EPFL Racing Team

An der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in der Schweiz ist eine Gruppe von Studierenden davon überzeugt, dass der Motorsport etwas Gutes bewirken kann. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, besonders leistungsstarke Formel-Rennwagen zu konstruieren, die auch in puncto Nachhaltigkeit Maßstäbe setzen.

So wie die Formel E und die Formel 1 ein Testfeld für die neuen Technologien sind, die für eine kohlenstoffarme Zukunft benötigt werden, so zeigt auch das EPFL Racing Team auf, wie die Formula Student zu einer nachhaltigeren Welt beitragen kann. Es ist die erste Formula Student-Organisation mit einer eigenen Abteilung für Nachhaltigkeit, die sich der Messung und Reduzierung des CO2-Fußabdrucks des Teams und seiner Rennwagen in jeder Phase der Konstruktion widmet.

Hugo Fenoli-Rebellato ist der Leiter der Abteilung für Nachhaltigkeit. Als eines der Gründungsmitglieder setzt er sich leidenschaftlich für die Bekämpfung der globalen Erwärmung ein und hofft, dass die Bemühungen seines Teams zu verantwortungsvollen Innovationen in der Formula Student und darüber hinaus führen werden.

„Uns alle verbindet eine gemeinsame Leidenschaft für den Motorsport“, sagte er. „Wir sind auch davon überzeugt, dass unabhängig von der Branche, in der man tätig ist, das Thema Nachhaltigkeit immer eine Rolle spielen sollte. Die meisten Menschen denken, dass beim Motorsport nur der Unterhaltungswert zählt, aber er ist auch ein großes Versuchslabor für Innovationen.“

Das EPFL Racing Team, das von Dassault Systèmes gesponsert wird, nutzt die 3DEXPERIENCE Plattform, um sämtliche Aspekte seiner Rennwagen zu konstruieren und zu entwickeln. Inzwischen nutzt das Team die Plattform auch zur Umsetzung seiner Vision von Nachhaltigkeit, indem es die spezielle Lösung „Sustainable Innovation Intelligence“ einsetzt, um eine umfassende Lebenszyklusanalyse (LCA) für seinen Rennwagen durchzuführen.

Mit den in der 3DEXPERIENCE Plattform integrierten LCA-Funktionen lassen sich die Umweltauswirkungen eines Produkts genau messen. Die Lösung führt Primär- und Sekundärdaten aus zahlreichen Quellen zusammen, um ein breites Spektrum von Wirkungsindikatoren zu messen, von der Umweltverschmutzung und der Ökotoxizität des Süßwassers über die Versauerung bis hin zum Energieverbrauch bei der Herstellung oder der Nutzungsphase des Fahrzeugs und den Auswirkungen menschlicher Aktivitäten, einschließlich Reisen zwischen den Rennveranstaltungen.

Das EPFL Racing Team verspricht sich von LCA folgende Vorteile:

• Entscheidungen im Sinne der Nachhaltigkeit treffen: Durch die Einbindung der LCA in die Fahrzeugkonstruktion kann das Team die Umweltauswirkungen jeder Komponente von vornherein bewerten. So erhält es Feedback zu Entscheidungen, wie z. B. welche Konstruktionen weniger Werkstoffe verbrauchen oder ob es für ein bestimmtes Teil eine schadstoffärmere Alternative gibt. Das Team kann sogar Anbieter vergleichen und dabei Faktoren wie die Nutzung erneuerbarer Energien oder die Veränderung des Kohlenstoffausstoßes bei unterschiedlichen Transportmethoden berücksichtigen.
• Kollaborative Innovation: LCA verschafft dem EPFL Racing Team Transparenz und stellt allen Beteiligten verlässliche Informationen zur Verfügung. So können sie standardisierte Daten zur Nachhaltigkeit über den gesamten Lebenszyklus der Produktentwicklung hinweg austauschen und wirklich fundierte Entscheidungen treffen.
• Nachhaltigkeitsziele erreichen: Das EPFL Racing Team wird die LCA nutzen, um seine eigenen Nachhaltigkeitsziele zu erreichen und um sicherzustellen, dass die Wettbewerbsstandards der Formula Student eingehalten werden, um einen wettbewerbsfähigen und nachhaltigen elektrisch betriebenen Rennwagen zu entwickeln.
• Nachhaltigkeit in den Formel E-Wettbewerb einbinden: Das EPFL Racing Team will mit gutem Beispiel vorangehen und zeigen, wie einfach es ist, Nachhaltigkeit in diesem Bereich zu integrieren, und wie wichtig sie ist. Durch ihre globale Sichtbarkeit beweist das Team der Fachwelt, dass auch Studierende Nachhaltigkeit in ihre Teams implementieren können.

