Nachhaltigkeit am Fraunhofer ISI

Der Energiebedarf des Institutsgebäudes in der Breslauer Straße in Karlsruhe setzt sich zusammen aus Strom- und Gasbedarf und lag im Jahr 2023 bei knapp 700 Megawattstunden (MWh) pro Jahr. Dabei wurde bis 2022 nahezu gleich viel Energie aus Gas und Strom bezogen.

Neben dem Bezug aus dem Stromnetz wurde der Strombedarf des Institutsgebäudes aus zwei Blockheizkraftwerken (BHKW) gespeist, die in den Jahren 2014 – 2022 durchschnittlich zusammen zwölf Prozent des Energieverbrauchs deckten. Im Jahr 2023 sank dieser Anteil auf drei Prozent, da die BHKW aufgrund von Ausfällen zwischenzeitlich nicht in Betrieb waren und aufgrund der Gasmangellage im Herbst 2022 gedrosselt wurden.

Die Anzahl der Beschäftigten scheint sich nicht stark auf den Energieverbrauch des Institutsgebäudes auszuwirken. In den Jahren 2014/2015 war ein Teil der Beschäftigten aufgrund der Asbestsanierung im Westflügel in ein anderes Gebäude ausgelagert, der Energieverbrauch blieb jedoch ungefähr konstant. Die Corona-Jahre 2020 und 2022 mit Homeoffice-Pflicht bzw. Homeoffice-Empfehlungen führten zu einem Rückgang des Stromverbrauchs um elf Prozent. Jedoch ist der Gasverbrauch um 18 Prozent gestiegen.

Ab März 2020 wurden Räume im Technologiepark Karlsruhe (Emmy-Noether Straße) angemietet. Dort arbeiteten zunächst 13 Personen. Im Laufe der Jahre wurde die Anmietung um weitere Räume ergänzt. Zusätzliche Standorte mit wenigen Büros kamen in Heilbronn (ab 1. Januar 2023) und Berlin (ab Oktober 2024) hinzu. Energieverbräuche für diese Standorte sind noch nicht (vollständig) ermittelt. Daher wird hier nur der Energieverbrauch des Institutsgebäudes in der Breslauer Straße beleuchtet.

Der Gasbezug des Institutsgebäudes betrug im Jahr 2023 inklusive des Gasbedarfs für die BHKW 230 MWh. Zieht man den Gasbedarf zur Stromerzeugung ab, ergibt sich ein Gasbedarf für Heizenergie von 215 MWh. Damit liegt der Heizenergiebedarf deutlich unter den Werten von 2022 (283 MWh) und 2021 (362 MWh). Grund hierfür ist, dass das Fraunhofer ISI kurzfristige Maßnahmen zum Gassparen umsetzte, um einen Beitrag zur Vorbeugung der Gasmangellage im Winter 2022/2023 zu leisten. Es wurde beispielsweise ein Flur kaltgelegt, d.h. nur auf 16°C geheizt. Die betroffenen Mitarbeitenden, inklusive Institutsleitung, sind über diesen Winter in einen anderen Flur umgezogen. Zudem wurden die Mitarbeitenden sensibilisiert und ihnen u.a. empfohlen, die Büros auf maximal 19 °C zu heizen. Heizungseinstellungen, wie Erweiterung der Nachtabsenkung auch auf das Wochenende, wurden angepasst. Das Aufrechterhalten der weniger drastischen Maßnahmen hat auch im Winter 2023/2024 zu einer Verringerung des Gasverbrauchs im Vergleich zum Winter 2021/2022 geführt. Vor der Heizperiode im Herbst 2023 fand ein hydraulischer Abgleich statt. Im Herbst 2024 wurden die über 30 Jahre alten Heizungsanlagen durch eine Kombination aus zwei Luft-Wasser-Wärmepumpen (128kW) und einem Brennwertkessel (220 kW) ersetzt. Ziel ist es, den Gasbrennwertkessel nur bei niedrigen Temperaturen einzusetzen und somit den Hauptwärmebedarf des Gebäudes durch die Wärmepumpen abzudecken. Vor der Investitionsentscheidung wurde ein Vergleich verschiedener Varianten bezüglich Wirtschaftlichkeit und CO₂-Emissionen durchgeführt. Aufgrund der kurzen Restnutzungszeit des Institutsgebäudes durch das Fraunhofer ISI – bedingt durch den geplanten Neubau – wurde die vorgenannten Variante gewählt.

