Highlight-Artikel Q1-2026

Procedia CIRP (32nd CIRP Conference on Life Cycle Engineering (LCE2025)) | Volume 135 | 2025 | Pages 396-402

Marie Fischer, Wilson Charles Kumar Joseph, Nikolas Hagemann, Sina Herceg, Mathias Drews, Saskia Kühnhold-Pospischil

Negative-Emissions-Technologien (NETs) gewinnen insbesondere hinsichtlich der geplanten Klimaneutralität zunehmend an Bedeutung, da sie eine dauerhafte Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre ermöglichen und damit einen essentiellen Bestandteil des Technologiemixes zur Erreichung der sogenannten Netto-Null darstellen. Für eine belastbare Bewertung dieser Technologien ist eine konsistente und transparente Lebenszyklusanalyse (LCA) erforderlich, insbesondere weil sich die verfügbaren Technologien auch hinsichtlich ihrer Koppelprodukte wie Wärme und Strom deutlich unterscheiden. In dieser Veröffentlichung wird eine vergleichende LCA für Pyrolysis Carbon Capture and Storage (PyCCS), Biogas-basierte Bioenergy Carbon Capture and Storage (BECCS) und Direct Air Carbon Capture and Storage (DACCS) durchgeführt. Die funktionelle Einheit, die diesem Vergleich zu Grunde liegt, ist dabei 1 t CO₂, die abgeschieden und gespeichert wird. 

Die Studie macht deutlich, dass Allokationsentscheidungen die Ergebnisse dieses Vergleichs maßgeblich prägen. Gleichzeitig ist zu erwähnen, dass Allokation die realen Emissionen nicht verändert, sondern diese lediglich zwischen CO₂-Abscheidung und Koppelprodukten umverteilt. Sensitivitätsanalysen zeigen außerdem, dass der Einsatz erneuerbarer Elektrizität sowie Annahmen zu CO₂-Abscheideraten bei BECCS die Ergebnisse ebenso beeinflussen können. Vor diesem Hintergrund wird eine hohe Transparenz und perspektivisch eine Standardisierung von Allokationsverfahren für NETs empfohlen, um belastbare Vergleiche zwischen Technologien zu ermöglichen.

Applied Energy | Volume 402, Part A | 15 December 2025 | 126884

Michelle Antretter, Paula Oberfeier, Arne Surmann, Mirko Schäfer, Matthias Kühnbach

Die Studie analysiert erstmals umfassend die wirtschaftlichen und technischen Potenziale der Kombination von bidirektionalen batterieelektrischen Fahrzeugflotten (BEV) und stationären Batteriespeichern (SBS) in drei kommerziellen Sektoren: Produktion, Büro und Gesundheits-/Sozialwesen. Mithilfe eines simulationsbasierten Optimierungsframeworks werden verschiedene Flottengrößen, Speichergrößen und Lade-Strategien (unidirektional, kontrolliert und bidirektional) verglichen.

Die Ergebnisse zeigen: Bidirektionale BEV-Flotten können in bestimmten Anwendungsfällen SBS teilweise oder vollständig ersetzen und ermöglichen insbesondere in Bürogebäuden deutliche Kosteneinsparungen durch erhöhte Eigenverbrauchsquoten und optimierte Strombeschaffung. In der Produktion sind Kombinationen aus SBS und BEV-Flotten für das Peak Shaving besonders attraktiv. Die Wirtschaftlichkeit hängt jedoch stark vom konkreten Anwendungsfall, der Flottengröße, dem Investitionszeitpunkt und den Rahmenbedingungen ab.

Fazit: Eine pauschale Empfehlung für die gleichzeitige Investition in SBS und bidirektionale Flotten ist nicht möglich. Vielmehr sind individuelle Analysen für spezifische Standorte und Nutzungsszenarien notwendig. Das entwickelte Simulationsframework bietet hierfür eine fundierte Entscheidungsgrundlage. Bidirektionale Flotten können künftig einen wichtigen Beitrag zur Flexibilisierung und Kostensenkung in Unternehmen leisten – vorausgesetzt, die regulatorischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen stimmen.

