Der Stuttgarter Autobauer Mercedes-Benz eröffnet in Kuppenheim am Montag seine erste Batterie-Recyclingfabrik. VDI-Direktor Adrian Willig fordert mehr solcher Initiativen, um technologisch vorne zu bleiben.
„Die Eröffnung der Batterie-Recyclingfabrik von Mercedes-Benz ist ein wichtiger Meilenstein für die Kreislaufwirtschaft in Deutschland. Wir brauchen deutlich mehr solcher nachhaltigen und lokalen Initiativen, damit wir in Deutschland technologisch führend bleiben. Ein Wertstoffkreislauf mit hoher Recyclingquote bei Batterien verringert die Abhängigkeit von Rohstoffimporten und stärkt die Versorgungssicherheit. Das wirkt sich positiv auf die Treibhausgasemissionen aus und bringt uns einen entscheidenden Schritt in Richtung nachhaltige Mobilität.
Der VDI hat bereits in seiner Ökobilanzstudie aus 2023 betont, dass E-Mobilität erst dann klimafreundlich ist, wenn die gesamte Batterieproduktion und -verwertung ‚grün‘ wird. Recycling spielt dabei eine zentrale Rolle. Jetzt wird es auf eine Skalierung auf einen industriellen Maßstab ankommen.“
VDI als Gestalter der Zukunft Mit unserer Community und unseren rund 130.000 Mitgliedern setzen wir, der VDI e.V., Impulse für die Zukunft und bilden ein einzigartiges multidisziplinäres Netzwerk, das richtungweisende Entwicklungen mitgestaltet und prägt. Als bedeutender deutscher technischer Regelsetzer bündeln wir Kompetenzen, um die Welt von morgen zu gestalten. und leisten einen wichtigen Beitrag, um Fortschritt und Wohlstand zu sichern. Mit Deutschlands größter Community für Ingenieurinnen und Ingenieure, unseren Mitgliedern und unseren umfangreichen Angeboten, schaffen wir das Zuhause aller technisch inspirierten Menschen. Dabei sind wir bundesweit, auf regionaler und lokaler Ebene in Landesverbänden und Bezirksvereinen aktiv. Das Fundament unserer täglichen Arbeit bilden unsere rund 10.000 ehrenamtlichen Expertinnen und Experten, die ihr Wissen und ihre Erfahrungen einbringen.
Ladungssicherung im Straßenverkehr Symbolbild unsplash
Werden Ladungen in Fahrzeugen nicht ausreichend gesichert, tritt ein hohes Sicherheitsrisiko ein. Ladungen sind in Pkws oder Transportern so zu verstauen, dass selbst bei einer unvorhergesehenen Vollbremsung kein Risiko besteht, dass die Gepäckstücke sich unkontrolliert bewegen, verrutschen, umkippen oder vom Fahrzeug fallen. Für die Ladungssicherung in Fahrzeugen existieren gesetzliche Vorgaben, die nicht nur der Fahrer, sondern auch der Fahrzeughalter beherzigen sollte. Bei Nichteinhaltung drohen Bußgelder und Punkte in Flensburg.
Was ist Ladungssicherung und warum ist sie im Straßenverkehr so wichtig?
Ungesicherte Ladungen als Auslöser von Verkehrsunfällen sind keine Seltenheit. Werden Ladungen auf öffentlichen Wegen bewegt, sind Fahrzeugführer und Fahrzeughalter in der Pflicht, die Ladung so zu sichern, dass davon keine Gefahr ausgeht.
Die Ladung muss zunächst in einem geeigneten Fahrzeug transportiert werden. Sperrige Güter, die dem Fahrer die Sicht versperren, können auch gesichert zur Unfallgefahr werden, weil das Blickfeld eingeschränkt ist und das Verkehrsgeschehen nicht ausreichend im Blick behalten werden kann.
