Deutsches Startup will Daten praktisch für immer – und 1000mal billiger – speichern

Veröffentlicht am8. August 20248. August 2024Autorgh

Keramik als extrem beständiges Material für neue Datenspeicher

Das deutsche Startup Cerabyte hat den Prototypen eines Langzeit-Datenspeichers auf Keramikschichten entwickelt. Das interessiert auch Investoren aus dem Silicon Valley: Entsprechend hat Cerabyte seine Expansion in die Vereinigten Staaten (mit Niederlassungen in Silicon Valley, Kalifornien, und Boulder, Colorado) angekündigt. Die Technologie verwendet mit ihrer revolutionären, leicht zugänglichen, permanenten Datenspeichertechnologie kosteneffizientes flexibles Glasmaterial und bietet schnelles Schreiben/Lesen mit hoher Speicherkapazität.

Externe Computer-Festplatte – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify

Wegbereiter für das Yottabyte-Zeitalter

Der keramische Nanospeicher ist in der Lage, die Anforderungen von Rechenzentren in Bezug auf Dichte, Leistung und Zugriff sowie Kosten und Nachhaltigkeit zu erfüllen und bietet einen skalierbaren Weg in das Yottabyte-Zeitalter.
Cerabyte wurde von einer Handvoll Pioniere gegründet, die es wagten, nachhaltige Datenspeicherung von Grund auf neu zu denken. Unsere Vision ist es, alle Daten für immer zu speichern und die digitalen Aufzeichnungen von heute für die Zukunft zu bewahren.

Yottabyte – größte Mengeneinheit der Informatik

Ein Yottabyte ist eine Mengeneinheit der Informatik für Speicherkapazitäten bzw. Datenvolumina. Die kleinste elektronische Speichereinheit ist ein Bit. Es enthält eine binäre Information – 0 oder 1 – und bedeutet daher “binary digit”. Die derzeit größte digitale Speichereinheit ist ein Yottabyte – auch als Yotabyte, Yobibyte, YByte oder YB bezeichnet.
Größenverhältnisse zwischen Bit und Yottabyte:

- - - 8 Bits – also acht binäre Informationen – sind ein Byte.
    - 1024 Bytes sind ein Kilobyte (KB, KBbyte).
    - 1024 Kilobytes sind ein Megabyte (MB, MByte).
    - 1024 Megabytes sind ein Gigabyte (GB, GByte).
    - 1024 Gigabytes sind ein Terabyte (TB, TByte).
    - 1024 Terabytes sind ein Petabyte (PB, PByte).
    - 1024 Petabytes sind ein Exabyte (EB, EByte).
    - 1024 Exabytes sind ein Zettabyte (ZB, ZByte).
    - 1024 Zettabytes sind ein Yottabyte (YB, YByte, Yobibyte).

Der Einfachheit halber verwenden Hersteller und auch Fachartikel eine Umrechnung in 1.000er Schritten, so dass 1.000 Bytes ein Kilobyte und 1.000 Kilobytes ein Megabyte darstellen. Bei einem Yottabyte ergäbe dies eine Abweichung von mehr als 20%:
– 1 YB = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 Bytes = 10²⁴ Bytes (bei Rundung)
– 1 YB = 1 208 925 819 614 629 174 706 176 Bytes = 2⁸⁰ Bytes = 1024⁸ Bytes

Handelsübliche Festplatten in Laptops und Desktop Computern bewegen sich heutzutage im Bereich der Terabytes. Das Datenvolumen/Monat bei Mobilfunkverträgen liegt oftmals im einstelligen Gigabyte-Bereich. Im Jahr 2000 umfasste der gesamte Internet-Traffic ca. 2,4 Petabytes, 2022 lag das monatliche Volumen bei geschätzten 292 Exabytes pro Monat. Für den meisten Internet-Traffic sorgen Videos (ca. 240 Exabytes pro Monat), in den USA beträgt der Anteil von Netflix am gesamten Internet-Traffic fast 25%. (https://t2informatik.de/wissen-kompakt/yottabyte/)

Die Lösung von Cerabyte kann Daten praktisch unbegrenzt lange speichern und die Gesamtbetriebskosten (TCO) für die Speicherung in Rechenzentren um Größenordnungen senken. Aufgrund der Langlebigkeit der Medien und des schnellen Zugriffs löst Cerabyte auch die Herausforderungen der Langzeitarchivierung von Daten, indem es die Implementierung von aktiven Archivlösungen mit schneller Wiederauffindbarkeit ermöglicht und die Notwendigkeit der regelmäßigen Migration von Daten von einem Medium auf ein anderes erübrigt.

„Die aufstrebende und bahnbrechende Technologie von Cerabyte ist derzeit die aufregendste Entwicklung im Bereich der digitalen Datenspeicherung“, so Fred Moore, Gründer von Horison Information Strategies. „Cerabyte ist die Antwort auf die seit langem bestehende Herausforderung, die Lücke in der Speicherhierarchie zu schließen, d.h. die Forderung nach einer energieeffizienten Massenspeicherlösung mit wahlfreiem Zugriff und Luftabdeckung. Die Senkung des hohen Energieverbrauchs ist für die meisten Rechenzentren ein zentrales Anliegen.“

Das exponenzielle Wachstum von Daten bringt ernsthafte Herausforderungen mit sich, wie z. B. eskalierende Kosten, erhöhte Komplexität bei der Datenverwaltung, potenzielle Sicherheitsverletzungen und Schwierigkeiten beim schnellen Zugriff auf Daten oder deren Analyse. Auch der CO₂-Fußabdruck und die Nachhaltigkeit geben zunehmend Anlass zur Sorge.

