Forschung für mehr Nachhaltigkeit
Die Forschungsarbeit von Bosch Research zielt darauf ab, CO₂-Emissionen zu minimieren und Ressourcen effektiver zu nutzen.
Der Klimawandel ist eines der drängendsten Probleme unserer Zeit. Der Handlungsdruck auf Politik, Gesellschaft und Wirtschaft wird ständig größer. Gleichzeitig öffnet er Raum für Innovationen, um den Herausforderungen zu begegnen und die Zukunft zu gestalten. Im Rahmen der globalen Nachhaltigkeitsstrategie von Bosch arbeiten die Expertinnen und Experten von Bosch Research gezielt an technologischen Innovationen mit Schwerpunkt auf den Themenfeldern Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft.
Eines unserer wichtigsten Ziele dabei ist, den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Dieses Ziel verfolgen wir auf zwei Arten: Der erste Pfeiler unserer Aktivitäten bei Bosch Research in Sachen Klimaschutz ist die Entwicklung von Technologien zur kontinuierlichen Reduktion des CO₂-Fußabdrucks unserer Produkte. Dazu gehört unsere Forschung am Elektroantrieb der Zukunft sowie an der Elektrifizierung von Gebäuden, beispielsweise durch Wärmepumpen. Eine wichtige Rolle, sowohl bei der Elektrifizierung von Mobilität und Infrastruktur als auch bei der Erzeugung von grünem Strom, spielen Wasserstofftechnologien. Hier stehen die Erforschung und Entwicklung von Elektrolyseuren sowie von mobilen oder stationären Brennstoffzellen im Vordergrund.
Den zweiten Pfeiler bilden Forschungsprojekte zur Stärkung der Kreislaufwirtschaft. Dafür entwickeln wir Konzepte und untersuchen, wie Produkte über den gesamten Lebenszyklus so nachhaltig wie möglich gestaltet werden können – von der Entwicklung über Produktion und Nutzung bis hin zu einem potenziellen „zweiten Leben“. Dazu gehört auch, den ressourcenschonenden Einsatz recycelbarer Materialien für viele Bosch-Produkte zu erforschen. Mithilfe virtueller Entwicklungsmethoden und Algorithmen der künstlichen Intelligenz (KI) berechnen wir schon heute, wie nachhaltig unsere Produkte über ihren gesamten Lebenszyklus sein werden.
Technologien zur CO₂-Reduktion
Weniger ist mehr: Bosch Forschung reduziert den CO₂-Fußabdruck
Um den CO₂-Ausstoß unserer Produkte zu reduzieren und zu einer nachhaltigen Entwicklung beizutragen, gibt es mehrere Stellhebel. Dazu zählen die Optimierung von Elektroantrieben, die Entwicklung von Wasserstofftechnologien und die Elektrifizierung von Gebäuden. Weiteres Potenzial zur CO₂-Reduktion sehen wir durch die Kopplung der Sektoren Strom, Wärme und Mobilität.
Unter Strom setzen: Forschen an Elektromobilität
Bei der Elektromobilität zielen unsere Forschungsaktivitäten darauf ab, das Gesamtsystem mit Elektromotor, Leistungselektronik und Getriebe so effizient wie möglich zu machen, etwa durch gezielte Optimierung der Komponenten oder den Einsatz alternativer, recycelbarer und leichterer Werkstoffe – oder von weniger Material insgesamt. Dabei haben wir alle Fahrzeugtypen im Blick: von E-Bikes über Motorräder, Pkw, Lkw bis hin zu Offroad-Fahrzeugen wie Baggern. Und wir forschen auf allen Wertschöpfungsstufen der Elektromobilität. Dazu gehören Halbleiterbauelemente und Leistungselektronik-Komponenten ebenso wie elektrische Antriebe und Gesamtsysteme wie beispielsweise die Bosch eAchse.
Der Stoff der Zukunft: Forschen an Wasserstofftechnologien
Wir bei Bosch sind der Meinung, dass chemische Energieträger für den Klimaschutz von zentraler Bedeutung sind. In Form von Wasserstoff beispielsweise lässt sich klimaneutral gewonnene elektrische Energie gut speichern und lagern sowie leicht transportieren. Bosch Research forscht daher intensiv an Wasserstofftechnologien. Unser Schwerpunkt liegt dabei zum einen auf der Herstellung von Wasserstoff mittels Elektrolyse. Zum anderen entwickeln wir sowohl die mobile Brennstoffzelle (engl.: Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC) zum Antrieb von Fahrzeugen als auch die stationäre Festoxid-Brennstoffzelle (engl.: Solid Oxide Fuel Cell, SOFC), die insbesondere bei der Elektrifizierung von Gebäuden eine Rolle spielt.
