Nachhaltig mobil

Über die Armbanduhr mit dem Auto kommunizieren oder sich mit dem Hoverboard fortbewegen – das waren Mitte der 80er-Jahre noch verrückte Fantasien von Filmemachern. Fast 40 Jahre später sind sie Realität. Experten prognostizieren für 2050 – wenn noch einmal fast 30 Jahre vergangen sein werden – Fahrzeuge, die sich an Land und in der Luft selbstständig fortbewegen (siehe Interview). Oder wird gar die Idee von Tesla-Chef Elon Musk wahr, der vom Hyperloop träumt? Dabei werden die Personen an Bord mit einer Kapsel durch eine Vakuumröhre transportiert.

„Die Herausforderung wird sein, bei der Entwicklung dieser Fahrzeuge der Zukunft den Klimaschutz und soziale Aspekte der Nachhaltigkeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette im Blick zu behalten“, erklärt Christina Widmann, Nachhaltigkeitsmanagerin von GF Casting Solutions. Diese Wertschöpfungskette umfasst die Beschaffung von Materialien und Maschinen und betriebliche Aufgaben, wie nachhaltiges Denken im Rahmen einer Innovationskultur zu etablieren. Auch Verkauf und Logistik sind Teil der Wertschöpfung, genau wie die Nutzung des Produktes und das sogenannte End-of-Life-Management, also die Frage, was mit dem Produkt passiert, wenn es nicht mehr genutzt wird. In all diesen Bereichen denkt GF immer Nachhaltigkeitsaspekte mit.

Diese Impulse, die meist von den Mitarbeitenden stammen, werden systematisch und kontinuierlich von Beginn an hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit bewertet. Zusätzlich öffnet sich GF für neue Ideen von aussen durch die Zusammenarbeit mit Startup Autobahn, einer OpenInnovation-Plattform, die Technologie-Start-ups und führende Industrieunternehmen zusammenbringt, um gemeinsam Innovationen zum Leben zu erwecken.

Computergestütztes Design und virtuelle Simulation haben den Entwicklungsprozess im Fahrzeugbau revolutioniert. Virtuelle Simulation bedeutet neben Kosten- und Zeiteinsparungen vor allem ein ressourcenschonendes Vorgehen, da deutlich weniger Prototypen benötigt werden. Bei GF betrifft dies einen erheblichen Anteil aller produzierten Komponenten, darunter etwa Karosserie-, Antriebs- und Fahrwerksteile für die Automobilindustrie. „In Zukunft möchten wir die Präzision der Simulationen weiter deutlich erhöhen, um die Komponenten noch leichter und energieschonender herstellen zu können“, sagt Dominik Mahnig, Leiter Produktentwicklung bei GF Casting Solutions.

GF ist mit seinem Engagement in Vor- und Serienentwicklung ein Vorreiter. „Mit unserer starken Forschung und Entwicklung konzeptionieren, simulieren, optimieren und validieren wir alles aus einer Hand und unterstützen den Kunden so optimal“, erklärt Dominik. Hierbei stehen jeweils die Produkt-, Prozess- und Materialentwicklungen im Fokus. Basierend auf diesem Innovations- und Entwicklungsprozess wurden in der Vergangenheit Produkte, die eine Gewichtsersparnis von bis zu 40 % ermöglichten, auf den Markt gebracht.

GF legt den Fokus auf die Mehrfachverwendung von Werkstoffen und die Nutzung von Materialien, bei denen eine Rückführung in den Kreislauf möglich ist. Ein Beispiel dafür liefern GF Casting Solutions Eisengusswerke. Die Division verwendet heute im Eisenguss mehr als 90 % recycelte Materialien, und auch bei Aluminiumlegierungen wird auf weiter steigende Recyclinganteile hingearbeitet. So liefern Schrottunternehmen Recyclingmaterial wie Karosserieabfälle, Heizungsbleche oder Reifendrähte für den Eisenguss. Führende Fahrzeughersteller legen grossen Wert auf die CO₂-Bilanz und schätzen die langjährige Transparenz von GF.

