Kategorie: Impuls

In Nordrhein-Westfalen hat sich Wasserstoff längst vom Zukunftsversprechen zu einer konkreten industriepolitischen Chance entwickelt. Die aktuelle Ausgabe des NMWP.NRW-Magazins zeigt, wie politische Rahmenbedingungen, Infrastruktur und technologische Innovationen zusammenwirken, um neue Anwendungen zu ermöglichen und Wasserstoff-Wertschöpfung in Nordrhein-Westfalen konkret werden zu lassen.

Im Interview mit Wirtschaftsministerin Mona Neubaur wird deutlich, wie eng Klimaschutz und Wettbewerbsfähigkeit zusammen gedacht werden müssen. Effizienz, erneuerbare Energien und klimafreundliche Technologien sind demnach kein Kostenfaktor, sondern ein Standortvorteil – wenn Investitionen planbar werden, Regeln praxistauglich sind und Förderung gezielt ansetzt. Zugleich gilt: Wasserstoff soll dort wirken, wo er unverzichtbar ist, während in anderen Bereichen direkte Elektrifizierung schneller sein kann. Ebenso zentral ist die Rolle von Netzwerken und Clustern, die Akteure zusammenbringen und Transfer beschleunigen.

Auch durch unsere Zusammenarbeit mit dem Wasserstoff Hub Rhein-Kreis Neuss/Rheinland e. V. setzt das Magazin genau an dieser Schnittstelle an: Dr. Stefanie Kesting (Thyssengas) beschreibt, warum der Erfolg des H₂-Kernnetzes sich an den regionalen „Abfahrten“ entscheidet – an Anschlüssen, die Wasserstoff tatsächlich zu Unternehmen bringen. Beispiele aus NRW zeigen, wie partnerschaftliches Vorgehen trotz noch offener Fragen Tempo erzeugt.

Technologisch spannt das Magazin den Bogen vom System zur Komponente: vom Bild des Wasserstoffs als „Stütze“ eines resilienten Energiesystems bis zu konkreten Lösungen in Sensorik, Sicherheitstechnik und Verbrennung, in Schichten und Beschichtungen für Elektrolyse und Brennstoffzellen sowie in materialwissenschaftlichen Fragen der „Wasserstoff-Tauglichkeit“. Damit wird greifbar, wie Nano- und Mikrotechnologien, neue Werkstoffe und Photonik direkt zu Skalierung und Industrieeinsatz beitragen.

Auch die Umsetzungsperspektive wird beleuchtet: Das Projekt H2HS in Heinsberg illustriert regionale, integrierte Wertschöpfung von Erzeugung über Speicherung bis zur Anwendung im Verkehr – skalierbar und anschlussfähig für weitere Sektoren. Weitere Beiträge zeigen: Der Hochlauf scheitert nicht an Ideen, sondern an der Herausforderung, Technologie in Serie und Infrastruktur in die Fläche zu bringen.

Das NMWP.NRW-Magazin #17 versteht sich als Einladung: zum Mitdenken, zum Vernetzen und vor allem zum Umsetzen. Nordrhein-Westfalen bringt industrielle Dichte, Forschung und Innovationskultur mit, um Wasserstoff-Wertschöpfungsketten aufzubauen und Strukturwandel als Chance zu gestalten.

Die Sicherheits- und Verteidigungsindustrie begleitet den Cluster NMWP.NRW schon seit vielen Jahren als wichtiges Anwendungsfeld unserer Schlüsseltechnologien – Nanotechnologie, Nano- und Mikrosystemtechnik, Innovative Materialien und Photonik. Ähnlich wie die Automobilindustrie, die Medizintechnik oder AeroSpace ist auch dieses Feld eng mit den technologischen Entwicklungen unserer Community verwoben.

Als wir uns entschieden haben, der Sicherheits- und Verteidigungsindustrie in unserer Arbeit einen sichtbaren Schwerpunkt zu geben, hat uns die Resonanz dennoch überrascht. Trotz der hohen ökonomischen Relevanz des Themenfeldes in Nordrhein-Westfalen war die Dynamik unerwartet: Der gemeinsam mit AeroSpace.NRW und Rheinmetall Aviation Services veranstaltete Themenabend „High-Tech Produktion und innovative Materialien für die Luftfahrt“ im April 2024 war bereits nach zwei Tagen ausgebucht – ebenso wie die Folgeveranstaltung „High-Tech aus NRW für die Sicherheits- und Verteidigungsindustrie“ im Februar 2025.

