Wie visionäre Forschung und Entwicklung die Zukunft von GREEN IMPACT gestalten

Angesichts der beispiellosen Bedrohung unseres Planeten und seiner lebenserhaltenden Ökosysteme verkörpert die Panasonic GREEN IMPACT (PGI)-Initiative die Bemühungen des Unternehmens für eine nachhaltigere globale Umwelt und letztendlich ein besseres Leben für alle. Alle Betriebsgesellschaften der Panasonic-Gruppe tragen zum ehrgeizigen Plan von PGI bei, bis zum Jahr 2050 eine Reduzierung der CO2_-Emissionen um über 300 Millionen Tonnen zu erreichen – etwa 1 % der derzeitigen globalen Gesamtemissionen ¹.

Die Panasonic Corporate R&D Division spielt bei dieser Mission eine Schlüsselrolle, zusammen mit verwandten Abteilungen innerhalb der operativen Unternehmen der gesamten Gruppe. In unzähligen wissenschaftlichen Bereichen ist die Abteilung damit beschäftigt, umweltfreundliche neue Technologien und Geschäftsmodelle zu entwickeln, die zum FUTURE IMPACT-Aspekt von PGI beitragen werden, der Initiativen zur Ausweitung des Volumens „vermiedener Emissionen“ umfasst, _d Wertschöpfungskette des Unternehmens.

Seit der Einführung von PGI im Januar 2022 konzentriert sich die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Panasonic hauptsächlich auf die beiden Bereiche CO2-Neutralität und Kreislaufwirtschaft, Bereiche, die mit den PGI-Schwerpunktfeldern übereinstimmen. Die Abteilung ist jedoch bestrebt, die PGI-Initiativen im Vorfeld weiter zu stärken, indem sie in den dritten Forschungs- und Entwicklungsbereich „Nature Positive“ einsteigt, die Vision, die auf der Biodiversitätskonferenz der Vereinten Nationen 2022 (COP 15) dargelegt wurde.

Diese Vision, den neuen Bereich der Naturpositivität zu betreten, wurde von Tatsuo Ogawa, Executive Officer und Group CTO von Panasonic Holdings Corp., auf dem Firmencampus im Kadoma-Bezirk von Osaka angekündigt. Es ist eine Vision, die bei Ogawa spürbaren Anklang findet, der erzählt, dass er als kleiner Junge, als er Zeit auf dem japanischen Land verbrachte, ein aufkeimendes Bewusstsein für Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft entwickelte.

Ogawas Präsentation eröffnete das Panasonic Corporate R&D Technology Forum, eine Veranstaltung auf dem Kadoma-Campus, bei der eine Reihe zukunftsorientierter Innovationen vorgestellt wurden. Die Beiträge der Panasonic Corporate R&D Division zu dieser Veranstaltung zeigten, dass die Verwirklichung der CO2-Neutralität und der Kreislaufwirtschaft die Kernschwerpunkte der künftigen F&E-Roadmap der Panasonic Holding bleiben, zu denen nun eine neue Vision hinzukommt, in naher Zukunft in die Sphäre der positiven Natur vorzudringen. Die gezeigten neuen Technologien hätten, so Ogawa, das Potenzial, die heutigen Industrien in ihren Grundfesten zu erschüttern.

Die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten von Panasonic Holdings umfassen die beiden Bereiche GX (Green Transformation) und CPS (Cyber Physical System). GX ist eine von der japanischen Regierung geführte Initiative, die sich auf die Umstellung von fossilen Brennstoffen auf saubere Energie konzentriert, während CPS das eigene Konzept der Panasonic-Gruppe zur Verbesserung des Alltagslebens der Menschen durch die Verschmelzung physischer und digitaler, datengesteuerter „Cyber“-Bereiche ist. Ogawa gab bekannt, dass Panasonic plant, die Investitionen in diesen beiden Bereichen bis zum Geschäftsjahr 2024 um etwa 70 % zu erhöhen.

Drüben im Ausstellungsbereich des Tech Forums waren F&E-Spezialisten der Panasonic Corporate R&D Division vor Ort, um zu zeigen, wie ihre bahnbrechenden Innovationen einen wesentlichen Beitrag zur CO2-Neutralität, zur Kreislaufwirtschaft und zum Umweltschutz leisten können.

Seiji Kojima, Chefforscher der Technologieabteilung des Applied Materials Technology Center, demonstrierte die Bio CO ₂ Transformation, einen proprietären biochemischen Prozess, der den weltweit wachsenden Bedarf an Nahrungsmitteln deckt und gleichzeitig einen zirkulären Ansatz zur CO2-Neutralität verfolgt. Diese Technologie gehört zu den ersten greifbaren Manifestationen der Vision von Panasonic Holdings, einen Beitrag zum positiven Bereich der Natur zu leisten.

