Rohstoffe für

Rohstoffe für

Zukunftstechnologien 2016

»Auftragsstudie«

Gerhard Angerer Karlsruhe

Max Marwede, Stephan Benecke Fraunhofer IZM, Berlin

Kontakt

DERA: Ulrike Dorner | ulrike.dorner@bgr.de

Zitierhinweis: Marscheider-Weidemann, F., Langkau, S., Hummen, T., Erdmann, L., Tercero Espinoza, L., Angerer, G., Marwede, M. & Benecke, S. (2016):

Rohstoffe für Zukunftstechnologien 2016. – '(5$5RKVWRI¿QIRUPDWLRQHQ353 S., Berlin.

Datenstand: März 2016 Titelbilder: ©BGR

ISBN: 978-3-943566-72-7 (Druckversion) ISBN: 978-3-943566-71-0 (PDF)

ISSN: 2193-5319

Berlin, 2016

Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe ist eine technisch-wissenschaftliche Oberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi).

Im Auftrag der Deutschen Rohstoffagentur in der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Berlin

Vorwort

Mineralische Rohstoffe sind für die industrielle Wertschöpfung, den technologischen Fortschritt und den Erhalt unseres Wohlstands unverzichtbar. Sie leisten einen wichtigen Beitrag für den zukünftigen Wandel unserer Gesellschaft auf allen Ebenen der Ökonomie, Ökologie und der soziokulturellen Entwicklung.

Mit Bezug auf den Koalitionsvertrag zur 18. Legislaturperiode des Deutschen Bundestages zwischen CDU, CSU und SPD „Deutschlands Zukunft gestalten“ und dessen Handlungsempfehlungen im Bereich

„Rohstoffsicherung“ führt die Deutsche Rohstoffagentur (DERA) ein Monitoring potenziell kritischer mine- ralischer Rohstoffe durch, ohne die der technologische Fortschritt unserer Wirtschaft nicht möglich wäre.

Der vorliegende Bericht des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung (ISI) ist Teil des DERA-Rohstoffmonitorings und wurde im Auftrag der DERA erstellt.

Das Ziel des Rohstoffmonitorings besteht darin, die Wirtschaft und die Politik über aktuelle Nachfrage-, Angebots- und Preistrends bei primären mineralischen Rohstoffen und Zwischenprodukten der ersten Wert- schöpfungsstufen zu informieren. Kritische Entwicklungen auf den internationalen Rohstoffmärkten können dadurch frühzeitig erkannt und mögliche Ausweichstrategien in den Unternehmen entwickeln werden.

)UGDV0RQLWRULQJGHUÄ5RKVWRIIQDFKIUDJH³¿QGHWLQGHU6WXGLHHLQ6FUHHQLQJGHU5RKVWRIIEHGDUIHDXV Schlüssel- und Zukunftstechnologien statt. Im Mittelpunkt steht die Frage, bei welchen Rohstoffen mögliche Nachfrageschübe aufgrund zukünftiger Technologieentwicklungen in den nächsten 20 Jahren zu erwarten sind. Unerwartete Nachfrageschübe aufgrund technologischer Veränderungen im Markt können einen HUKHEOLFKHQ(LQÀXVVDXI]XNQIWLJH5RKVWRIISUHLVXQG/LHIHUULVLNHQKDEHQ'DKHUZLUGGLH6WXGLHDOOHIQI Jahre in engem Austausch mit der deutschen Wirtschaft aktualisiert.

Dr. Peter Buchholz Leiter

Deutsche Rohstoffagentur (DERA) in der

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 3

Abkürzungen und Glossar 7

Zusammenfassung 13

Executive Summary 17

1 Hintergrund und Ziele 21

2 Methodik und Vorgehensweise 23

3 Auswahl der Zukunfts technologien 30

4 Technologiesynopsen 31

Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt, Verkehrstechnik 31

4.1 Stahlleichtbau mit Tailored Blanks 31

4.2 Elektrische Traktionsmotoren für Hybrid-, Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeuge 35

4.3 PEM-Brennstoffzellen für Elektrofahrzeuge 42

4.4 Superkondensatoren für Kraftfahrzeuge 46

4.5 Legierungen für den Airframe-Leichtbau 49

4.6 Automatisches Pilotieren von Straßenfahrzeugen 53

4.7 Unbemannte Luftfahrzeuge für kommerzielle Anwendungen („Drohnen“) 60 Informations- und Kommunikations technik, optische Technologien, Mikrotechniken 66

4.8 Bleifreie Lote 66

5),'±5DGLR)UHTXHQF\,GHQWL¿FDWLRQ

4.10 Indium-Zinn-Oxid (ITO) in der Displaytechnik 78

4.11 Infrarot-Detektoren in Nachtsichtgeräten 84

4.12 Weiße LED 88

4.13 Glasfaserkabel 91

4.14 Mikroelektrische Kondensatoren 96

4.15 Hochleistungs-Mikrochips 101

Energie-, Elektro- und Antriebstechnik 106

8OWUDHI¿]LHQWHLQGXVWULHOOH(OHNWURPRWRUHQ

4.17 Thermoelektrische Generatoren 109

4.18 Farbstoffsolarzellen 113

4.19 Dünnschicht-Photovoltaik 117

4.20 Solarthermisches Kraftwerk 126

4.21 SOFC – Stationäre Brennstoffzelle 132

4.22 CCS – Carbon Capture and Storage 136

4.23 Lithium-Ionen-Hochleistungs- Elektrizitätsspeicher für PKW 142

4.24 Redox-Flow-Speicher 146

4.25 Vakuumisolation 149

4.26 Induktive Übertragung elektrischer Energie 155

4.27 Thermische Speicher 160

4.28 Micro-Energy Harvesting aus der Umgebungsenergie 166

4.29 Windkraftanlagen 176

4.34 Medizinische Implantate 203

4.35 Medizinische Tomographie 207

Werkstofftechnik 211

4.36 Superlegierungen 211

4.37 Hochtemperatursupraleiter 217

4.38 Hochleistungs-Permanent magnete 223

4.39 Industrie 4.0 231

&DUERQIDVHUYHUVWlUNWHU.XQVWVWRIÀHLFKWEDX

4.41 CNT (Carbon Nanotubes) 241

4.42 Additive Fertigung („3D-Drucker“) 245

5 Rohstoffsynopsen 252

5.1 Gallium 252

5.2 Germanium 254

5.3 Indium 256

5.4 Kobalt 258

5.5 Kupfer 260

5.6 Lithium 263

5.7 Palladium 265

5.8 Platin 267

5.9 Rhenium 269

5.10 Scandium 271

5.11 Seltenerdmetalle 273

5.12 Silber 278

5.13 Tantal 281

5.14 Titan 283

5.15 Zinn 285

6 Schlussfolgerungen 287

7 Quellen 295

Anhang 335

3D Dreidimensional A

ABS Anti-Blockiersystem für Kraftfahrzeuge

ABS- Schaum

Schaum aus Acrylnitril-Butadien- Styrol

ACC Adaptive Cruise Control ACP Adhesive Conductive Paste

Ag Silber

AG Asynchrongenerator

Ah Amperestunden

AIM Association for Automatic ,GHQWL¿FDWLRQDQG0RELOLW\

Al Aluminium AM Asynchronmotor

As Arsen

a-Si amorphes Silizium ASR Antischlupfregelung ATO Antimony-Tin-Oxide

Au Gold

B

B Bor

Ba Barium

Barrel Volumeneinheit (1 Barrel = 159 l) BEV Battery-Electric-Vehicle (rein

elektrisches Fahrzeug mit Batterie) BGR Bundesanstalt für Geowissen-

schaften und Rohstoffe Bi Bismut (Wismut) BiCMOS Kombination von

Feldeffekttransistoren mit Bipolartransistoren BIP Bruttoinlandsprodukt BMUB Bundesministerium für

Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit

Body-in White

Rohkarosserie ohne Anbauten wie Türen, Heckklappe, Motorhaube und .RWÀJHO

bpd barrels per day BRIC-

Länder

Brasilien, Russland, China, Indien BSCCO Bismut-Strontium-Calzium-

Kupfer-Oxide BSP Bruttosozialprodukt BST Barium Strontium Titanit BtL Biomass to liquid

C

C Kohlenstoff

C2H5OH Ethanol

Ca Calcium

CA Kanada

CAD Computer Aided Design CAGR Compound Annual Growth Rate CCS Carbon capture and storage CSS Close Space Sublimation

Cd Kadmium

CDA Copper Development Association CdTe Kadmiumtellurid

Ce Cer

CEPI Confederation of European Paper Industries

CFK Carbonfaserverstärkter Kunststoff CFRP Carbon Fiber Reinforced Plastics CIGS Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid CIS Kupfer-Indium-Diselenid

Cl Chor

CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor

CNT Carbon Nanotubes

Co Kobalt

CO Kohlenmonoxid

CO2 Kohlenstoffdioxid CP Complexphasen(Stahl)

Cr Chrom

CRT Röhrenfernseher (Cathode Ray Tube)

Cs Caesium

CSP Concentrating solar power CT Computertomographie CtL Coal to liquid

Cu Kupfer

CVD Chemische Gasabscheidung (Chemical Vapor Deposition)

D

DC Gleichstrom (Direct Current) DD Direct Drive

DED Direct Energy Deposition (direkte Abscheidung durch Energie übertragung)

DeNOx Reduktion von Stickstoffoxiden zu Stickstoff in Abgasen („Entstickung“)

Abkürzungen und Glossar

DP Dualphasen(Stahl)

DR Kongo Demokratische Republik Kongo DSK Doppelschichtkondensator dt Differenzial der Zeit

Dy Dysprosium

E

E-PKW PKW mit elektrischem oder teilelektrischen Antriebsstrang EDLC Electrochemical Double Layer

Capacitor

EDV Elektronische Datenverarbeitung EE Elektrische und elektronische

(Produkte)

EG Electronic Grade (Silizium) EMPA Eidgenössische Materialprüfungs-

und Forschungsanstalt, Schweiz EnEV Energie Einsparverordnung EoL-RR End of Life Recycling Rate EOR Enhanced Oil Recovery E-PKW (teil-)elektrisch angetriebener

Personenkraftfahrzeuge

Er Erbium

ESP Elektronisches Stabilitätsprogramm für Kraftfahrzeuge

ETF Exchange-traded fund (London) Ethanol C2H5OH

EU Europäische Union eV Elektronenvolt

(Energieeinheit. 10¹⁹ eV = 1,6 Joule) EVA Ethylen-Vinyl-Acetat

F

F Fluor

F Faraday (Einheit der Kapazität von elektrischen Kondensatoren) FAT Forschungsvereinigung Automobil-

technik e. V., Berlin FCEV Fuel-Cell-Electric-Vehicle

(Brennstoffzellenfahrzeug)

Fe Eisen

FED Field Emitter Display

an das vom Käufer benannte Schiff im benannten Verschiffungshafen geliefert wird

ft foot (1 ft = 30,48 cm) FT Fischer-Tropsch

(Prozess zur Kraftstoffsynthese) FTTB Fibre to the Building

FTTH Fibre to the Home FTTP Fibre to the Premises FuE Forschung und Entwicklung FSZ Farbstoffsolarzellen

G

g Gramm

Ga Gallium

GE General Electric Company

Ge Germanium

Gd Gadolinium

Gew.-% Gewichtsprozent

GfK Glasfaserverstärkter Kunststoff GHz Gighertz

GIPV gebäudeintegrierte Photovoltaik GLR Das gewichtete Länderrisiko der

Förderung (GLR) errechnet sich als Summe der Anteilswerte der Länder an der Bergwerksproduktion multi- pliziert mit dem Länderrisiko (LR).

Das gewichtete Länderrisiko bewegt sich in der Regel in einem Intervall zwischen + 1,5 und –1,5. Bei Werten über 0,5 wird das Risiko als niedrig eingestuft (grün makiert), zwischen + 0,5 und – 0,5 liegt ein mäßiges Risiko vor (gelb) und Werte unter – 0,5 gelten als kritisch (rot markiert).

GoI Germanium on Insulator

GPS Global Positioning System (Navigati- onssatellitensystem des US Militärs) GtL Gas to liquid

GuD Gas- und Dampf- (Kombikraftwerk) GUS Gemeinschaft unabhängiger Staaten

(Nachfolgestaaten der Sowjetunion) GWp Gigawatt peak power

(Leistungsangabe bei Solarzellen)

H H2 Wasserstoff H2O Wasser(dampf)

HCCI Homogeneous Charge Compression Ignition

HDL +LJKGH¿QLWLRQODVHU HDPE High density propylene

HEV Hybrid-Electric-vehicle (elektrisches Hybrid-Fahrzeug)

HF Hochfrequenz

Hg Quecksilber

HHI +HU¿QGDKO+LUVFKPDQ,QGH['HU HHI ist eine Kennzahl, die die Kon- zentration in einem Markt angibt.

Der Index nimmt Werte zwischen 0 und 10.000 an. Bei einem HHI unter 1.500 gilt ein Markt als niedrig kon- zentriert (grün markiert), zwischen 1.500 und 2.500 Punkten als mäßig (gelb) und über 2.500 als hoch kon- zentriert (rot gekennzeichnet).

