Der 3D-Druck und der Klimawandel - Hoffnung, Fortschritt & Zukunft

Der Klimawandel ist ein hochemotionales Thema. Ob Gründe, Auswirkungen oder Lösungen - die Diskussion wird mit harten Bandagen geführt. Bei einem ist sich die Wissenschaft aber einig: Uns bleibt immer weniger Zeit, um die dramatischen Klimaveränderungen unseres Planeten zu stoppen oder zumindest einzudämmen. Die größte Frage rund um diese Thematik ist stets dieselbe, ob in politischen Talkshows oder am familiären Esstisch. Wie stoppen wir die Klimakrise, ohne dabei unseren Wohlstand zu verlieren?

Eine einfache Antwort auf diese Frage existiert nicht. Auch der 3D-Druck ist sicherlich nicht die allumfassende Lösung dieses massiven Problems. Doch er stellt eine fantastische Möglichkeit dar, die industrielle Produktion klimafreundlicher zu gestalten und unseren Konsum umweltkompatibler zu machen, ohne dabei die Kosten ins Unermessliche zu treiben.

Die Weiterentwicklung der Additiven Fertigung kann uns drei Dinge geben, die in dieser Zeit so wichtig sind. Hoffnung, auf eine klimafreundlichere Produktion, Fortschritt, auf dem Weg zu weniger durch Menschen produzierte Schadstoffe und einen großen Schritt in Richtung Zukunft!

Hoffnung

Die Energiewende stellt die Industrie vor dringliche Herausforderungen. Produkte herzustellen, welche die Umwelt so wenig wie möglich belasten und dabei trotzdem für alle Bevölkerungsschichten bezahlbar bleiben, ist ein schwieriges Unterfangen.

Die Corona-Pandemie und der Ukrainekonflikt haben diese Herausforderung einmal mehr verschärft. Es sollte inzwischen allen klar sein, dass neben dem Ziel der klimafreundlichen und bezahlbaren Herstellung auch das Ziel der Unabhängigkeit innerhalb der Produktion erreicht werden muss.

Wie kann die Additive Fertigung dabei helfen, diese Herausforderungen zu meistern?

Einsparung von CO2-Emissionen

Der 3D-Druck ermöglicht eine Perfektionierung der Just-in-Time-Fertigung. Dadurch besteht die Möglichkeit, wichtige Komponenten vor Ort und erst kurz vor Benutzung herzustellen. Dies senkt einerseits die Produktionskosten, andererseits auch die CO2-Emissionen, welche durch lange Transportwege von teilweise sehr kleinen Komponenten unnötig in die Höhe getrieben werden.

Seien es Kleinteile für Windräder oder Großkomponenten wie Flugzeugturbinen, schon heute ist mit dem 3D-Druck ein Großteil der Industrieproduktion kostengünstig und ressourcensparend möglich.

Dadurch wird auch das Ziel der autarken Produktion in greifbare Nähe gebracht. Die Möglichkeit, Komponenten aller Art im eigenen Werk „auf Knopfdruck“ herzustellen, bringt Unternehmen einen großen Schritt näher an die Unabhängigkeit von anderen Herstellern.

Einsparung von Lagerfläche

Des Weiteren lässt sich durch die Additive Fertigung und dem Just-in-Time-Verfahren die komplette Lagerung vollständig umstrukturieren. Noch heute arbeiten viele Unternehmen, auch im Energiesektor, mit einem sehr konservativen Ansatz, wenn es um die Lagerung von essenziellen Komponenten geht. Es werden mehr Komponenten hergestellt als wirklich benötigt werden, um bei plötzlichen Ausfällen nicht in die Bredouille zu kommen.

Dieser Ansatz ergibt zwar Sinn - schließlich will kein Unternehmen seine Produktion wegen einer einzigen fehlerhaften Komponente zum Stillstand bringen müssen - jedoch legt dieses Verfahren unserer Umwelt massive Bürden auf die Schultern. Es entsteht mehr Abfall, da diese überschüssigen Teile häufig nicht benötigt werden, mehr Fläche muss für Lagerhallen genutzt werden, da die produzierten Teile natürlich irgendwo aufbewahrt werden müssen, und die Kosten steigen, welche im Endeffekt auf den Endverbraucher umgelagert werden.

Mit dem 3D-Druck lassen sich Komponenten dann herstellen, wenn sie auch wirklich benötigt werden. Und dies in kürzester Zeit! Keine riesigen Lagerhallen, keine sinnlosen Transportwege und keine unnötigen Mehrkosten mehr, dank der Additiven Fertigung und dem Just-in-Time-Verfahren!

Verbesserung von Technologien

Zu guter Letzt lassen sich durch den 3D-Druck auch bereits bestehende Technologien weiter verbessern. So können durch die Additive Fertigung teilweise große Mengen an Gewicht von einzelnen Komponenten eingespart werden.