1 Dollar pro Petabyte pro Monat

„Ein Daten-Tsunami steht bevor – und neue, bahnbrechende Ansätze für die Datenspeicherung sind erforderlich, um die sich abzeichnenden Anforderungen an Skalierbarkeit und Wirtschaftlichkeit zu erfüllen. Cerabyte ist bereit, die Art der Datenspeicherung zu verändern und die dringenden Kosten- und Nachhaltigkeitsanforderungen an Rechenzentren zu erfüllen“, sagt Christian Pflaum, Mitbegründer und CEO von Cerabyte. „Unsere Vision ist es, innerhalb der nächsten zwei Jahrzehnte eine Kostenreduzierung um das 1000-fache zu erreichen, nämlich 1 Dollar pro Petabyte pro Monat.“

„Ein Hauptziel vieler Rechenzentren lautet heute: ‚Wenn Daten nicht genutzt werden, sollten sie auch keine Energie verbrauchen.‘ Unglaubliche 60 bis 80 Prozent aller Daten werden archiviert/gekühlt, und ein Großteil davon wird auf energieineffizienten Festplatten gespeichert. Bis 2025 werden sich die archivierten/kalten Daten auf 4,5 bis 6 Zettabyte belaufen, was sie zur größten Speicherkategorie macht. Cerabyte ist bereit, die erste Speicherlösung zu sein, die alle Anforderungen effektiv erfüllt“, fügt Moore hinzu.

Neue Speicherklasse bringt Vorteile für Rechenzentren

In Zukunft wird die überwiegende Mehrheit der Daten in einem aktiven Archiv gespeichert werden. Mit Cerabyte werden Rechenzentren in der Lage sein, Hochleistungsdatenspeicher für die Datenverarbeitung zu nutzen und Daten effizient auf zugänglichen, dauerhaften und nachhaltigen keramikbasierten Speichermedien zu schichten, wobei Rechenzentrums-Racks im Ex-Byte-Maßstab zum Einsatz kommen. Die persistente und unveränderliche Medientechnologie kann Daten über extrem lange Zeiträume speichern, ohne dass regelmäßige Aktualisierungen, Datenmigrationen oder Fixitätsprüfungen erforderlich sind.

Aufgrund seiner geringen Zugriffslatenz ist Cerabyte in der Lage, die Archivspeicherung zu unterbrechen. Physikalische Bits werden in wiederverwertbare Keramik-auf-Glas-Platten ablatiert, so dass die Daten selbst unter extremen Bedingungen praktisch für immer gespeichert werden können, ohne dass Strom verbraucht wird und ohne dass die Bits verrotten.

Halbleiterähnliche Skalierung: Die Technologie-Roadmap von Cerabyte basiert auf der Technologie von amortisierten Halbleiterfertigungswerkzeugen, die für Datenspeicheranwendungen angepasst wurden.
Bestehendes Ökosystem nutzen: Displayglas, das in großen Mengen produziert wird, wird für Cerabytes Keramik-auf-Glas-Platten verwendet, die in LTO-Bandkassetten gestapelt werden und die bestehende Bibliotheksautomatisierung nutzen.
Leistungsstarke Speicherung: Das Cerabyte-System kodiert binäre Daten, die mit einem Rastermikroskop gelesen werden können. Dabei werden Femtosekundenlaser eingesetzt, um mit jedem Puls Millionen von Löchern im Nanobereich in einer Keramikschicht zu erzeugen, wobei ein DMD (Digital Micromirror Device) verwendet wird.

Die Cerabyte-Lösung ist als Prototyp eines Datenspeichersystems verfügbar und steht kurz vor der Vermarktung. Sie hat ihre End-to-End-Funktionalität in Zielumgebungen unter Beweis gestellt. Cerabyte wurde 2022 von Christian Pflaum, Martin Kunze und Alexander Pflaum gegründet. Das Unternehmen nahm am Intel Ignite Accelerator Programm teil und hat bis heute 10 Millionen Dollar an Startkapital erhalten.

->Quellen:

