Material und Rohstoffe

Fraunhofer-Institut für
System- und Innovationsforschung ISI

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Überblick
Projekte und Publikationen
Aktuelles und Veranstaltungen
 
 

Der Themenkomplex Material und Rohstoffe ist seit Jahren ein wichtiges Forschungsfeld am Fraunhofer ISI. Die Motivation für die Forschungsarbeiten ist vielfältig: Neben wiederkehrenden Turbulenzen auf den Rohstoffmärkten sind die Energiewende und die dafür benötigten Energietechnologien sowie ein zunehmender Wertewandel hin zu mehr Nachhaltigkeit bei gleichzeitigem Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft zu benennen. Das Themenfeld weist folgende Forschungsschwerpunkte auf:

 
 
Themefeld Material und Rohstoffezoom
 
 

Neue Publikationen

 
 
     
     

    Das Themenfeld Material und Rohstoffe ist in sechs Forschungsbereiche gegliedert:

     
     

    Systemaspekte und Modellierung

    Von der Herstellung und Nutzung bis zur Entsorgung oder Wiederverwertung von Gütern treffen Rohstoffe auf ein komplexes Geflecht von Akteuren und technischen Möglichkeiten. Ein Forschungsschwerpunkt liegt auf der Erarbeitung dynamischer Stoffkreislauf-Modelle zum besseren Verständnis der physischen Stofflager und -flüsse auf globaler beziehungsweise nationaler/regionaler Ebene. In Kombination mit geeigneten Szenarien (zum Beispiel in den Bereichen Energie/Klima beziehungsweise Fahrzeugflotten) liefern diese Modelle eine nachvollziehbare und transparente Quantifizierung des erwarteten künftigen Rohstoffbedarfs unter Einbeziehung gesteigerter Ressourceneffizienz, Recycling und Substitution. Des Weiteren werden Modelle entwickelt, um Ressourceneffizienz-Strategien für Betriebe zu analysieren und weiterzuentwickeln.

    Projekte

     
     

    Publikationen

    Technologische Entwicklungen werden oft durch neue Werkstoffe ermöglicht und basieren auf einer breiten Rohstoffpalette. Daraus ergibt sich eine direkte Verbindung zwischen Innovationen und der Rohstoffversorgung. Das Fraunhofer ISI führt hierzu wissenschaftlich fundierte Foresight-Prozesse durch und erstellt Szenarien sowie Roadmaps, die mögliche zukünftige Technologie-Trends wie alternative Antriebe oder Energietechnologien abbilden und alternative Zukunftsbilder aufzeigen.

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    Publikationen

    Versorgungssicherheit

    Eine verlässliche Rohstoffversorgung ist essenziell für eine funktionierende Wirtschaft. Das Fraunhofer ISI unterstützt Wirtschaft und Politik bei der Charakterisierung von Versorgungsrisiken und der Früherkennung möglicher nachfragegetriebener Engpässe, bei der Identifikation kritischer Rohstoffe sowie bei der Erarbeitung und Evaluierung von Strategien zur Erhöhung der Rohstoffversorgungssicherheit.

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    Publikationen

    Wertschöpfung und Produktion

    Das Fraunhofer ISI untersucht Produktionstechnologien und entwickelt industrielle Innovationsstrategien sowie Geschäftsmodelle für Unternehmen und Wirtschaftszweige, die stark auf bestimmte Rohstoffe und Materialien angewiesen sind. Dabei spielt die Nanotechnologie eine wichtige Rolle, die in vielen Wirtschafts- und Gesellschaftsbereichen – wie etwa Elektromobilität oder Energiespeicherung – wichtige Innovationen hervorbringt und als Schlüsseltechnologie die Wettbewerbsfähigkeit stärkt. Verschiebungen von Wertschöpfungsketten als Konsequenz neuer (Produktions-)Technologien sind ebenfalls ein wichtiges Forschungsthema.

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    Publikationen

    Ressourceneffizienz

    Dem Paradigma der Kreislaufwirtschaft folgend werden die Rahmenbedingungen eines nachhaltigen und effizienten Umgangs mit Ressourcen sowie die dafür relevanten Innovationsprozesse und Strategien untersucht. Am Fraunhofer ISI werden hierzu Studien realisiert und politische Instrumente im Bereich Ressourceneffizienz mitentwickelt und bewertet. Die Projekte widmen sich aber genauso den gesamtwirtschaftlichen und ökologischen Effekten, Recycling und dem Einsatz nachwachsender Rohstoffe sowie der Ressourceneffizienz in Betrieben.

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    Publikationen

    Bewertung und Evaluation

    Eine kritische Reflexion des Status quo sowie der Effekte vergangener beziehungsweise geplanter material- und rohstoffrelevanter Initiativen ist für eine effiziente Nutzung begrenzter Ressourcen essenziell. Das Fraunhofer ISI setzt einen umfangreichen qualitativen und quantitativen Methodenpool ein, um etwa ökologische Auswirkungen und Kosten neuer Technologien, die technologische Leistungsfähigkeit von Ländern und Branchen sowie die Wirksamkeit von Forschungsprogrammen zu bewerten.

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