Tool für die Auswahl nachhaltiger und reifer Technologien in den Sektoren Circular Economy und Wasserstofferzeugung/-anwendungen

Projekttitel: Tool für die Auswahl nachhaltiger und reifer Technologien in den Sektoren Circular Economy und Wasserstofferzeugung/-anwendungen

Ideengeber*in:

Potenzielle Projektpartner*innen

• DiPKom UG (vertreten durch: Herrn Holger Alwast - Geschäftsführer)

• EcoEnergy GmbH (vertreten durch Herrn Reinhard Schu – Geschäftsführer)

• h&z Management Consulting; Deßloch | Advisory (vertreten durch Herrn Christian Deßloch)

• Wissenschaftliche Einrichtung (noch offen)

• KI/ Blockchain/ Software-Expertise (noch offen)

• Wirtschaftsunternehmen (ggfs, noch offen)

Abstract

Das Tool „Auswahl nachhaltiger und reifer Technologien in den Sektoren Circular Economy und Wasserstofferzeugung/-anwendungen“ ist eine wegweisende Initiative, die den Unternehmen der produzierenden Wirtschaft, Technologieanbietern, Finanzinstitutionen, Politik, Behörden, Umweltorganisationen eine bisher unerreichte Transparenz über die Technologiereife und Nachhaltigkeit der in der Produktion angewendeten Verfahren bzw. Prozesse bietet. Es  soll modernste Technologien (KI, Blockchain IoT) nutzen, um umfassende Informationen über den Effekte der Nachhaltigkeit (Ressourcenschonung, Klimaschonung, ….) zu liefern und stellt somit einen bedeutenden Fortschritt gegenüber dem bisherigen Stand von Wissenschaft und Technik dar. Durch seine Einzigartigkeit und Innovation kann das Tool einen bedeutenden Beitrag zur Förderung von nachhaltigem Wirtschaften und einer umweltbewussten Gesellschaft leisten.

Bis zur Einführung dieses Tools fehlt jedoch eine standardisierte und leicht verständliche Methode, um diese Informationen einem großen Kreis von Anwendern und Stakeholdern zu liefern. Das für das Tool bereits entwickelte Kriterienraster wird die Aspekte Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung, Klimaschonung, Technologierreife (TRL>7) umfassen, diese bauen logisch aufeinander auf und ermöglichen eine für alle Stakeholder transparente und nachvollziehbare Selektion der Anwendung zukunftsfähiger, nachhaltiger Technologien.

Eine DIN SPEC hat hierzu die Aufgabe die Methodik im Rahmen der Toolanwendungen zu verfeinern, Metriken auszuarbeiten und Standards festzulegen unter denen die Bewertungen künftig ablaufen können.

Innovationsgrad

Welche Situation liegt aktuell wie vor?

Welche Bedarfe und Lösungen (aktueller Stand der Wissenschaft und Technik) liegen bei welchen Marktteilnehmern*innen vor?

Weshalb sind diese vorhandenen Lösungen nicht hinreichend genug?

Die vorhandenen Lösungen sind aus verschiedenen Gründen noch nicht hinreichend genug:

• Bestehende Bewertungen sind nicht standardisiert und bieten damit keinen hohen Grad an Vergleichbarkeit und Zuverlässigkeit,
• Teils werden oberflächliche Bewertungsindikatoren genutzt, weshalb lediglich ungenaue Impact Auswertungen erfasst werden,
• Mangelnde transparente Darstellung, sodass es für Nutzer/innen wenig nachvollziehbar und verständlich ist,
• Bestehende Standards und Zertifizierungen sind i.d.R. zu teuer für KMU's. 