Agenda 2030: Ohne Kreislaufwirtschaft wird es nicht gehen

Die Agenda 2030 ist ehrgeizig: Armut beenden, Klimaschutz vorantreiben, Ressourcen schonen. Eine aktuelle Studie des Chatham House Think-Tank zeigt, warum jetzt dringend gehandelt werden muss. Denn damit die globalen Nachhaltigkeitsziele noch erreicht werden können, muss etwas passieren. Für den renommierten Think-Tank ist klar: Die Kreislaufwirtschaft ist nötig, um die Ziele zu erreichen. Die 2015 von allen Mitgliedsstaaten der Vereinten Nationen verabschiedeten Ziele umfassen ein breites Spektrum: von der Bekämpfung von Armut und Hunger über nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster bis hin zum Klimaschutz. Doch wie eine Studie des Chatham House zeigt, kommt die Umsetzung dieser Ziele nur schleppend voran. Nach Ansicht der Studienautoren Dr. Patrick Schröder und Dr. Jack Barrie ist die Kreislaufwirtschaft der entscheidende Katalysator, um die Nachhaltigkeitsziele doch noch zu erreichen. Das World Economic Forum betont, dass die Kreislaufwirtschaft für die Bioökonomie von zentraler Bedeutung ist, da sie darauf abzielt, Abfälle zu minimieren und die Ressourceneffizienz zu maximieren. Schätzungen zufolge könnte die Transformation zu einer Kreislaufwirtschaft allein in der US-Wirtschaft bis zu 1.500 Milliarden Dollar freisetzen. Die Transformation könnte dazu beitragen, die zur Eindämmung des Klimawandels notwendige Reduktion der globalen Treibhausgasemissionen um 45 Prozent zu erreichen. Ein grundlegendes Problem bleibe jedoch das Fehlen institutioneller Strukturen. Während es für die Klimapolitik Instrumente wie die UN-Klimarahmenkonvention oder die Internationale Energieagentur gibt, fehlt eine vergleichbare Organisation für die Koordination der Kreislaufwirtschaft. Die Studie identifiziert mehr als 75 nationale Aktionspläne und Strategien zur Kreislaufwirtschaft, während weitere 14 in Entwicklung sind. Das Ergebnis ist ein komplexes Geflecht aus rund 3.000 Verpflichtungen in 135 Politikbereichen und 17 Sektoren. Die Wissenschaftler von Chatham House warnen jedoch vor den Folgen dieser Fragmentierung: Inkompatible Vorschriften, etwa für den Export von Industrieabfällen, könnten neue Handelshemmnisse schaffen. Zudem könnte ein kontraproduktiver Ressourcennationalismus entstehen, der besonders ressourcenarmen Entwicklungsländern schaden würde. Ohne eine breite Einführung der Kreislaufwirtschaft könnte der globale Ressourcenverbrauch bis 2060 im Vergleich zu 2020 um 60 Prozent steigen. Ein Szenario, das mehr als die Hälfte der Nachhaltigkeitsziele der Agenda 2030 unerreichbar machen würde. „Die Kreislaufwirtschaft und die SDGs (Sustainable Development Goals) ergänzen sich auf natürliche Weise“, betonen die Studienautoren. Für die kommenden Jahre sehen die Wissenschaftler mögliche Ansätze in den folgenden Handlungsfeldern: Erstens müssten die Prinzipien der Gerechtigkeit und Inklusivität in der Kreislaufwirtschaft verankert werden. Zweitens müsse die globale Koordination verbessert werden – hier schlagen die Experten eine internationale Ressourcenagentur vor, vergleichbar mit der Internationalen Energieagentur. Drittens müsse die globale Finanzarchitektur reformiert werden, um Investitionen in die Kreislaufwirtschaft zu fördern. Viertens müsse der Welthandel neu ausgerichtet werden. Schließlich brauche es gemeinsame Standards und Messmethoden. Diese Handlungsfelder zeigen, dass der Übergang zur Kreislaufwirtschaft zwar komplex ist, jedoch konkrete Lösungsansätze existieren. Entscheidend ist, dass die internationale Gemeinschaft die vorgeschlagenen Maßnahmen koordiniert umsetzt und sowohl Industrie- als auch Entwicklungsländer einbezieht. Nur wenn die Transformation als globale Gemeinschaftsaufgabe verstanden wird, können die Nachhaltigkeitsziele der Agenda 2030 noch erreicht werden. Quelle: chathamhouse.org/2024/09/how-circular-economy-can-revive-sustainable-development-goals
Auf dem Weg: der Wasserstoff-Lkw

Der Transportsektor steht vor der großen Herausforderung, von fossilen Brennstoffen auf nachhaltigere Antriebsformen wie Wasserstoff und Elektromobilität umzusteigen. Ein bemerkenswerter Akteur auf diesem Gebiet ist das Unternehmen Hylane, das als Erstes in Deutschland eine zertifizierte CO2-Dokumentation für Wasserstoff-Lkw eingeführt hat. Diese Zertifizierung nach ISO 14083 durch die DEKRA ermöglicht es Unternehmen, die Wasserstoff-Lkw einsetzen, ihre tatsächlichen CO2-Emissionen zu messen und zu dokumentieren. Die Dokumentation berücksichtigt dabei nicht nur den Betrieb des Lkw, sondern die gesamte Emissionskette von der Herstellung und dem Transport des Wasserstoffs bis hin zum Betrieb des Fahrzeugs. Denn während Wasserstoff-Lkw im Betrieb selbst keine direkten Emissionen verursachen, entstehen bei der Herstellung und dem Transport des Wasserstoffs Emissionen, die oft übersehen werden. Die zertifizierte CO2-Dokumentation enthält die Aufschlüsselung der Emissionen in drei Phasen: „Well-to-Tank“, also die Emissionen bei der Herstellung und dem Transport des Wasserstoffs, „Tank-to-Wheel“, die Emissionen beim Betrieb des Lkw, sowie die Emissionen durch Kältemittelverluste. Diese Transparenz ist entscheidend, um die tatsächlichen Umweltvorteile von Wasserstoff-Lkw aufzuzeigen und Greenwashing zu vermeiden. Die detaillierte Betrachtung der Emissionen hilft Unternehmen, ihre Nachhaltigkeitsziele konkret zu verfolgen und die Auswirkungen ihrer Entscheidungen auf die Umwelt besser zu verstehen. Dabei spielt die Unterscheidung zwischen „grünem“ und „braunem“ Wasserstoff eine zentrale Rolle. Grüner Wasserstoff, der aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, verursacht deutlich weniger CO2-Emissionen als brauner Wasserstoff, der aus fossilen Brennstoffen hergestellt wird. Angesichts der EU-Vorgaben zur Nachhaltigkeitsberichterstattung, nach denen ab 2025 rund 15.000 Unternehmen in Deutschland ihre CO2-Emissionen detailliert dokumentieren müssen, gewinnt die CO2-Dokumentation zunehmend an Relevanz. Unternehmen, die Wasserstoff-Lkw einsetzen, müssen dann sicherstellen, dass ihre Emissionsbilanzen transparent und nachvollziehbar sind, um den neuen Anforderungen gerecht zu werden. „Mit den CO2-Zertifikaten unterstützen wir unsere Mieter dabei, ihre Nachhaltigkeitsziele messbar und transparent zu dokumentieren“, erklärt Sara Schiffer, Geschäftsführerin von Hylane. Ein weiterer Vorteil der CO2-Dokumentation ist der realistische Vergleich der Emissionen von Wasserstoff-Lkw und Dieselfahrzeugen. Dadurch können Unternehmen Entscheidungen über die Technologie ihrer Fahrzeugflotte treffen. Durch den Vergleich mit einem Referenzszenario, das die Emissionen eines Diesel-Lkw darstellt, können Unternehmen sicherstellen, dass sie nicht nur auf oberflächlich-grüne Lösungen setzen, sondern tatsächlich einen Beitrag zur CO2-Reduktion leisten. Die CO2-Dokumentation bietet damit eine Grundlage für die Planung einer nachhaltigeren Logistik. Diese Initiative kann einen wichtigen Beitrag zu einer ehrlichen und transparenten Klimawende im Transportsektor leisten. Nur durch eine vollständige und transparente Betrachtung der gesamten Emissionskette – von der Wasserstoffherstellung bis zum Endverbrauch – kann der tatsächliche Klimavorteil von Wasserstoff-Lkw nachgewiesen werden. Vor dem Hintergrund der EU-Richtlinien zur Nachhaltigkeitsberichterstattung wird diese Initiative zu einem unverzichtbaren Instrument für Unternehmen, die ihren ökologischen Fußabdruck nachhaltig reduzieren wollen. Sie ist ein wichtiger Schritt hin zu einer klimafreundlicheren Logistik und könnte einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele im Verkehrssektor leisten. Während Wasserstoff-Lkw durch ihre hohe Reichweite überzeugen, stehen Elektro-Lkw noch vor Herausforderungen wie einer ausreichenden Ladeinfrastruktur. Welche Technologie sich langfristig durchsetzen wird, werden Praxiserfahrungen und technologische Entwicklungen in den kommenden Jahren zeigen. Eines ist jedoch sicher: Der Weg zu einer nachhaltigeren Logistik wird mit jedem Schritt greifbarer. Quelle: dekra.net/de/hylane-gepruefte-co-2-nachweise-von-dekra/
Industrie zwischen Jobabbau und Fachkräftemangel

