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Wasserstoffwirtschaft

Nachhaltige Projektarbeit in der Wasserstoffwirtschaft

Die Wasserstoffnutzung bietet ein sehr großes Potenzial, das einen bedeutenden Beitrag zur Reduktion klimaschädlicher Treibhausgase leisten kann. Die Frage, die sich stellt ist, wie effektiv, effizient, wie umsetzungsschnell und nachhaltig sind die eingesetzten Instrumente/Methoden für das Projektmanagement und die Produkt-/Serviceentwicklung.

Es gilt Einblicke in die Nutzung von Best Practices, agilen Trends und Lessons learned durch Unternehmen/Organisationen, die mit ihren innovativen Produkten und Services zur Nutzung von Wasserstoff u.a. eine raschere Time-to-Market, rascheren Erkenntnisgewinn oder raschere Nutzung anstreben, zu gewinnen.

Hintergrund

Die Player in der Wasserstoffwirtschaft quer über alle Themenfelder (Chemie: (Bio-fuels/Bio-Treibstoffe, Ammoniaksynthese), H2-Netzinfrastrukturen, H2-Import, H2-Brennstoffzelle, H2-Verbrennungsmotoren, H2-Erzeugung: (Elektrolyse, Dampfreformierung), H2-Speicherung, Stahlherstellung, H2-Heizsysteme etc.), Reduktion CO2-Footprint haben sehr unterschiedliche, teils komplexe Anforderungen.

Derzeit herrscht im Umfeld der Wasserstoffwirtschaft eine hohe Dynamik. Während einige Bereiche ein großes Maß an Anforderungsstabilität zeigen, sind andere Bereiche von einer hohen Anforderungsvolatilität und Einsatz neuartiger, zum Teil noch relativ neuer Technologien sowie Anwendungsfelder geprägt.

Bedeutung der Nachhaltigkeit in der Projektarbeit

„…Definition, die bis heute am weitesten verbreitet und anerkannt ist und somit als klassische Definition von Nachhaltigkeit gelten kann, hat ihren Ursprung im sogenannten Brundtland-Bericht von 1987, der erstmals formaljuristisch festschrieb1:

"Dauerhafte Entwicklung ist Entwicklung, die die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne zu riskieren, dass künftige Generationen ihre Bedürfnisse nicht befriedigen können.2 …"

Wie lässt sich das nun in „Nachhaltigkeit in der Projektarbeit“ übersetzen?

Es gilt dabei die Frage zu beantworten: „Welche Auswirkungen hat das Projekt auf die Umwelt, die Menschen und die Wirtschaft“. Und zwar nicht nur das Ergebnis des Projekts, sondern auch wie das Projekt umgesetzt wird und welchen CO2 Foot Print damit verursacht wird. Hier könnte z.B. eine interne Bepreisung für verursachte CO2 Emissionen aufgrund der Projektaktivitäten als Maßzahl genommen werden.

An dieser Stelle seien nur kurz einige Möglichkeiten zur Reduktion von CO2 Emissionen genannt sein:

  • Reduktion von Reisetätigkeiten im Projekt. Intensivere Nutzung von online Videokonferenzen und Kollaborationsmöglichkeiten für Zusammenarbeit und Abstimmung wo möglich
  • Projektbezogene Aus- und Weiterbildung, on-boarding als blended Learning oder nur als eLearning
  • Integration und Berücksichtigung von Nachhaltigkeitsaspekten im Risikomanagement
  • Einbeziehung von Nachhaltigkeitsaspekten bereits bei der Visionsbildung, Zielentwicklung, Initiierung, Planung, Durchführung, Monitoring und Controlling, Abschluss und Nachbetreuung des Projekts
  •  etc

Ausgewählte Arten von Projekten in der Wasserstoffwirtschaft

  • Anlagenbau/Engineering-Projekte,
  • Entwicklungsprojekte (Produkte, Services, HW, IT-Projekte),
  • Organisationsprojekte,
  • Produktentwicklungsprojekte (Maschinenbau, etc.)