Ho Holmium

HPDL dioden-gepumte Hochleistungs- Laser

HPMSR Hybrid aus permanenterregtem und reluktanzgetriebenen Motor

HREE Heavy rare earth elements HSS High Speed Steel

(Schnellarbeitsstahl) HTS Hochtemperatursupraleiter Hz Hertz (Frequenzeinheit)

I

IC Integrierter Schaltkreis (Integrated Circuit)

ICE Internal Combustion Engine

IEA Internationale Energieagentur (Inter- national Energy Agency)

IEC Internationale Elektrotechnische Kommission

ifak Institut für Automation und Kommuni- kation e. V., Magdeburg

IGCC ,QWHJUDWHG*DVL¿FDWLRQ&RPELQHG Cycle

IGFC ,QWHJUDWHG*DVL¿FDWLRQ)XHO&HOO Cycle

IKT Informations- und Kommunikations- technik

In Indium

InGaAs Indium-Gallium-Arsenid-Halbleiter IP Internet Protocol

IPM Inset-mounted Permanent Magnets (einsatzmontierte PM)

IPTV Internet Protocol Television

IR Infrarotstrahlung (Wellenlänge über 800 nm)

IRR Internal Rate of Return (interner Zinsfuss der Kapitalwertmethode) ISGS Internation Copper Study Group ISI Fraunhofer-Institut für System und

Innovationsforschung

ISO Internationale Organisation für Normung

IT Informationstechnologie

ITO Indium-Zinn-Oxid (Indium Tin Oxide) IZT Institut für Zukunftsstudien und

Technologiebewertung K

K Kelvin

k. A. keine Angaben KfZ Kraftfahrzeug

KIT Karlsruher Institut für Technologie kt Kilotonnen (1000 t)

ksi kilo-pound per square inch (1000 psi) L

La Lanthan

LAN Local Area Network

Laser /LJKW$PSOL¿FDWLRQE\6WLPXODWHG Emission of Radiation

lb pound. Gewichtseinheit.

1 lb = 0,454 kg LCD Liquid-Crystal-Display

LED Leuchtdiode (Light Emitting Diode)

Li Lithium

LiCAF LiCaAlF6

LiDAR Light detection and ranging LiLuF LiLuF4

LiSAF LiSrAlF6

LiSGAF LiSrGaF6

Li-Ionen /LWKLXP,RQHQZLHGHUDXÀDGEDUHV Batteriesystem)

Lkw Lastkraftwagen

LME London Metal Exchange

LR Das Länderriskio (LR) wird über die Indikatoren der Weltbank zur Regie- rungsführung (Worldwide Governan- ce Indicators, WGI) bewertet LREE Light rare earth elements LTS Niedrigtemperatur-Supraleiter

MEMS Mikroelektromechanischen Systeme

Mg Magnesium

Mio. Millionen

MLCC Multi Layer Ceramic Capacitor MMIC Monolithic Microwave Integrated

Circuit

Mn Mangan

Mo Molybdän

MOCVD Metal Organic Chemical Vapor Deposition

Mono- coque

Selbsttragende Fahrzeugkarosserie Mrd. Milliarden

MRI Magnetic resonance imaging MRT Magnetresonanz-Tomographie MIV Motorisierter Individualverkehr MW Megawatt (1 Mio. Watt) ȝP Mikrometer (10^–6 Meter)

N

N Newton (Krafteinheit, 1 N = 1 kg m/s²)

N Stickstoff

n. a. not available

Nb Niob

Nd Neodym

Nd:YAG Laser

Neodym-dotierter Yttrium-Alumini- um-Granat-Laser

NEFZ Neuer Europäischer Fahrzeugzyklus NEM Nichteisenmetall-Industrie (Kupfer,

Aluminium, Blei, Zink etc.) NFC 1HDU¿HOGFRPPXQLFDWLRQ NGCC Natural gas combined cycle

Ni Nickel

Ni-Cd Nickel-Kadmium

ZLHGHUDXÀDGEDUHV%DWWHULHV\VWHP Ni-MH Nickel-Metallhydrid

ZLHGHUDXÀDGEDUHV%DWWHULHV\VWHP NIR Nahinfrarot

nm Nanometer (1 nm = 10^–9 m) Nm Newtonmeter (Einheit des Drehmo-

ments)

N/mm² Einheit der Materialspannung (1.000 N/mm² = 1 GPa) n. v. nicht verfügbar

Vehicle Manufacturers, Paris OLED Organic Light-Emitting Diode

Os Osmium

ORC Organic Rankine Cycle P

P Phosphor

Pa Pascal (1 Pa = 1 N/m²) PAN Polyacrylnitril

Pb Blei

PBB Polybromierte Biphenyle PBDE Polybromierte Dyphenylether PBF Powder Bed Fusion

(Verschmelzung im Pulverbett) PCB Polychlorierte Byphenyle PC Polycarbonat

Pd Palladium

PDP Plasma Display Panel

PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition

PE- DOT:PSS

Poly-3,4-ethylendioxythiophen Polystyrol-Sulfonat

PEM Polymerelektrolytmembran-Brenn- stoffzelle

PET Polyethylenterephthalat

PET Positronen-Emissions-Tomographie PHEV Plug-In-Hybrid-Vehicle (netzladefähi-

ges elektrisches Hybrid-Fahrzeug) pin positive intrinsic negative diode PJ Petajoule (10¹⁵ Joule)

PKW Personkraftwagen

PLA Polylactic acid (Polymilchsäure) plc public limited company

Pm Promethium (radioaktiv) PM Permanentmagnet PP Polypropylen

Pr Praseodym

PS Polystyrol

psi pounds per square inch (1 psi = 6.894,76 N/mm²)

Pt Platin

PTFE 3RO\WHWUDÀXRUHWK\OHQ

PV Photovoltaik PUR Polyurethan PVC Polyvinylchlorid

PVD Physical Vapour Deposition (Beschichtungsverfahren)

R

Radar Radio detection and ranging

Re Rhenium

REM Seltene Erden Metalle

REEV Range-Extended-Electric-Vehicle (Reichenweitenverlängertes Elektrofahrzeug)

RFID 5DGLR)UHTXHQF\,GHQWL¿FDWLRQ

Rh Rhodium

RO Reverse osmosis (Umkehrosmose) RoHS Restriction of the use of certain

Hazardous Substances (Richtlinie 2002/95/EG) ROW Rest Of the World

Ru Ruthenium

RU Russische Föderation S

S Schwefel

Sb Antimon

Sc Scandium

SCR Selective Catalytic Reduction (Reduktion von Stickstoffoxiden) ScSZ Scandiumdotiertes Zirkoniumdioxid

Se Selen

SEO Seltenerdmetalloxide

SED Surface Conduction Electron Emitter Display

SG Synchrongenerator

Si Silizium

SiGe Silicium-Germanium-Halbleiter

Sm Samarium

SM Synchronmotor

SMD Surface Mounted Device (elektronische Aufsteckbauteile)

Sn Zinn

SOFC Festoxidbrennstoffzelle (Solid Oxid Fuel Cell)

SPECT Single Photon Emission Computed Tomography

SPM Surface-mounted Permanent 0DJQHWVREHUÀlFKHQPRQWLHUWH30

Sr Strontium

SR Switched Reluctance

S-Sätze Sicherheitssätze. Sicherheits- ratschläge für den Umgang mit einem Stoff

STC Siliziumtetrachlorid

SWOT Strength, Weakness, Opportunities and Threats

T

T Tesla (Einheit der magnetischen Feldstärke)

t Tonnen

t Inh. Tonnen des jeweilis genannten Elements/Metalls

t/a Tonnen pro Jahr

Ta Tantal

tag Smart Label, Smart Ticket, Smart Card (RFID Transponder) Tailored

Blanks

Karosserieblech, das aus verschie- denen Blechstärken unterschied- licher Stahlgüte verschweißt ist

Tb Terbium

TBCCO Thallium-Barium-Calzium-Kupfer- Oxide

TCO Transparent Conducting Oxide

Te Tellur

TEG Thermoelektrische Generatoren THT Through Hole Technology

(elektronische Durchsteckbauteile)

Ti Titan

TIC Tantalum-Niobium International Study Center

TJ Terajoule (10¹² Joule)

Tm Thulium

TRIP Transformation Induced Plasticity (Stahl)

U

u XQL¿HGDWRPLFPDVVXQLW$WRPDUH Masseneinheit). 1/12 der Masse des .RKOHQVWRI¿VRWRSV¹²C

UBA Umweltbundesamt

UBSW University of New South Wales, Sydney, Australia

UHF Ultrahochfrequenz

UHMWPE Ultra High Molecular Weight PolyEthylene (ultrahochmolekulares Polyethylen)

U/min Umdrehungen pro Minute (60 U/min = 1 Hz)

Ultra- schall

Schall mit Frequenz oberhalb 16 kHz

V Vanadium

VAE Vereinigte Arabische Emirate VAT Behältnis für Photopolymerisation

(englisch: “vat”) VC Dampfkompression

VDA Verband der Automobilindustrie e. V.

VDE Verband der Elektrotechnik Elektro- nik Informationstechnik e. V.

VDI Verein Deutscher Ingenieure VERL Vacuum Evaporation on Running

Liquids

VIP Vakuum-Isolations-Paneel VIS Vakuum-Isolations-Sandwich VRB Vanadium-Redox.Batterien

W

W Wolfram

WEEE Waste Electric and Electronic Equip- ment (EU Richtlinie 2002/96/EC) WiFi Wireless Ethernet Compatibility

Alliance

WKA Windkraftanlage

WLAN Wireless Local Area Network WLED Weiße Leuchtdioden

(White Light Emitting Diode) X

XtL Sammelbegriff für GtL, CtL, und BtL Verfahren

Y

Y Yttrium

YAG Y6Al5O12 (Yttrium-Aluminium-Granat)

Yb Ytterbium

YBCO Yttrium-Barium-Kupfer-Oxide YGO Yttrium-Gadolinium-Oxid YLF YLiF4

YSZ Yttriumdotiertes Zirkoniumdioxid Z

Zn Zink

Zr Zirkonium

ZVEI Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie e. V.

Zusammenfassung

Die deutsche Wirtschaft sichert sich ihren Erfolg auf dem Weltmarkt durch den Export von Technologien, LVWGDEHLDEHUYRQ5RKVWRI¿PSRUWHQDEKlQJLJ*HUDGHGHUWHFKQRORJLVFKH:DQGHONDQQMHGRFK]XVlW]OLFK ]XP:HOWZLUWVFKDIWVZDFKVWXPVLJQL¿NDQWH$XVZLUNXQJHQDXIGLH1DFKIUDJHQDFKHLQ]HOQHQPLQHUDOLVFKHQ 5RKVWRIIHQKDEHQ%HUHLWVJDEGLH6WXGLHÄ5RKVWRIIHIU=XNXQIWVWHFKQRORJLHQ³LP$XIWUDJGHV%0:L HLQHQH[HPSODULVFKHQhEHUEOLFNEHUEHVRQGHUVYLHOYHUVSUHFKHQGHXQGURKVWRIIUHOHYDQWH7HFKQRORJLHQ (ANGERERHWDO'DEHLZXUGHQGHUHQ1DFKIUDJHLPSXOVHDXIWHFKQRORJLHEHGHXWVDPH5RKVWRIIHPLW HLQHP=HLWKRUL]RQWYRQ-DKUHQDQDO\VLHUW

,QGHUQXQYRUOLHJHQGHQhEHUDUEHLWXQJÄ5RKVWRIIHIU=XNXQIWVWHFKQRORJLHQ³ZXUGHQLQVJHVDPW 7HFKQRORJLHQEHWUDFKWHWGDYRQZXUGHQDNWXDOLVLHUWXQG]HKQQHXDXVJHZlKOW%DVLHUHQGDXIGLHVHQ

$QDO\VHQ ZXUGHQ 6]HQDULHQ IU GHQ 5RKVWRIIEHGDUI GHU7HFKQRORJLHQ LP -DKU HUDUEHLWHW 'DUDXV HUJDEVLFKIU5RKVWRIIHHLQHEHVRQGHUH5HOHYDQ]IUGLHDXVJHZlKOWHQ=XNXQIWVWHFKQRORJLHQ8PGLH WHFKQRORJLHJHWULHEHQH1DFKIUDJHVWHLJHUXQJGLHVHU5RKVWRIIHEHVVHUHLQVFKlW]HQ]XN|QQHQZXUGHDOV 5RKVWRI¿QGLNDWRUGHU%HGDUIGHVMHZHLOLJHQ5RKVWRIIVIUGLHDXVJHZlKOWHQ=XNXQIWVWHFKQRORJLHQLP-DKU LQV9HUKlOWQLV]XUZHOWZHLWHQ3ULPlUSURGXNWLRQGLHVHV5RKVWRIIVLP-DKUJHVHW]W$EEXQG 7DEVWHOOHQGLHHUPLWWHOWHQ,QGLNDWRUHQGDU

)UIQI0HWDOOHN|QQWHGHU%HGDUILP-DKUDOOHLQIUGLHEHWUDFKWHWHQ=XNXQIWVWHFKQRORJLHQLQGHU

*U|‰HQRUGQXQJ GHU 3ULPlUSURGXNWLRQ RGHU GDUEHU OLHJHQ *HUPDQLXP .REDOW 6FDQGLXP 7DQ- WDO 1HRG\P3UDVHRG\P )U ZHLWHUH GUHL 0HWDOOH N|QQWH GHU %HGDUI LP -DKU IU GLH DQDO\VLHUWHQ