Damit Ladungen nicht zu gefährlichen Wurfgeschossen werden, müssen diese hinsichtlich des Verrutschens, Kippens oder Abstürzens hinreichend gesichert werden. Wenn Ladung sich im Fahrzeug bewegt, kann der Fahrer die Kontrolle über den Wagen verlieren. Fällt die ungesicherte Ladung vom Fahrzeug und passiert dies bei hohen Geschwindigkeiten, können die nachfolgenden Autos nicht ausweichen und die unsachgemäß behandelte Ladung kann zum Auslöser von Massenkarambolagen werden.
Welche gesetzlichen Vorgaben gelten für die Ladungssicherung?
Die Straßenverkehrsordnung macht genaue Angaben, wie die Fracht in Fahrzeugen ordnungsgemäß zu sichern ist. Wie es in § 22 StVO heißt, sind Ladungen und die zur Sicherung der Ladung notwendigen Geräte so zu verstauen, dass bei Vollbremsungen oder abrupten Ausweichbewegungen die Ladung nicht verrutschen, umfallen, kippen, herumrollen oder herabfallen kann. Es wird auch darauf hingewiesen, dass beim Ladungstransport kein unnötiger Lärm erzeugt werden soll. Dabei ist unter Beachtung der anerkannten technischen Regeln vorzugehen.
Weitere Vorgaben finden sich in § 23 StVO. Dort ist zu lesen, dass Fahrzeugführer die Verantwortung tragen, dass die Passagiere, mitfahrende Tiere, die Ladung oder Gerätschaften nicht die Sicht und die Hörleistung des Fahrzeugführers beeinträchtigen dürfen und es zu keiner Beeinträchtigung des Fahrzeugzustandes durch die zu transportierende Ladung kommen darf. Fahrzeugführer haben dafür Sorge zu tragen, dass die Ladung vorschriftsmäßig ist und die Verkehrssicherheit des Fahrzeuges nicht in Mitleidenschaft gezogen wird.
Welche Methoden der Ladungssicherung sind am effektivsten?
Fahrzeugführer sollten sich bereits im Vorfeld Informationen einholen, wie die zu transportierende Ladung im Fahrzeug vorschriftsmäßig zu sichern ist, damit die Verkehrssicherheit gewährleistet bleibt.
Tipp: Wer häufig Ladungen transportiert oder als Berufskraftfahrer unterwegs ist, sollte sich auf entsprechenden Seminaren umfassend über die Regelungen und Gegebenheiten der Ladungs- und Transportsicherung schlaumachen.
Für die Sicherung von Fracht sind zwei unterschiedliche Methoden geläufig:
Formschlüssige Ladungssicherung: Bei dieser Sicherungsart wird die Ladung lückenlos in das Fahrzeug geladen. Die Absicherung kann durch eine Kopflaschung oder durch Zurrgurte erfolgen. Hohlräume sind mit Füllmaterial zu versehen. Nur wenn das Fahrzeug über eine gewisse Stabilität verfügt, kann auf Keile, Zurrketten, Sperrbalken oder Netze zur Ladungssicherung verzichtet werden.
Kraftschlüssige Ladungssicherung: Die Ladung wird hierbei durch Niederzurren fixiert. Die Güter werden mit Gürten oder Ketten auf eine dafür geeignete Fläche gepresst. Für eine verstärkte Ladungssicherung können Antirutschmatten sorgen.
Der Aspekt des korrekten Verstauens der Ladung verschärft sich mit der Größe des Fahrzeuges. Die Ladungssicherung bei Transportern und LKWs sollte von geschultenPersonen vorgenommen werden. Für die Beförderung sperriger Gegenstände sind nach Möglichkeit Anhänger zu verwenden.
Welche Strafen drohen bei unzureichender Ladungssicherung?