Anlagenbau/Engineering-Projekte – Typische Merkmale

Engineering-Projekt verfolgen i.d.R. das Ziel gemeinsam mit dem Kunden gemeinsam Anlagenkonzepte zu entwickeln, umzusetzen und dem Kunden im Rahmen einer Inbetriebnahme zu übergeben. Das Engineering beinhaltet damit alle Aktivitäten von Ingenieuren für die Anbahnung, die Konzeption, die Auslegung, die Herstellung und die Inbetriebnahme von Anlagen.

In der Regel stehen hier Herstell- oder Produktionsprozesse im Fokus, die ein Produkt als Ergebnis haben.

  • Hohe Investitionskosten
  • Detaillierte Zieldefinition
  • Sequenzielles Vorgehen und Abarbeiten nach Phasen
  • Eindeutiger Projektauftrag, Lasten-, Pflichtenhefte, Anforderungsspezifikationen
  • Ausgeprägtes Risikomanagement
  • Detaillierter Projektstrukturplan
  • Ausgeprägtes Termin-, Kosten- und Änderungsmanagement
  • Ausgeprägtes Controlling und Projektsteuerung
  • Vertrags- und Claim-management
  • Lieferanten, Sub-Unternehmen

Anwendungsfelder, die auch im Wasserstoffumfeld wichtig sind

  • Verfahrenstechnik (Technische Analysen, Verfahrenssimulation, Pilotierung/Technikum, Skalierung etc.)
  • Projektplanung (Konzeptionierung, Auslegung von Apparaten, Rohrleitungen, Mess- und Regelungstechnik-Planung, 3D-Aufstellungsplanung, 3D-Rohrleitungsplanung, Konstruktionsplanung, Bauausführung, Modellbauten, usw.)
  • Mechanische und elektrische Projektabwicklung – Mess- und Regelungstechnik
  • Montage
  • Inbetriebsetzung und Service

Im Umfeld der Wasserstoffwirtschaft finden sich in den Anlagenbau-/Engineering-Projekten, unter anderem:

  • Elektrolyseanlagen zur Produktion von grünem Wasserstoff
  • Verfahrenstechnische Anlagen zur Herstellung von Bio-Kraftstoffe aus grünem Wasserstoff und Kohlendioxid CO2
  • Herstellung von Brennstoffzellen, Photovoltaik, Biogas-Anlagen
  • Anlagen zur H2-Nutzung in der Stahlindustrie, Speicherung von H2, Ausbau der H2-Netz-Infrastrukturen
  • etc.

Produktentwicklungsprojekte (Maschinenbau, Automotive, etc.)

Ziel von klassischen Produktentwicklungsprojekten ist die Entwicklung von Produkten und Services (Maschinen oder Maschinenkomponenten, Geräte, Autos, Energietechnik, Verfahrenstechnik, Produktionsanlagen, etc.). Das Unternehmen selbst führt dabei für ihre Produkte/Services Markt- und Bedarfs-/Anforderungsanalysen, Machbarkeitsuntersuchungen und Rentabilitätsstudien durch und produziert dann die Produkte und Services.

Engineering oder Anlagenbauprojekte grenzen sich hierdurch ab, dass hier in der Regel ganze Anlagen, die Herstell- oder Produktionsprozesse im Fokus haben, stehen. Dabei werden häufig bestehende technische Komponenten eingesetzt und damit ganze Anlagen zusammengestellt.

Oftmals werden dabei jedoch auch technische Komponenten neu entwickelt und damit sind sie in gewissem Umfang auch als Produktentwickler tätig und betreiben Produktentwicklungsprojekte. Auftraggeber für die Anlagen sind hier i.d.R. andere Unternehmen, d.h. externe Auftraggeber.

Im Umfeld der Wasserstoffwirtschaft finden sich in den Produktentwicklungs-Projekten, unter anderem:

  • Produktentwicklung und Bau von H2-Verbrennungsmotoren
  • Produktentwicklung und Bau von Heizungsanlagen die mit Wasserstoff betrieben werden (u.a. Blockheizkraftwerke)
  • Produktentwicklung von eMobility Lösungen
  •  etc.

