In der Dissertationsschrift wurden zwei Schwerpunkte untersucht, die sich zum einen mit der Entwicklung einer Bewertungsmatrix zur Erstabschätzung potenzieller Abwärmenutzungen und zum anderen mit der Integration thermoelektrischer Generatoren im Gießereiprozess auseinandersetzten. In der Matrix wurden 4 Modellabwärmequellen definiert, die sich jeweils in 9 verschiedene Betriebszustände unterteilen, um die vielfältigen Prozessbedingungen widerzuspiegeln. Weiterhin wurden 4 Modellwärmesenken festgelegt, die in Abhängigkeit der thermischen Leistung der Abwärmequellen, die Bewertungsreferenz darstellen. Im Ergebnis erfolgte eine Bewertung von 144 unterschiedlichen Abwärmenutzungskonzepten nach den Kriterien: Energieeffizienzsteigerung, Kaskadennutzung, wirtschaftlich maximal vertretbares Budget und erzielte CO2-Einsparung. Die Integration der thermoelektrischen Generatoren erfolgte am Pfannenfeuer, im Formkasten und an der Druckgussmaschine. Die höchsten Durchschnittswerte der elektrischen Leistung wurden mit 45mW im Formkasten erreicht. Damit können Sensornetzwerke energieautark versorgt, die Datenverfügbarkeit erhöht und die Prozesseffizienz gesteigert werden.

Mittels der vorliegenden Arbeit wurde ein Entscheidungsinstrument zur ganzheitlichen Beurteilung von Prozessketten erarbeitet. Für die ganzheitliche Ausrichtung wurden ökonomische, ökologische und produktbezogene Aspekte einbezogen. Im konzeptionellen Teil wurden die einzelnen notwendigen Schritte einer Prozesskettenbewertung wie Festlegung der Systemgrenzen, Modellierung, Festlegung der Zielgrößen etc. hinsichtlich möglicher Ausgestaltungen diskutiert. Hierbei wurden mögliche Lösungen für bestehende Probleme hinsichtlich ihrer Zweckmäßigkeit diskutiert. Dabei folgten die Überlegungen bezüglich der Zweckmäßigkeit einerseits der Erfüllung abgeleiteter Gütekriterien und andererseits der Frage, unter welchen Voraussetzungen diese umsetzbar sind. Der so im Theorieteil herausgearbeitete Entscheidungsbaum wurde anschließend auf eine Fallstudie aus dem Bereich der Gießereiindustrie angewendet. Hierbei konnte einerseits die Anwendbarkeit gezeigt als auch der Umgang mit individuellen Herausforderungen dargestellt werden.:Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Anlagenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einführung 1.1 Problemstellung und Forschungsziel 1.2 Forschungsstand und –lücke 1.3 Forschungsfragen und Aufbau der Dissertation 2 Theoretische Fundierung der Bewertungsmethode 2.1 Begriff und Arten von Prozessinnovationen 2.2 Gütekriterien der Bewertungsmethode 2.3 Vorgehen bei der Prozesskettenbewertung 2.3.1 Ansätze in der Literatur 2.3.1.1 Bewertungsmethoden mit ökologischem Fokus 2.3.1.2 Bewertungsmethoden mit ökonomischem Fokus 2.3.1.3 Bewertungsmethoden mit einem ökonomisch-ökologischem Fokus 2.3.1.4 Bewertungsmethoden zur Beurteilung der Produkte 2.3.2 Darstellung der Bewertungsschritte 2.4 Vorstellung der Fallstudie 3 Konzeptionelle Ausgestaltung der Bewertungsmethode 3.1 Festlegung der Systemgrenzen 3.2 Modellierung der Prozesskette 3.3 Ableitung und Differenzierung der Zielgrößen 3.3.1 Ökonomische Zielgröße 3.3.2 Ökologische Zielgröße 3.3.3 Produktbezogene Zielgröße 3.4 Bestimmung der Einflussgrößen 3.5 Bestimmung der Bezugsgröße 3.6 Bewertung der Prozesskette 3.6.1 Ökonomische Bewertung 3.6.1.1 Bestimmung der relevanten Kosten und Erlöse 3.6.1.2 Bestimmung der Cashflows und des Kalkulationszinssatzes 3.6.2 Ökologische Bewertung 3.6.3 Produktbezogene Bewertung 3.7 Ableitung des ganzheitlichen Ergebnisses 3.8 Durchführung der Sensitivitätsanalyse 3.9 Ableitung eines Entscheidungsbaumes 3.10 Prüfung der Bewertungsmethode 4 Anwendung der Bewertungsmethode auf die Fallstudie 4.1 Festlegung der Systemgrenzen und Modellierung der Prozesse 4.2 Bestimmung der Zielgrößen 4.3 Bestimmung der Einfluss- und Bezugsgrößen 4.3.1 Einflussgrößen der Prozessketten Lösungsglühen und Selbstaushärtung 4.3.2 Bezugsgröße der Prozessketten Lösungsglühen und Selbstaushärtung 4.4 Durchführung der ganzheitlichen Prozesskettenbewertung 4.4.1 Ökonomische Bewertung der Prozessketten 4.4.2 Ökologische Bewertung der Prozessketten 4.4.3 Produktbezogene Bewertung der Prozessketten 4.4.4 Ableitung des ganzheitlichen Ergebnisses 4.5 Durchführung der Sensitivitätsanalyse 4.5.1 Variation eines Einflussfaktors 4.5.1.1 Veränderung der Ausbringungsmenge 4.5.1.2 Veränderung der Preisindizes 4.5.2 Variation von zwei Einflussfaktoren 4.5.3 Berücksichtigung von Schwankungen der Messwerte 4.6 Interpretation des ganzheitlichen Ergebnisses und der Sensitivitätsanalysen 5 Fazit Anhang Literaturverzeichnis