Während in traditionellen Industrien Arbeitsplätze verloren gehen, werden in neuen Branchen dringend qualifizierte Arbeitskräfte gesucht. Die Herausforderungen sind vielfältig: Das Produktivitätswachstum stagniert, geopolitische Spannungen nehmen zu und die Wirtschaft steht vor tiefgreifenden Veränderungen durch den ökologischen und digitalen Wandel. Eine Studie der Heinrich-Böll-Stiftung und des ZOE Institut für zukunftsfähige Ökonomien zeigt, wie eine gezielte Industriepolitik helfen kann, diese Umbrüche zu bewältigen. Das Policy Paper „Indistriepoltik neu denken“ der Grünen nahen Stiftung sieht die deutsche Wirtschaft unter Druck. Ein Beispiel für den Umbruch ist die Automobilindustrie. Nach Berechnungen der Agora Verkehrswende könnten bis 2030 rund 180.000 Arbeitsplätze in der klassischen Produktion verloren gehen. Gleichzeitig entstehen neue Jobs, etwa in der Batterieproduktion (plus 95.000) oder beim Aufbau der Ladeinfrastruktur (plus 70.000). Die zentrale Frage ist, wie den betroffenen Beschäftigten der Übergang in diese neuen Arbeitsfelder gelingen kann. Ein Policy Paper, wie es die Heinrich-Böll-Stiftung herausgibt, soll zwischen Wissenschaft und Politik vermitteln, indem es Themen und Forschungsergebnisse so aufbereitet, dass sich daraus konkrete Handlungsempfehlungen ableiten lassen. Im Gegensatz zu wissenschaftlichen Arbeiten oder journalistischen Berichten verfolgt es einen lösungsorientierten Ansatz. Es analysiert nicht nur Probleme, sondern entwickelt konkrete Vorschläge für politische Entscheidungsträger. Die Studie der Heinrich-Böll-Stiftung schlägt einen Ansatz vor, der Branchen mit Arbeitsplatzverlusten identifiziert und gleichzeitig Kriterien für neue Arbeitsplätze definiert. Dazu gehören technologische und ökologische Zukunftsfähigkeit, Passung zu den Qualifikationen der Beschäftigten, regionale Nähe und sozial abgesicherte Arbeitsbedingungen. Subventionen sollten gezielt an solche Kriterien geknüpft werden. Die Autoren plädieren für eine aktive Industriepolitik, die Branchen mit Potenzial zur Schaffung neuer Arbeitsplätze fördert. Wie dies in der Praxis aussehen könnte, wird am Beispiel der Produktion von Wärmepumpen gezeigt: Mechatroniker und Elektroniker aus der Automobilindustrie können hier bereits ihre Fähigkeiten einbringen. Der Hersteller Stiebel-Eltron plant, 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter eines Automobilzulieferers zu übernehmen. Dies zeigt, wie ein strukturierter Wandel gelingen kann. Entscheidend sei die Verzahnung von Arbeitsmarkt- und Industriepolitik. Die aktive Gestaltung und Lenkung des Wandels erfordern eine aktive Gestaltung durch die Politik. Subventionen sollten an konkrete Bedingungen geknüpft werden. Investitionen in zukunftsträchtige Arbeitsplätze und auch die Schaffung tarifgebundener Arbeitsplätze sollen vermehrt unterstützt werden. Ein wichtiges Ziel müsse es sein, möglichst vielen Menschen neue Perspektiven in neuen, zukunftsfähigen Bereichen zu eröffnen. Die Studie macht deutlich, dass die Transformation nicht nur ökologisch, sondern auch sozial gelingen kann. Deutschland hat das Potenzial, den wirtschaftlichen Wandel erfolgreich zu gestalten, wenn die richtigen politischen Rahmenbedingungen geschaffen werden. Die vorgestellten Kriterien und Beispiele bieten eine Grundlage, um den Wandel aktiv und faktenbasiert zu gestalten. Quelle: https://www.boell.de/de/2024/12/10/industriepolitik-neu-denken
Ein neuer Ansatz im Kampf gegen Mikroplastik