Entwicklungsprojekte, Innovationsprojekte, FuE-Projekte – Eigenschaften

Entwicklungsprojekte zeichnen sich oftmals durch eine hohe Komplexität aus, unter anderem spielen hier die nachfolgenden Einflussfaktoren eine große Rolle:

  • Hohe Komplexität der Produkte und Prozesse
  • Hoher Neuheitsgrad der Produkte, Verfahren und Prozesse
  • Geringer Grad an Strukturiertheit der Prozesse
  • Hohe Änderungshäufigkeit der Anforderungen
  • Neue Erkenntnisse und innovative Produkte sind häufig das Ergebnis, je nach Zielsetzung
  • Oftmals hohe Kosten und ausgeprägte Risiken
  • Häufig lange Projektlaufzeiten
  • Häufig viele Dienstleister und Zulieferer beteiligt
  • Geografisch verteilte Teams
  • Interdisziplinär besetzte Teams
  • Pilotierungen
  • Zielsetzung für FuE häufig das Erzielen neuer Erkenntnisse bei der Entwicklung neuer Produkte oder der Optimierung bestehender Produkte, Services oder Verfahren
  • Bei F&E-Vorhaben, laufendes Suchen, Entdecken und Lernen – kein sequenzielles Abarbeiten

Hier versagen i.d.R. die klassischen Projekt Life Cycles, da diese eine gewissen Planungsstabilität erfordern. Neue Projekt- und Produktentwicklungsansäte sowie Arbeitsorganisationsformen sind gefragt. Gefordert werden flexible, anpassungsfähige, ökonomische und adaptive Arbeitsprozesse, Methoden und Instrumente die nachhaltig sind.

Anforderungen an Entwicklungsprojekte, Innovations- und FuE-Projekte

  • Vision, die begeistert und motiviert und allen Beteiligten bekannt ist
  • Flexible Zieldefinition, die adaptiv ist und Zieländerungen zulässt
  • Nur ein grober Terminplan oder Roadmap über das gesamte Vorhaben
  • Hypothesenbildung und Hinterfragung
  • Feinplanung nur für die jeweils nächste Phase (Rollierende Planung)
  • Iteratives Vorgehen mit ggf. angepasster Zieldefinition
  • Kooperation mit Partnern aus Industrie und Hochschulen
  • Klärung und Regelung von Autoren, Patent- und Lizenzrechten
  • Beobachtung neuer Entwicklungen im Markt und Umfeld, Veröffentlichungen
  • Stage-Gate Prozess über Fortführung oder Stopp von Projekten

Im Umfeld der Wasserstoffwirtschaft finden sich in den Entwicklungs-/FuE-Projekten, unter anderem:

  • Optimierung der Speicherung von Wasserstoff
  • Verbesserung der Produkte für Wasserstoffbasierte Automotive/Mobility Lösungen
  • Entwicklung neuer innovativer Ideen für die Nutzung von Wasserstoff
  • Reichweitenoptimierung für Brennstoffzellenbetriebene eMobility Lösungen
  • etc.

Orientierung – welche Projektansätze für welche Projektarten?

Eine Orientierung für welche Projektarten welche Projekt-/Produktentwicklungsansätze sinnvoll sein können, gibt uns die Stacey-Komplexitäts-Matrix3:

Klassischer Project Management Life Cycle am Beispiel des PMBOK®Guide des Project Management Institutes - PMI

Hier stehen die klassischen Projektmanagement-Inhalte im Fokus. Sie bauen auf eine relative Planungssicherheit auf. Die Aufgabenstellungen können komplizierter Natur sein. Die Anforderungsdynamik ist hier aber beherrschbar. Problematisch ist die Situation, wenn neue Anforderungen zu einem späten Zeitpunkt im Projekt hinzukommen. Das ist häufig sehr aufwändig, teuer und zeitintensiv. Die eingesetzten Technologien sind größtenteils gut bekannt und beherrschbar.