1. Mangelnde Standardisierung: Es gibt noch keine einheitlichen Standards und Richtlinien für die Bewertung von Verfahren und Prozessen auf Nachhaltigkeit und Technologiereife, was zu inkonsistenten und uneinheitlichen Informationen zum jeweiligen Entwicklungsstand führen kann. Eine mangelnde Standardisierung kann es v.a. für Unternehmen, dem Finanzsektor, Behörden hierbei schwieriger machen, Informationen zu vergleichen und fundierte Entscheidungen auf der Basis des EU-Green-Deal, der CSRD, CSSDD, ISSB, IAASB und weiteren insbesondere internationale Regularien und Methoden zur Nachhaltigkeitsanwendung (GRI, GHG u.a.) zu treffen.
2. Datenverfügbarkeit: Die Verfügbarkeit und Zugänglichkeit von Daten über die Technologiereife von Verfahren und Prozessen stellen eine besondere Herausforderung dar. Es ist wichtig, dass die Daten genau, aktuell und vertrauenswürdig sind, um die Glaubwürdigkeit in die jeweiligen Technologien zu fördern.
3. Technologische Hürden: Es bedarf möglicherweise fortschrittlicher Bewertungsverfahren und -technologien wie KI, Blockchain und IoT, was für viele Unternehmen (v.a. den KMU) und weiteren Marktteilnehmenden eine technologische Herausforderung darstellen kann. Die Integration solcher Technologien kann Zeit und Ressourcen erfordern.
4. Kostenaufwand: Die eigene Anwendung und Implementierung eines Prozesses zur Technologiebewertung in die betrieblichen Abläufe und ggf. zusätzlich die Bereitstellung einer umfassenden Datenbank sind mit Kosten verbunden, die insbesondere für kleinere Unternehmen und Organisationen eine Hürde darstellen.
5. Verifizierung und Glaubwürdigkeit: Es könnte eine Herausforderung sein, die Genauigkeit und Richtigkeit der bereitgestellten Informationen zur Nachhaltigkeit sowie Technologiereife von Verfahren und Prozessen zu überprüfen und zu verifizieren. Die Glaubwürdigkeit einer Technologieanwendung hängt von der Zuverlässigkeit sowie Überprüfbarkeit der Datenquellen ab.
6. Akzeptanz und Bewusstsein: Die Einführung eines neuen Konzepts zur Bewertung der Nachhaltigkeit sowie Technologiereife von Verfahren oder Prozessen erfordert möglicherweise Zeit, um von den Unternehmen und anderen Akteuren vollständig akzeptiert und verstanden zu werden. Ein umfassendes Bewusstsein für die Vorteile und Bedeutung eines derartigen Tools könnte erst langsam aufgebaut werden.

Was ist der Fortschritt Ihrer Idee gegenüber dem Stand von Wissenschaft und Technik?

Die Anwendung eines solchen Tools ist aufgrund verschiedener Herausforderungen, wie der bisher mangelnden Standardisierung, Datenverfügbarkeit, technologische Hürden und Kosten, noch nicht erfolgt.

Die Idee des Entscheidungsbaums als Instrument zur Bereitstellung von umfassenden und transparenten Informationen über die Nachhaltigkeit und Technologiereife von Verfahren oder Prozessen, ist ein fortschrittlicher Ansatz. Das Tool kann es  Unternehmen in den Sektoren Circular Economy sowie Wasserstofferzeugung und -anwendung ermöglichen, fortschrittliche Entscheidungen zu treffen und ausgereifte, nachhaltige Technologien zu bevorzugen.

In Bezug auf den Stand von Wissenschaft und Technik kann das zu konzipierende Tool ebenso von fortschrittlichen Technologien wie KI - künstlicher Intelligenz, Blockchain, IoT u.a. profitieren, um die Datensicherheit, -integrität und -verfügbarkeit gewährleisten zu können. Dies kann dazu beitragen, dass die hierfür benötigten Informationen verlässlicher und verifizierbarer sind.

Das Tool sorgt dafür, dass die Wirtschaft einen vielversprechenden Schritt in Richtung einer nachhaltigeren und transparenteren Zukunft machen kann. Im Sinne der Wissenschaft und Technik können die bisherigen Methoden deutlich optimiert werden und sind damit zukunftsorientiert:

• Die Methode zur Berechnung des Impact Scores basiert im ersten Schritt auf der Festlegung von „3+5 relevanten Bewertungsdimensionen", die einen differenzierten Aufschluss über die Technologiereife und Nachhaltigkeit der genutzten Verfahren oder Prozesse geben. Zur Berechnung des Impact Scores einer Bewertungsdimension dienen ein bis drei qualitative oder quantitative Indikatoren, die mit unterschiedlichen Methoden/ Metriken bewertet werden. Die Impact Scores der einzelnen Bewertungsdimensionen werden gewichtet und zu einem aggregierten Gesamtscore für die Technologiereife und Nachhaltigkeit zusammengefasst.
• Es kann eine Transparenz über den Bewertungsrahmen erzielt werden. 
• Geringer Aufwand für Unternehmen durch ein einheitliches Vorgehen sowie kostengünstige Alternative, da keine externen Datenquellen genutzt herangezogen werden müssen.

Welche themenverwandten Standards, technische Regeln, Normenausschüsse, Gremien, Foren und Konsortien sind Ihnen bekannt bzw. existieren bereits?