Ein wissenschaftlicher Durchbruch könnte die Lösung für eines der drängendsten Umweltprobleme unserer Zeit bieten: die Verschmutzung der Gewässer mit Mikroplastik. Chinesische Forscher haben einen neuartigen Biomasse-Schaum entwickelt, der Kunststoffpartikel mit einer Erfolgsquote von nahezu 100 Prozent aus dem Wasser filtern kann. Neu entwickelter Biomasse-Schaum kann Mikroplastik aus Wasser filtern Ein internationales Forscherteam der Universitäten Wuhan und Huazhong hat eine vielversprechende Methode entwickelt, um Mikroplastik aus verschiedenen Gewässern zu entfernen. Nach Angaben der Wissenschaftler erreicht ihr neu entwickelter Biokunststoff-Schaum Reinigungsraten von bis zu 99,9 Prozent. Fast vollständig kann der Schaum gängige Kunststofftypen wie PET, Polystyrol, Polypropylen und PMMA absorbieren. Der Durchbruch basiert auf einem speziellen Biomasse-Verbund aus Baumwollzellulose und Chitin von Tintenfischknochen: Die stark poröse und dennoch miteinander verbundene, positiv geladene Struktur zieht die Kunststoffpartikel effektiv aus dem Wasser, wie das Forscherteam den Mechanismus in der Fachzeitschrift Science Advances beschreibt. Das als Ct-Cel bezeichnete Material wurde in verschiedenen Gewässertypen getestet – von Agrarwasser über See- und Küstenwasser bis hin zu stehenden Gewässern. Die Absorptionsleistung blieb auch nach mehreren Reinigungszyklen konstant hoch, was die Entwicklung praxistauglicher und nachhaltig nutzbarer Filter ermöglichen könnte. Vielseitige Filter für den Kampf gegen Verschmutzung Besonders bemerkenswert sei die Vielseitigkeit des neu entwickelten Materials. „Unsere Konstruktionsprinzipien würden die künftige Entwicklung praktischer und nachhaltiger Strategien auf der Grundlage von Biomasseschäumen zur Bekämpfung der Mikroplastikverschmutzung erleichtern“, schreiben die Wissenschaftler in ihrer Studie. Die positive Ladung des Materials ermöglicht zudem die Aufnahme auch anderer unerwünschter Partikel. Die Forscher betonen, dass noch Entwicklungsbedarf besteht. So müsse geklärt werden, was mit dem Schaum nach der Aufnahme des Kunststoffs geschieht. „Ein Recyclingverfahren könnte verhindern, dass Mikroplastik während des natürlichen Abbaus des Biomasseschaums erneut in die Umwelt gelangt“, heißt es in der Studie. Vielversprechend sei auch die relativ einfache Reinigung, die eine Wiederverwendung des aufgenommenen Mikroplastiks ermöglicht. Nachhaltige Herstellungsmöglichkeit stimmt optimistisch: Vielversprechend bewerten Forscher die einfache und kostengünstige Herstellung des Materials. Die verwendeten Rohstoffe – Baumwolle und Tintenfischknochen – seien weltweit und nachhaltig verfügbar. Zudem funktioniert der Schaum ohne chemische Zusätze allein durch natürliche stattfindende Bindungsprozesse zwischen den Biomolekülen. Die Methode könnte auch für industrielle Anwendungen interessant sein. „Die relativ simple Reinigung in einem Lösungssystem erhöht die Möglichkeit der Wiederverwendung des Mikroplastiks“, betonen die Wissenschaftler. Nach ihren Angaben ließe sich der mit dem Schaum absorbierte Kunststoff theoretisch sogar wiederverwerten. Dennoch bleiben Fragen offen: Ob sich der Biomasse-Schaum in größerem Maßstab produzieren lässt. Und ob er auch unter realen Bedingungen so effektiv funktioniert wie im Labor, muss noch erforscht werden. Die Wissenschaftler sind aber optimistisch, dass ihre Entwicklung einen praktischen Beitrag zum Umweltschutz leisten kann. „Wir sehen großes Potenzial für den praktischen Einsatz“, so das Fazit der Studie. Die Methode gibt Anlass zur Hoffnung im Kampf gegen die zunehmende Verschmutzung der Gewässer durch Mikroplastik. Wissenschaftlichen Schätzungen zufolge befinden sich derzeit etwa 4,6 Milliarden Tonnen Plastikmüll in der Umwelt. Dieser wird sich kaum zersetzen, sondern sich nur verkleinern und in Form von Mikro- oder Nanoplastik zunehmend von Menschen, Tieren und Pflanzen aufgenommen. Quellen: www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn8662 pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39612327/
Bundesregierung beschließt Nationale Kreislaufwirtschaftsstrategie

