 53,5 % den größten Teil am Endenergiebedarf in Deutschland auf, wobei der Klimakältebedarf nur 0,44 % ausmachte. Der Fachausschuss Regenerative Energien des VDI hat sich intensiv mit der Frage beschäftigt, wie das Wärmeversorgungssystem in Deutschland gestaltet werden muss, um die Klimaschutzziele bei Erhalt einer hohen Versorgungssicherheit zu erreichen und dabei die Kosten der Wärmeversorgung begrenzt zu halten, eine nahtlose Integration des Wärmesektors in das Gesamtenergiesystem zu ermöglichen und eine stabilisierende Wirkung auf andere Energiesektoren zu entfalten. Als Resultat wurden die in diesem Dokument beschriebenen Bausteine der Transformation des heute vornehmlich fossil geprägten Wärmsektors hin zu einer klimaneutralen Wärmeversorgung erarbeitet.

Fotovoltaik im Energiesystem - Der Joker der Energiewende? Aus heutiger Sicht ist nicht davon auszugehen, dass die Energieversorgung Deutschlands oder Europas ausschließlich mithilfe der Fotovoltaik realisierbar ist oder sein könnte. Würde aber eine völlige oder weitgehende Defossilierung unseres Energiesystems aus Umwelt- und Klimaschutzgründen angestrebt, könnte die fotovoltaische Stromerzeugung eine der wesentlichen Schlüsseltechnologien darstellen, die eine derart weitgehende Reduzierung der Klimagasemissionen maßgeblich unterstützen würde - idealerweise im systemischen Zusammenspiel mit der Windenergie. Durch die sich entwickelnde Elektromobilität wird die Kostenreduktion bei Batterien u.a. weiter vorangetrieben. Dies wird zu energietechnischen Optionen führen, die immer größere Anteile einer fluktuierenden Strombereitstellung aus Fotovoltaiksystemen im Gesamtversorgungssystem ermöglichen. Insgesamt könnte die Fotovoltaik damit eine starke - wenn nicht dominierende - Rolle im Energiesystem bzw. im Strombereitstellungssystem in den kommenden Jahren und Jahrzehnten in Deutschland und in Europa einnehmen.  Trends und Entwicklungstendenzen – auch solche, die nur indirekt durch die Fotovoltaik angestoßen und forciert werden – werden in der vorliegenden Publikation dargestellt, analysiert und diskutiert.