Eine mangelnde Sicherung von Ladung geht häufig mit einer Überladung des Fahrzeuges einher. Wurde das Fahrzeug überladen, kann die Fracht meist nicht vorschriftsmäßig gesichert werden. Das Gefahrenpotenzial geht hier nicht allein von der unzureichend gesicherten Ladung aus. Überladene Fahrzeuge zeigen ein verändertes Kurvenverhalten, eine geringere Bremswirkung und eine unzureichende Straßenlage. Kommt es zu Vollbremsungen oder Ausweichmanövern, kann die Ladung verrutschen, umkippen und für die Fahrzeuginsassen zum Unfallrisiko werden. Damit wird gegen die Vorgaben der Straßenverkehrsordnung verstoßen.
Hinweis: Um eine Überladung des Fahrzeuges zu vermeiden, muss das zulässige Gesamtgewicht im Auge behalten werden. Die Angaben unterscheiden sich je nach Fahrzeugmodell. Bei Pkws gelten 2,8 Tonnen als Richtwert.
Wurde die Ladung nicht ausreichend gesichert und das Fahrzeug ist mit 15 Prozent überladen, droht ein Bußgeld von 35 Euro. Bei Überladungen von 20 Prozent erhöht sich das Bußgeld auf 95 Euro und es kommt ein Punkt in Flensburg dazu. Werden Überladungen von mehr als 30 Prozent festgestellt, sind 235 Euro zu zahlen.
Folgende Strafen drohen bei unzureichender Ladungssicherung bei LKWs:
Ladung nicht hinreichend gegen Herabfallen gesichert = 60 Euro Bußgeld
Ladung nicht hinreichend gesichert mit Gefährdung = 75 Euro Bußgeld, 1 Punkt
Ladung nicht hinreichend gesichert mit Sachbeschädigung = 100 Euro Bußgeld, 1 Punkt
Ladung erzeugt vermeidbaren Lärm = 10 Euro Bußgeld
Ladung überschreitet die Gesamthöhe von 4,20 Metern = 70 Euro Bußgeld, 1 Punkt
Ladung ragt nach hinten drei Meter und mehr heraus = 20 Euro Bußgeld
Auf der internationalen Messe und Konferenz Hy-fcell, die am 8. und 9. Oktober 2024 in Stuttgart stattfindet, zeigt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT den Expertinnen und Experten der Wasserstoff-Branche, wie fortschrittliche Lasertechnologien dazu beitragen, den Weg für den Durchbruch der Wasserstofftechnologie zu ebnen. Auf dem Stand 4E51 in Halle 4 zeigt das Aachener Institut, welche Innovationen die steigende Nachfrage nach Wasserstofftechnologie bedienen können und wie Lasertechnologie die Effizienz erhöht, die Kosten senkt und die Nachhaltigkeit der Brennstoffzellenproduktion verbessert.
Der Wasserstofftechnologie als Schlüssel für die Energiewende fehlt noch ein entscheidender Schritt: ihre breite Anwendung. Vor allem die hohen Kosten durch teure Materialien und aufwändige Fertigungsverfahren von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren bremsen den ersehnten Durchbruch.
Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT nimmt sich den Herausforderungen an und arbeitet intensiv daran, kosteneffiziente und skalierbare Lösungen zu entwickeln. Auf der Hy-fcell 2024 in Stuttgart präsentiert das Aachener Institut in Halle 4, Stand 4E51 zukunftsweisende Innovationen, die dazu beitragen, Produktionsverfahren erheblich wirtschaftlicher und gleichzeitig nachhaltiger zu gestalten.
Laserbasierte Trocknung von Elektroden: Energieeffizienz, Geschwindigkeit und Platzersparnis in der Brennstoffzellenproduktion
Mit der wachsenden Nachfrage nach Brennstoffzellen wird es immer wichtiger, die Produktionsprozesse effizienter zu gestalten. Die Trocknung der nass applizierten Elektrodenschichten für die Membran-Elektroden- Einheit (MEA) in der Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM)-Brennstoffzelle bleibt dabei eine zentrale Herausforderung. Konventionell wird dieser Prozess in großen Konvektionsöfen durchgeführt, die viel Energie verbrauchen und beträchtlichen Platz in der Produktionshalle beanspruchen.