=XNXQIWVWHFKQRORJLHQ VRJDU PHKU DOV GDV 'RSSHOWH GHU 3ULPlUSURGXNWLRQ DXVPDFKHQ /LWKLXP '\VSURVLXP7HUELXP5KHQLXP,QVEHVRQGHUHIUGLHVH0HWDOOHHUJLEWVLFKHLQHGXUFKGHQWHFKQRORJLVFKHQ :DQGHOJHWULHEHQH1DFKIUDJHVWHLJHUXQJGLHVLFKVLJQL¿NDQWJHJHQEHUGHUGXUFKGDV:HOWZLUWVFKDIWV- ZDFKVWXPJHWULHEHQHQ1DFKIUDJHVWHLJHUXQJDEKHEW

'LH(UJHEQLVVHLQ7DEKDEHQVLFKJHJHQEHUGHU9RUJlQJHUVWXGLHANGERERHWDOWHLOZHLVH VWDUNJHlQGHUW6RKDWGLH3URGXNWLRQVPHQJHHLQ]HOQHU0HWDOOHZLH*DOOLXPXQG6FDQGLXP]XJHQRPPHQ 7HFKQRORJLHQNRPPHQPLWJHULQJHUHQVSH]L¿VFKHQ0HWDOOJHKDOWHQDXV/('%UHQQVWRII]HOOHQXQG6XE- VWLWXWLRQVWHFKQRORJLHQDXI0DWHULDOXQG7HFKQRORJLHHEHQHKDEHQVLFKGXUFKJHVHW]W$XFKGLH'DWHQODJH ]XUZLUWVFKDIWOLFKHQ(QWZLFNOXQJIUHLQ]HOQH=XNXQIWVWHFKQRORJLHQ]%LQ)RUPYRQ0DUNWDQDO\VHQKDW VLFKYHUEHVVHUWDXVJHO|VWXDGXUFKGDV([SRUWYHUERW&KLQDVIU6HOWHQHUGPHWDOOHYRQELV GLH(QHUJLHZHQGHLQ'HXWVFKODQGXQGGHU:LUWVFKDIWVNULVHLQ)ROJHGHU)LQDQ]NULVHDE

8QWHUGHQYHUVFKLHGHQHQUHDOLVWLVFKHQ6]HQDULHQLQGHQ7HFKQRORJLHEHWUDFKWXQJHQZXUGHIUGLH=XVDP- PHQIDVVXQJGHU(UJHEQLVVHLQ7DEXQG$EEVWHWVGDVSODXVLEHOVWH6]HQDULRDXVJHZlKOW-HGRFK VWHOOHQGLHDQJHJHEHQHQ=DKOHQNHLQHSURJQRVWL]LHUWHQ:HUWHGDUVRQGHUQYHUDQVFKDXOLFKHQHLQHQDFK DNWXHOOHP(UNHQQWQLVVWDQGUHDOLVWLVFKHUVFKHLQHQGH(QWZLFNOXQJVP|JOLFKNHLW=HQWUDOHV$QOLHJHQGLHVHU hEHUVLFKWVVWXGLH LVW GLH ,GHQWL¿]LHUXQJ UHOHYDQWHU 7HFKQRORJLH XQG 5RKVWRIIIHOGHU XP ZHLWHUIKUHQGH

$UEHLWHQ]XPRWLYLHUHQZHOFKHVLFKHLQHUVHLWVLQWHQVLYHUPLWGHQ+HUDXVIRUGHUXQJHQGHUHLQ]HOQHQ7HFK- QRORJLHQXQG5RKVWRIIHQEHVFKlIWLJHQXQGDQGHUHUVHLWV6WUDWHJLHQ]XU5RKVWRIIVLFKHUXQJHUDUEHLWHQE]Z ZHLWHUHQWZLFNHOQ N|QQHQ .RQNUHWH 0D‰QDKPHQ XQG DOWHUQDWLYH (QWZLFNOXQJVP|JOLFKNHLWHQ ZHUGHQ LQ GHQHLQ]HOQHQ7HFKQRORJLHEHWUDFKWXQJHQXQG6]HQDULHQDQJHIKUW*HQHUHOONRPPHQ]XU6LFKHUXQJGHU 5RKVWRIIYHUVRUJXQJIUGLH:LUWVFKDIWIROJHQGH0D‰QDKPHQLQ%HWUDFKW

– $XVEDXXQG(I¿]LHQ]VWHLJHUXQJYRQ(U]DEEDXE]Z0HWDOOJHZLQQXQJ – 6XEVWLWXWLRQDXI0DWHULDOXQG7HFKQRORJLHHEHQH

– 5HVVRXUFHQHI¿]LHQ]LQ3URGXNWLRQXQG$QZHQGXQJ

– 5HF\FOLQJJHZlKUOHLVWHWGXUFKUHF\FOLQJJHUHFKWHV'HVLJQ5FNIKUXQJVVWUDWHJLHQXQGHI¿]LHQWH 5HF\FOLQJWHFKQRORJLHQ

Lithium HSE (Dysprosium/Terbium)

Rhenium LSE (Neodym/Praseodym) Tantal Scandium

Kobalt Germanium

Platin Zinn Palladium Indium Gallium Silber Kupfer Titan

610

2.000

50

29.000

500

1

5.000

60

0

180.000

20

230

90

5.800

120.000

9.000

30.000

2.400

50

37.000

1.300

7

130.000

140

190

290.000

200

800

350

26.000

18.000.000

240.000

110.000

7.400

120

64.000

2.100

9

120.000

120

110

150.000

100

360

130

8.300

5.300.000

41.000

Abb. 0.1: Bedarf unterschiedlicher Rohstoffe für ausgewählte Zukunftstechnologien

(Schätzungen für 2013 und 2035) im Vergleich zur Primärproduktion der jeweiligen Rohstoffe im Jahr 2013

:HOFKH0|JOLFKNHLWHQ]XU5RKVWRIIVLFKHUXQJEHVWHKHQVROOWHLQKlUHQWHU%HVWDQGWHLOGHU*UXQGEHUOHJXQ- JHQEHLGHU(QWZLFNOXQJQHXHU7HFKQRORJLHQVHLQ$NWXHOOH5RKVWRIISUHLVHVLQGDEKlQJLJYRQYLHOHQ)DN- WRUHQXQWHUDQGHUHPYRQYRUEHUJHKHQGHQ8QJOHLFKJHZLFKWHQ]ZLVFKHQ$QJHERWXQG1DFKIUDJHDEHU DXFKYRQNXU]IULVWLJHQ6SHNXODWLRQHQXQGSROLWLVFKHQ5HVWULNWLRQHQ6LHVLQGNHLQ0D‰IUGLHODQJIULVWLJH SK\VLVFKHRGHU|NRQRPLVFKH9HUIJEDUNHLWHLQHV5RKVWRIIVXQGVROOWHQGDKHUQLFKWDOOHLQ%DVLVODQJIULVWL- JHU]XNXQIWVUHOHYDQWHU(QWVFKHLGXQJHQVHLQ

Tab. 0.1: Globaler Metallbedarf für die analysierten 42 Zukunftstechnologien im Jahr 2013 und 2035 im Verhältnis zur Weltproduktionsmenge des jeweiligen Metalls 2013. Der über die betrachteten Zukunftstechnologien hinaus bestehende Rohstoffbedarf ist nicht berücksichtigt

Metall Bedarf20xx/Produktion2013

Zukunftstechnologien

2013 2035

/LWKLXP /LWKLXP,RQHQ$NNX$LUIUDPH/HLFKWE 6FKZHUH6HOWHQH(UGHQ

'\7E 0DJQHWH(3.::LQGNUDIW

Rhenium 6XSHUOHJLHUXQJHQ

/HLFKWH6HOWHQH(UGHQ

1G3U 0DJQHWH(3.::LQGNUDIW

Tantal 0LNURNRQGHQVDWRUHQ0HGL]LQWHFKQLN

6FDQGLXP 62)&%UHQQVWRII]HOOHQ

.REDOW /LWKLXP,RQHQ$NNX;W/

*HUPDQLXP *ODVIDVHU,57HFKQRORJLH

3ODWLQ %UHQQVWRII]HOOHQ.DWDO\VH

=LQQ 7UDQVSDUHQWH(OHNWURGHQ/RWH

3DOODGLXP .DWDO\VH0HHUZDVVHUHQWVDO]XQJ

Indium 'LVSOD\V'QQVFKLFKW3KRWRYROWDLN

*DOOLXP 'QQVFKLFKW3KRWRYROWDLN,&:/('

6LOEHU RFID

.XSIHU Elektromotoren, RFID

Titan 0HHUZDVVHUHQWVDO]XQJ,PSODQWDWH

Anmerkung: die Ergebnisse in dieser Tabelle sind nicht mit der Vorgängerstudie ANGERER et al. (2009) zu vergleichen, da sie sich auf einen anderen Zeitraum (22 statt 24 Jahre), ein anderes Basisjahr (2013 statt 2006), ein anderes Technologieport- folio (42 statt 32) und neuere Erkenntnisse zur Innovationsdynamik beziehen.

Executive Summary

7KH*HUPDQHFRQRP\HQVXUHVLWVVXFFHVVRQJOREDOPDUNHWVWKURXJKWHFKQRORJ\H[SRUWVEXWLVGHSHQGHQW RQUDZPDWHULDOLPSRUWVWRGRVR,QDGGLWLRQWRJOREDOHFRQRPLFJURZWKWHFKQRORJLFDOFKDQJHLQSDUWLFXODU FDQKDYHVLJQL¿FDQWLPSDFWVRQWKHGHPDQGIRUVSHFL¿FPLQHUDOUDZPDWHULDOV,QDOUHDG\WKHVWXG\

FRPPLVVLRQHGE\WKH*HUPDQ)HGHUDO0LQLVWU\RI(FRQRPLFV³5DZ0DWHULDOVIRU(PHUJLQJ7HFKQRORJLHV´

SURYLGHGDQRYHUYLHZRISDUWLFXODUO\SURPLVLQJWHFKQRORJLHVZLWKKLJKUHOHYDQFHIRUUDZPDWHULDOVA^NGERER HWDO$QDQDO\VLVZDVPDGHRILPSXOVHVRQWKHGHPDQGIRUWKHVHWHFKQRORJ\UHOHYDQWUDZPDWHULDOV ZLWKDWLPHKRUL]RQRIWKHQH[W\HDUV

,QWKLVUHYLVLRQSDSHU³5DZ0DWHULDOVIRU(PHUJLQJ7HFKQRORJLHV´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

7KHGHPDQGLQVROHO\IRUWKHHPHUJLQJWHFKQRORJLHVFRQVLGHUHGFRXOGEHHTXDOWRRUHYHQH[FHHG SULPDU\SURGXFWLRQLQIRUWKHVH¿YHPHWDOVJHUPDQLXPFREDOWVFDQGLXPWDQWDOXPQHRG\PLXP SUDVHRG\PLXP7KHGHPDQGLQIRUWKHDQDO\VHGWHFKQRORJLHVFRXOGHYHQEHPRUHWKDQGRXEOHSUL- PDU\SURGXFWLRQLQIRUWKUHHIXUWKHUPHWDOVOLWKLXPG\VSURVLXPWHUELXPUKHQLXP)RUWKHVHPHWDOV LQSDUWLFXODUWKHUHLVDQLQFUHDVHLQGHPDQGGULYHQE\WHFKQRORJLFDOFKDQJHWKDWVWDQGVRXWVLJQL¿FDQWO\

IURPWKHGHPDQGLQFUHDVHGXHWRJOREDOHFRQRPLFJURZWK

6RPHRIWKHUHVXOWVLQ7DEOHKDYHFKDQJHGGUDPDWLFDOO\FRPSDUHGWRWKHSUHYLRXVVWXG\E\ANGERER et DO7KHSURGXFWLRQYROXPHVRIVSHFL¿FPHWDOVOLNHJDOOLXPDQGVFDQGLXPKDYHLQFUHDVHGWHFKQRO- RJLHVXVHORZHUVSHFL¿FPHWDOFRQWHQWV/('IXHOFHOOVDQGVXEVWLWXWHVKDYHEHFRPHZLGHVSUHDGDWWKH OHYHORIPDWHULDOVDQGWHFKQRORJLHV7KHGDWDRQHFRQRPLFWUHQGVKDYHDOVRLPSURYHGIRUFHUWDLQHPHUJLQJ WHFKQRORJLHVHJLQWKHIRUPRIPDUNHWDQDO\VHVWULJJHUHGDPRQJRWKHUWKLQJVE\&KLQD¶VH[SRUWEDQRI UDUHHDUWKPHWDOVIURPWRWKHWUDQVIRUPDWLRQRIWKHHQHUJ\V\VWHPLQ*HUPDQ\(QHUJLHZHQGH DQGWKHHFRQRPLFGRZQWXUQIURPIROORZLQJWKH¿QDQFLDOFULVLV

7KHPRVWSODXVLEOHVFHQDULRRIWKHYDULRXVUHDOLVWLFWHFKQRORJ\VFHQDULRVFRQVLGHUHGZDVDOZD\VFKRVHQ IRUWKHVXPPDU\RIWKHUHVXOWVLQ7DEOHDQG)LJXUH1HYHUWKHOHVVWKH¿JXUHVJLYHQKHUHGRQRW represent predictions, but are intended to illustrate a possible development that seems realistic according WRRXUFXUUHQWVWDWHRINQRZOHGJH7KHPDLQREMHFWLYHRIWKLVUHYLHZLVWRLGHQWLI\WKHPRVWUHOHYDQW¿HOGVRI WHFKQRORJ\DQGUDZPDWHULDOVLQRUGHUWRPRWLYDWHIXUWKHUVWXGLHVWKDWGHDOPRUHLQWHQVLYHO\ZLWKWKHFKDO- OHQJHVSRVHGE\VSHFL¿FWHFKQRORJLHVDQGFRPPRGLWLHVRQWKHRQHKDQGDQGRQWKHRWKHUKDQGVWXGLHV DEOHWRGHYHORSRUIXUWKHUHYROYHVSHFL¿FPHDVXUHVWRVHFXUHWKHVXSSO\RIUDZPDWHULDOV&RQFUHWHPHDV- XUHVDQGDOWHUQDWLYHSRVVLEOHGHYHORSPHQWVDUHOLVWHGLQWKHLQGLYLGXDOWHFKQRORJ\DQDO\VHVDQGVFHQDULRV ,QJHQHUDOWKHIROORZLQJPHDVXUHVDUHFRQVLGHUHGWRVHFXUHWKHVXSSO\RIUDZPDWHULDOVWRWKHHFRQRP\