Dies bietet gerade rund um die Thematik der Mobilität einiges an Energiesparpotenzial. Ein leichteres Flugzeug oder ein leichteres Auto benötigen weniger Energie zur Fortbewegung, wodurch ein großer Beitrag zur Einsparung von Kraftstoffen geleistet wird.

Auch in der Elektromobilität können Komponenten aus dem 3D-Druck helfen. Durch neu entwickelte Kühlmäntel lässt sich der Verschleiß von Motor und Batterie eines Elektrofahrzeugs minimieren, wodurch gerade die umweltbelastende Batterie weitaus seltener ausgetauscht werden muss.

Wenn Sie mehr über den 3D-Druck in der Automobilindustrie erfahren möchten, können Sie hier zu einem Blogbeitrag zu diesem Thema springen.

Durch den 3D-Druck lassen sich also verschiedenste Vorteile rund um die Umweltfreundlichkeit und Bezahlbarkeit von Komponenten nutzen. Dadurch kann der 3D-Druck eine massive Hilfestellung bei der Frage sein, wie klimafreundlich hergestellte Produkte weiterhin für jedermann bezahlbar bleiben können.

Fortschritt

Aber dies sind nur die Möglichkeiten, welche heutzutage schon existieren. Der 3D-Druck ist eine Technologie der kontinuierlichen Entwicklung und des stetigen Fortschritts. Dieser Fortschritt kann dazu führen, dass die Additive Fertigung in noch weitaus mehr Bereichen einen Beitrag zum Klimaschutz leisten kann.

Der wohl größte und vielversprechendste von diesen Bereichen ist die Lebensmittelproduktion. Was noch vor einigen Jahrzehnten wie Science-Fiction schien, ist schon heute Realität.

Bereits jetzt werden Lebensmittel aus dem 3D-Drucker verkauft und es kommen immer mehr speziell für diesen Zweck konstruierte 3D-Drucker auf den Markt. Beispielsweise arbeitet Barilla seit 2016 an Nudeln aus der Additiven Fertigung und vermarktet inzwischen 15 verschiedene Nudelarten, die mithilfe eines 3D-Drucker hergestellt wurden.

Doch der wichtigste Fortschritt im Sinne des Umweltschutzes ist die Additive Fertigung von Fleisch.

Die Möglichkeiten von additiv gefertigtem Fleisch

Tierprodukte erzeugen zwischen 14 und 18 % aller Treibhausgasemissionen. Kühe, Schafe und Ziegen produzieren massive Mengen Methan, welches, aufgrund seiner Fähigkeit, Wärme sehr effektiv zu speichern, eines der stärksten Treibhausgase darstellt. Auch für den größten Teil der Entwaldung des Amazonas-Regenwalds, ca. 80 %, ist die Haltung von Tieren für die Produktion von u. a. Fleisch verantwortlich.

Der 3D-Druck von Fleisch ist schon jetzt möglich. Es existieren mehrere Unternehmen, z. B. MeaTech und Aleph Farm aus Israel, Nova Meat aus Spanien und Revo Foods aus Österreich, die Fleisch durch die Additive Fertigung herstellen.

Dieses Fleisch besteht zumeist aus pflanzlichen Stoffen, im Falle von MeaTech und Aleph Farm wird inzwischen jedoch auch mit sogenanntem „Laborfleisch“ gedruckt. Bei diesem Laborfleisch werden Stammzellen eines Tiers entnommen und in einem Bioreaktor herangezüchtet. Diese im Bioreaktor entstandene Zellkultur wird in Patronen gefüllt, von einem 3D-Drucker Schicht für Schicht gedruckt und zu guter Letzt folgt noch eine Reifephase in einem Brutschrank.

Aber wenn diese Technologie schon existiert, wieso schreibe ich dann von Fortschritt? In erster Linie deshalb, weil dieses 3D-gedruckte Fleisch noch kaum erhältlich ist.

Wodurch die Erhältlichkeit von additivem Fleisch verringert wird

Gesetzliche Regularien

Dies liegt einerseits an gesetzlichen Regularien, besonders im Falle von Laborfleisch. Dieses ist ein völlig neues Lebensmittel und muss daher erst einmal von der EU zugelassen werden.

Diese Zulassung wird dadurch erschwert, dass viele Fleischkonzerne mit allen Mitteln gegen Fleischalternativen ankämpfen. Man siehe den Versuch pflanzliche Fleischersatzprodukte nicht mehr als „Burger“ oder „Wurst“ verkaufen zu dürfen, welchem das EU-Parlament jedoch eine Abfuhr erteilt hat.

Die positive Nachricht ist, dass Singapur 2020 als erstes Land der Welt Hühnerfleisch aus dem 3D-Drucker gesetzlich zugelassen hat. Wann andere Länder folgen, steht aber noch in den Sternen.