Das Bundeskabinett hat die Nationale Kreislaufwirtschaftsstrategie (NKWS) beschlossen. Diese Strategie könnte einen wichtigen Wendepunkt der deutschen Wirtschaftspolitik markieren. Ziel ist es, Rohstoffe effizienter zu nutzen und die Wirtschaft unabhängiger zu machen. Doch trotz der ambitionierten Ziele gibt es neben dem Lob auch deutliche Kritik. Deutschland auf dem Weg zur Kreislaufwirtschaft Mit der Verabschiedung der NKWS wurde ein wichtiger Schritt zu einer nachhaltigeren Wirtschaft gemacht. Ziel ist es, Deutschland unabhängiger von Primärressourcen zu machen und den Rohstoffverbrauch pro Kopf von derzeit 16 Tonnen auf unter 8 Tonnen bis 2045 zu senken. Die Strategie sieht eine Verringerung des Abfalls sowie eine Verdopplung des Einsatzes von recycelten Stoffen im Vergleich zum Jahr 2020 vor. Das Recycling soll bis zum Jahr 2030 ein Viertel des Bedarfs an strategischen Rohstoffen decken. Instrumente zur Umsetzung: Um die Ziele zu erreichen, setzt die Bundesregierung auf Maßnahmen wie: KfW-Rohstofffonds: Dieser soll Investitionen in die Kreislaufwirtschaft fördern. Informationsplattform: Mit der Website www.kreislaufwirtschaft-deutschland.de wurde eine zentrale Anlaufstelle für Unternehmen, Kommunen und die Öffentlichkeit geschaffen. Rezeption der Strategie: Lob und Kritik Die Nationale Kreislaufwirtschaftsstrategie (NKWS) der Bundesregierung wird als wichtiger Schritt zur nachhaltigen Transformation der deutschen Wirtschaft gesehen. Wirtschaftsverbände wie der Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) und Berater von Deloitte heben die großen wirtschaftlichen Potenziale hervor: Die Kreislaufwirtschaft könnte bis 2030 die Bruttowertschöpfung um 12 Milliarden Euro pro Jahr steigern und 120.000 neue Arbeitsplätze schaffen. Die Maßnahmen wie der geplante KfW-Rohstofffonds und ein digitaler Produktpass können die Wirtschaft innovativer und ressourceneffizienter machen. Die deutsche Strategie kann helfen, europäische Standards zu erfüllen. Dies kann zu einer Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit beitragen. Die angestrebte Vereinfachung und Standardisierung von Produktinnovationen und -anpassungen könnte dazu beitragen, nachhaltige Technologien schneller in die Praxis umzusetzen und international wettbewerbsfähiger zu werden. Der Unterschied zwischen dem deutschen und dem europäischen Ansatz ist bemerkenswert. Im Gegensatz zum bisherigen Fokus auf Abfallvermeidung und -verwertung orientiert sich die Strategie nun erstmals an dem umfassenderen Konzept der „Circular Economy“. Dieses Projekt befasst sich mit dem gesamten Lebenszyklus von Produkten, von der Gestaltung über die Produktion und Nutzung bis hin zum Recycling. Trotz des Bekenntnisses zur Kreislaufwirtschaft gibt es deutliche Bedenken. Umweltverbände wie der BUND bemängeln die fehlenden Verbindlichkeiten der Ziele. Es gibt keine verbindlichen Vorgaben für Industrie und öffentliche Beschaffung, obwohl diese Bereiche für den Erfolg der Transformation von entscheidender Bedeutung sind. Die Zeitspanne von bis 2045 passt nicht zu den aktuellen Klima- und Ressourcenkrisen. Die angestrebte Reduktion des pro-Kopf-Ressourcenverbrauchs auf 6-8 Tonnen für erst 2045 sei nicht ambitioniert genug. Janine Korduan vom BUND kritisiert außerdem, dass die Nationale Kreislaufwirtschaftsstrategie sich immer noch zu sehr auf Recycling fokussiert, während wichtige Stufen der Kreislaufwirtschaft, die Vermeidung und Wiederverwendung, kaum Beachtung finden. Die Strategie ist ein wichtiger Schritt, doch die Umsetzung wird von entscheidender Bedeutung sein. Ob die Maßnahmen ausreichen, hängt von der konsequenten Umsetzung ab. Die unverbindlichen Ziele müssen durch konkrete Maßnahmen ergänzt werden, um Deutschland zu einem Vorreiter in der Kreislaufwirtschaft zu machen. Die nächsten Jahre werden zeigen, ob die Bundesregierung ambitionierter handelt und damit tatsächlich den Grundstein für eine ressourcenschonende Zukunft legt. Quellen: bmuv.de/pressemitteilung/bundeskabinett-verabschiedet-nationale-kreislaufwirtschaftsstrategie bmuv.de/themen/kreislaufwirtschaft/kreislaufwirtschaftsstrategie bund.net/service/presse/pressemitteilungen/detail/news/nationale-kreislaufwirtschaftsstrategie-kein-konkretes-reduktionsziel-fuer-den-absoluten-ressourcenverbrauch/
NRW investiert in die Kreislaufwirtschaft bei Handwerk und Mittelstand