Der auf Photosynthese basierende Prozess, der laut Tests die Erträge von Nahrungspflanzen im Fall von Spinat um bis zu 40,9 % steigern kann, besteht aus zwei Schritten. Zunächst wird atmosphärisches CO ₂ durch die Photosynthese von Cyanobakterien in pflanzenwachstumsfördernde Biomoleküle umgewandelt. Zweitens stimulieren diese Biomoleküle – wenn sie als stark verdünntes Spray auf die Blätter von Pflanzen aufgetragen werden – den Photosynthese-Stoffwechsel der Pflanze und steigern so den Ertrag. Wie Kojima erklärt, stellt unser Planet eine unbegrenzte, kostenlose Versorgung mit dem Hauptinhaltsstoff CO ₂ zur Verfügung, was der Bio-CO ₂-Umwandlung Spielraum geben könnte, um dazu beizutragen, die steigenden Lebensmittelkosten auszugleichen.

Der Bio-_CO2-Umwandlungsprozess selbst findet in einem sehr einfachen Reaktor statt. Unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen sezernieren gentechnisch veränderte Cyanobakterien photosynthetisch hergestellte Biomoleküle in Gegenwart von Luft und etwa 16 Watt Beleuchtung (natürliches Licht ist ebenfalls akzeptabel). Für die Landwirte sind keine zusätzlichen Investitionen in Ausrüstung oder Infrastruktur erforderlich, und die Biomoleküle fördern nicht nur das Wachstum, sondern verbessern auch die Krankheitsresistenz einer Kulturpflanze.

Kojimas Erfahrung mit der Bio-_CO2-Transformation verdeutlicht die Vorteile der Entwicklung einer Technologie unter der Schirmherrschaft eines dynamischen und facettenreichen Unternehmens wie der Panasonic Group. „Als ich zum ersten Mal im Labor die wachstumsfördernde Wirkung unserer CO ₂-abgeleiteten Biomoleküle auf Spinat sah, stellte ich mir sofort das Gesamtbild vor, atmosphärisches CO ₂ zur Verbesserung der Lebensmittelproduktion zu nutzen“, erinnert er sich. „Die Frage war jedoch, ob dieser Effekt in tatsächlichen landwirtschaftlichen Umgebungen relevant wäre und ob die Produktion dieser Biomoleküle auf wirtschaftlich sinnvolle Weise auf ein kommerzielles Niveau ausgeweitet werden könnte.

„Dies war ein Problem, das vom Forschungs- und Entwicklungsteam allein nicht gelöst werden konnte“, fährt Kojima fort. „Durch die Zusammenarbeit mit Konzernunternehmen, die über unterschiedliche Kundenkontaktpunkte und Geschäftskanäle verfügen – etwas, das für Panasonic charakteristisch ist – haben wir jedoch die Steigerung des Ernteertrags durch Feldversuche überprüft und ein Produktionssystem für den kommerziellen Einsatz etabliert.”

Die Bio-CO ₂-Transformationstechnologie soll als Biomolekülspray unter dem Markennamen Novitek kommerzialisiert werden. Der Inlandsverkauf in Japan soll bereits 2024 beginnen.

Erneuerbare Energien sowie der Ausgleich von Energieversorgung und -nachfrage sind ebenfalls wichtige Aspekte der kohlenstoffneutralen Vision von Panasonic Holdings. Dies zeigt sich in Perowskit PV, einem Solarmodul der nächsten Generation, das sich in Form von Fenstern, Fassadenverkleidungen und mehr subtil in die Architektur eines Gebäudes integrieren lässt. Perowskit-PV hat somit das Potenzial, heutige Solarmodule durch eine Alternative zu ersetzen, die Teil der Ästhetik von Städten ist, anstatt in sie einzugreifen.

Darüber hinaus, wie Yukihiro Kaneko, General Manager des Applied Materials Technology Center, Technology Division von Panasonic Holdings, auf der Veranstaltung erklärte, kann Perowskit Photovoltaik einen wichtigen Beitrag zur zukünftigen CO2-Neutralität leisten. Kaneko, der inmitten der üppigen Naturlandschaft Hokkaidos im Norden Japans aufwuchs, erzählt, er habe sich schon als Kind gefragt, wie er zum Umweltschutz beitragen könne. Mit Perowskit-Photovoltaik konnte dieser Anspruch nun erfüllt werden.

Panasonic Holdings Corporation hat einen der weltweit höchsten Umwandlungswirkungsgrade für ein Perowskit-basiertes Modul mit einer Größe von über 800 ^cm2 erreicht– 17,9 %, wie von einer dritten Partei zertifiziert, was fast dem eines herkömmlichen kommerziell erhältlichen Kristallsiliziummoduls entspricht. Die Flexibilität der Form von Perowskite PV beruht auf einem Herstellungsprozess, bei dem die Photovoltaikzellen mit der bekannten Inkjet-Technologie auf ein Glassubstrat gedruckt werden – eine einfachere Methode im Vergleich zu herkömmlichen Solarmodulen.

