Wie kann die Logistik ressourcenschonender und emissionsärmer werden?

Am Fraunhofer IML verstehen wir Nachhaltigkeit ganzheitlich – im Dreiklang von Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft. Dazu verknüpfen wir sowohl in unseren öffentlich geförderten Forschungsprojekten als in unseren Projekten mit Unternehmen Technologieentwicklung und Nachhaltigkeit und leisten so einen wichtigen Beitrag zu einer »Twin Transition« – einer synergistisch verbundenen digitalen und nachhaltigen Transformation.

Weltweit werden jährlich mehr als 100 Milliarden Pakete verschickt – Tendenz steigend. Logistik und Transport sind – je nachdem, welche Studie herangezogen wird – für mehr als 5,5, für acht oder inklusive Logistikstandorten sogar für elf Prozent der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. In Europa soll jede fünfte bis zweite Transportfahrt auf der Straße eine Leerfahrt sein. Dabei erfassen immerhin 45 Prozent der Logistikunternehmen ihre CO2-Emissionen gar nicht oder nur unvollständig. Zahlen wie diese sind nur ein Beispiel von vielen, das zeigt, wie groß das Potenzial für Nachhaltigkeit in der Logistik ist. Grundsätzlich muss sich heute jedes Unternehmen mit der Frage beschäftigen, wie Emissionen innerhalb der verschiedenen Logistikprozesse gespart und Ressourcen geschont werden können. Die Forschenden am Fraunhofer IML unterstützen die Logistikbranche und ihre Unternehmen wie Logistikdienstleister, produzierende Unternehmen und Systemlieferanten von Logistikanlagen, aber auch Kommunen und Organisationen, mit praxistauglichen Lösungen und Innovationen dabei, Umwelt und Ressourcen zu schonen. Sie leisten mit neuen und innovativen Ansätzen einen zentralen Beitrag zur ökologischen Nachhaltigkeit des Wirtschaftssystems. Diese reichen von der Reduzierung von Verpackungsmaterial über die optimale Auslastung von Lagern und Containern hin zu optimierten Routen und nachhaltigen Standortbedingungen. 

Die Herausforderungen des Klimawandels und der Ressourcenknappheit, verbunden mit dem Umbruch in der Mobilität erfordern innovative, wissenschaftlich fundierte Lösungen. Die Arbeit des Fraunhofer IML orientiert sich dabei an den Sustainable Development Goals (SDG) der Vereinten Nationen. Wir verstehen Nachhaltigkeit als gemeinsames Projekt aller Akteure in der Logistik. Unsere Forschung und unsere Projekte zahlen insbesondere auf fünf der 17 globalen Nachhaltigkeitsziele ein: »Menschenwürdige Arbeit und Wirtschaftswachstum«, »Industrie, Innovation und Infrastruktur«, »Nachhaltige Städte und Gemeinden«, »Nachhaltiger Konsum und Produktion« sowie »Maßnahmen zum Klimaschutz«.

Prozesse und Systeme durch digitale Technologien effizienter und ressourcenschonender gestalten.

Digitale Technologien bieten die Chance, Produkte und Prozesse effizienter, ressourcenschonender und sozialer zu gestalten. Dabei können digitale Plattformen genutzt werden, um Sektoren zu koppeln und branchen- und sektorübergreifend Synergieeffekte zu heben. Digitale Lösungen hingegen ermöglichen es, bestehende Liefer- und Recyclingketten zu zirkulären Wertschöpfungsketten zu vernetzen. Konkrete Projekte werden am Institut entwickelt: von smarten Mobilitätskonzepten, die Schadstoffemissionen reduzieren und natürliche Ressourcen schonen, bis hin zu neuen Ansätzen für die Verwertung und Nutzbarmachung vorhandener Ressourcen und Produkte im Sinne einer Kreislaufwirtschaft.

Nachhaltigkeit durch Messung mit digitalen Technologien objektivieren.

Darüber hinaus benötigen Unternehmen für eine nachhaltige Logistik Informationen über die Nachhaltigkeitskriterien ihrer Produkte bzw. Dienstleistungen. Digitale Technologien helfen ihnen dabei, diese Nachhaltigkeit zu messen – ob Emissionen, Ineffizienzen oder Belastungen am Arbeitsplatz, die durch digitalisierte Umgebungen induziert werden. Damit wird Nachhaltigkeit objektivierbar und vergleichbar.

Ressourcenverbrauch und Emissionen digitaler Technologien senken.

Digitale Technologien verbrauchen allerdings während ihrer Produktion und ihres Betriebs Ressourcen wie seltene Erden oder Energie und verursachen selbst (Treibhausgas-)Emissionen. Gegenstand der Forschung sind daher auch die nachhaltige Entwicklung, das nachhaltige Design und die nachhaltige Nutzung von digitalen Technologien. Ziel ist es, den Energiebedarf durch ein optimiertes Ressourcenmanagement von Hardware und Software – z. B. Kommunikationsnetzwerke, IoT-Devices und mobile Roboter – zu reduzieren. Speichersysteme sollen auf Prinzipien der Datensparsamkeit basieren, Konzepte für das Trainieren von KI-Modellen werden auf Effizienz geprüft.

Knappe Industrie- und Lagerflächen und überfüllte Straßen in Ballungsräumen, fehlende Infrastruktur und schlechte Anschlussmöglichkeiten auf dem Land: Für Logistiklösungen im Bereich der Mobilität und Versorgung gibt es keine Patentrezepte, zu sehr unterscheiden sich die Anforderungen in den Städten und auf dem Land. Daher sind in Zukunft – mehr noch als in den vergangenen Jahren – gleichermaßen raum- wie bedarfsgerechte Konzepte gefragt. Die betrifft die Zustellung von Waren ebenso wie den Transport von Menschen. Eine wichtige Rolle spielt unter anderem die Luftfrachtbranche, die in der Digitalisierung und Automatisierung im Vergleich zu anderen Branchen noch weit zurückliegt. Hier gilt es die Luftfracht mithilfe von digitalen Lösungen zu beschleunigen, Kapazitäten besser zu nutzen oder auch Emissionen zu reduzieren. Wie in allen anderen Logistikbereichen gehört auch in der Versorgung und Mobilität innovativen IoT-Lösungen und Open Source-Software die Zukunft.