Zum Thema Nachhaltigkeit und Rahmensetzung zu Technologiereife von Verfahren und Prozessen gibt es verschiedene Standards und Initiativen, wie u.a.:

• ISO 14001: Umwelt; ISO 50001: Energie; ISO 9001: Qualität
• ISO MSS 52001 Managementsystem für die Ziele für nachhaltige Entwicklung:
• ISO 52001-1: Anforderungen, um zur Erreichung der Ziele der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung beizutragen (Typ A MSS) – in Erarbeitung
• ISO 52001-2: Richtlinien für die Umsetzung der ISO 52001-1 (Typ B MSS) – in Erarbeitung
• VDI 3459 "Terminologie in der Abfallwirtschaft",
• VDI 3925 "Werkzeuge zur Bewertung von Abfallbehandlungsanlagen"
• ISO/DIN 14068 „Carbon Neutral“ – Definitionen u.a.
• Global Reporting Initiative (GRI) Standards
• CSRD/ ESRS-Standards zur "Digitalen ESG-Berichterstattung" für Unternehmen mit 500+ Mitarbeitenden
• Definition von Sprunginnovationen: Nach Oslo Manual der OECD, 3. Ausgabe, erwähnt in Fraunhofer ISI, Prognos AG, Pöchhacker Innovation Consulting
• #....(ggf. ergänzen)

Diese Organisationen und Initiativen setzen sich für nachhaltige Praktiken in verschiedenen Industrien ein und entwickeln Standards, um die Umstellung auf eine nachhaltige und kreislauforientierte Wirtschaft zu fördern.

Beschreibung der Vorarbeiten: Welche Vorarbeiten sind vor einer möglichen Standardisierung Ihrer Idee noch zu leisten und mit welchem zeitlichen Faktor rechnen Sie hierbei?

Es sind als nächstes vor allem umfassende Analysen durchzuführen, um die technischen Anforderungen und die Machbarkeit eines „Entscheidungsbaums für Technologien als Tool“ in den Anwendungsfeldern zu bestimmen. Hierzu gehört die Analyse der Marktrelevanz sowie die Untersuchung verschiedener, unterstützender Lösungsangebote, wie KI, Blockchain, IoT, um die möglichen Alternativen für die Umsetzung des Tools zu finden.

Des Weiteren erfordert die Implementierung eines Tools „Entscheidungsbaum für eine Technologiereife“ eine zuverlässige technische Infrastruktur, einschließlich der Nutzungsmöglichkeiten von Datenbanken, Plattformen und Schnittstellen, um die Daten zu verwalten und den Zugriff darauf auditierten Nutzern (Unternehmen, Technologieanbietern, Dienstleistern, Finanzinstituten, Behörden u.a.) zu ermöglichen.

Vom zeitlichen Aufwand rechnen wir mit bis zu 7 Monaten für den methodischen Aufbau sowie die Erstellung eines Prototyps des Tools „Entscheidungsbaum für eine Technologiereife“ für die Anwendungsfelder Circular Economy sowie Wasserstofferzeugung und -anwendungen sowie deren Testanwendung in ausgewählten Fallbeispielen.

Hieran würde sich mit einem Zeitbedarf von bis zu 5 Monaten die Erstellung des DIN SPEC-Entwurfs, interne Abstimmungen, öffentliche Kommentierungsphase, Fertigstellung und Abschlusspräsentation anschließen.

Die Detailplanung ist im Abschnitt 1.7 "Kompetenzen und Ressourcen" - für einen eingeschränkten Nutzerkreis - dargestellt.

Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Ihrer Idee und dem DIN-Connect Themenschwerpunkt?

Eines der Querschnittsthemen des DIN-Connect sowie insbesondere der Themenschwerpunkte Circular Economy und Wasserstofftechnologien ist ein zuverlässiges Tool „Entscheidungsbaum für eine Technologiereife“ von Verfahren und Prozessen aufzubauen und zur Anwendung bereitzustellen.

Durch die bereits bestehende Beteiligung mehrerer Teammitglieder an diesen beiden Themenschwerpunkten (CE- und Wasserstofftechnologien) ist ebenso eine Vernetzungsoptimierung zwischen teilweise auch divergierenden Anforderungen in den anzuwendenden Zukunftstechnologien für eine nachhaltige Wirtschaft gegeben.