– )XUWKHUGHYHORSLQJDQGLQFUHDVLQJWKHHI¿FLHQF\RIPLQLQJRUHVDQGPHWDOV – 6XEVWLWXWLRQVDWWKHOHYHORIPDWHULDOVDQGWHFKQRORJLHV

– 5HVRXUFHHI¿FLHQF\LQSURGXFWLRQDQGDSSOLFDWLRQV

– 5HF\FOLQJHQVXUHGE\DVXLWDEOHGHVLJQUHFLUFXODWLRQVWUDWHJLHVDQGHI¿FLHQWUHF\FOLQJWHFKQRORJLHV :KLFKRSWLRQVH[LVWWRHQVXUHWKHVXSSO\RIUDZPDWHULDOVVKRXOGEHDQLQKHUHQWFRPSRQHQWRIEDVLFSODQ- QLQJZKHQGHYHORSLQJQHZWHFKQRORJLHV7KHFXUUHQWFRPPRGLW\SULFHVDUHGHSHQGHQWRQPDQ\IDFWRUV LQFOXGLQJWHPSRUDU\GLVFUHSDQFLHVEHWZHHQVXSSO\DQGGHPDQGEXWDUHDOVRDIIHFWHGE\VKRUWWHUPVSHF- XODWLRQDQGSROLWLFDOUHVWULFWLRQV7KH\DUHQRWDPHDVXUHRIWKHORQJWHUPSK\VLFDORUHFRQRPLFDYDLODELOLW\

RIDFRPPRGLW\DQGWKHUHIRUHVKRXOGQRWIRUPWKHVROHEDVLVIRUORQJWHUPIXWXUHUHOHYDQWGHFLVLRQV

Lithium HRE (Dysprosium/Terbium) Rhenium LRE (Neodymium/Praseodymium) Tantalum Scandium Cobalt Germanium Platinum Tin Palladium Indium Gallium Silver Copper Titanium

610

2,000

50

29,000

500

1

5,000

60

0

180,000

20

230

90

5,800

120,000

9,000

30,000

2,400

50

37,000

1,300

7

130,000

140

190

290,000

200

800

350

26,000

18,000,000

240,000

110,000

7,400

120

64,000

2,100

9

120,000

120

110

150,000

100

360

130

8,300

5,300,000

41,000

Fig. 0.1: Demand of different raw materials for selected emerging technologies (estimates for 2013 and 2035) compared to primary production of the respective commodity in 2013

Table 0.1: Global demand for metals for the 42 technologies analysed in 2013 and 2035 com- pared to the global production volume of the respective metal in 2013. This table con- siders the raw material demand for the emerging technologies; any demand beyond these technologies is not taken into account

Metal Demand20xx / Production2013

Emerging technologies

2013 2035

/LWKLXP /LWKLXPLRQEDWWHULHVOLJKWZHLJKWDLUIUDPHV

+5(('\7E 0DJQHWVHFDUVZLQGSRZHU

Rhenium 6XSHUDOOR\V

/5((1G3U 0DJQHWVHFDUVZLQGSRZHU

Tantalum 0LFURFDSDFLWRUVPHGLFDOWHFKQRORJ\

6FDQGLXP 62)&IXHOFHOOV

&REDOW /LWKLXPLRQEDWWHULHV;7/

*HUPDQLXP )LEUHRSWLF,5WHFKQRORJ\

3ODWLQXP )XHOFHOOVFDWDO\VWV

Tin Transparent electrodes, lead-free solders

3DOODGLXP &DWDO\VWVVHDZDWHUGHVDOLQDWLRQ

Indium 'LVSOD\VWKLQOD\HUSKRWRYROWDLFV

*DOOLXP 7KLQOD\HUSKRWRYROWDLFV,&:/('

6LOYHU RFID

&RSSHU Electric motors, RFID

Titanium 6HDZDWHUGHVDOLQDWLRQLPSODQWV

Note: the results in this table are not comparable with the previous study ANGERER et al. (2009), because they are based on a different period of time (22 instead of 24 years), a different reference year (2013 instead of 2006), a different technology SRUWIROLRLQVWHDGRIDQGPRUHUHFHQW¿QGLQJVFRQFHUQLQJLQQRYDWLRQG\QDPLFV

1 Hintergrund und Ziele

'LH,QGXVWULHVWDDWHQJHZLQQHQDOV+RFKORKQOlQGHU LPJOREDOHQ0DUNWGXUFKWHFKQLVFKH,QQRYDWLRQHQ :HWWEHZHUEVYRUWHLOH 'HU GDGXUFK DXVJHO|VWH )RUVFKXQJVXQG(QWZLFNOXQJVZHWWODXIHUK|KWGLH ,QQRYDWLRQVJHVFKZLQGLJNHLWODXIHQGZLHVLFKEHL- VSLHOVZHLVHDQVWHLJHQGHQ3DWHQW]DKOHQDEOHVHQ OlVVW N^EUHÄUSLER HW DO =XJOHLFK LVW GLH deutsche Wirtschaft nicht nur bei Energierohstof- IHQVRQGHUQDXFKEHL0HWDOOHQEHLQDKHYROOVWlQ- GLJYRQ,PSRUWHQDEKlQJLJBGRD6RPLWLVW GLH6LFKHUXQJHLQHUVW|UXQJVIUHLHQ5RKVWRIIYHUVRU- JXQJ HLQH ZLFKWLJH$XIJDEH EHL GHU *HZlKUOHLV- WXQJGHULQWHUQDWLRQDOHQ:HWWEHZHUEVIlKLJNHLWGHU GHXWVFKHQ:LUWVFKDIW

,QGHQOHW]WHQ]HKQ-DKUHQVLQGGLH0DWHULDONRV- WHQ QLFKW JHVWLHJHQ DOOHUGLQJV LP 9HUJOHLFK ]X GHQ]HKQYRUDQJHJDQJHQHQ-DKUHQDXINRQVWDQW KRKHP1LYHDXJHEOLHEHQZLH$EE]HLJW 0DWHULDONRVWHQ VWHOOHQ GHQ PLW $EVWDQG JU|‰WHQ .RVWHQEORFN LQ GHU GHXWVFKHQ 3URGXNWLRQ GDU 7DE JLEW GLH YRP 6WDWLVWLVFKHQ %XQGHVDPW HUPLWWHOWHQ$QWHLOH DP %UXWWRSURGXNWLRQVZHUW GHV 9HUDUEHLWHQGHQ*HZHUEHVIUGDV-DKUZLH-

GHU%HLGHQ0DWHULDONRVWHQKDQGHOWHVVLFKDEHU QXU]XHLQHP7HLOXP5RKVWRIINRVWHQGDKLHUDXFK IUHPGEH]RJHQH9RUSURGXNWH+LOIVXQG%HWULHEV- VWRIIH HLQVFKO )UHPGEDXWHLOH VRZLH :DVVHU XD HUIDVVWZHUGHQ

*HUDGH GDV JOREDOH DX‰HUJHZ|KQOLFK VWDUNH :DFKVWXP QHXHU 7HFKQRORJLHQ NDQQ VLJQL¿NDQWH

$XVZLUNXQJHQ DXI GHQ JOREDOHQ )|UGHUEHGDUI

80%

90%

100%

110%

120%

130%

140%

150%

160%

170%

180%

1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013

Energiekosten Materialkosten (ohne Energie)

Personalkosten BIP

Abb. 1.1: Preisbereinigte Kostenentwicklung im Verarbeitenden Gewerbe Deutschlands (Quelle: STATISTISCHES B^UNDESAMT2015a, 2015b, 2015c)

Tab. 1.1: Kostenstruktur im Verarbeitenden Gewerbe Deutschlands 2013 (ohne Bergbau) (Quelle: STATISTISCHES

BUNDESAMT2015b)

Kostenart Anteil in %

0DWHULDONRVWHQ

Energiekosten

3HUVRQDONRVWHQ/RKQDUEHLWHQXQG

KDQGZHUNOLFKH'LHQVWOHLVWXQJHQ hEULJH.RVWHQ(LQVDW]

YRQ+DQGHOVZDUH6WHXHUQ

$EVFKUHLEXQJHQHWF

Bruttoproduktionswert ohne

Umsatzsteuer 100,0

LGHQWL¿]LHUWIUGLH9HUVRUJXQJVULVLNHQGXUFKGDV VWDUNHZLUWVFKDIWOLFKH:DFKVWXPQHXHU7HFKQROR- JLHQ HQWVWHKHQ N|QQWHQ ANGERER HW DO D 'D]XZXUGHGHUP|JOLFKH%HGDUIHLQ]HOQHU0HWDOOH IU DXVJHZlKOWH =XNXQIWVWHFKQRORJLHQ LP -DKU LQV 9HUKlOWQLV ]XU 3ULPlUSURGXNWLRQ GLHVHU 0HWDOOHLP-DKUJHVHW]W=LHOGHU$QVFKOXVV- VWXGLHÄ5RKVWRIIHIU=XNXQIWVWHFKQRORJLHQ³ LVW HLQH $NWXDOLVLHUXQJ XQG (UZHLWHUXQJ GLHVHU (UJHEQLVVH 'HU =HLWKRUL]RQW GHU =XNXQIWVV]HQD- ULHQ UHLFKW ELV ]XP -DKU GDV %DVLVMDKU LVW

Nutzen der Ergebnisse

=XNXQIWVSURMHNWLRQHQ ]HLJHQmögliche (QWZLFN- OXQJHQ LQ GHU =XNXQIW DXI 6LH VWW]HQ VLFK DXI EHVWLPPWH XQG H[SOL]LW ]X QHQQHQGH $QQDKPHQ XQGN|QQHQQXUGDQQHLQWUHWHQZHQQGLHWDWVlFKOL- FKH(QWZLFNOXQJDXVVFKOLH‰OLFKGLHVHQ$QQDKPHQ IROJW'LH6]HQDULRWHFKQLNJHVWDWWHWHVYRQXQWHU- VFKLHGOLFKHQ$QQDKPHQ GHU =XNXQIWVHQWZLFNOXQJ DXV]XJHKHQ XP VR GLH WDWVlFKOLFK HLQWUHWHQGH (QWZLFNOXQJLQHLQHU%DQGEUHLWHYRQ3URMHNWLRQHQ HLQ]XIDQJHQ'HQQRFKVLQGDXFK=XNXQIWVYHUOlXIH MHQVHLWV GLHVHU =XNXQIWVSURMHNWLRQHQ GHQNEDU

=XNXQIWVSURMHNWLRQHQGUIHQGHVKDOEQLFKWDOV9RU- KHUVDJHQGHUWDWVlFKOLFKHQNQIWLJHQ(QWZLFNOXQJ ELV]XP-DKUYHUVWDQGHQZHUGHQ

0LW V]HQDULREDVLHUWHQ 3URMHNWLRQHQ OlVVW VLFK MHGRFK DEVFKlW]HQ ZHOFKH )DNWRUHQ ]% ZLUW- VFKDIWOLFKH (QWZLFNOXQJ YRQ 7HFKQRORJLHQ XQG LKUHQ$QZHQGXQJHQ WHFKQRORJLVFKHU )RUWVFKULWW politische und infrastrukturelle Rahmenbedingun- JHQ GLH ]XNQIWLJH (QWZLFNOXQJ GHV 5RKVWRIIEH- GDUIV LQ ZHOFKHP $XVPD‰ EHHLQÀXVVHQ 'LHVHU

$QVDW] ]HLJW 0DUNWWHLOQHKPHUQ SRWHQ]LHOOH &KDQ- FHQ XQG 5LVLNHQ DXI XQG XQWHUVWW]W VLH GDEHL ]XNXQIWVIlKLJH(QWVFKHLGXQJHQ]XWUHIIHQ 0DUNWWHLOQHKPHU VLQG ]XP HLQHQ GLH 5RKVWRII¿U- PHQ ZHOFKH ,QIRUPDWLRQHQ EHU GLH 1DFKIUDJH- PlUNWH IU LKUH VWUDWHJLVFKH .DSD]LWlWVSODQXQJ EHQ|WLJHQ'DLQVEHVRQGHUHGHU%DXYRQ%HUJZHU-

*HOLQJWHVGHQ0DUNWWHLOQHKPHUQSRWHQ]LHOOH1DFK- IUDJHVFKEHYRUDXVVFKDXHQG]XHUNHQQHQNDQQ GLHVIUGHQ$XVJOHLFKYRQ$QJHERWXQG1DFKIUDJH JHQXW]WZHUGHQXQG]XU%HUXKLJXQJGHU5RKVWRII- PlUNWH EHLWUDJHQ 1HEHQ GHU (UZHLWHUXQJ GHU )|UGHUNDSD]LWlW ]lKOHQ DXFK )RUVFKXQJV XQG (QWZLFNOXQJVDUEHLWHQ]XGHQ0D‰QDKPHQJHJHQ 9HUVRUJXQJVHQJSlVVHLQVEHVRQGHUHLP%HUHLFK – 6XEVWLWXWLRQDXI0DWHULDOXQG7HFKQRORJLH