Dieses Magazin greift diese Dynamik auf und stellt exemplarische Entwicklungen vor, die die Leistungsfähigkeit der nordrhein-westfälischen Industrie unterstreichen. So zeigen Beiträge zur industriellen Computertomographie, wie zerstörungsfreie Prüfverfahren höchste Qualitätsanforderungen in der Verteidigung erfüllen können. Drohnentechno-logien aus Arnsberg verdeutlichen die Rolle modularer, leichter Systeme für Aufklärung und Katastrophenschutz. Textile Innovationen wie metallbeschichtete Fasern eröffnen neue Möglichkeiten für Schutz und Resilienz in Raumfahrt und Verteidigung. Auch Carbonfaser-Ansätze für nachhaltige Hochleistungswerkstoffe, Keramiken zum Personen-schutz oder die systematische Test- und Evaluationsinfrastruktur im elektromagnetischen Kampf illustrieren, wie breit und anwendungsnah die NRW-Kompetenzen sind.

Neben diesen technologischen Einblicken möchten wir besonders auf zwei Interviews hinweisen, die den strategischen Rahmen verdeutlichen: Mona Neubaur, Ministerin für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie, beschreibt die Verantwortung und Chancen, die NRW in einem sich wandelnden sicherheitspolitischen Umfeld hat. Dr. Hans C. Atz-podien, Hauptgeschäftsführer des BDSV, zeigt auf, wie mittelständische Unternehmen in Nordrhein-Westfalen ihre Kompetenzen in die Wertschöpfungsketten der Verteidigungsindustrie einbringen und so Europas Wehrfähigkeit stärken können.

Das aktuelle NMWP.NRW-Magazin macht deutlich: NRW verfügt nicht nur über technologische Exzellenz, sondern auch über eine einzigartige Struktur aus Großunternehmen, Mittelstand und Forschung, die gemeinsam an Lösungen für die Zukunft arbeiten. Unser Ziel ist es, diese Innovationskraft sichtbar zu machen und die Brücke zwischen Technologieentwicklung und sicherheitsrelevanter Anwendung weiter auszubauen.

In unserer immer komplexer werdenden Welt ist es die Digitalisierung, die uns wichtige Unterstützung bietet – von den zahllosen Helferlein im täglichen Leben bis hin zu hochkomplexen Recheninfrastrukturen. Betrachtet man die Digitalisierung genau, muss zwischen der Software und der Hardware unterschieden werden. So spielt innovative Hardware eine zentrale Rolle, denn durch sie werden viele Anwendungen wie Künstliche Intelligenz und Machine Learning überhaupt erst möglich. Mittels disruptiver Ansätze in der Computerhardware stärken wir unsere internationale Position als Innovationsstandort und heben so Marktpotentiale auf nationaler, europäischer oder globaler Ebene. Denn: Wenn man Daten und Software als Öl betrachten würde, sind innovative Computerarchitekturen die Fördertürme.

Bei innovativen Computerarchitekturen sind Schlüsseltechnologien wie die Nanotechnologie, die Nano- und Mikrosystemtechnik, die innovativen Materialien und die Photonik von zentraler Bedeutung. Diese liefern wichtige Impulse entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von neuen 2D-Materialien und photonischen Komponenten über entsprechende Produktionsprozesse wie der Elektronenstrahl-Lithografie bis hin zu kompletten Systemen wie Neuromorphe Chips. Insbesondere Schlüsseltechnologien aus Nordrhein-Westfalen leisten gleich auf verschiedensten Ebenen im Bereich der Nano- und Mikrosystemtechnik einen elementaren Beitrag zur Steigerung der Ressourceneffizienz, der Energieeinsparung sowie der Defossilisierung und der Resilienz. Hardware und Software sind so gemeinsam die treibenden Kräfte hinter den Fortschritten, die wir beispielsweise in Bereichen wie Gesundheitswesen, Bildung, Energie, Transport, Logistik, aber auch der Steigerung der Widerstandsfähigkeit kritischer Bereiche unserer Wirtschaft und Infrastrukturen sehen.