Das Fraunhofer ILT hat eine lasergestützte Trocknungstechnologie entwickelt, die diese Probleme adressiert. Der Einsatz von Lasern, die die Elektroden definiert belichten, verkürzt die Trocknungszeit von mehreren Minuten auf wenige Sekunden. Diese drastische Reduktion der Trocknungszeit ermöglicht eine deutliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit, insbesondere im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Darüber hinaus reduziert das laserbasierte Verfahren den Energiebedarf im Vergleich zu herkömmlichen gasbetriebenen Durchlauföfen. Zusätzlich benötigt das Lasersystem wesentlich weniger Platz, was eine kompaktere und flexiblere Produktionslinie ermöglicht.
»Die Entwicklung eines laserbasierten Rolle-zu-Rolle-Verfahrens für die Produktion von Membran-Elektroden-Einheiten ist ein wichtiger Schritt, um die Herstellungsprozesse von Brennstoffzellen effizienter zu gestalten. Mit unserer lasergestützten Trocknungstechnologie setzen wir einen neuen Standard, der nicht nur die Produktionsgeschwindigkeit erhöht, sondern auch die Energieeffizienz und die Platznutzung optimiert«, erklärt Manuella Guirgues von der Forschungsgruppe Dünnschichtverfahren am Fraunhofer ILT.
Korrosionsschutzschichten für Bipolarplatten: Effizienzsteigerung und Kostensenkung in der Brennstoffzellenfertigung
Insbesondere bei PEM-Brennstoffzellen, stellen die aggressiven chemischen Bedingungen innerhalb der Brennstoffzelle die Produktion vor neue Herausforderungen. Der Schutz der metallischen Bipolarplatten (BPP) vor Korrosion ist nicht nur essenziell für die Lebensdauer der Zelle, sondern auch für die Effizienz des gesamten Brennstoffzellen Stacks.
Die Beschichtung der BPP mittels chemischer oder physikalischer Gasphasenabscheidung in Vakuumanlagen verursacht hohe Kosten und verlangsamt die Produktion. Das Fraunhofer ILT arbeitet an einem Verfahren, das eine Sprüh-Beschichtung mit einer Laserstrahlbearbeitung kombiniert, um eine elektrisch leitfähige und korrosionsbeständige Veredelung der metallischen Bipolarplatten zu erhalten – und das ohne energieintensives Vakuumverfahren.
Dieser Ansatz ermöglicht nicht nur eine erhebliche Senkung der Produktionskosten durch den Einsatz kostengünstiger Materialien, sondern auch eine bessere Integration in kontinuierliche Fertigungsprozesse. Die hohe Skalierbarkeit des Verfahrens trägt dazu bei, den wachsenden Markt für PEM-Brennstoffzellen effizient zu bedienen. Julius Funke von der Forschungsgruppe Hochtemperatur Funktionalisierung betont: »Unsere laserbasierte Methode zur Herstellung von Korrosionsschutzschichten bietet eine effiziente und kostengünstige Alternative zu traditionellen Vakuumverfahren. Sie ermöglicht eine schnellere Produktion und eine verbesserte Skalierbarkeit, was entscheidend ist, um der steigenden Nachfrage nach PEM-Brennstoffzellen gerecht zu werden.«
Optimierung der Brennstoffzellenproduktion durch Doppelstrahlschweißen und Reparatur von Umformwerkzeugen
Ein anderer Ansatz, den Produktionsprozess an anderer Stelle zu beschleunigen bietet das Doppelstrahlschweißen. Dieses Verfahren nutzt zwei Laserstrahlen simultan, um die metallischen Bipolarplatten zu verschweißen, was die Taktzeit um fast 50 Prozent reduziert, ohne die Nahtqualität zu beeinträchtigen. Durch das Schweißen mit zwei Strahlen an einer Stelle kann die Schmelzbaddynamik gezielt beeinflusst werden, wodurch größere Schweißgeschwindigkeiten erreicht und typische Fehler wie Humping vermieden werden. Dies ermöglicht eine schnellere und effizientere Produktion, die den steigenden Anforderungen der Wasserstofftechnologie gerecht wird.