HEHQH

– 5HVVRXUFHQHI¿]LHQ]LQ3URGXNWLRQXQG

$QZHQGXQJ

– 5HF\FOLQJE]JOUHF\FOLQJJHUHFKWHP'HVLJQ 6DPPOXQJVLQIUDVWUXNWXU5HF\FOLQJWHFK QRORJLHQ

:HQQ YHUVFKLHGHQH 6]HQDULHQ EHL GHU$EVFKlW- ]XQJGHVNQIWLJHQ5RKVWRIIEHGDUIVHLQHU7HFKQR- ORJLHHLQH:HUWHVSDQQHOLHIHUQZLUGGLHVHLQGHQ HLQ]HOQHQ7HFKQRORJLHV\QRSVHQGLVNXWLHUW%HLGHU ]XVDPPHQIDVVHQGHQ'DUVWHOOXQJDOOHUEHWUDFKWH- WHQ 5RKVWRIIH ZLUG MHGRFK GHU REHUH :HUW GLHVHU 6SDQQHYHUZHQGHW'LH]XVDPPHQIDVVHQGH$XV- ZHUWXQJVWHOOWDOVRGLHREHUHUHDOLVWLVFKH$EVFKlW- ]XQJ GDU RKQH MHGRFK ]X EHDQVSUXFKHQ GDVV DXFK H[WUHPHUH =XNXQIWVYHUOlXIH P|JOLFK VLQG :HOFKH DOWHUQDWLYHQ UHDOLVWLVFKHQ (QWZLFNOXQJV- P|JOLFKNHLWHQHVJLEWZLUGLQGHQHLQ]HOQHQ.DSL- WHOQ]XGHQYHUVFKLHGHQHQ7HFKQRORJLHQÄ7HFKQR- ORJLHV\QRSVHQ³EHVFKULHEHQ

$XIJUXQG GHU 9LHO]DKO YRQ URKVWRIIUHOHYDQWHQ 7HFKQRORJLHQ PXVVWH IU GLHVH 6WXGLH ]XQlFKVW HLQH$XVZDKO JHWURIIHQ ZHUGHQ GLH LP .DSLWHO HUOlXWHUWZLUG'LH6WXGLHOLHIHUWGDKHU±WURW]GHU EUHLWHQXQGEUDQFKHQEHUJUHLIHQGHQ7HFKQRORJLH- DXVZDKO±NHLQXPIDVVHQGHV%LOGGHUHUZDUWHWHQ

*HVDPWURKVWRIIQDFKIUDJH LP -DKU VRQGHUQ einen Einblick in besonders rohstoffrelevante, ZDFKVWXPVVWDUNH7HFKQRORJLHQXQGGHUHQP|JOL- FKH5RKVWRIIEHGDUIH

2 Methodik und Vorgehensweise

Recherchemethoden

)U GLH %HVFKDIIXQJ YRQ ,QIRUPDWLRQHQ ZXUGHQ YLHOIlOWLJH0|JOLFKNHLWHQJHQXW]W

– Recherchen in Fachdatenbanken und die

$XVZHUWXQJYRQ)DFKOLWHUDWXU

– ,QWHUQHWUHFKHUFKHQDXIJUXQGKRKHU$NWXDOLWlW XQGVFKQHOOHU=XJlQJOLFKNHLW

– $XVZHUWXQJYRQ=XNXQIWVPDJD]LQHQ ]%7HFKQRORJ\5HYLHZ3LFWXUHVRIWKH )XWXUH)UDXQKRIHU0DJD]LQ4XHUVXPPH – $XVZHUWXQJYRQ0DUNWVWXGLHQUHQRPPLHUWHU

$QDO\VWHQ]%)URVW 6XOOLYDQ5RVNLOO 1DYLJDQW

– $XVZHUWXQJYRQ=XNXQIWVVWXGLHQ

– ,QWHUYLHZVXQG$QIUDJHQ]XU(LQELQGXQJGHV VSH]L¿VFKHQ.QRZKRZYRQ)DFKOHXWHQLQ Industrie und Wissenschaft

Begriffsabgrenzung „Zukunftstechnologien“

$OV =XNXQIWVWHFKQRORJLHQ ZHUGHQ LQ GLHVHU 6WX- GLH7HFKQRORJLHQEH]HLFKQHWIUGLH]XNQIWLJHLQ

EHUGXUFKVFKQLWWOLFKVWDUNHV1DFKIUDJHZDFKVWXP YHUPXWHWZLUG=XNXQIWVWHFKQRORJLHQVLQGLQGXVWUL- HOOYHUZHUWEDUHWHFKQLVFKH)lKLJNHLWHQGLHUHYROX- WLRQlUH,QQRYDWLRQVVFKEHZHLWEHUGLH*UHQ]HQ HLQ]HOQHU :LUWVFKDIWVVHNWRUHQ KLQDXV DXVO|VHQ und langfristig tiefgreifend die Wirtschaftsstruktu- UHQ GDV 6R]LDOOHEHQ XQG GLH 8PZHOW YHUlQGHUQ (V NDQQ VLFK GDEHL XP (LQ]HOWHFKQRORJLHQ KDQ- GHOQZLHEHLVSLHOVZHLVH%UHQQVWRII]HOOHQRUJDQL- VFKH/HXFKWGLRGHQRGHU5),'/DEHOV(VN|QQHQ DEHU DXFK V\VWHPLVFKH ,QQRYDWLRQHQ VHLQ GLH EHNDQQWH (LQ]HOWHFKQLNHQ ]X QHXHQ $QZHQGXQ- JHQYHUELQGHQ%HLVSLHOHVLQGGDVDXWRPDWLVFKHV 3LORWLHUHQ YRQ 6WUD‰HQIDKU]HXJHQ RGHU GLH WKHU- PRFKHPLVFKH3URGXNWLRQYRQV\QWKHWLVFKHQ.UDIW- VWRIIHQDXV%LRPDVVH

Begriffsabgrenzung „Rohstoffe“

:LU IRNXVVLHUHQ LQ GLHVHU 6WXGLH DXI PLQHUDOL- VFKH 5RKVWRIIH IU GLH *HZLQQXQJ YRQ 0HWDOOHQ XQGEHKDQGHOQIRVVLOHXQGQXNOHDUH%UHQQVWRIIH 6WHLQH XQG (UGHQ VRZLH ,QGXVWULHPLQHUDOH QXU DP5DQGH,QGHQIROJHQGHQ.DSLWHOQZHUGHQGLH

%HJULIIH0HWDOOHXQG5RKVWRIIHPHLVWV\QRQ\PYHU- ZHQGHWREZRKOHVVLFKEHL0HWDOOHQLQGHU5HJHO EHUHLWVXPHLQHDXIJHDUEHLWHWH)RUPGHUXUVSUQJ- OLFKDEJHEDXWHQ0LQHUDOHE]Z(U]HKDQGHOW

Auswahl von Technologien und Rohstoffen 5RKVWRIIH IU =XNXQIWVWHFKQRORJLHQ KDEHQ HLQH EHVRQGHUV JUR‰H %HGHXWXQJ IU GLH 9RONVZLUW- VFKDIW .RQ]HQWULHUHQ VLFK GLH $EEDXVWlWWHQ GHU 5RKVWRIIH DXI ZHQLJH /lQGHU LQ SROLWLVFK LQVWDEL- len Regionen, so spricht man auch von kritischen Rohstoffen (EUROPEAN COMMISSION D :HLO HV LQ HUVWHU /LQLH VROFKH 5RKVWRIIH VLQG ZHOFKH GLH (QWZLFNOXQJ XQG LQGXVWULHOOH 1XW]XQJ YRQ

=XNXQIWVWHFKQRORJLHQ KHPPHQ N|QQWHQ VWHKHQ VLHLP)RNXVGHU$XIPHUNVDPNHLW:HLWHUH.ULWH- ULHQIUGLH$XVZDKOYRQ5RKVWRIIHQZDUHQLKUHYHU- PXWHWH IXQNWLRQHOOH XQG PHQJHQPl‰LJH %HGHX- WXQJIUGLH(QWZLFNOXQJXQGVSlWHUH1XW]XQJYRQ

=XNXQIWVWHFKQRORJLHQ

'LH7HFKQRORJLHDXVZDKOEHYRU]XJW,QQRYDWLRQHQ von denen merkliche Impulse auf die Rohstoff- QDFKIUDJH YHUPXWHW ZXUGHQ =XU ,GHQWL¿]LHUXQJ YRQ =XNXQIWVWHFKQRORJLHQ GLH HLQHQ UHOHYDQWHQ (LQÀXVV DXI GHQ 5RKVWRIIEHGDUI KDEHQ ZXUGHQ ]ZHL$QVlW]HPLWHLQDQGHUYHUEXQGHQ$XVJHKHQG YRQHLQHP6WDUWVHWDQ5RKVWRIIHQNRQQWHQHLQHU- VHLWV=XNXQIWVWHFKQRORJLHQPLWVLJQL¿NDQWHP5RK- VWRIIEHGDUIHUPLWWHOWZHUGHQEVSZGLH5),'7HFK- QRORJLH DXV GHU 5RKVWRIIDQDO\VH YRQ 6LOEHU

$QGHUHUVHLWVKDWGLH$QDO\VHYRQ=XNXQIWVWHFKQR- ORJLHQDXFKGLH%HGHXWXQJVSH]L¿VFKHU5RKVWRIIH erkennen lassen, die dann in das Rohstoffportfolio DXIJHQRPPHQZXUGHQ

Die Foresight-Methode

$OV0HWKRGH]XU9RUDXVVLFKW]XNQIWLJHU(QWZLFN- OXQJHQÄ)RUHVLJKW0HWKRGH³ZXUGHHLQ%RWWRPXS

$QVDW]JHZlKOWGHVVHQ*UXQGODJHLQGHU$QDO\VH HLQ]HOQHU7HFKQRORJLHQEH]JOLFKIROJHQGHU(LJHQ- VFKDIWHQEHVWHKW

– )XQNWLRQXQG$QZHQGXQJ – 6SH]L¿VFKHU1XW]HQ

– 7HFKQLVFKHLQIUDVWUXNWXUHOOH9RUDXVVHW]XQ- gen,

– (LQVDW]EHUHLFKHE]Z%UDQFKHQLQGHQHQGLH 7HFKQRORJLHJHQXW]WZLUG

HI¿]LHQ]XQG6XEVWLWXWLRQDXI0DWHULDOXQG 7HFKQRORJLHHEHQH

=HLWKRUL]RQW GHV )RUHVLJKWV LVW GDV -DKU

%DVLVMDKULVW

'LHYHUZHQGHWH6FKlW]PHWKRGHIUGHQNQIWLJHQ 5RKVWRIIEHGDUI ¿QGHW VLFK LQ %0:L 'LH (LQÀVVHGHUWHFKQLVFKHQXQGGHUZLUWVFKDIWOLFKHQ (QWZLFNOXQJZHUGHQGDEHLJHWUHQQWEHWUDFKWHWXQG DQVFKOLH‰HQGDOV)DNWRUHQ]XVDPPHQJHIKUW B = b · A

B5RKVWRIIEHGDUIHLQHUEHVWLPPWHQ$QZHQ- dung in ta

bVSH]L¿VFKHU 5RKVWRIIEHGDUI GHU $QZHQ- dung (t(LQKHLW

A$NWLYLWlWVUDWH3URGXNWLRQVPHQJHGHU

$QZHQGXQJ(LQKHLWHQD

'LH 9HUlQGHUXQJ GHU 3URGXNWLRQVPHQJH NDQQ GXUFK GLH PLWWOHUH MlKUOLFKH :DFKVWXPVUDWH EHVFKULHEHQZHUGHQ

A = (l + r · A

rPLWWOHUHMlKUOLFKH:DFKVWXPVUDWHGHU$NWL- YLWlW3URGXNWLRQ]ZLVFKHQGHP%DVLVMDKU XQGGHP=HLWKRUL]RQW

'DUDXV HUJLEW VLFK GLH UHODWLYH 9HUlQGHUXQJ GHV Rohstoffbedarfs BLQGHQ-DKUHQ]ZLVFKHQ XQGDXV

B

= b

· (l + r

B b

ZREHLGHU)DNWRUb

b die Änderung des Rohstoff- EHGDUIV SUR $QZHQGXQJ GXUFK GHQ WHFKQRORJL- schen Wandel und der Faktor (l + rGHQ(LQÀXVV GHU ZLUWVFKDIWOLFKHQ (QWZLFNOXQJ ]ZLVFKHQ GHP

%DVLVMDKU XQG GHP =LHOMDKU GHU 3URMHNWLRQ EHVFKUHLEW

)DFKZLVVHQV GHU %HUJEDXVHNWRUHQ PLW GHP GHV 9HUDUEHLWHQGHQ *HZHUEHV NHLQH 7UDGLWLRQ KDW NRQQWHQ LQ HLQLJHQ )lOOHQ NHLQH 'DWHQ DXV¿QGLJ JHPDFKW ZHUGHQ ,Q DQGHUHQ )lOOHQ H[LVWLHUHQ YRQHLQDQGHUDEZHLFKHQGH6FKlW]XQJHQ$XFKGLH (UPLWWOXQJGHV0DWHULDOEHGDUIVSUR$QZHQGXQJV- HLQKHLW JHVWDOWHW VLFK LQ YLHOHQ )lOOHQ SUREOHPD- WLVFK 'HU VSH]L¿VFKH 0DWHULDOEHGDUI XQWHUVFKHL- GHW VLFK QDFK +HUVWHOOHU XQG$XVIKUXQJVPRGHOO XQGZLUG]XP7HLODOV%HWULHEVJHKHLPQLVJHKWHW