International Journal of Hydrogen Energy | Volume 202 | 21 January 2026 | 153053

Linda Ney, Nathalie Göttlicher, Richard Lohmann, Markus Klawitter, Jakob Hog, Neethu Philip Thombra, Zohreh Kiaee, Isabell Kegel, Jürg Schleuniger, Roman Keding

Für eine nachhaltige und umweltschonende Energiewende ist die Entwicklung von alternativen Energieumwandlungstechnologien für mobile Anwendungen von zentraler Bedeutung. Aufgrund ihrer hohen Leistungsdichte und geringen Betriebstemperatur ist die PEM (Polymer-Elektrolyt-Membran)-Brennstoffzelle eine der vielversprechendsten Technologien zur Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie.

Die Herstellung dieser PEM-Brennstoffzellen steht vor der Herausforderung, die Kosten zu senken und ihre Fertigungsprozesse zu skalieren, um mit höheren Produktionsvolumina in den Markt einzutreten. Diese Studie untersucht Drucktechnologien für die Herstellung katalysatorbeschichteter Membranen in PEM-Brennstoffzellen: das etablierte Flachbettsiebdruckverfahren wird mit dem Rotationssiebdruck verglichen. Nach Kenntnis der Autoren stellt diese Studie die erste Anwendung der Rotationssiebdrucktechnologie zur Herstellung von Katalysatorschichten in PEM-Brennstoffzellen dar. Rotationssiebdruck bietet den intrinsischen Vorteil, eine intermittierende Strukturierung in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Prozess zu ermöglichen und damit die Hochdurchsatzproduktion katalysatorbeschichteter Membranen (CCMs) zu erleichtern.

Zusätzlich wird ein Machbarkeitsnachweis für die Herstellung von Elektrodenstrukturen mit Linienbreiten bis 100 μm mit einem industriellen Siebdrucker erbracht. Diese Elektrodenstrukturen könnten zur weiteren Optimierung der Katalysatorausnutzung eingesetzt werden. Die elektrochemische Charakterisierung der flachbett- und rotationssiebdruckten Brennstoffzellen zeigte eine ähnliche Leistung; damit erschließt diese Studie das Rotationssiebdrucken als eine weitere Drucktechnologie für PEM-Brennstoffzellen mit sehr hohem Durchsatzpotenzial, insbesondere in Verbindung mit Rolle-zu-Rolle-Prozessen.

Resources, Conservation and Recycling | Volume 212 | January 2025 | 107948

Estelle Gervais, Benjamin Sprecher, Sebastian Nold, Peter Brailovsky, René Kleijn

Dieses Papier stellt eine Methodik vor, um Versorgungsrisiken von Ländern in verschiedenen Szenarien der Versorgungsdiversifizierung zu bewerten – Business-as-usual, Reshoring, Friendshoring. Für jedes Szenario wird die Ausbreitung von drei Arten von Störungen in der vorgelagerten Lieferkette simuliert: Versorgungsengpässe, Exportbeschränkungen und bilaterale Handelskonflikte. Die Diversifizierung der Lieferkette durch Reshoring und Friendshoring wird zunehmend als Schlüsselstrategie für die Versorgungssicherheit betrachtet. Reshoring steht im Mittelpunkt des US-amerikanischen Inflation Reduction Act, des indischen Production Linked Incentive Scheme und des europäischen Net Zero Industry Act, die alle darauf abzielen, die heimische Produktion strategischer Güter anzukurbeln. Friendshoring fördert Handelspartnerschaften mit gleich gesinnten Ländern und steht ebenfalls auf der politischen Agenda der großen Volkswirtschaften, obwohl die praktischen Aspekte der Identifizierung befreundeter Länder unklar sind. Studien, die quantifizieren, inwieweit Diversifizierung Länder vor Versorgungsunterbrechungen schützt, sind ebenfalls rar. 

Das entwickelte Python-basierte Modell wird am Beispiel der globalen Silizium-Lieferketten für PV-Anlagen veranschaulicht, vom Quarzabbau bis zur Modulinstallation. Es werden Abhängigkeiten in PV-Lieferketten identifiziert, die zu erheblichen kaskadierenden Störungen führen können. Darüber hinaus wird das Risikominderungspotenzial der Diversifizierung quantitativ diskutiert.

Insgesamt unterstreicht dieser Beitrag die Notwendigkeit von Untersuchungen zu Versorgungsrisiken, um Diversifizierungsempfehlungen zu differenzieren. Es wäre besonders hilfreich, Indikatoren zu verbessern, die die technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten einer Region zur Lieferung eines bestimmten Produkts berücksichtigen, und die Herausforderungen des Reshoring realistisch zu modellieren.