Ein weiterer Aspekt in der Herstellung von metallischen BPP sind die Standzeiten der verwendeten Werkzeugstähle. Die Werkzeuge sind aufgrund ihrer hohen mechanischen Belastungen anfällig für Verschleiß. Ansatz ist, kostenintensive Werkzeugstähle durch Baustähle zu ersetzen und diese mit dem sogenannten Extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA) mit hochwertigen Verschleißschutzschichten zu versehen. Die beschichteten Werkstücke zeigen, gegenüber konventionellen Werkzeugstählen, eine um über einen Faktor 10 erhöhte Gleitreibverschleißfestigkeit. Das EHLA-Verfahren erlaubt darüber hinaus, geschädigte Bereiche der Werkzeuge zu reparieren, was eine Anpassung und Wiederverwendung der Werkzeuge ermöglicht. Durch diese Technik wird die Lebensdauer der Werkzeuge signifikant verlängert, was wiederum die Produktionskosten senkt und die Nachhaltigkeit in der Fertigung steigert.
Das Fraunhofer ILT entwickelt einige Verfahren, um die Prozesskette zur Herstellung von Brennstoffzellkomponenten effizienter zu gestalten. Dazu gehört das Hochgeschwindigkeitsschneiden, mit dem die BPP präzise besäumt und Medienzufuhrlöcher direkt geschnitten werden. Ein innovativer Ansatz ist das laserbasierte Einbringen von Mikrostrukturen in die metallischen BPP, die den elektrischen Kontaktwiderstand senken und das Wasser während des Betriebs der Brennstoffzelle aus der Kontaktzone verdrängen. Auch das Strukturieren und Schweißen von Compound-BPP und MEAs untersuchen die Aachener intensiv, um die Fertigung von Brennstoffzellen weiter zu automatisieren und produktiver zu gestalten.
Besuchen Sie uns auf der Hy-fcell 2024 am 8. und 9. Oktober in Stuttgart. Sie finden uns in Halle 4, Stand 4E51. Lassen Sie sich von unseren neuesten Entwicklungen inspirieren und diskutieren Sie mit unseren Expertinnen und Experten über die Zukunft der Brennstoffzellenproduktion.
Mit der Stromampel-App können Besitzerinnen und Besitzer von Elektroautos, Wärmepumpen oder Smart Homes ihren Stromverbrauch so steuern, dass er einen möglichst grünen Strommix nutzt. Fraunhofer ISE/energy-charts.info
Kann Deutschland seinen Strombedarf aus erneuerbaren Energien decken? Wie viel Atom- und Kohlestrom wird importiert? Führt eine Sonnenfinsternis zu einem Blackout? Um die Diskussion zur Energiewende zu versachlichen, stellte das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE vor zehn Jahren die Datenplattform »Energy-Charts« online. Die Webseite bietet heute ausführliche interaktive Daten rund um die deutsche Stromerzeugung, Klimadaten, Emissionen und Preise sowie Stromerzeugungs- und Börsendaten für 42 europäische Länder. Sie ist damit eine der umfangreichsten Datenplattformen zum Energiemarkt in Europa.