„Wir wollen herausfinden, wie wir mit neuen Konstruktionen und neuen Produktionsmethoden die Umweltbelastung reduzieren können“, sagte Savinien Semeria, CEO des EPFL Racing Teams. „Und wir wollen neuartige Werkstoffe verwenden, die sowohl sehr effizient als auch so nachhaltig wie möglich sind.“

Das EPFL Racing Team wird von ambitionierten Studierenden geführt, die von den Best Practices der Branche angetrieben werden und professionelle Software einsetzen wollen, um ihre Umweltziele zu erreichen.  

„Wir wollen beim Formula Student-Wettbewerb antreten und den Leuten sagen: ‚Seht euch an, was wir erreicht haben, und zwar mit professioneller Software‘“, sagte Semeria. „Wir wollten sicher sein, dass die Kennzahlen, mit denen wir arbeiten, auch wirklich handfest sind.“

Durch die Partnerschaft des Teams mit Dassault Systèmes sind die Studierenden bereits mit der 3DEXPERIENCE Plattform vertraut, mit der alle Konstruktions-, Engineering-, Simulations- und Projektmanagementprozesse verwaltet werden. Über das Online-Lernportal von Dassault Systèmes konnten sie zusätzlich in der Nutzung der neuen Lösung „Sustainable Innovation Intelligence“ geschult werden. Binnen weniger Stunden erklärten ihnen die Experten von Dassault Systèmes, was sie zu tun hatten und welche Daten sie sammeln mussten. Dazu gab es regelmäßige Sitzungen, in denen sie ihr Wissen vertiefen konnten. Nach dieser Schulung konnten die Studierenden das Tool selbständig nutzen und erhielten eine Zertifizierung als Eco-Design Engineer. Dieser Ansatz wird auch die Schulung neuer Benutzer in Zukunft wesentlich erleichtern.  

„Wir erhielten eine Schulung, um die Lösung auch wirklich zu verstehen, und dann haben wir uns die Zeit genommen, sie zu meistern und unsere Kenntnisse auszubauen“, sagte Thanusya Thambirajah, Mitglied der Abteilung für Nachhaltigkeit des EPFL Racing Teams. „Wir trafen uns auch wöchentlich, um den Fortschritt zu verfolgen. Mit diesem Ansatz konnten wir die LCA des Lenkrads, der Sitze und des Achsschenkels des Fahrzeugs selbst durchführen. Wir planen, in Zukunft auch andere Fahrzeugteile zu untersuchen.“

Bevor sie Zugriff auf die Lösung „Sustainable Innovation Intelligence“ hatten, führten Fenoli-Rebellato und sein Team manuelle Berechnungen durch, um die CO2-Bilanz des Rennwagens für die aktuelle Saison zu ermitteln. Im Rahmen ihrer Analyse betrachteten sie den vorderen linken Achsschenkel des Fahrzeugs und nahmen eine Schätzung der Kohlenstoffemissionen vor, die mit der Universität, in der sie arbeiteten, und den indirekten Emissionen im Zusammenhang mit ihren Aktivitäten einhergingen.

Seit sie die Software verwenden, können sie die Umweltauswirkungen ihres Rennwagens genauer bestimmen und mehr Teile in viel kürzerer Zeit analysieren. LCA bietet einen ganzheitlichen Ansatz, indem sie automatisch Kohlenstoff-, Energie- und Verschmutzungsströme in jeder Phase des Lebenszyklus des untersuchten Elements identifiziert und quantifiziert, um eine Verlagerung der Verschmutzung zu vermeiden und die Entscheidungsfindung beim Ökodesign zu erleichtern.

„Wir haben erkannt, dass wir viele Einflussfaktoren auf den Planeten haben, die mehr als 15 verschiedene Kennzahlen umfassen, wie z. B. die Verschmutzung von Wasser und Boden“, sagte Fenoli-Rebellato. „Die Ökobilanz ist nicht zu 100 % perfekt. Der große Vorteil der Software besteht darin, dass sie diese Ungewissheit reduziert, so dass wir die Hotspots im Lebenszyklus besser einschätzen und ein umweltfreundlicheres Design entwickeln können.“

Das EPFL Racing Team berücksichtigt mit diesen neuen Informationen aus der LCA-Analyse nun alles, von den Rohstoffen bis hin zu den Produktionsmethoden, um ein Fahrzeug mit den geringstmöglichen Umweltauswirkungen während seines gesamten Lebenszyklus zu entwickeln.

„Es gilt, die Teile im Fahrzeug zu identifizieren, an denen wir noch herumschrauben müssen“, erklärte Fenoli-Rebellato. „Wir gingen davon aus, dass der Transport enorme Auswirkungen haben würde, aber in unserem Fall haben die von uns verwendeten Rohstoffe die größten Auswirkungen.“

Alle LCA-Analysen sind direkt mit den 3D-Designmodellen in der 3DEXPERIENCE Plattform verbunden. Das bedeutet, dass die Studierenden verschiedene Komponenten leicht vergleichen und gängige Werkstoffe, wie z. B. Kohlefaser, die in verschiedenen Teilen des Fahrzeugs verwendet werden, messen und im Gesamtkontext der Konstruktion sehen können. Mit diesen Informationen können sie dann abwägen, welche Werkstoffe verwendet werden sollen, und nachvollziehen, welche Kompromisse zwischen Nachhaltigkeit und Leistung eingegangen werden müssen, um ein umweltfreundlicheres, aber dennoch wettbewerbsfähiges Fahrzeug zu konzipieren.