Abbildung: Klassischer Project Management Life Cycle am Beispiel des PMBOK®Guide

Ansätze für innovative Projektarbeit und Produkt-/Serviceentwicklung

Hier können die Methoden Design Thinking zum Lösen von Problemen und zur Entwicklung neuer Ideen, Lean Startup zur Umsetzung von Geschäftsideen durch Anwendung von schlanken Prozessen und Lernen durch iteratives und kundenzentriertes Testen sowie Agile Methoden mit iterativen, inkrementellen, flexiblen, adaptiven Ansätzen, die Teams bei Projektmanagement/ Produktentwicklung helfen ihren Kunden/Nutzern schneller und reibungsloser Mehrwert zu bieten.

Agile Ansätze sind unter anderem das agile Framework Scrum oder für große Projekte oder Produkt-/ Serviceentwicklungsvorhaben das Scaled Agile Framework SAFe. SAFe® ist neben Scrum of Scrums, Less – Large Scale Scrum, Nexus, Spotify oder das scrum@scale(TM) ein Framework für die skalierte agile Produktentwicklung.

Solche Frameworks werden dann gebraucht, wenn es um umfangreiche und integrierte agile Produktentwicklungen geht bei der viele Entwickler und Teams beteiligt sind, die zusammenarbeiten, sich synchronisieren, sich ausrichten und die letztendlich liefern müssen.

Abbildung: Ideengenerierung, Experimentieren, Lernen, Verbessern und Testen, agil Umsetzen

Quelle: Gartner

Fazit

Neben ökonomischen, Qualitäts- und Terminaspekten werden Nachhaltigkeitsaspekte sozial und ökologisch im Rahmen der Projektarbeit immer bedeutsamer. Gerade die Wasserstoffwirtschaft verfolgt das Ziel der Nachhaltigkeit.

Doch nicht nur die Endprodukte, Arbeits- und Herstellprozesse oder Entwicklungsvorhaben haben einen CO2 -Footprint und eine Öko-Bilanz nach Projektabschluss. Auch die Projektmanagement-Prozesse müssen so effektiv, effizient und umsetzungsschnell sein, dass sie nachhaltig sind, also einen möglichst geringen CO2-Footprint aufweisen.

Um das hinzubekommen, gilt es moderne und innovative Projekt- und Produkt-/ Serviceentwicklungsmethoden einzusetzen und anzuwenden. Die interne CO2-Bepreisung kann eine Kennzahl darstellen, die Orientierung dabei geben kann.

Wenn Sie in der Wasserstoffwirtschaft mit Projektarbeit befasst sind, bitten wir Sie an einer Umfrage teilzunehmen, die als Fragestellung hat:

„Wie effektiv, effizient, wie umsetzungsschnell und nachhaltig sind die eingesetzten Instrumente/Methoden für das Projektmanagement und die Produkt- & Serviceentwicklung in Ihrer Projektarbeit“

Literaturhinweise, Links, Quellenangaben

1 https://www.bpb.de/apuz/188663/was-ist-nachhaltigkeit-dimensionen-und-chancen

2 Volker Hauff (Hrsg.), Unsere gemeinsame Zukunft. Der Brundtland-Bericht der Weltkommission für Umwelt und Entwicklung, Greven 1987, S. 46.

3 In Anlehnung an Stacey Landscape Diagram, Ralph Stacey, Professor für Mgmnt.

Masterarbeit Nachhaltiges Projektmanagement – Zwischen Langfristigkeit und KurzfristigkeitNachhaltiges Projektmanagement – Zwischen Langfristigkeit und Kurzfristigkeit, Iris Hamberger MA, 31. Oktober 2019

Link zur Research-Studie: https://research.gotscharek-company.com

 SAFe - https://gotscharek-company.com/blog-1/119-safe-scaled-agile-framework-4-5-skalierung-von-scrum

SAFe - Scaled Agile Framework, Scaled Agile, Inc. https://www.scaledagileframework.com/

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