%HLPVSH]L¿VFKHQ0DWHULDOEHGDUIVLQGQHEHQGHP LQ GHU 3URGXNWHLQKHLW HQWKDOWHQHQ 0DWHULDO DXFK 3URGXNWLRQVDEIlOOHXQG3URGXNWLRQVDXVVFKXVV]X EHUFNVLFKWLJHQ

'LHHQWVSUHFKHQGHQ'DWHQIUN|QQHQGDJH- JHQ QLFKW EHVWLPPW ZHUGHQ ,Q GHU YRUOLHJHQGHQ 6WXGLHZLUGDOOHUGLQJVYHUVXFKWPLWWHOV6]HQDULHQ DE]XVFKlW]HQZHOFKH]XNQIWLJHQ(QWZLFNOXQJHQ EDVLHUHQG DXI PRPHQWDQ YHUIJEDUHP :LVVHQ P|JOLFKE]ZZDKUVFKHLQOLFKVLQG

'LH(QWZLFNOXQJGHVVSH]L¿VFKHQ0DWHULDOEHGDUIV ELV b LVW IU YHUVFKLHGHQH 7HFKQROR- JLHQVWDUNXQWHUVFKLHGOLFKXQGZLUGMHZHLOVEDVLH- rend auf Recherche und Expertenbefragungen HUPLWWHOW (LQLJH DOOJHPHLQH *UXQGEHUOHJXQJHQ ZHUGHQ LP )ROJHQGHQ HUOlXWHUW *HQHUHOO IKUHQ VWHLJHQGH $QVSUFKH DQ /HLVWXQJ XQG )XQNWLR- QDOLWlW]XK|KHUHQVSH]L¿VFKHQ0DWHULDOEHGDUIHQ Diesem Trend entgegen steht eine Reduktion des VSH]L¿VFKHQ 0DWHULDOEHGDUIV GXUFK (I¿]LHQ]VWHL- JHUXQJXQG6XEVWLWXWLRQ)U7HFKQRORJLHQZHOFKH VLFK QRFK LQ HLQHP IUKHQ (QWZLFNOXQJVVWDGLXP EH¿QGHQ VLQG GLHVEH]JOLFK K|KHUH (LQVSDUSR- WHQ]LDOH]XHUZDUWHQ$X‰HUGHPZHUGHQGLH(LQ- VSDUXQJHQXPVRJU|‰HUVHLQMHK|KHUGDV3URE- OHPEHZXVVWVHLQXQGGLH)RUVFKXQJVEHPKXQJHQ LQ GHQ MHZHLOLJHQ %UDQFKHQ VLQG -H VSH]L¿VFKHU GLH)XQNWLRQGHV0DWHULDOVIUGLHMHZHLOLJH$QZHQ- GXQJLVWGHVWRXQZDKUVFKHLQOLFKHUHUVFKHLQWHLQH 6XEVWLWXWLRQ'HQQRFKNDQQHLQHXQYRUKHUVHKEDUH ,QQRYDWLRQEHLVSLHOVZHLVHGLH6XEVWLWXWLRQGXUFK HLQQHXHVEHVVHUJHHLJQHWHV0DWHULDOGHQVSH]L-

¿VFKHQ0DWHULDOEHGDUIGUDVWLVFKlQGHUQ

$XFK GLH $EVFKlW]XQJ GHU SURGX]LHUWHQ

$QZHQGXQJVHLQKHLWHQAHUIROJWIUDOOH7HFK- nologien individuell, da sich die Technologien in GHQ IU GLH JOREDOH 0DUNWHQWZLFNOXQJ UHOHYDQWHQ .ULWHULHQ VWDUN XQWHUVFKHLGHQ :LFKWLJVWHV .ULWH- ULXP IU GLH 9HUEUHLWXQJ HLQHU7HFKQRORJLH LVW LKU 1XW]HQ 'DEHL JLEW HV 7HFKQRORJLHQ GLH HLQHQ Y|OOLJ QHXHQ ]XVlW]OLFKHQ 1XW]HQ HUEULQJHQ XQG VROFKH GLH EHVWHKHQGH 7HFKQRORJLHQ HUVHW]HQ N|QQHQZHLOVLHLKQHQJHJHQEHU1XW]HQYRUWHLOH KDEHQ'LH1XW]HQYRUWHLOHVROFKHU9HUGUlQJXQJV- WHFKQRORJLHQN|QQHQVRJUR‰VHLQGDVVVLHHLQHQ EHVWHKHQGHQ 0DUNW YROOVWlQGLJ HUREHUQ ]%

)ODFKELOGIHUQVHKHU5|KUHQIHUQVHKHU (V N|QQHQ allerdings auch mehrere Technologien dauerhaft LQ .RQNXUUHQ] VWHKHQ GD DOOH JHZLVVH 9RUWHLOH ELHWHQ GLH LQ YHUVFKLHGHQHQ $QZHQGXQJVIlOOHQ XQWHUVFKLHGOLFK VWDUN ]XP 7UDJHQ NRPPHQ ]%

YHUVFKLHGHQH *HQHUDWRUWHFKQRORJLHQ IU :LQG- NUDIWDQODJHQ1HEHQGHU9HUEUHLWXQJGHU$QZHQ-

GXQJLP-DKUPVVHQLQGLHVHQ)lOOHQDXFK 6]HQDULHQIUGHQ0DUNWDQWHLOGHUYHUVFKLHGHQHQ 7HFKQRORJLHQ HUVWHOOW ZHUGHQ 'DUEHU KLQDXV LVW ]XEHGHQNHQGDVVDXFKKHXWLJH=XNXQIWVWHFKQR- ORJLHQ LQ GHU QDKHQ =XNXQIW GXUFK XQYRUKHUVHK- EDUH,QQRYDWLRQHQZLHGHUYHUGUlQJWZHUGHQN|Q- QHQ

:LH HLQ 7HFKQRORJLHPDUNW JOREDO ZlFKVW KlQJW DXFK GDYRQ DE LQZLHIHUQ GLH 9HUEUHLWXQJ DXV- VFKOLH‰OLFK RGHU YRUUDQJLJ LQ EHVWLPPWHQ 5HJLR- QHQ .XOWXUHQ RGHU VR]L|NRQRPLVFKHQ 6SKlUHQ VWDWW¿QGHW +LHUEHL VLQG GLH 2IIHQKHLW GHU 1XW]HU JHJHQEHU 1HXHUXQJHQ VRZLH GLH QRWZHQGLJHQ LQIUDVWUXNWXUHOOHQ9RUDXVVHW]XQJHQIUGLHWDWVlFK- OLFKH$XVEUHLWXQJ YRQ =XNXQIWVWHFKQRORJLHQ HQW- VFKHLGHQG'DUEHUKLQDXVKlQJWGLH(QWZLFNOXQJ einiger betrachteter Technologien stark von politi- VFKHU)|UGHUXQJDE]%:LQGNUDIWDQODJHQ7UDN- WLRQVPRWRUHQIUHOHNWULVFKDQJHWULHEHQH3.:

k S t

e P S P

S t P

P = + −

) ) (

(

0 0

0 Bestand

Entspricht Verkaufszahlen, wenn Lebensdauer = 0

1. Ableitung

2. Ableitung

Entspricht Verkaufszahlen, wenn Lebensdauer = ∞

Entspricht Änderung der Verkaufszahlen, wenn Lebensdauer = ∞

Abb. 2.1: Diffusion einer Technologie gemäß Sättigungsmodell, t: Zeit, P: Produkte, P0: Startwert, S: Sättigungswert, k: Wachstumskonstante

(Quelle: eigene Darstellung)

]DKOHQ JOHLFKW GLHVHU .XUYH QXU EHL VHKU NXU]HQ /HEHQVGDXHUQ QDKH ]% EHL (QHUJLHURKVWRI- IHQ%HLVHKUODQJHQ/HEHQVGDXHUQQDKHXQHQG- OLFKVWHOOHQGLHMlKUOLFKHQ9HUNDXIV]DKOHQGLHHUVWH

$EOHLWXQJ GHU %HVWDQGVNXUYH GDU V $EE

$EE YHUGHXWOLFKW GLH WKHRUHWLVFKHQ 9HUOlXIH IU/HEHQVGDXHUQ]ZLVFKHQXQGXQHQGOLFK'LH KlX¿J LQ 0DUNWVWXGLHQ DQJHJHEHQHQ MlKUOLFKHQ :DFKVWXPVUDWHQVLQGGLHbQGHUXQJGHU9HUNDXIV- ]DKOHQXQGVRPLWGLHHUVWH$EOHLWXQJGHU9HUNDXIV- ]DKOHQ $X‰HUGHP HQWVSUHFKHQ VLH GHU ]ZHLWHQ

$EOHLWXQJGHV%HVWDQGHVZHQQGLH/HEHQVGDXHU GHV3URGXNWVXQHQGOLFKLVW$EEPDFKWGHXW-

:LHKRFKGLH6lWWLJXQJLVWXQGZDQQVLHHUUHLFKW ZLUG LVW XQEHNDQQW 'DKHU VLQG DXFK NRPSOH[H 0RGHOOUHFKQXQJHQ OHW]WOLFK QXU VR JXW ZLH GLH DQJHQRPPHQHQ .RHI¿]LHQWHQ $XIJUXQG GHU KRKHQ 8QVLFKHUKHLWHQ EHVFKUlQNHQ ZLU XQV IROJ- OLFKDXIHLQIDFKH0RGHOOH

:HOWZHLW LVW ]ZLVFKHQ 5HJLRQHQ PLW XQWHUVFKLHG- OLFKHQ (QWZLFNOXQJVVWXIHQ ,QIUDVWUXNWXUHQ XQG .XOWXUHQ]XXQWHUVFKHLGHQ'DVZHOWZHLWH:DFKV- WXPGHV%HGDUIVDQHLQHU7HFKQRORJLHLVWDOVRGLH hEHUODJHUXQJGHV]HLWOLFKXQWHUVFKLHGOLFKYHUODX- fenden Wachstums in verschiedenen Regionen

Verkaufszahlen für

Lebensdauer = 0 0 < Lebensdauer < ∞ Lebensdauer = ∞

Abb. 2.2: Zeitliche Entwicklung der Verkaufszahlen für unterschiedliche Lebensdauern (Quelle: eigene Darstellung)

XQGZLUGVFKRQDOOHLQGHVKDOEQLFKWHLQHUWKHRUH- WLVFKHQ0RGHOONXUYHZLHLQ$EEXQG$EE HQWVSUHFKHQ

'LH IUKH :DFKVWXPVSKDVH QHXHU 7HFKQRORJLHQ ist in der Regel durch exponentielles Wachstum PLWKRKHQ([SRQHQWHQIU%HVWDQGXQG9HUNDXIV- ]DKOHQJHNHQQ]HLFKQHWYJO$EE$XFKGDV H[SRQHQWLHOOH:DFKVWXPGHU:HOWZLUWVFKDIWVX EHHLQÀXVVWGDV:DFKVWXPGHU=XNXQIWVWHFKQROR- JLHQ 'LHV JLOW IU YHUVFKLHGHQH 7HFKQRORJLHQ LQ XQWHUVFKLHGOLFKHP$XVPD‰XQGKlQJW]%GDYRQ DE RE HV VLFK XP HLQH %UHLWHQWHFKQRORJLH KDQ- delt, die in vielen anderen Technologien enthal- WHQ LVW ]% +RFKOHLVWXQJV3HUPDQHQWPDJQHWH RGHU XP HLQH 6SH]LDOWHFKQRORJLH PLW HLQHU HLQ- ]HOQHQ NRQNUHWHQ $QZHQGXQJ ]% HOHNWULVFK DQJHWULHEHQH 3.: 8QJHZ|KQOLFKH ,PSXOVH DXI GLH 5RKVWRIIQDFKIUDJH ZHUGHQ YRU DOOHP YRQ 7HFKQRORJLHQDXVJHKHQGLHEHUHLQHQJHZLVVHQ

=HLWUDXP PLW :DFKVWXPVH[SRQHQWHQ ZHLW EHU GHP GHU :HOWZLUWVFKDIW ZDFKVHQ *UXQGODJH IU HLQHHQWVSUHFKHQGH$QDO\VHVLQG$QQDKPHQ]XP :HOWZLUWVFKDIWVZDFKVWXP ZHOFKH LP )ROJHQGHQ EHVFKULHEHQZHUGHQ

Weltwirtschaftswachstum

8QVHUH$QQDKPHQ]XP:HOWZLUWVFKDIWVZDFKVWXP RULHQWLHUHQ VLFK DQ GHQ$QQDKPHQ GHV %HULFKWV Ä7KH:RUOGLQ³YRQ3ULFH:DWHUKRXVH&RR- pers (HAWKSWORTHHWDO'HPQDFKZLUGGDV :HOWZLUWVFKDIWVZDFKVWXPYRUDOOHPYRQYLHU)DN- WRUHQ DQJHWULHEHQ ZHOFKH LQ XQWHUVFKLHGOLFKHP