Einmal jährlich werden die Mitarbeitenden zum Energiesparen, d.h. insbesondere zum Thema »richtig Heizen« durch E-Mails, Energiesparplakate und Kurzvorträge auf Instituts- oder Betriebsversammlungen sensibilisiert.

Um die CO₂-Emissionen des Instituts zu reduzieren, nimmt das Fraunhofer ISI an den Fraunhofer-weiten Energieeffizienz- und Klimaschutz-Netzwerken (EEKN) teil. Im Rahmen der EEKN soll ein moderierter Erfahrungs- und Ideen-Austausch sowohl unter den beteiligten Fraunhofer-Instituten als auch mit externen Berater:innen erfolgen. Ziel der Netzwerke ist eine dauerhafte Steigerung der Energieeffizienz sowie eine spürbare Senkung der Energiekosten und CO₂-Emissionen an den Instituten. Die Netzwerkidee beruht auf früheren Forschungsprojekten des Instituts. Daher wurden die EEKN auf Initiative eines ISI-Mitarbeiters innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft initiiert und geleitet.

Die Einführung eines Energiemanagementsystems nach ISO 50001 wurde im Herbst 2024  – mit dem Ziel, das Zertifikat im Juli 2025 zu erhalten – begonnen. Wesentliches Ziel der ISO 50001 ist es, die Energieeffizienz zu steigern sowie Energieverbrauch und CO₂-Emissionen zu verringern. 

Erste Zähler für ein Energiemonitoringsystem am Institutsgebäude wurden eingebaut. Die Überwachung des Energieverbrauchs soll in Zukunft mittels Software ermöglicht werden.

Es ist geplant, die bestehende Photovoltaik-Anlage des Vereins »ISI Power«, einer Initiative von ISI-Mitarbeitenden, auszutauschen. Auf Grund der angepassten Rahmenbedingungen soll sie in Zukunft durch das Fraunhofer ISI beschafft und zur Eigenstromerzeugung genutzt werden. Angebote für eine Anlage mit 10 bzw. 20 kWp wurden bereits eingeholt. Eine größere Anlage ist aufgrund der Vergabebedingungen nicht wirtschaftlich.

Setzt man beim Strom den Emissionsfaktor des deutschen Strommixes an, so sind die CO₂-Emissionen 2023 im Vergleich zu den Vorjahren gestiegen. Dies begründet sich durch den erhöhten Stromverbrauch. Das oben erwähnte Energiemonitoringsystem soll unter anderem helfen herauszufinden, was den Anstieg des Stromverbrauchs ab 2022 verursacht hat. Das Fraunhofer ISI bezieht seit einigen Jahren über den Fraunhofer-weiten Rahmenvertrag für das Institutsgebäude Grünstrom. Zurzeit wird der Grünstrom noch überwiegend über Herkunftsnachweise realisiert. In der mittelfristigen Planung sollen zusätzliche individuelle Lösungen und Direktstromlieferverträge, die konkret zur Erhöhung der Kapazitäten erneuerbarer Energien beitragen, diesen Ansatz erweitern. Wird für den bezogenen Ökostrom ein Emissionsfaktor von bilanziell 0 kg CO₂/Jahr unterstellt, so könnten die Gesamtemissionen in 2023 von 245 tausend kg CO₂/Jahr auf 46 tausend kg CO₂/Jahr sinken.