„Wir haben nicht nur den Achsschenkel betrachtet, sondern auch den Sitz, der wie viele andere Teile des Fahrzeugs aus Kohlefaser gefertigt ist“, sagte Thambirajah. „Wir wollten wissen, ob das größte Problem bei der Beschaffung der Werkstoffe oder bei der Herstellung liegt. Eine interessante Erkenntnis war, dass Holzfasern eine 75 % geringere Umweltbelastung aufweisen als Karbonfasern. Für diesen Anwendungsfall wären sie jedoch ungeeignet, da sie schwerer sind und wir das Fahrzeug so leicht wie möglich halten müssen, um schneller zu fahren.“

Wichtig ist, dass die LCA dem Team hilft, den gesamten Lebenszyklus seines Fahrzeugs zu verstehen und zu erkennen, wie es verbessert werden kann – von der Rohstoffgewinnung über die Produktion bis hin zum Ende der Lebensdauer.

„Wir können die verschiedenen Komponenten untersuchen, die Werkstoffe austauschen und sehen, wie sie zum gesamten ökologischen Fußabdruck des Fahrzeugs beitragen“, erklärte Thambirajah. „Wenn der Rohstoff zum Beispiel Aluminium ist, können wir nach anderen Legierungen suchen, die eine bessere Leistung aufweisen.“

Durch die Integration von LCA-Daten in das 3D-Fahrzeugmodell auf der 3DEXPERIENCE Plattform möchte das EPFL Racing Team jeden Konstrukteur, Ingenieur, Logistikexperten und Unternehmensplaner in die Lage versetzen, den gesamten ökologischen Fußabdruck seines Unternehmens positiv zu beeinflussen. Auf der Plattform können sie nahtlos zusammenarbeiten und die Ergebnisse ihrer Entscheidungen auf eine sehr visuelle Weise sehen.

„Wir alle haben über die 3DEXPERIENCE Plattform Zugang zu denselben Informationen“, so Fenoli-Rebellato. „Die Teile, über die wir sprechen, kann jeder sehen und genau verstehen, was wir eigentlich zu analysieren versuchen. Das erleichtert uns die Zusammenarbeit erheblich.“

Diese neueste Initiative schärft nicht nur das Bewusstsein für die Bedeutung der Nachhaltigkeit. Sie vereint auch die verschiedenen Abteilungen des EPFL Racing Teams, angefangen von den Bereichen Aerodynamik und Karosserie bis hin zu Logistik und Statik.

„Wir können unser Vorgehen problemlos untereinander abstimmen und auf ein gemeinsames Ziel hinarbeiten“, erklärte Thambirajah. „Mit der Plattform können wir die verschiedenen Abteilungen miteinander verknüpfen und erkennen, welche Daten uns noch fehlen. Wir können auch die Community-Sharing-Funktionen nutzen, bei denen wir eine Nachricht an die anderen Abteilungen senden und so schnell die erforderlichen Antworten erhalten.“

Jedes Jahr nimmt das EPFL Racing Team mit einem Rennwagen am Formula Student-Wettbewerb teil. Die Studierenden planen bereits jetzt, wie sie sicherstellen können, dass jedes Teil und jeder Prozess einen positiven Beitrag leistet, von der Verwendung nachhaltigerer Rohstoffe bis hin zur Erforschung von Möglichkeiten zur Wiederverwendung und zum Recycling.

„Wir haben von Experten aus der Branche ein sehr positives Feedback zu unserer Abteilung für Nachhaltigkeit erhalten“, sagte Semeria. „Sie waren sehr beeindruckt, als sie hörten, was wir tun, und wie. Für sie war es wichtig zu sehen, dass ein Formula Student-Team LCA auch wirklich ernst nimmt, da es ein Bereich ist, auf den auch sie sich mehr und mehr fokussieren.“

Mit der 3DEXPERIENCE Plattform und ihren LCA-Funktionen verspricht sich das EPFL Racing Team, dass die nächste Fahrzeuggeneration wettbewerbsfähiger und nachhaltiger sein wird.

„Jedes Jahr aufs Neue besteht die Chance, den Wagen zu verbessern“, sagte Fenoli-Rebellato. „Mit der Lebenszyklusanalyse können wir einen Wagen konstruieren, der absolut nachhaltig ist, und zwar ohne Abstriche bei der Leistung. Ökodesign ist eine Mentalität. In weniger als einem Jahr haben wir ein System zur Durchführung einer LCA und zur Entwicklung einer Nachhaltigkeitsstrategie eingeführt. Wenn wir das können, worauf warten Sie dann noch?“