In Nordrhein-Westfalen gibt es bemerkenswerte wirtschaftliche und wissenschaftliche Aktivitäten in den Bereichen Neuromorphes Computing, High-Performance Computing und Modulares Supercomputing sowie Edge-Computing und Quantencomputing. Diese innovativen Technologien und Hardwareinnovationen entstehen – neben der Ausbildung von hochqualifizierten Fachkräften – in einem gut funktionierenden und gut vernetzten Ökosystem aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik.

Im Gespräch mit NMWP.NRW hat Frau Ina Brandes, Ministerin für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen unserer Wirtschafts- und Wissenschaftslandschaft ein hohes Innovationspotential attestiert. Gerade die hohe Dichte an exzellenter Forschung liefert mit wissenschaftlichen Erkenntnissen und wirtschaftlich erfolgreichen Spin-offs international wichtige Impulse.

Sie sehen – für „Future of Computing“ sind Schlüsseltechnologien wie die Nano- und Mikrosystemtechnik, die innovativen Materialien und die Photonik wichtige Enabler. Die Querschnittstechnologien sind unsere täglichen Begleiter und Unterstützer. Sie werden in der Öffentlichkeit kaum wahrgenommen, leisten aber unverzichtbare Bei-träge, um unser Leben zu verbessern und die Wirtschaft nachhaltig zu stärken. Wir möchten Ihnen mit diesem Magazin Einblicke in einige Aktivitäten und innovative Impulse aus NRW bieten.

Die Automobilbranche wandelt sich aktuell fundamental. Auch wenn dieser Wandel gesamte Wertschöpfungsketten – vom Automobilhersteller über die Zuliefererindustrie bis hin zur Materialforschung – vor grundsätzliche Herausforderungen stellt, bietet er auch eine Vielzahl an Chancen. Und wie in nahezu allen Märkten bieten die Schlüsseltechnologien auch hier elementare Lösungsansätze in verschiedensten Bereichen. Um einige Beispiele innovativer Impulse für die Mobilitätswende aufzuzeigen, hat sich der Cluster NanoMikroWerkstoffePhotonik.NRW dazu entschlossen, gemeinsam mit dem Cluster automotiveland.NRW ein Magazin dem Thema „Schlüsseltechnologien im Automobil der Zukunft“ zu widmen. Das Feedback aus der High-Tech-Community NRWs war derart groß, dass wir nur einige Beispiele aufnehmen und nicht die komplette Bandbreite abdecken können. Dennoch sind wir überzeugt, dass wir auch für Sie ein paar spannende Entwicklungen finden konnten.

Eine der Schlüsseltechnologien ist zum Beispiel die Digitalisierung als wichtiges und universelles Werkzeug unserer Zeit. Soft- und Hardware unterstützt – in der Digitalisierung vereint – unsere Wirtschaft nicht nur im Bereich Produktion, sondern zukünftig auch in Planungs- und Management-Prozessen immer stärker. Das Automobil der Zukunft soll nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch intelligenter werden. Die Sensorik, welche uns schon heute in Fahrerassistenzsystemen unterstützt, wird zukünftig das autonome Fahren ermöglichen. Dadurch steigt jedoch der Gesamtbedarf an Halbleitern im Automobil, da neben der Sensorik und den Aktoren eine gute Konnektivität zur Außenwelt und die Möglichkeit zur Kommunikation und Unterhaltung immer mehr zur Kaufentscheidung beitragen werden. Lesen Sie hierzu das Interview mit Prof. Dr.-Ing. Peter Burggräf, Lehrstuhlinhaber International Production Engineering and Management IPEM, Universität Siegen.