Insbesondere können die folgenden Aspekte adressiert werden:

• Transparenz und Vergleichbarkeit darüber, wie nachhaltig einzelne Technologieanwendungen tatsächlich sind
  • erleichtert Stakeholder verschiedene Investitionsprojekte miteinander zu vergleichen
  • Transparenz fördert das Vertrauen der Stakeholder in den Markt
• Beitrag zur ökologischen und sozialen Verantwortung
  • Fokus auf ökologisch und sozial verantwortliche Unternehmen sowie eingesetzte Technologien, um zukünftige Probleme zu adressieren und nachhaltig zu lösen
• Lenkung von Ressourcen und Kapazitäten
  • stärkt nachhaltige Unternehmen und trägt dazu bei, dass sich die Wirtschaft stärker in Richtung Nachhaltigkeit entwickelt
  • ermöglicht es Stakeholder, ihre Ressourcen und Kapazitäten gezielt in Unternehmen und Projekte zu investieren, die ihren individuellen Werten und Nachhaltigkeitszielen entsprechen
  • mehr finanzielle Mittel fließen in nachhaltige Technologiesektoren, was wiederum die nachhaltige Entwicklung der produzierenden Wirtschaft fördert

Hierdurch wird nicht nur die Wirtschaft in Richtung Nachhaltigkeit transformiert, sondern es werden auch positive Auswirkungen auf die Gesellschaft erzielt, indem Umweltbelange und soziale Anliegen stärker berücksichtigt werden.

Nutzen und Ziele

Welches Ziel verfolgen Sie mit Ihrer Idee?

Mit dem Tool „Entscheidungsbaum für eine Technologiereife“ wollen wir ausgehend von dem im Expertenkreis der DIN/DVGW/VDI innerhalb der aktuellen Wasserstoffroadmap des BMWK bereits entwickelten Konzepts für die Herstellung von Wasserstoff durch alternative Verfahren gegenüber einer Elektrolyse nunmehr eine in der Praxis anwendungsfähige Vorgehensweise als Tool entwickeln, die durch die Entwicklung von anwendbaren Bewertungsmethoden, -maßstäben, Metriken, u.v. durch Unternehmen anwenderorientiert eingesetzt werden kann.

Weitere generelle Ziele des „Entscheidungsbaums für eine Technologiereife“ sind:

• Klimaschutz/ Energieeffizienz: Das Tool trägt dazu bei, den Klimawandel zu fördern, indem er Unternehmen dazu anregt, energieeffizientere Verfahren und Produktionsmethoden zu nutzen und den Einsatz von Treibhausgasen über eine zukunftsorientierte Technologieanwendung zu reduzieren.
• Ressourcenschonung: Durch das Tool wird die effiziente Nutzung von Ressourcen gefördert und lässt sich der Verbrauch von Rohstoffen über die zielgerichtete Anwendung der Technologien optimieren.
• Technologiereifegrad: Technology Readiness Level (TRL) ist ein Indikator für den Entwicklungsstand und die Anwendungsfähigkeit einer Technologie. Er ist entscheidend für Verfahren, die auf dem Weg sind, für die Sicherheit, Effizienz und Interoperabilität von Technologien, die durch Normung und Standardisierung vorgegeben werden. Der TRL>7 bewertet, ob eine Technologie bereit ist, in Normen und Standards integriert zu werden. Dies ist ebenso kurz-, mittel-, langfristig zukunftsweisend, wenn diese Technologien in ihrer Anwendung nachhaltig sind.
• Innovationsförderung: Unter einer Sprunginnovation wird eine bahnbrechende technologische Neuerung (auch mit einem TRL<7) verstanden, die erhebliche Auswirkungen auf eine Branche, einen Markt oder die Gesellschaft haben kann. Für solche Technologien werden für die nächsten 5 bis 10 Jahre Entwicklungen erwartet, die signifikante Fortschritte oder große Sprünge in Bezug auf Effizienz, Leistungsfähigkeit oder andere relevante Parameter der Nachhaltigkeit darstellen können. Eine solche Innovationsförderung ist über dieses Tool möglich und ebenso angezeigt.
• Unternehmenstransparenz: Das Tool fördert die Transparenz von Unternehmen, über die Entwicklungsphasen dieser noch neuen, aktuell nicht anwendbaren Technologien durch die folgenden vier Anwendungsmethoden:ein Peer-Review-Prozess durch unabhängige Fachexperten für eine Qualitätssicherung

•            Verwendung von unabhängigen Quellen zur Bestätigung der angestrebten Klima-, Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit
•            Machbarkeitsprüfung, ob eine Technologie technisch machbar, genehmigungsfähig und marktfähig ist.
•            Prüfung der grundsätzlichen Fähigkeit für eine Gesamtintegration der Technologie in den Markt.

Welchen Nutzen generiert Ihre Innovation für welche Zielgruppen?

Wer profitiert von Ihrer Idee und dem daraus entwickeltem Standard?

Wie werden die Ergebnisse nach Projektabschluss verwertet?

Skizzieren Sie bitte die europäische/internationale Bedeutung

Skizzieren Sie bitte die Markt- und gesellschaftliche Relevanz

Kompetenzen und Ressourcen

Standardisierungsscope/Anwendungsbereich