Es begann mit einer Pressemeldung: 2011 warnten die Medien vor einem Blackout an Pfingsten, weil die Solareinspeisung hoch und die Last niedrig sei. Darüber ärgerte sich Prof. Bruno Burger vom Fraunhofer ISE so sehr, dass er begann, Daten zur Stromerzeugung in einem Foliensatz zusammenzutragen. »Ich wollte die Debatte um die Energiewende versachlichen, indem ich der Öffentlichkeit Daten leicht verständlich zur Verfügung stelle.«
Vom Foliensatz zur App
Durch die hohe Nachfrage wuchs der Foliensatz schnell auf 280 Seiten – so entstand die Idee einer Webseite, auf der Daten flexibel in interaktiven Grafiken geladen werden können. Nutzerinnen und Nutzer sollten Energiewende-Daten selbst konfigurieren können. Angefangen mit Daten zu Leistung, Energie und Börsenstrompreisen, wurde die Webseite sukzessive erweitert: Produktionsdaten zu Solar- und Windstrom, Import/Export, Klimadaten, Kraftwerksemissionen und eine interaktive Kraftwerkskarte kamen hinzu. Mittlerweile schöpft das Team der Energy-Charts aus 16 verschiedenen Quellen, deren Daten mathematisch bereinigt und für die Ausgabe in interaktiven Grafiken aufbereitet werden. Zur stetigen Verbesserung der Plattform führte das Team Umfragen und Workshops mit Nutzern durch, in zwei von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt finanzierten Projekten wurden neue Designs und Datenkategorien eingeführt. Mittlerweile stellen die Energy-Charts Daten in vier Sprachen (Deutsch, Englisch, Französisch und Italienisch) und für 42 europäische Länder zur Verfügung. Auch die zeitliche Auflösung stieg von der wochen- über die tageweise bis zur viertelstündlichen Auflösung. Für Daten wie die erwartete Stromerzeugung und Börsenstrompreise liegen auch Prognosewerte vor.
Seit Dezember 2023 wird die Webseite durch die »Stromampel-App« ergänzt, die für zwölf europäische Länder den aktuellen Anteil Erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung sowie den für 34 Länder den Day-Ahead- Börsenstrompreis anzeigt. Besitze-rinnen und Besitzer von Elektroautos, Wärmepumpen oder Smart Homes können damit ihren Stromverbrauch so steuern, dass er einen möglichst grünen Strommix nutzt. Der führende europäische Hausgerätehersteller BSH Hausgeräte GmbH, zu der Marken wie Bosch, Siemens, Gaggenau und Neff gehören, setzt die Daten der Stromampel bereits ein. Die Daten stellt das Fraunhofer-Team auch auf der Webseite sowie über eine offene Schnittstelle (API) für alle Interessenten zur Verfügung.
Große Resonanz in Medien und Öffentlichkeit
Heute sind die Energy-Charts eine viel genutzte Webseite zu Energiedaten in Deutschland. Vertreter aus Wissenschaft, Medien, Politik und Energiewirtschaft, aber vor allem an der Energiewende Interessierte greifen auf die Daten zurück. Pro Jahr hat die Webseite etwa 100 Millionen Aufrufe, etwa 250 Millionen Grafiken werden ausgeliefert. Zwischen 8 Uhr und 16 Uhr wird die Webseite stündlich 200.000- bis 250.000-mal aufgerufen. Doch die Aufklärungsarbeit zur Energiewende findet längst nicht nur auf der Webseite statt: Prof. Bruno Burger gibt jährlich über 100 Interviews, hält Vorträge und Seminare. Etwa 400 Medienbeiträge jährlich zitieren Daten aus den Energy-Charts oder Prof. Burger. Auf der Plattform X, wo die Energy-Charts seit 2016 vertreten sind und mehr als 25.000 Follower haben, wurden mehr als 7500 Posts mit aktuellen Energie-Grafiken getwittert. Um die Nachfrage nach Austausch zu den Energiezahlen zu befriedigen, bietet das Team der Energy-Charts seit Juni 2021 jeweils zum Monatsanfang die »Energy-Charts Talks« an, in denen aktuelle Stromerzeugungszahlen sowie neue Funktionalitäten/Daten vorgestellt und diskutiert werden. Diese haben monatlich zwischen 100 und 150 Teilnehmende.