Rund 623.165 km legten die Mitarbeitenden des Fraunhofer ISI insgesamt im Jahr 2022 bei Dienstreisen zurück und verursachten dabei circa 80.4 Tonnen CO₂ oder äquivalente Treibhausgase. Das ist einer der niedrigsten Werte seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 2010 und entspricht hierbei einem Rückgang von rund 86 Prozent im Vergleich zum Maximum von 588 Tonnen im Jahr 2013. Grund für diesen extremen Rückgang sind die »Nachwirkungen« der Corona-Krise und das damit verbundene veränderte Reiseverhalten. Digitale und hybride Austauschformate im Rahmen der Forschungsprojekte haben seitdem stark zugenommen. Zum Höhepunkt der Krise im Jahr 2021 fielen die Treibhausgasemissionen sogar auf 4,7 Tonnen ab. In der Abbildung lässt sich dieser Rückgang gut nachvollziehen. Aufgrund eines Systemwechsels im Jahr 2022 bei der Angabe der durch Bahnreisen hervorgerufenen Emissionen können diese aktuell noch nicht berichtet werden.

Flugreisen im Auftrag des Fraunhofer ISI verursachten 2022 mit insgesamt 78.6 Tonnen Treibhausgasen 95,4 Prozent aller CO₂-Emissionen durch Dienstreisen. Für diese Flugreisen erfolgte jedoch eine vollständige Kompensation durch entsprechende CO₂-Zertifikate. Dahinter folgen die durchgeführten Bahnreisen mit knapp zwei Tonnen (2,5 Prozent) und Pkw-Reisen mit 1,7 Tonnen (2,1 Prozent). Erwähnenswert ist, dass die Zahl der auf Pkw-Reisen gefahrenen Kilometer zuletzt wieder auf ein Drittel des Niveaus aus 2019 angestiegen ist.

Die am häufigsten genutzte innerdeutsche Bahn-Verbindung im Jahr 2022 war, wie in den vorangegangenen Jahren auch, die Strecke Karlsruhe-Berlin mit insgesamt 424 Fahrten.

Im Jahr 2023 legten die Beschäftigten des Fraunhofer ISI auf dem Weg zur Arbeit insgesamt 1,6 Millionen Kilometer zurück. Das entspricht rund 4.000 Kilometern pro Person. Das mit Abstand beliebteste Verkehrsmittel auf dem Weg zum Institut ist nach wie vor das Fahrrad: 49 Prozent aller Angestellten radeln zum Fraunhofer ISI. Zwei Prozent kommen zu Fuß und neun Prozent nutzen den öffentlichen Nahverkehr (ÖPNV). Den Fern- oder Regionalverkehr der Bahn (ÖRFV) nutzen zwölf Prozent. 23 Prozent der Beschäftigten pendeln mit einem Pkw ans ISI. (Hiervon sind 19 Prozent mit Verbrennungsmotor und vier Prozent mit Elektromotor ausgestattet).

Auf ihrem Weg zur Arbeit (mittels Pkw oder Bahn) verursachten die Mitarbeitenden des Fraunhofer ISI Emissionen von 121 Tonnen CO₂ oder anderen klimarelevanten Gasen. Das entspricht etwa 302 Kilogramm CO₂ pro Person. Rund 63 Prozent dieser Emissionen entstanden durch die Nutzung von Privat-Pkw mit Verbrennungsmotor. Rund 36 Prozent entstanden durch die Nutzung der Bahn.

Das Fraunhofer ISI ist am Verbundprojekt Laden am Arbeitsplatz LamA beteiligt. Seit Mai 2022 wurden zwei Ladesäulen mit je zwei Ladepunkten eingerichtet, an denen Fraunhofer-Mitarbeitende kostenpflichtig laden können. Zudem werden an den Ladesäulen Dienstfahrzeuge geladen.

Um auf die Emissionen auf dem Arbeitsweg aufmerksam zu machen und zu sensibilisieren, nimmt das Fraunhofer ISI seit dem Jahr 2022 an der Aktion Stadtradeln teil. Die teilnehmenden Mitarbeitenden sind in den je drei Aktionswochen zwischen 5.300 und 8.000 Kilometer geradelt. 

