Themenfeld B.1: Modellierung ausgewählter Logistiknetze für erneuerbare Rohstoffe aus Kuppelproduktion und Nutzungskaskaden unter Berücksichtigung von Unsicherheiten und des Risikomanagements

Funktionierende Netze in der Logistik sind für die Verfügbarkeit von Produkten unverzichtbar, werden aber aufgrund steigender Anforderungen, Organisationsformen und des Einsatzes moderner Informations- und Kommunikationstechnik immer größer, oft auch komplexer und dynamischer (Buchholz, Clausen, 2009). Zahlreiche Ansätze des Operations Research existieren für die Logistik, und insbesondere für den Bereich der „Reverse Logistics“ (Redistributionslogistik) wurden in letzter Zeit Planungsansätze entwickelt (Dekker et al., 2004). Für die Planung der Logistik für nachwachsende Rohstoffe steht die Entwicklung von maßgeschneiderten Methoden noch am Anfang (Geldermann, Uhlemair, 2007; Uhlemair et al., 2010). Insbesondere die Substitution herkömmlicher Materialien durch nachwachsende Rohstoffe aus Kuppelproduktion und Kaskadennutzung erfordert innovative Lösungen. Aufgrund der inhärenten Unsicherheiten bezüglich der verfügbaren Mengen und Qualitäten bei teilweise saisonalem Anfall der Rohstoffe sowie der häufig eingeschränkten Lagerfähigkeit (z.B. auf Grund von Verwesung oder Feuchtigkeitsverlusten) stellt die Beurteilung der Ressourceneffizienz von Logistikkonzepten eine aktuelle Forschungslücke dar.

Daher sind quantitative Methoden aus dem Bereich der Logistik auf ihre Anwendbarkeit für erneuerbare Rohstoffe (Kuppelprodukte, Kaskadennutzung) zu prüfen und geeignet weiterentwickeln. Ziel ist die Konzeption und Implementierung eines Entscheidungsunterstützungssystems, das in Abhängigkeit der jeweiligen Anfallmengen an Rohstoffen, deren industrieller Verwendbarkeit (vgl. Themenfelder A.2, A.3 und A.4), dem möglichen Einsatz für die energetische Nutzung (Themenfeld A.7) und der jeweiligen Transportwege (zwischen Rohstoffanfall und Verwertungsstandorten, z.B. Bioraffinerie, Pelletheizungen) die wirtschaftlich optimale Lösung bestimmt. Methoden werden entwickelt, mit denen wirtschaftlich sinnvolle Logistikkonzepte ermittelt werden können, unter Berücksichtigung etwa der zurückzulegenden Transportstrecken, maximalen Lagerzeiten oder Minimierung der CO2-Emissionen. Mit Hilfe des implementierten Modells werden (z.B. zunächst für MDF-Platten) Szenarien gerechnet und Sensitivitätsanalysen durchgeführt. Dabei ist zu prüfen, ob die parametrische Optimierung für die vorliegende Problemgröße geeignet ist, um zulässige Parameterschwankungen zu ermitteln.

Wesentlicher Bestandteil der logistischen Planung ist das Risikomanagement. In Zusammenarbeit mit Themenfeld A.1 ist zunächst zu klären, welche Risiken zu berücksichtigen sind. Neben den saisonalen Schwankungen in Menge und Qualität sind zudem mögliche Kalamitäten wie der Totalausfall auf Grund von Naturkatastrophen, wie beispielsweise Überschwemmungen oder Stürme, in der langfristigen Planung zu beachten. Ansätze, das wirtschaftliche Risiko abzuschätzen oder um das notwendige Ausmaß von Vorsorgemaßnahmen im Bereich der nachwachsenden Rohstoffe zu bestimmen, werden auf ihre Eignung geprüft. Hier kann auf Vorarbeiten im Bereich Risikomanagement bei Naturkatastrophen oder nach Industrieunfällen (Geldermann et al., 2008; Bertsch, Geldermann, 2010) aufgebaut werden.