NRW investiert über 8,1 Millionen Euro, um die Kreislaufwirtschaft im Handwerk und Mittelstand voranzutreiben. Mit dem neuen Förderprogramm „Kooperationszusammenschlüsse für eine Circular Economy“ sollen kleine und mittlere Unternehmen (KMU) kooperative Geschäftsmodelle entwickeln. Ziel: Zusammenarbeiten, um die Umwelt zu entlasten und gleichzeitig den Wirtschaftsstandort nachhaltig zu stärken. Zusammenarbeit für mehr Nachhaltigkeit ist gefragt Nordrhein-Westfalen fördert mit einem neuen Programm die Entwicklung nachhaltiger, ressourcenschonender Geschäftsmodelle in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU). Das Programm „Kooperationszusammenschlüsse für eine Circular Economy“ stellt insgesamt 8,1 Millionen Euro zur Verfügung, um Unternehmen zu unterstützen, die gemeinsam innovative Lösungen zur Förderung der Kreislaufwirtschaft erarbeiten. Ziel ist es, Abfälle zu vermeiden, Ressourcen zu schonen und gleichzeitig die Wirtschaftskraft des Landes langfristig zu sichern und zu stärken. Das Förderprogramm richtet sich an kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in Nordrhein-Westfalen, die gemeinsam an nachhaltigen Projekten arbeiten möchten. Mindestens fünf Unternehmen müssen sich dafür entlang einer Wertschöpfungskette zusammenschließen. „Unser Ziel ist es, Nordrhein-Westfalen zur ersten klimaneutralen Industrieregion Europas zu machen. Diese ökologische Transformation wird eine Kraftanstrengung, aber sie bietet die Chance, unser Bundesland zu einem der nachhaltigsten und wettbewerbsfähigsten Wirtschaftsstandorte Europas zu entwickeln. Die Circular Economy spielt dabei eine Schlüsselrolle: Zirkuläre Produkte und Geschäftsmodelle wie zum Beispiel Rückführsysteme, Produkt-Service-Systeme und Sharing-Modelle – tragen dazu bei, Materialien, Komponenten und Produkte länger im Wirtschaftskreislauf zu halten, Ressourcen zu schonen und die Umwelt zu entlasten.“ – Umweltminister Oliver Krischer. Wie der Umweltminister betont, ist das Ziel der Landesregierung, Nordrhein-Westfalen zur ersten klimaneutralen Industrieregion Europas zu machen. Die Förderung der Kreislaufwirtschaft steht dabei im Zentrum, da die Kreislaufwirtschaft den Unternehmen hilft, ihre Produktionsprozesse nachhaltiger zu gestalten und Ressourcen effizienter zu nutzen. Die langfristigen ökologischen und ökonomischen Vorteile eines solchen Umstiegs sind offensichtlich: Unternehmen können Kosten sparen, ihre CO2-Emissionen senken und gleichzeitig ihre Wettbewerbsfähigkeit durch innovative Geschäftsmodelle steigern. Impuls für Wirtschaft und Klimaschutz Das Förderprogramm wird im Rahmen des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und des Just Transition Funds (JTF) durchgeführt. Diese beiden Programme sind Teil des EU-Förderrahmens für 2021-2027 und bieten zusammen mit den Landesmitteln von Nordrhein-Westfalen insgesamt 1,9 Milliarden Euro, die für nachhaltige Projekte eingesetzt werden. Für dieses Förderprogramm stellen das Land NRW und die EU gemeinsam 8,1 Millionen Euro zur Verfügung. Das Programm deckt bis zu 80 Prozent der förderfähigen Projektkosten ab. Voraussetzung für eine Förderung sei laut Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz (LANUV) ein Mindestvolumen von 250.000 Euro für Dienstleisterausgaben. Die maximale Fördersumme liege bei 350.000 Euro pro Projekt. Dies soll Unternehmen in die Lage versetzen, zukunftsfähige Geschäftsmodelle zu entwickeln, ohne die finanziellen Risiken allein tragen zu müssen. Unternehmen, die sich für das Programm interessieren, können ihre Anträge ab sofort über das Online-Portal EFRE.NRW stellen. Anträge sind möglich bis Ende 2026, sofern noch Haushaltsmittel zur Verfügung stehen. Die Fachstelle für die Begutachtung der Anträge ist die Effizienz-Agentur NRW, die die eingereichten Konzepte auf ihre Innovationskraft und Umsetzbarkeit prüft. Die abschließende Entscheidung über die Förderbewilligung trifft das LANUV. Neben der finanziellen Förderung soll das Programm auch eine wertvolle Unterstützung bei der Umsetzung nachhaltiger Projekte bieten. Unternehmen, die sich bewerben, erhalten nicht nur möglicherweise finanzielle Hilfe, sondern auch fachliche Beratung und Unterstützung, um ihre Ideen und Konzepte marktfähig zu machen. Die Kooperationen können so nicht nur zu einer Verbesserung der Ressourceneffizienz führen, sondern auch zu einem stärkeren Netzwerk zwischen den beteiligten Unternehmen, das langfristige Synergien schafft. Das Programm ist ein wichtiger Bestandteil der Bemühungen, Nordrhein-Westfalen als zukunftsfähigen Wirtschaftsstandort zu positionieren, der den ökologischen Herausforderungen und der Umsetzung des Green Deals gerecht wird. Durch die Förderung von Kreislaufwirtschaft und Innovation wird Nordrhein-Westfalen nicht nur als Industrieregion wettbewerbsfähiger, sondern auch als Vorreiter im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung. Die Transformation zu einer zirkulären Wirtschaft ist ein komplexer, aber lohnender Prozess, der für Unternehmen aller Branchen große Potenziale bietet – sowohl in ökologischer als auch in ökonomischer Hinsicht. Quellen: land.nrw/pressemitteilung/nrw-foerderprogramm-fuer-handwerk-und-gewerbliche-wirtschaft-startet-zirkulaere umwelt.nrw.de/nrw-foerderprogramm-fuer-handwerk-und-gewerbliche-wirtschaft-startet-zirkulaere-geschaeftsmodelle
Wie wir mit der Technik von heute die Wirtschaft von morgen gestalten