Der Wasserverbrauch am Fraunhofer ISI setzt sich aus mehreren Quellen zusammen. Trinkwasser wird vor allem genutzt in den Waschräumen mit Toiletten, am Wasserspender in der Kantine, an Wasserkochern für Tee und an Kaffeeautomaten, außerdem in der Kantine selbst, bei der Gebäudereinigung und bei der Dusche mit Umkleide im Untergeschoss, die zum Beispiel von Radfahrerinnen und Radfahrern genutzt wird. In den heißen Sommermonaten wird außerdem Trinkwasser bei extremer Trockenheit verwendet, um Büsche, Hecken und Fassadenbegrünung zu wässern.

Der tatsächliche Wasserverbrauch in der Breslauer Straße orientiert sich direkt an der Anzahl der Beschäftigten, die vor Ort arbeiten. So ist in der folgenden Abbildung deutlich zu erkennen, dass in den Jahren 2014/2015 ein Teil der Beschäftigten aufgrund der Asbestbeseitigung im Westflügel in ein anderes Gebäude ausgelagert war. Auch die Corona-Jahre mit Homeoffice-Pflicht bzw. Homeoffice-Empfehlungen führten zu einem Rückgang des Wasserverbrauchs in den Jahren 2020 bis 2022.

Daten zum Verbrauch im Ausweichsgebäude 2014/2015, beim TPK (ab März 2020 bis heute mit anfangs 13 Personen), in Heilbronn (ab 1. Januar 2023) und Berlin (10.2024) liegen nicht vor.

Die Menge an neu bestelltem DIN A4-Papier sank über die Jahre von rund 1,6 Millionen (2011) auf ein Allzeittief von 150.000 Blatt (~ 0,7 t) im Jahr 2023. Der letzte starke Rückgang ging mit der Corona-Pandemie einher, durch die sich die Anzahl des neubestellten DIN A4-Papiers erneut um die Hälfte verringerte. Auch der Verbrauch von DIN A3-Papier ging zurück. Da dieses aber für mehrere Jahre gekauft wird, ist der Rückgang nicht so eindeutig zu erkennen.

Grundsätzlich wird bereits seit 2013 in den Druckern und Kopierern des Fraunhofer ISI Recyclingpapier verwendet. Als Standard ist doppelseitiger Druck eingestellt.

Das Restmüllaufkommen am Standort Breslauer Straße sank nach einem starken Anstieg auf rund 35 Kilogramm pro Person und Jahr von 2011 bis 2013 auf ca. fünf Kilogramm im Jahr 2023. In den vergangenen Jahren spielten bei der Verminderung neben der Corona-Pandemie und der darauffolgenden Homeoffice- und Flex-Platz-Regelungen auch der seit März 2020 laufende Umzug in den Zweitstandort im Technologiepark Karlsruhe eine Rolle.

Während der Altpapieranfall kontinuierlich bis ca. 25 Kilogramm je Mitarbeiter:in im Jahr 2023 zurück geht, hängt die Abfallmenge in der Aktenvernichtung von individuellen Aufräumaktionen ab. Beim Auszug eines Institutsteils zur Asbestsanierung in den Jahren 2014/2015 gab es vor und nach dem Umzug einen deutlichen Anstieg dieser Abfallart. Im Jahr 2023 lag der Wert bei drei Kilogramm je Mitarbeiter:in.

Ziel ist es, mit der AfB gGmbH in Ettlingen einen im Idealfall Fraunhofer-weiten Rahmenvertrag zu schließen, der die Abgabe elektronischer Altgeräte (z.B. Laptops, Monitore, Smartphones usw.) an den Verwerter AfB regelt. Dadurch würden die ISI-Altgeräte (nach Refurbishment und Aufbereitung) einer Weiterverwendung zur Verfügung stehen. Hierzu laufen aktuell Verhandlungen, die im Jahr 2025 zum Abschluss kommen sollen.