Im August 2023 gab Panasonic bekannt, dass es mit der Demonstration und Langzeittests von Perowskit-PV begonnen hat, das in die Architektur eines Modellhauses im Fujisawa Sustainable Smart Town (Fujisawa SST) in der japanischen Präfektur Kanagawa integriert ist. Panasonic ist ein wichtiger Befürworter von Fujisawa SST, das als eine der wenigen Smart Cities der Welt nachhaltiges Leben in der Zukunft in die Tat umsetzt.

Der Ansatz von Panasonic Holdings zur Verwirklichung der Kreislaufwirtschaft ist als dreistufiger Prozess konzipiert, der einen „Herstellungskreislauf“ (der Materialbeschaffung, Produktdesign und -herstellung sowie Recycling umfasst) und einen „Dienstleistungskreislauf“ (der beim Kunden tätig ist) umfasst (einschließlich der gemeinsamen Nutzung von Produkten sowie deren Reparatur und Aufarbeitung) interagieren im breiteren Interesse des „Naturkreislaufs“ unseres Planeten, einem dritten Kreislauf, der neu hinzugefügt wurde, um die naturpositive Vision der Panasonic Holding zu verkörpern.

Auf dem Forum wurde auch ein kreislauffähiger Kunststoffersatz namens Kinari vorgestellt, dessen Fähigkeit, nahezu unbegrenzte Formen anzunehmen, ihn zu einem bevorzugten Material in der Kreislaufwirtschaft machen könnte. In Kinari wird das in herkömmlichem Kunststoff verwendete, aus Erdöl gewonnene Harz weitestgehend durch pflanzliche Zellulosefasern ersetzt, die aus allen Arten von Abfallmaterialien gewonnen werden können, einschließlich gebrauchtem Kaffeesatz und Holz, das im Waldschutz gefällt wird. Das revolutionäre Material kann so formuliert werden, dass es sowohl robuster als auch leichter ist als das immer problematischer werdende „echte Ding“ und bietet außerdem eine unübertroffene Flexibilität hinsichtlich der möglichen Oberflächenbearbeitung – von elegant-modern bis hin zu an die Natur erinnernden Texturen, die manche Benutzer für echt gehalten haben Holz.

Das für Kinari entwickelte Kreislaufmodell sieht vor, dass das Material nach Erreichen des Endes seiner Lebensdauer mit einer von zwei Methoden recycelt wird– beide befinden sich derzeit in der Entwicklung. Beim Materialrecycling wird Kinari durch einen emissionsarmen Prozess in frische Vorräte desselben Materials umgewandelt, während beim biologischen Recycling ein Prozess erfolgt, bei dem Kinari ohne negative Auswirkungen auf die Umwelt biologisch in der Erde abgebaut wird.

Panasonic Holdings ist sich bewusst, dass die ökologischen und sozialen Herausforderungen, denen wir jetzt und in Zukunft gegenüberstehen, zwar auf globaler Ebene bewältigt werden müssen, einzelne Beiträge zu Zielen wie Kreislaufwirtschaft und Naturschutz jedoch auf sehr lokaler Ebene geleistet werden. „Lokale Bemühungen, die sich an der Artenvielfalt und den Lebensstilen einzelner Regionen orientieren, werden gemeinsam zu größeren Lösungen führen“, sieht Ogawa vor. Diese Denkweise zeigt sich beispielsweise darin, dass Panasonic mit einer Schule in der Präfektur Kyoto zusammenarbeitet, um Schülern Mittagsgeschirr aus Kinari zur Verfügung zu stellen, bei dem überschüssiges Holz aus lokalen Wäldern verwendet wird.

Die unzähligen Bemühungen des Unternehmens im Umgang mit ökologischen und sozialen Herausforderungen, sowohl vom Menschen verursachter als auch natürlicher Natur, verkörpern zusammen eine Vorstellung von Natur positiv, bei der es nach Ansicht von Ogawa letztendlich darum geht, sich selbst als Teil der natürlichen Welt zu erkennen und nicht als etwas, das sich von ihr unterscheidet. Dieses Bewusstsein, sagt er, sei eine weitere Erkenntnis gewesen, die ihm als Jugendlicher auf dem Land gekommen sei.

Ebenso räumt Ogawa ein, dass die Ziele, die mit der GREEN IMPACT-Initiative der Panasonic Group angestrebt werden – und nun auch mit der schrittweisen Expansion von Panasonic Holdings in Richtung Naturschutz – zu groß sind, als dass ein einzelnes Unternehmen sie alleine erreichen könnte. Zu diesem Zweck äußerte er die Hoffnung, dass das Panasonic Corporate R&D Technology Forum als Katalysator für andere gleichgesinnte Unternehmen fungieren könnte, die mit Panasonic bei seiner auf den Planeten und die Menschen ausgerichteten Mission zusammenarbeiten.

¹ Zahl 2020: https://holdings.panasonic/global/corporate/panasonic-green-impact/challenge.html