Neben Digitalisierung und Sensorik sind Werkstoffinnovationen ein zentrales Thema in der Wirtschaft. Denn 70 Prozent aller technischen Innovationen in Deutschland beruhen auf Werkstoffinnovationen. Innovative Werkstoffe und Materialien sind eng mit neuen Produktionsprozessen verbunden. Auch hier ist die Geschwindigkeit beeindruckend, mit der Bauteile performanter, aber auch leichter werden. Der 3D-Druck oder auch individuell geformte, funktionalisierte Glasflächen halten durch innovative Ansätze Einzug in die Serienproduktion. Ohne Werkstoffinnovationen ist die für die Elektromobilität notwendige Energiedichte bei Akkus nicht erreichbar. Aber auch das Recycling darf nicht außer Acht gelassen werden, um die Ressourceneffizienz, aber auch die Resilienz der Wirtschaft NRWs zu steigern. Hier sind wir stolz, Ihnen mit dem Batterie-Recycler „cylib“ den Gewinner des diesjährigen Innovationspreis NRW aus Aachen in diesem Magazin vorstellen zu können.

Im Gespräch mit NMWP.NRW und automotiveland.nrw hat Frau Mona Neubaur, Ministerin für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen unserer Wirtschafts- und Wissenschaftslandschaft ein hohes Innovationspotential attestiert. Für eine nachhaltige Mobilität brauchen wir saubere Autos, und die Schlüsseltechnologien sind hierfür unverzichtbar. Wichtig ist der NRW-Wirtschaftsministerin dabei, dass wir die Kompetenzen für diese Schlüsseltechnologien in Nordrhein-Westfalen haben und weiterentwickeln.

Sie sehen – Schlüsseltechnologien wie die Nano- und Mikrosystemtechnik, die innovativen Materialien und die Photonik sind wichtige Enabler für das Automobil der Zukunft. Sie werden in der Öffentlichkeit kaum wahrgenommen, leisten aber unverzichtbare Beiträge, um unser Leben zu verbessern und die Wirtschaft nachhaltig zu stärken. Wir möchten Ihnen mit diesem Magazin Einblicke in einige Aktivitäten und innovative Impulse aus NRW bieten.

Die Photonik ist nicht nur eine der ältesten Schlüsseltechnologien überhaupt, sie liefert bis heute immer wieder hochaktuelle Impulse und Innovationen in nahezu allen Anwendungsfeldern und Megamärkten. So gibt es heute kaum ein High-Tech-Produkt, welches in seinem Entstehungsprozess nicht mindestens einmal mit einem Laser bearbeitet wurde. Moderne Chips sind ohne optische Technologien nicht herstellbar und mittels „Laser Powder Bed Fusion“ können selbst kleinste Strukturen mit maximaler Effizienz 3D-gedruckt werden. Auch schnelle Datenverbindungen, wie sie für die Digitalisierung notwendig sind, sind ohne die Photonik nicht möglich.

Die Marktposition von Europas Photonik-Industrie ist weltweit Platz Zwei nach China. Auch in Deutschland befindet sich die Photonik-Industrie auf einem starken Wachstumskurs. Mit etwa 1.000 Herstellern von photonischen Komponenten, 161.000 Arbeitnehmern und einem Jahresumsatz von etwa 40 Milliarden Euro macht dieser Wirtschaftszweig Deutschlands insgesamt rund vierzig Prozent des gesamten Europa-Geschäfts aus.

Auch NRW als wichtiger High-Tech-Standort Deutschlands ist im Bereich der Photonik exzellent aufgestellt. Aus diesem Grund haben wir uns dazu entschieden, diese Ausgabe unseres NMWP-Magazins zu nutzen, um die Bandbreite der Photonik aus NRW an einigen Beispielen aufzuzeigen. Seien es innovative Lösungen zur Sicherung grüner Energie durch effiziente Wasserstoffproduktion oder nachhaltige Ressourcenschonung durch neue, laserbasierte Produktionsverfahren mittels KI und neuronalen Netzen. Hochauflösendes 3D-Sensing findet Einsatz in der Qualitätskontrolle, im Gesundheitswesen oder beim autonomen Fahren. Darüber hinaus dient Photonik als Alternative für die Miniaturisierung in der Chipindustrie. Die exzellente Forschungslandschaft Nordrhein-Westfalens und die zahlreichen innovativen Unternehmen sind der Motor für innovative Lösungsansätze „made in NRW“. Das macht die Photonik für uns zu einem wichtigen Standbein zur Sicherung von Wettbewerbsfähigkeit und Wohlstand.