Öl war gestern: Elektrifizierung von Gebäuden
Auch Gebäude haben eine große Bedeutung für den Klimaschutz. Etwa 30 Prozent der deutschen Treibhausgas-Emissionen entfallen auf deren Betrieb, insbesondere auf das Heizen. Deswegen arbeiten unsere Forscherinnen und Forscher an Innovationen für eine strombasierte Wärme- und Energieversorgung – für Wärmepumpen¹ genauso wie für die Festoxidbrennstoffzelle (SOFC).
Synergien schaffen: Stichwort Sektorkopplung
Bei unserer Forschung denken wir interdisziplinär und schaffen Synergien. Daher bedeutet ein intelligentes Energiemanagement für Gebäude für uns mehr als nur die Herausforderung, CO₂-frei zu heizen. Die Elektrifizierung von Mobilität und Gebäuden ermöglicht die Kopplung bisher getrennter Systeme. Elektroautos können als Energiespeicher verwendet werden, indem ihre Fahrzeugbatterien nachts die Wärmepumpe eines Gebäudes versorgen. Der gespeicherte Strom stammt idealerweise aus einer lokalen Photovoltaik-Anlage und wurde tagsüber in die Fahrzeugbatterie geladen.
Wenn sparen nicht mehr reicht: CO₂ Removal
Um das im Pariser Klimaabkommen vereinbarte 1,5-Grad-Ziel zu erreichen, wird es nicht genügen, CO₂-Emissionen zu vermeiden oder zu reduzieren. Die globale Erderwärmung lässt sich nur dann effektiv begrenzen, wenn der Atmosphäre zusätzlich bereits vorhandenes CO₂ aktiv entnommen werden kann. Bosch Research evaluiert dazu verschiedene Technologien und Markteinstiegsszenarien sowie mögliche Partner rund um die Abscheidung von CO₂.
Lebenszyklen verlängern durch Kreislaufwirtschaft
Neben der Forschung an konkreten Innovationen für den Klimaschutz erarbeiten wir bei Bosch Research Konzepte, um die Produktentwicklung im Sinne der Kreislaufwirtschaft zu unterstützen. Dazu zählt, unsere Produkte inklusive ihrer Herstellung, der Nutzungsphase und Entsorgung oder Recycling im Rahmen einer Lebenszyklus-Bewertung (engl.: Life Cycle Assessment, LCA) und der Lebenszyklus-Kostenrechnung (engl.: Life Cycle Costing, LCC) zu bewerten und entsprechend zu beeinflussen: Ein Ergebnis dieser Analyse kann beispielsweise sein, dass bestimmte Produktionsschritte oder Ressourcen, Materialien oder Designelemente besonders kritisch sind und es sich hier lohnt, Optimierungen vorzunehmen. Zu den dafür geeigneten Instrumenten gehört unter anderem das Eco Engineering, bei dem alle Entwicklungsschritte eines Produktes auf ihre Nachhaltigkeit hin überprüft werden, oder das Eco Design, das vor allem die konkrete nachhaltige Produktbeschaffenheit im Blick hat.
- Eco Engineering: Auf diesem Gebiet entwickeln wir Methoden, die die ökologischen und ökonomischen Auswirkungen unseres Produktportfolios mithilfe von Ökobilanzierungen transparenter machen.
- Eco Design: In der Phase der Produktkonzeption erforschen wir darüber hinaus Technologien und Konzepte, die die Wiederverwertbarkeit von Komponenten oder Produkten erhöhen. Gleichzeitig eruieren wir die Möglichkeiten, den Anteil nachhaltiger Materialien in unserem bereits bestehenden Produktportfolio zu steigern.
Bosch Research Blog
Im Bosch Research Blog berichten unsere Forscherinnen und Forscher regelmäßig über ihre Arbeit. Entdecken Sie unsere aktuellen Themen und treten Sie in den direkten Kontakt mit unseren Forschenden.
¹ Quelle: Umwelt Bundesamt