$XVPD‰ DXFK GDV :DFKVWXP YRQ =XNXQIWVWHFK- QRORJLHQEHHLQÀXVVHQ

– =XQDKPHGHU%HY|ONHUXQJLPDUEHLWVIlKLJHQ

$OWHU

– (UK|KXQJGHV%LOGXQJVVWDQGVGLHVHU%HY|O- kerung

– =XQDKPHGHU.DSLWDOEHVWlQGHDE]JO:HUW- minderung

– =XQDKPHGHU3URGXNWLYLWlWGXUFKWHFKQR- ORJLVFKHQ)RUWVFKULWWLQlUPHUHQ/lQGHUQ (in HAWKSWORTHHWDOZHUGHQ±

Ä/FNHQVFKOLH‰XQJ³MlKUOLFKHUZDUWHW

0LWWHOIULVWLJ ZLUG GHU JOREDOH :LUWVFKDIWVZDFKV- WXPVWUHQG DEÀDFKHQ V $EE *UXQG GDIU LVW HLQ ODQJVDPHUHV :LUWVFKDIWVZDFKVWXP HLQL- JHU 6FKZHOOHQOlQGHUQ LQVEHVRQGHUH &KLQDV

0,0 % 0,5 % 1,0 % 1,5 % 2,0 % 2,5 % 3,0 % 3,5 % 4,0 % 4,5 % 5,0 %

2015 2020 2025 2030 2035

PWC IMF Weltbank

Abb. 2.3: Schätzungen bzw. Prognosen zur jährlichen prozentualen Wachstumsrate der Weltwirt- schaft von PWC (HAWKSWORTH et al. 2015), International Monetary Fund (IWF o. J.) und Weltbank (W^ORLD B^ANK G^ROUP 2015)

'LH$XWRUHQ EHWRQHQ MHGRFK GDVV GLHVH =DKOHQ XQVLFKHUVLQGZlKUHQGHLQJHQHUHOOHU7UHQGIHVW VWHKW :HQQ NHLQH XQYRUKHUVHKEDUHQ .DWDVWUR- SKHQHLQWUHWHQZLUGVLFKGLH|NRQRPLVFKH0DFKW YRQ GHQ *6WDDWHQ 86$ -DSDQ 'HXWVFKODQG

*UR‰EULWDQQLHQ )UDQNUHLFK ,WDOLHQ .DQDGD ]X GHQ (6WDDWHQ &KLQD ,QGLHQ %UDVLOLHQ 5XVV- ODQG,QGRQHVLHQ0H[LNR7UNHLYHUVFKLHEHQ'LH (6WDDWHQ KDEHQ EHUHLWV VHLW HWZDV PHKU .DXINUDIW DOV GLH *6WDDWHQ ZHUGHQ FD GHUJOREDOHQ.DXINUDIWYRQGHQ(6WDDWHQ ausgehen (H^AWKSWORTH HW DO $OOHUGLQJV EOHLEHQGLH8QWHUVFKLHGHLP3UR.RSI(LQNRPPHQ ]ZLVFKHQ * XQG ( ELV LP :HVHQWOLFKHQ EHVWHKHQ

GHQGXUFKVFKQLWWOLFKHQMlKUOLFKHQ:DFKVWXPVUDWHQ

&$*5DXV

– (&KLQD±QHXHDXIVWUHEHQGH /lQGHU]%9LHWQDP!

– *

'HQJU|‰WHQ$QWHLODQGHUZHOWZHLWHQ.DXINUDIWLP -DKUZHUGHQ&KLQDFDGLH86$FD GLH (8 FD XQG ,QGLHQ FD DXVPDFKHQ (LQ HQWVFKHLGHQGHU ,PSXOV IU GLH JOREDOZDFKVHQGH1DFKIUDJHQDFK5RKVWRIIHQELV LVWGDVYRUDXVVLFKWOLFKVWDUNH$QZDFKVHQGHU 0LWWHOVFKLFKWHQ LQ (QWZLFNOXQJV XQG 6FKZHOOHQ- OlQGHUQKHARAS

Tab. 2.1: Entwicklung der globalen Rohstoffproduktion ausgewählter Metalle von 1993 bis 2013 (Quelle: BGR 2015b)

Metall CAGR

%/a

Steigerungsfaktor von 1993 – 2013

$OXPLQLXP5

(LVHQ%

,QGLXP5

.REDOW%

.XSIHU%

0RO\EGlQ%

/LWKLXP%

1LFNHO%

3DOODGLXP%

3ODWLQ%

5KHQLXP%

4XHFNVLOEHU% ±

6HOWHQH(UGHQ%

6LOEHU%

7DQWDO%

7LWDQ%

=LQQ%

B: Bergwerksförderung 55DI¿QDGHSURGXNWLRQ

Änderung des globalen Rohstoffbedarfs mit dem Weltwirtschaftswachstum

,Q GHQ YHUJDQJHQHQ -DKUHQ ± LVW GHUJOREDOH5RKVWRIIEHGDUIXQHLQKHLWOLFKJHZDFK- VHQ:HQQPDQGLHMlKUOLFKH3URGXNWLRQPLWGHP

%HGDUI JOHLFKVHW]W VLQG HLQLJH 5RKVWRIIH ZLH EHLVSLHOVZHLVH ,QGLXP PLW SUR -DKU VWDUN JHZDFKVHQ ZlKUHQG GDV :DFKVWXP YRQ .XSIHU D RGHU =LQQ D PRGHUDWHU DXV¿HO 4XHFNVLOEHU KDW VRJDU HLQHQ QHJDWLYHQ &$*5 YHUJOHLFKH7DEVRGDVVGLH3URGXNWLRQ DXIGHV:HUWHVYRQDE¿HO'DV:HOW- ZLUWVFKDIWVZDFKVWXPLVWLQGHQ-DKUHQ±

XP GXUFKVFKQLWWOLFK D JHZDFKVHQ XQG KDW VLFKGDPLWXPGHQ)DNWRUHUK|KW,:)R-

GHWDLOOLHUW DQDO\VLHUW ZHUGHQ VROOHQ LVW HLQH /LVWH SRWHQ]LHOOHU =XNXQIWVWHFKQRORJLHQ 'LHVH /LVWH ZXUGHIUGLH9RUJlQJHUVWXGLHHUVWHOOWXQGVHLWGHP NRQWLQXLHUOLFKIRUWJHVFKULHEHQ=XVlW]OLFKHUIROJWH ]X%HJLQQGHU$NWXDOLVLHUXQJVVWXGLHHLQHJH]LHOWH 5HFKHUFKHQDFK=XNXQIWVWHFKQRORJLHQ$OV(UJHE- QLVXPIDVVWGLH/LVWHGHU]HLWFD(LQWUlJHVLHKH 7DEHOOHLP$QKDQJGHVYRUOLHJHQGHQ%HULFKWHV

$XVVFKODJJHEHQGIUGLH$XVZDKOZDUHLQHHUVWH (LQVFKlW]XQJGHV5RKVWRIIEHGDUIVXQGGHVSRWHQ- ]LHOOHQ0DUNWVGHU7HFKQRORJLHQ=XNXQIWVWHFKQR- ORJLHQGLHNHLQHLP6LQQHGLHVHU6WXGLHUHOHYDQ- WHQ5RKVWRIIHEHQ|WLJHQZXUGHQQLFKWDXVJHZlKOW VHOEVW ZHQQ LKU ]XNQIWLJHV 0DUNWSRWHQ]LDO JUR‰

LVW(LQH$XVQDKPHVWHOOHQ7HFKQRORJLHQGDUGLH ]ZDUNHLQHPHWDOOLVFKHQ5RKVWRIIHEHQ|WLJHQDEHU GHQ%HGDUIDQGLHVHQ5RKVWRIIHQLQ.RQNXUUHQ]- WHFKQRORJLHQ GXUFK GLH (UREHUXQJ GHV 0DUNWV GUDVWLVFKUHGX]LHUHQN|QQWHQ

Ausgewählte Zukunftstechnologien

,Q .DSLWHO GLHVHU 6WXGLH ZHUGHQ 6\QRSVHQ GHU 7HFKQRORJLHQ ZHOFKH EHUHLWV LQ GHU 9RUJlQ- JHUVWXGLH EHWUDFKWHW ZXUGHQ DNWXDOLVLHUW +LQ]X NRPPHQ $QDO\VHQ ]X ]HKQ QHX DXVJHZlKOWHQ 7HFKQRORJLHQ'LH7DEHOOH$LP$QKDQJJLEWHLQH hEHUVLFKWDOOHUEHWUDFKWHWHQ7HFKQRORJLHQ )U GLH YRUOLHJHQGH $NWXDOLVLHUXQJ ZXUGHQ LQ

$EVWLPPXQJPLWGHP$XIWUDJJHEHUIROJHQGH]HKQ 7HFKQRORJLHV\QRSVHQQHXHUDUEHLWHW

Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt, Verkehrs- technik

– $XWRPDWLVFKHV3LORWLHUHQYRQ6WUD‰HQIDKU]HX- gen

– 8QEHPDQQWH/XIWIDKU]HXJHIUNRPPHU]LHOOH

$QZHQGXQJHQ

Energie-, Elektro- und Antriebstechnik – Windkraftanlagen

– $GGLWLYH)HUWLJXQJÄ''UXFNHU³

– ,QGXVWULH±9HUQHW]WH3URGXNWLRQVWHFKQLN Werkstofftechnik

– &17&DUERQ1DQRWXEHV

– &DUERQIDVHUYHUVWlUNWHU.XQVWVWRIÀHLFKWEDX 'LH GHWDLOOLHUWHQ (UJHEQLVVH GHU EHUDUEHLWHWHQ XQG QHXHQ 7HFKQRORJLHV\QRSVHQ VLQG LQ 7DEHOOH GHU6FKOXVVIROJHUXQJHQGDUJHVWHOOW

4 Technologiesynopsen

,Q GLHVHP .DSLWHO ZHUGHQ GLH (UJHEQLVVH GHU YHUWLHIHQGHQ $QDO\VH GHU URKVWRIIDEKlQJLJHQ

=XNXQIWVWHFKQRORJLHQGRNXPHQWLHUWYJO7DE

%HL GHQ PHLVWHQ 7HFKQRORJLHQ LVW HV JHOXQJHQ TXDQWLWDWLYH%HGDUIVSURMHNWLRQHQIUGDV-DKU ]X HUDUEHLWHQ %HL HLQLJHQ EOHLEHQ DXIJUXQG GHU VWDUNYHUlVWHOWHQ9HUZHQGXQJVVWUXNWXUHQXQ]XUHL- FKHQGHU'DWHQODJHXQGDQGHUHQ6FKZLHULJNHLWHQ GLH%HGDUIVSURMHNWLRQHQTXDOLWDWLY

Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt, Verkehrstechnik

4.1 Stahlleichtbau mit Tailored Blanks

4.1.1 Technologiebeschreibung

'LH*HZLFKWVUHGX]LHUXQJYRQ)DKU]HXJHQLVWHLQH SHUPDQHQWH +HUDXVIRUGHUXQJ GLH GXUFK JHVWLH- JHQH .UDIWVWRIISUHLVH $QVWUHQJXQJHQ LP .OLPD- VFKXW] XQG (UK|KXQJ GHU 5HLFKZHLWH EHL (OHN WURIDKU]HXJHQQRFKDQ%HGHXWXQJJHZRQQHQKDW +LQ]X NRPPW GDVV GXUFK GLH 6LFKHUKHLWV XQG 8PZHOWWHFKQLNLP)DKU]HXJGDV)DKU]HXJJHZLFKW ]XJHQRPPHQKDW%HLP3.:VLQGGDVEHLVSLHOV- ZHLVHGHU6HLWHQDXISUDOOVFKXW]$%6(63XQGGLH

$EJDVNDWDO\VDWRUHQ$XFK .RPIRUWHLQULFKWXQJHQ ZLH GLH JHVWLHJHQH 0RWRULVLHUXQJ .OLPDDQODJH XQG 0RWRUHQ IU )HQVWHUKHEHU XQG 6LW]YHUVWHO- OXQJ PDFKHQ GLH )DKU]HXJH VFKZHUHU %HVRQ- GHUV IU NQIWLJH EDWWHULHJHWULHEHQH (OHNWUR XQG ZDVVHUVWRIIJHWULHEHQH %UHQQVWRII]HOOHQIDKU]HXJH LVW/HLFKWEDXHLQHVVHQ]LHOOHU(UIROJVIDNWRUXPDQ GLH5HLFKZHLWHQNRQYHQWLRQHOOHU$QWULHEHKHUDQ]X- NRPPHQ

%H]RJHQDXIHLQH)DKUVWUHFNHYRQNPHUK|KW VLFKGHU.UDIWVWRIIYHUEUDXFKHLQHV3HUVRQHQNUDIW- ZDJHQVSURNJ=XVDW]JHZLFKWXP±/LWHU (JOCHEMHWDO'LH$QJDEHQLQGHU/LWHUDWXU VFKZDQNHQZHLOGHU0HKUYHUEUDXFKVWDUNYRQGHU (QHUJLHHI¿]LHQ] GHV 0RWRUV 'LHVHO 2WWR GHU 9HUNHKUVVLWXDWLRQ 6WDGWYHUNHKU $XWREDKQ GHU )DKUZHLVHXQGDQGHUHQ(LQÀVVHQDEKlQJLJLVW 9RQ6HLWHQGHU$XWRPRELOLQGXVWULHXQGLKUHQ=XOLH- IHUHUQZXUGHQXQGZHUGHQHUKHEOLFKH$QVWUHQJXQ-