In unserem Interview gibt Dr. Lutz Aschke, Präsident von Photonics21, interessante Einblicke und persönliche Einschätzungen mit Blick auf die Photonik in Europa und Deutschland sowie auf die Herausforderung, vor denen Unternehmen aktuell durch die geopolitischen Entwicklungen stehen. Dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken und ein wachstumsförderndes Umfeld für Start-ups zu schaffen sind weitere wichtige Bereiche, in denen Netzwerke wie Photonics21 und NMWP.NRW aktiv sind.

Die Digitalisierung ist ein wichtiges und universelles Werkzeug zur Lösung verschiedenster Herausforderungen unserer Zeit. Dabei geht es nicht nur um Software, sondern auch um innovative Hardwarekonzepte mit deutlich gesteigerter Leistungsfähigkeit. Diese ermöglichen uns immer komplexere Probleme und Fragestellungen zu lösen. So leisten Software und Hardware – in der Digitalisierung vereint – grundlegende und wichtige Beiträge in Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft. Auch liefern Sie innovative Impulse auf globaler Ebene zu grenzüberschreitenden Problemen. Wir als NMWP.NRW fokussieren uns dabei insbesondere auf innovative Hardware und moderne Elektronik. Gerade NRW als High-Tech-Standort gestaltet mit seiner umfassenden wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Expertise im Kontext der Hardware die globale wirtschaftliche Transformation maßgeblich mit.

So bieten zum Beispiel neue Architekturen in der Chipentwicklung auf RISC-V Basis, auf europäischer Ebene neuartige Ansätze für KI-basierte Sensorik. Quantencomputing und Neuromorphe Chips werden durch deutlich gesteigerte Rechenkapazität bei gleichzeitig reduziertem Energiebedarf neue Anwendungsgebiete für Künstliche Intelligenz ermöglichen. Dies wird zu Innovationen in sämtlichen Industriebereichen führen und damit Wirtschaftswachstum, Beschäftigung und Wohlstand in NRW sichern.

Die Digitalisierung dringt in immer weitere Bereiche unseres Lebens vor. Nicht nur in der Logistik oder als Sensorik für Predictive Maintaineance, sondern auch in medizinischen Wearables leisten modernste Prozessoren einen Beitrag zur Gesundheitsüberwachung und damit zu mehr Wohlbefinden und einem gesünderen Leben. Ebenso bietet die Sensorik in Verbindung mit effizienten Chips Einblicke bzw. den Überblick zur Gestaltung nachhaltiger Städte bzw. die Steigerung landwirtschaftlicher Erträge. Hier liegt großes Potential bei der Bekämpfung von globalen Herausforderungen wie Armut oder Hunger, ebenso wie bei der Verringerung von Umweltbelastung. Die großen Mengen an Daten, die so gesammelt und verarbeitet werden, werden dank der THz-Photonik mit 6G deutlich schneller versendet. So rücken Wirtschaftsstandorte und Menschen näher zusammen.

Der Digitale Zwilling bietet als digitales Abbild, zum Beispiel von Produktionsstraßen, Einblicke in Prozesse mit höchster Auflösung. So werden Optimierungspotentiale sichtbar und Veränderungen in Prozessen können simuliert werden. Last but not least bietet in Zukunft das Quantencomputing Lösungen für aktuell nicht lösbare Fragestellungen, zum Beispiel im Bereich der Prozessoptimierung oder der Materialoptimierung.

Sie sehen – Schlüsseltechnologien wie die Nano- und Mikrosystemtechnik, die innovativen Materialien, die Photonik und die Quantentechnologien sind wichtige Hardware-Enabler für zukünftige Digital- und Computing-Konzepte. Sie werden in der Öffentlichkeit kaum wahrgenommen, leisten aber unverzichtbare Beiträge um unser Leben zu verbessern und die Wirtschaft zu stärken. Wir möchten mit dem aktuellen Magazin einen kleinen Einblick in einige Aktivitäten und Beiträge dieser Themenfelder aus NRW bieten.