Die lineare Wirtschaftslogik muss durch eine zirkuläre Denkweise ersetzt werden. Denn in Deutschland werden nur 13 Prozent der Rohstoffe wiederverwendet, weltweit sogar nur sieben Prozent. Diese Werte müssen sich ändern. Doch wie kann das gehen? Kann die Digitalisierung diesen Wandel beschleunigen? Eine Studie der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften zeigt, wie digitale Technologien dabei helfen können. Digitale Werkzeuge als Katalysator der Transformation Die Deutsche Akademie der Technikwissenschaften (acatech) hat in einer aktuellen Studie untersucht, wie digitale Technologien die Kreislaufwirtschaft voranbringen können. Die Experten sind sich einig: Die Technologien für eine digitale Kreislaufwirtschaft existieren bereits. Der entscheidende Schritt besteht darin, diese systematisch und flächendeckend einzusetzen. Die Kreislaufwirtschaft stellt einen der zentralen Hebel dar, um die klima- und umweltpolitischen Ziele auf nationaler und europäischer Ebene zu erreichen. […] Der Umbau des Wirtschaftssystems hin zu einer Kreislaufwirtschaft geht dabei Hand in Hand mit der digitalen Transformation, denn digitale Technologien sind zentrale Enabler einer erfolgreichen Umsetzung von Kreislaufwirtschaftsstrategien.“ – (acatech STUDIE „Digitale Enabler der Kreislaufwirtschaft“, S.7, 2024). Laut der Studie lassen sich vier grundlegende Funktionen digitaler Technologien hervorheben, die die Realisierung eines nachhaltigeren Wirtschaftens ermöglichen: Datengenerierung und -sammlung: Eine verlässliche Datenbasis ist immer die Grundlage, um effiziente und nachhaltige Entscheidungen zu treffen. Vernetzung: Effiziente Kommunikation und Datenflüsse zwischen Akteuren entlang komplexer Wertschöpfungsketten ermöglichen optimierte Prozesse. Modellierung: Mit digitalen Tools können zirkuläre Produkte und Prozesse geplant und simuliert werden. Automatisierung: Effizienzsteigerungen durch automatisierte Abläufe senken den Ressourcenverbrauch und beschleunigen den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft. Diese Funktionen helfen den Herausforderungen der Kreislaufwirtschaft und bieten innovative Lösungen, um den Ressourcenverbrauch zu senken und Prozesse effizienter zu gestalten. Die Datengenerierung bildet die Grundlage für fundierte Entscheidungen. Digitale Produktpässe und Sensoren liefern umfassende Informationen über Materialien, ihre Herkunft und ihre Recyclingpotenziale. Diese Transparenz hilft Unternehmen, Optimierungsmöglichkeiten zu erkennen, und ermöglicht Verbrauchern nachhaltigere Entscheidungen. Gleichzeitig sorgt die Vernetzung von Akteuren entlang komplexer Wertschöpfungsketten für einen reibungslosen Austausch dieser Daten. Unternehmen können so Ressourcen besser koordinieren und Materialien effizient nutzen – etwa durch gemeinsame Nutzung von Reststoffen oder recycelten Materialien. In der Planung unterstützt die Modellierung durch digitale Werkzeuge wie CAD oder Building Information Modeling (BIM) die Entwicklung ressourcenschonender Produkte und Prozesse. Unternehmen können verschiedene Szenarien simulieren, um von Anfang an nachhaltige und effiziente Lösungen zu realisieren. Die Automatisierung sorgt dafür, dass Prozesse präziser und schneller ablaufen. Ob in der Produktion oder im Recycling – automatisierte Abläufe minimieren Abfall, optimieren den Materialeinsatz und steigern die Effizienz. Zusammengenommen bieten diese Technologien heute verfügbare Möglichkeiten, den Übergang zur Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen und zu beschleunigen. Praxisbeispiele: T-Shirts, Waschmaschinen und Häuser Die acatech-Studie beleuchtet das Potenzial digitaler Technologien anhand konkreter Beispiele: T-Shirts: Die Produktion eines einzelnen Baumwoll-T-Shirts benötigt etwa 2700 Liter Süßwasser. Digitale Produktpässe, die Informationen zu Material, Herkunft und Recyclingpotenzial bündeln, könnten die Transparenz in der Produktion erhöhen. Künstliche Intelligenz (KI) kann zudem die Ressourcenoptimierung vorantreiben und Abfälle minimieren. Waschmaschinen: Digitale Zwillinge – virtuelle Modelle realer Produkte – ermöglichen präzise Vorhersagen zu Wartungen und Reparaturen. Dadurch wird die Lebensdauer von Geräten verlängert, was die Nachfrage nach neuen Rohstoffen reduziert. Einfamilienhäuser: Im Bausektor können digitale Planungswerkzeuge wie Building Information Modeling (BIM) helfen, Ressourcen effizient einzusetzen und Materialverschwendung zu vermeiden. Besonders bei Umbauten und Sanierungen zeigt die Digitalisierung ein großes Potenzial. Diese Beispiele verdeutlichen, wie breit gefächert die Einsatzmöglichkeiten digitaler Technologien sind – von der Modeindustrie bis hin zur Bauwirtschaft. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Politik, Wirtschaft und Forschung ist dafür unverzichtbar. Die kommenden Jahre werden entscheiden, ob der Übergang zur Kreislaufwirtschaft gelingt. Der jetzige Stand der Technik bietet bereits jetzt das Potenzial, Ressourcenverbrauch und Wachstum zu entkoppeln. Wichtig ist jedoch, diese Möglichkeiten systematisch und flächendeckend zu nutzen. Die Zukunft beginnt jetzt – Chancen und Herausforderungen Die Ergebnisse der acatech-Studie finden Bestätigung in internationalen Projekten wie ENCIRCLE, einem EU-geförderten Programm unter der Leitung des Wuppertal-Instituts. Gemeinsam mit 14 Partnerorganisationen entwickelt ENCIRCLE innovative digitale Werkzeuge, die die Kreislaufwirtschaft stärken sollen, darunter künstliche Intelligenz, digitale Zwillinge und Produktpässe. Auch die Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UNECE) betont in einer aktuellen Analyse die zentrale Rolle digitaler Technologien. Diese könnten Prozesse „dematerialisieren“ und fundierte Entscheidungsgrundlagen schaffen. Was fehlt, ist eine konsequente Umsetzung. Hier sind Politik, Wirtschaft und Forschung gleichermaßen gefragt. Politische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen, finanzielle Anreize und gut ausgebildete Fachkräfte sind essenziell, um das schon heute existierende Potenzial der Digitalisierung voll auszuschöpfen Die Studie legt dar: Die Technologie ist bereit – es liegt an uns, sie einzusetzen. Die kommenden Jahre werden entscheidend sein, ob es gelingt, die lineare Wirtschaftslogik durch eine zirkuläre Denkweise zu ersetzen und so einen Beitrag zum globalen Klimaschutz zu leisten. Quellen: acatech.de/projekt/digitale-enabler-der-kreislaufwirtschaft/ wupperinst.org/a/wi/a/s/ad/8772 unece.org/info/publications/pub/397209