Geringe Herstellungsmengen

Andererseits liegt es an den bisher geringen Herstellungsmengen. Noch ist Fleisch aus der Additiven Fertigung relativ kostenintensiv in der Herstellung. Dies liegt vor allem an der geringen Abnahmemenge.

Umso höher das Produktionsvolumen eines Produkts, desto geringer die Herstellungskosten. Fleisch aus dem 3D-Drucker ist bis dato aber ein Nischenprodukt, welches hauptsächlich an Restaurants geliefert wird. In den letzten Jahren ist die Akzeptanz am Markt allerdings angewachsen, wodurch die Unternehmen, dank Investitionen, mehr Geld zur Verfügung haben, was ihnen die Möglichkeit gibt, die Produktion zu vervielfachen.

Dieser Skalierungsprozess ist aktuell in vollem Gange, wird jedoch noch einige Zeit in Anspruch nehmen. Ist dieser abgeschlossen, wird das Fleisch aus der Additiven Fertigung sicherlich auch in Supermärkten erhältlich sein.

Auch hier gibt es eine positive Nachricht. Denn seit einiger Zeit ist der 3D-gedruckte Lachs von Revo Foods in einigen veganen Supermärkten, aber auch in REWE-Märkten, erhältlich. Hier können Sie eine interaktive Karte aufrufen, welche sämtliche Läden anzeigt, die dieses Produkt verkaufen.

Gesellschaftliche Akzeptanz

Neben dem Fortschritt von Gesetzen und Produktionsmengen spielt aber auch der Fortschritt der gesellschaftlichen Akzeptanz eine große Rolle, um Fleisch aus der Additiven Fertigung allgegenwärtig zu machen.

Laut einer Umfrage von Bitkom aus dem Jahr 2021 können sich bisher nur 17 % der deutschen Bevölkerung vorstellen, Fleisch aus einem 3D-Drucker zu essen.

Doch auch hier gibt es eine positive Nachricht. 2019 lag dieser Prozentsatz noch bei 13. Innerhalb von gerade einmal zwei Jahren hat sich also die Anzahl der Personen, die sich vorstellen können, Fleisch aus der Additiven Fertigung zu verzehren, um 4 % erhöht.

Vielleicht lesen auch diesen Blog einige Personen, welche es sich noch nicht vorstellen können, Fleisch aus einem 3D-Drucker zu essen.
Daher kurz eine Zusammenfassung der Vorteile von 3D-gedrucktem Fleisch:
- Kleinerer ökologischer Fußabdruck
- Keine Massentierhaltung notwendig
- Keine Antibiotika im Fleisch
- Große Designfreiheit
- Lokalisierung der Fleischproduktion
- Minimierung der Lebensmittelverschwendung

Um einen weiteren Anstoß zu geben, 3D-gedrucktem Fleisch zumindest eine Chance zu geben:
Bei einer Blindverkostung in Tel-Aviv gaben 90 % der Gäste an, keinen Unterschied zwischen normalem Fleisch und dem Fleisch aus der Additiven Fertigung zu schmecken.

Ist additives Fleisch die Zukunft?

Da ich kein Hellseher bin, kann ich diese Frage schlecht beantworten. Die Chance, einen großen Teil der Treibhausgasemissionen zu minimieren, indem Fleisch oder andere tierische Nahrungsmittel in Zukunft additiv hergestellt werden, sollte bei den Anstrengungen gegen den Klimawandel aber ohne Zweifel nicht außer Acht gelassen werden.

Bis 3D-gedrucktes Fleisch allgegenwärtig ist, muss allerdings weiterer Fortschritt erreicht werden. Sowohl was Gesetze, Produktion als auch die Akzeptanz angeht.

All dieser Fortschritt läuft jedoch in die richtige Richtung. Wie lange es genau dauert, bis der Fortschritt vollbracht ist, lässt sich nicht sagen. Was sich aber sicher sagen lässt ist, dass der 3D-Druck in Zukunft eine große Rolle spielen könnte.

Zukunft

Die Additive Fertigung bietet uns große Chancen rund um den Klimawandel. Verringerung der Treibhausgasemissionen, Verringerung der Entwaldung und eine Erhöhung der Produktionseffizienz sind nur einige der Chancen, die uns die Additive Fertigung bietet.

Aber wir müssen sie nutzen. All die Chancen der Welt nützen nichts, wenn wir sie ignorieren oder gar aufhalten. Und wir müssen sie schnell nutzen! Das Klima wird nicht darauf warten, bis wir tausende Diskussionen und abertausende Abstimmungen abgehalten haben.

Also nutzen wir die Additive Fertigung und ihre Chancen! Investieren und forschen wir weiter in diese wachsende Technologie! Und vor allem, seien wir offen für Neues!