„Wir fördern die Kreislaufwirtschaft als effektiven Klima- und Ressourcen-schutz, Chance für nachhaltige Wirtschaftsentwicklung und Arbeitsplätze.“ So lautet das Commitment der neuen Bundesregierung zu diesem wichtigen Themenfeld im aktuellen Koalitionsvertrag.

Doch nicht nur im Koalitionsvertrag der Bundesregierung, auch in der neuen Innovationsstrategie des Landes Nordrhein-Westfalen werden „Innovative Prozesse, Fertigungsverfahren, alternative Materialien, Produkte und Dienstleistungen für mehr Ressourceneffizienz und -effektivität sowie verbesserte Zirkularität bzw. Kreislauffähigkeit (langlebig, robust, reparierbar, modular, schadstofffrei, sortenrein, recyclingfähig)“ als wichtige Faktoren genannt.

Insbesondere die Entwicklungen im vom Cluster NanoMikroWerkstoffePhotonik.NRW adressierten Bereich der Neuen Materialien und Werkstoffe, aber auch in den Schlüsseltechnologien Nanotechnologie, Mikrosystemtechnik und der Photonik sowie den digitalen Technologien wie Quantencomputing, neuromorphes Computing oder Digitale Zwillinge liefern wichtige Impulse aus Nordrhein-Westfalen. Damit werden sie zu einem wichtigen Enabler für die Weiterentwicklung der weltweit weitestgehend linear aufgebauten Wirtschaftssysteme hin zur Circular Economy. Im Kontext einer nachhaltigen Mobilität kommt dabei zum Beispiel den Themenbereichen Batterieherstellung und -recycling, Leichtbau sowie saubere Energiegewinnung eine zentrale Rolle zu.

Die Entwicklung in Richtung Kreislaufwirtschaft ist wichtig für nahezu alle Industriezweige, gerade in NRW als einem der wichtigsten Werkstoff- und High-Tech-Hotspots Europas. Die Corona-Pandemie, aber auch die Havarie des Frachters „Ever Given“ im März 2021 haben gezeigt, wie stark die Abhängigkeit von internationalen Lieferketten ist. Diese wurden durcheinandergewirbelt und sind teilweise zum Erliegen gekommen. Die Folge sind Lieferengpässe und massive Preissteigerungen bei Rohstoffen wie Silizium oder Aluminium, die auch im B2B und B2C Geschäft spürbar sind und unsere wirtschaftliche Entwicklung, aber auch Innovationsprozesse in NRW, Deutschland und Europa gefährden. Mit wettbewerbsfähigen Materialkreisläufen könnten diese Effekte deutlich abgefedert werden.

Auch Professor Dr. Andreas Pinkwart, Minister für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen betont im Interview in dieser Ausgabe des NMWP-Magazins: „Auch wenn viele Preissteigerungen nur Momentaufnahmen sind, steht fest: Viele Rohstoffe bleiben auf absehbare Zeit erstmal knapp, weil Förderkapazitäten nicht so schnell erschlossen werden können oder erschöpft sind. Der Trend geht daher klar zu deutlich höheren Preisen. Dies erhöht die Notwendigkeit und die Rentabilität der Circular Economy umso mehr, wie auch eine aktuelle Studie belegt, die das RWI für uns erstellt hat. Die Pandemie ist sicherlich ein starker Beschleuniger für diesen Effekt gewesen, aber nicht die einzige Ursache.“

Aus diesem Grund hat die Kreislaufwirtschaft in der Industrie so einen hohen Stellenwert: Neben dem Klima- und Ressourcenschutz kann eine gewisse Unabhängigkeit von internationalen Märkten und Stabilität in der eigenen Wirtschaftsentwicklung erreicht werden.

Doch die Herausforderungen, die die Kreislaufwirtschaft stellt, sind vielschichtiger. Nicht nur, dass das Thema bei der Umsetzung interdisziplinäre Teams erfordert, ein grundlegendes Umdenken ist erforderlich. Nicht nur in der Industrie, sondern ebenso in der Gesellschaft.