JHQ ]XU *HZLFKWVUHGXNWLRQ XQWHUQRPPHQ$OOJH- PHLQ EHNDQQW VLQG GLH$QVlW]H GHU$XGL$* LP )DKU]HXJEDX6WDKOGXUFK$OXPLQLXP]XHUVHW]HQ RGHUGHU(LQVDW]YRQ&).EHL%0:'DV.DURV- VHULHNRQ]HSWHLQHU5DKPHQVWUXNWXUDXV$OXPLQLXP XQGKRFKIHVWHQ6WDKOZLUGDOV$XGL6SDFH)UDPH

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Abb. 4.1: Mögliche Anwendungsbereiche von Tailored Blanks (Quelle: Salzgitter Europlatinen GmbH)

YRQ 6WDKO XQG $OXPLQLXPEOHFKHQ ]X K\EULGHQ 7DLORUHG %ODQNV ZLUG H[SHULPHQWLHUW $OV $QZHQ- GXQJ GDIU ELHWHW VLFK XQWHU DQGHUHP GDV 3.:

'DFKDQLQGHPGLHWUDJHQGHQ6HLWHQWHLOHDQGHQ EHLGVHLWLJHQ 5HJHQULQQHQ LQ 6WDKO GDV HLJHQWOL- FKH 'DFK GD]ZLVFKHQ LQ $OXPLQLXP DXVJHIKUW ZHUGHQ $QJDEHQ ZHOFKH *HZLFKWVUHGXNWLRQHQ GXUFK GLHVH /HLFKWEDXWHFKQLN P|JOLFK ZHUGHQ VLQGQRFKQLFKWYHUIJEDU+HUDXVIRUGHUXQJHQEHL XQWHUVFKLHGOLFKHQ 0DWHULDOLHQ VLQG GLH 9HUPLQGH- UXQJ GHU HOHNWURFKHPLVFKHQ .RUURVLRQ XQG GLH

%HKHUUVFKXQJXQWHUVFKLHGOLFKHUWKHUPLVFKHU$XV- GHKQXQJVNRHI¿]LHQWHQ

'DEHLVWHKHQ9HUDUEHLWXQJVNRQ]HSWHXQWHUHLQDQ- GHULP:HWWEHZHUE6RZHUGHQ]XQHKPHQG3UHVV- KlUWHWHLOH ZDUPXPJHIRUPWH 7HLOH HLQJHVHW]W EHLVSLHOVZHLVH VHW]W 9RONVZDJHQ IU GLH %6lXOH GHV*ROIHLQHVROFKHZDUPXPJHIRUPWH3ODWLQHDXV HLQHPYLHUVWX¿JJHZDO]WHQ7DLORU5ROOHG%ODQNHLQ XPGLH)HVWLJNHLWHQGHQORNDOHQ%HDQVSUXFKXQJHQ DQ]XSDVVHQHILLMANN'HU]HLWVFKHLQWGLH

=XNXQIW LQ HLQHU 0LVFKXQJ XQWHUVFKLHGOLFKHU 9HU- DUEHLWXQJVYHUIDKUHQLQHLQHP$XWRPRELO]XOLHJHQ (B^ARTOS

4.1.2 5RKVWRI¿QKDOW

6FKZHL‰EDUHQKRFKIHVWHQ6WlKOHQ]XU$XIQDKPH ORNDOHU%HODVWXQJVVSLW]HQNRPPWLQ7DLORUHG%ODQNV HLQH6FKOVVHOUROOH]X6LHVLQG9RUDXVVHW]XQJIU GLH*HZLFKWVHLQVSDUXQJZHLOVLHHVHUP|JOLFKHQ GLH %OHFKGLFNHQ DQ GHU %HODVWXQJVVWHOOH DEHU DXFKDQGHQEULJHQZHQLJHUEHDQVSUXFKWHQ6WHO- OHQ KHUDE]XVHW]HQ 'LH HLQJHVHW]WHQ KRFKIHVWHQ 6WlKOH ZHLVHQ =XJIHVWLJNHLWHQ XP 1PP XQGPHKUDXI'LH)HVWLJNHLWYRQ6WDKOOlVVWVLFK GXUFK GLH (UK|KXQJ GHV .RKOHQVWRIIJHKDOWV VWHL- JHUQ %HL .RKOHQVWRIIDQWHLOHQ YRQ EHU QHKPHQMHGRFKGLH6FKZHL‰EDUNHLWXQG=lKLJNHLW rapide ab (DUBBELEHLGHV(LJHQVFKDIWHQGLH IUJHVFKZHL‰WHXQGWLHIJH]RJHQH7DLORUHG%ODQNV XQYHU]LFKWEDUVLQG'LH6WHLJHUXQJGHU)HVWLJNHLW YRQ VFKZHL‰EDUHQ 6WlKOHQ HUIROJW GHVKDOE GXUFK

$XVELOGXQJ HLQHV IHLQN|UQLJHQ *HIJHV 'LHV JHVFKLHKW ]XP HLQHQ GXUFK GLH =XJDEH NOHLQVWHU 0HQJHQ GDV .RUQ YHUIHLQHUQGHU /HJLHUXQJVHOH- PHQWH GDUXQWHU$OXPLQLXP 1LRE XQG 9DQDGLXP PLW$QWHLOHQ XQWHUKDOE YRQ *HZLFKWVSUR]HQW

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ULHEOHFKHQ VSLHOW GLH +DXEHQJOKVWXIH QDFK GHP .DOWZDO]HQHLQHJUR‰H5ROOH

)U GLH RSWLPLHUWHQ KRFKIHVWHQ 6SH]LDOVWlKOH LP )DKU]HXJEDX KDEHQ VLFK %H]HLFKQXQJHQ ZLH 75,36WDKO 7UDQVIRUPDWLRQ ,QGXFHG 3ODVWLFLW\

'36WDKO'XDOSKDVHQVWDKO&36WDKO&RPSOH[- SKDVHQVWDKOXQGDQGHUHKHUDXVJHELOGHW,KQHQLVW JHPHLQVDPGDVVGXUFKVSH]LHOOH:lUPHEHKDQG- OXQJXQGPHFKDQLVFKH8PIRUPXQJLQHLQHPIHUUL- WLVFKHQ'3RGHUIHUULWLVFKDXVWHQLWLVFKHQ75,3

*UXQGJHIJH PDUWHQVLWLVFKH ,QVHOQ DXVJHELOGHW ZHUGHQ ZHOFKH GLH =XJIHVWLJNHLW VWHLJHUQ XQG ]XJOHLFKGLH6WUHFNJUHQ]HIUHLQHJXWH8PIRUP- EDUNHLW EHLP 7LHI]LHKHQ QLHGULJ KDOWHQ :LFKWLJH /HJLHUXQJVHOHPHQWH YRQ 'XDOSKDVHQVWDKO VLQG 0DQJDQ±6LOL]LXP±XQG$OX- PLQLXPELV$XVWHQLWLVFKH6WlKOHGDUXQWHU 75,36WDKO HQWKDOWHQ ]XVlW]OLFK $XVWHQLWELOGQHU ZLH1LFNHO.REDOWXQG0DQJDQ

'LH :HUNVWRIIHQWZLFNOXQJ LVW QDFK ZLH YRU VWDUN LP)OXVV(LQHQHXHUH(QWZLFNOXQJVLQGKRFKIHVWH 0DQJDQ%RU6WlKOH VOLLMERS BARTOS

4.1.3 Foresight industrielle Nutzung

'HU*ROI,,,YRQ9RONVZDJHQZDUZHOWZHLWGDV HUVWH )DKU]HXJ EHL GHP 7DLORUHG %ODQNV LQ GHU 6HULHQIHUWLJXQJ HLQJHVHW]W ZXUGHQ +HXW]XWDJH EHVWHKHQGLH5RKNDURVVHQPRGHUQHU$XWRV]XFD DXV7DLORUHG%ODQNVFRAUNHOFERIWS 'LH %HKHUUVFKXQJ GHV /DVHUVWUDKOVFKZHL‰HQV EHOLHELJHU1DKWIRUPHQHUVFKOLH‰WGHU7HFKQRORJLH ZHLWHUH$QZHQGXQJHQXQG]XVlW]OLFKH3RWHQ]LDOH ]XU*HZLFKWVUHGXNWLRQ(VLVWGDYRQDXV]XJHKHQ GDVV ELV GHP =HLWKRUL]RQW GLHVHU 8QWHUVX- FKXQJ GLH YRUKDQGHQHQ 3RWHQ]LDOH YROO DXVJH- VFK|SIWZHUGHQ

0LW GHU QRFK QLFKW PDUNWUHLIHQ (QWZLFNOXQJ YRQ K\EULGHQ%ODQNVDXV6WDKOXQG$OXPLQLXPZDFK- VHQ GLH EHLGHQ /HLFKWEDXDQVlW]H $OXPLQLXPND- URVVHULHXQG6WDKOOHLFKWEDXNDURVVHULH]XVDPPHQ 'LHhEHUQDKPHYRQK\EULGHQ%ODQNVLQGLH6HUL- HQIHUWLJXQJ YRQ$XWRV ZLUG$OXPLQLXP HLQ QHXHV PHQJHQPl‰LJ EHGHXWVDPHV 9HUZHQGXQJVVHJ- PHQWHUVFKOLH‰HQ]X/DVWHQYRQ6WDKO

+DXSWHLQVDW]JHELHW YRQ 7DLORUHG %ODQNV LVW GLH

$XWRPRELOLQGXVWULH (LQVDW]SRWHQ]LDOH EHVWHKHQ

,P -DKUH ZXUGHQ ZHOWZHLW 0LOOLRQHQ 3.:V SURGX]LHUW 2,&$ 'DV DP )UDXQ- KRIHU,6,HUVWHOOWH*OREDO0RELOLW\0RGHO*/202 (K^ÜHNHWDOSURJQRVWL]LHUWGLH(QWZLFNOXQJ GHV JOREDOHQ$XWRPRELOPDUNWV XQWHU %HUFNVLFK- WLJXQJ YHUVFKLHGHQHU 6HJPHQWH .OHLQZDJHQ .RPSDNWZDJHQ 0LWWHONODVVH 2EHUNODVVH XQG

$QWULHEVWHFKQRORJLHQ +(9 3+(9 %(9 )&(9 (LQÀLH‰HQGH )DNWRUHQ VLQG XD GDV ZHOWZHLWH

%HY|ONHUXQJV XQG :RKOVWDQGVZDFKVWXP VRZLH 7UHLEVWRII XQG $QVFKDIIXQJVNRVWHQ 'LH IROJHQ- GHQ6]HQDULHQVLQGDQMHQHLQK^ÜHNHWDO DQJHOHKQW

– 'DV6]HQDULRÄ3UlYDOHQ]NRQYHQWLRQHOOHU 3.:³JHKWYRQQLHGULJHU$N]HSWDQ]XQG JHULQJHUSROLWLVFKHU)|UGHUXQJIU(3.:

VRZLHHLQHUXQJHO|VWHQ5HLFKZHLWHQ%(9 XQG:DVVHUVWRI¿QIUDVWUXNWXU)&(9 3UREOHPDWLNDXV

– ,P6]HQDULRÄ0DUNWGXUFKGULQJXQJ(3.:³ NDQQGLH$N]HSWDQ]YRQ(3.:GXUFK,QIRU-

GDVVÀH[LEOHYHUNQSIWH0RELOLWlWVNRQ]HSWH DXV|IIHQWOLFKHP1DKYHUNHKUXQG6KDULQJ

$QJHERWHQGLH=DKOGHULQVJHVDPWYHUNDXIWHQ 3.:XPFD0LR3.:UHGX]LHUW 7DE]HLJWGLHVLFKDXVGHQGUHLYHUVFKLHGHQHQ 6]HQDULHQ HUJHEHQGHQ 9HUNDXIV]DKOHQ IU 3.:

%HL HLQHP PLWWOHUHQ $XVJDQJVJHZLFKW GHU )DKU- ]HXJNDURVVHULHYRQNJGHP]XYRUJHQDQQWHQ KHXWLJHQ(LQVDW]YRQ7DLORUHG%ODQNVXQG HLQHU NRQVHTXHQWHQ XQG YROOVWlQGLJHQ 1XW]XQJ GHU7DLORUHG%ODQNV7HFKQRORJLHLQZLUGGHU

%HGDUI DQ .DURVVHULHEOHFKHQ IU )DKU]HXJH YRQ 0LRWLQDXIELV0LRWLQ VWHLJHQYHUJOHLFKH7DE

'LH /HLFKWEDXWHFKQRORJLH GHU 7DLORUHG %ODQNV EHVLW]WDOVRGDV3RWHQ]LDOWURW]HLQHU=XQDKPHGHU )DKU]HXJSURGXNWLRQYRQLQGHQ6]HQDULHQ 3UlYDOHQ]NRQYHQWLRQHOOHU3.:XQG0DUNWGXUFK-

Tab. 4.1: Weltweite E-PKW-Verkäufe 2035 nach verschiedenen Szenarien

Zahl der in 2035 verkauften E-PKW in Mio. Fahrzeuge Szenario

Antriebsart Prävalenz konventioneller PKW

Marktdurchdringung

E-PKW Mobilitätskonzepte

,&(

+(9

3+(9

%(9

)&(9

Summe 147,2 147,2 127,2

Tab. 4.2: Globale Produktion (Quelle: BGR 2015b) und Bedarf an Stahl für Karosseriebleche von Fahrzeugen in t

Rohstoff Produktion 2013 Bedarf 2013

Bedarfsvorschau 2035 Konventionelle &

E-PKW Mobilitätskonzepte

Rohstahl