Für Gabriel Selbach, Leiter Innovation bei GF Casting Solutions, hat Innovation auf dem Weg zu einer führenden Rolle im Bereich Nachhaltigkeit eine noch weiter reichende Bedeutung bekommen: „Durch den klaren Fokus auf Nachhaltigkeit stärken wir unsere Wettbewerbsfähigkeit und die Zukunftsorientierung unserer Produkte am Markt.“ 

Eine Alternative zur herkömmlichen Lithium-Gewinnung kommt vom kanadischen Unternehmen Saltworks Technologies. Dabei werden Industrieabwässer einer Umkehrosmose unterzogen, und als Beiprodukt des Filterungsprozesses entsteht eine Lauge, aus der Saltworks mittels Ionenaustausch schliesslich Lithium für die Batterien extrahiert. Nina Pongracz ist Globale Kommunikationsmanagerin für Nachhaltigkeit bei GF Piping Systems und erklärt: „Die Lauge ist dickflüssig, salzig, schlecht für die Umwelt und es ist schwierig, diese vollständig zu entsorgen.“

Dass diese nun als Rohstoffquelle dient, ist auch Produkten von GF zu verdanken. GF Piping Systems garantiert mit einer Prozessautomatisierung, die Ventile, Armaturen und Rohrleitungen umfasst, den effizienten Betrieb der Anlage. Die Qualität der GF Produkte gilt hier als Alleinstellungsmerkmal. Auch für die sichere Entsorgung des Restmaterials und einen höheren Gewinn von sauberem Wasser legen führende Industriekunden Wert auf den Namen GF: „Ein Top-Unternehmen im Bereich Mikroelektronik forderte den Einsatz von GF Produkten, um Genauigkeit und Qualität sicherzustellen“, sagt Nina.

Ein höheres Bypass-Verhältnis bedeutet aber auch, dass mehr Luft aus der Turbine strömt und so mit der Wirkungsgrad des Motors erhöht wird. Dadurch wird deutlich mehr Wärme erzeugt, die den Kompressor beeinflusst.

Das betrifft zum Beispiel die im Kompressorbereich eingesetzten Blade Integrated Disks, kurz Blisks. Diese sind eine Kombination aus Rotorscheiben und Schaufeln und sorgen dafür, dass genug Druckluft in den Motor gelangt. Um der zusätzlichen Hitze standzuhalten, beginnen Triebwerkshersteller damit, Inconel, eine spezielle Nickel-­ChromLegierung, zu verwenden anstatt der üblicherweise für die Herstellung von Motoren verwendeten Materialien wie Aluminium oder Titan. Bei den Turbinen wird Keramik verwendet, um Metall zu ersetzen. Doch das neue Material sorgt für Herausforderungen in der Produktion. „Metallteile lassen sich innerhalb von Minuten herstellen. Dasselbe Teil aus einem neuen Material herzustellen, kann Stunden dauern“, erklärt Dameon.

Am Standort in Herzogenburg (Österreich) arbeiten die sechs Brennöfen bereits heute effizienter, als der Hersteller vorgibt, und sparen so viel Erdgas. „In Zukunft wollen wir uns von fossilen Brennstoffen wegbewegen, hin zu erneuerbaren Energieträgern, wie zum Beispiel Strom für Induktionsöfen“, berichtet Michael Kornherr, Leiter Schmelzerei bei GF Casting Solutions in Herzogenburg. Produziert werden in Niederösterreich Getriebegehäuse, unter anderem für Hybridfahrzeuge, Batteriegehäuse, Türen und Heckklappen für Fahrzeuge. Bei neuen Produkten hilft künstliche Intelligenz (KI) zum Beispiel, schneller die optimalen Einstellungen für die Produktionsparameter zu finden. So wird Ausschuss vermieden.

Doch was passiert mit einem Produkt, wenn es nicht mehr gebraucht wird? Ein durchdachtes Recyclingkonzept ist hierbei entscheidend. Dass etwa in einem Modell der Mercedes S-Klasse mehrere Funktionen in einen von GF entwickelten und gefertigten einteiligen Cockpitquerträger zusammengefasst wurden, vereinfacht das Recycling.

Auch in der Giesserei von GF Casting Solutions, in der Michael arbeitet, steht Umweltschutz nicht nur bei der Fertigung im Vordergrund, sondern auch bei den sogenannten Angüssen, einer Art Netz in Form einer Traube, von dem die Bauteile abgelöst werden. Die „Zweige“ werden danach 1:1 recycelt. „Wir werfen nichts mehr weg“, sagt Michael. Alle Massnahmen zusammen bestimmen über den CO₂-Abdruck eines Produktes. Dabei ist es wichtig, die Ökobilanz über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg zu betrachten. Nur dann können nachhaltige Produkte für die Mobilität von morgen auch wirklich nachhaltig produziert werden. Das gilt für alle Fortbewegungsarten – die aktuellen Mobile und die, die wir heute noch für Science-Fiction halten.