Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI
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Projekt

Rohstoffe für Zukunftstechnologien 2021

(Aktualisierung und Anpassung der Studie 2016)

Produktion 2018 und Bedarf von Lithium für Zukunftstechnologien 2018 und 2040
© Fraunhofer ISI

Die sichere Versorgung Deutschlands mit Rohstoffen ist eine wesentliche Voraussetzung für die internationale Wettbewerbsfähigkeit der Wirtschaft. Neue Megatrends und Innovationssprünge bei der Technologieentwicklung können zu unerwarteten Nachfrageschüben führen – etwa bei High-Tech-Rohstoffen – und damit zu Lieferengpässen sowie zu zumindest vorübergehend stark steigenden Rohstoffpreisen.

Zur besseren Abschätzung von potenziellen Liefer- und Rohstoffpreisrisiken wird in dem Forschungsvorhaben »Rohstoffe für Zukunftstechnologien 2021« die Nachfrage für das Jahr 2040 abgeschätzt. Diese Studie, die vom Fraunhofer ISI und Fraunhofer IZM erstellt wurde, aktualisiert die Studien aus den Jahren 2009 und 2016. Die etwa fünfjährige Aktualisierung ist Bestandteil des DERA-Rohstoffmonitorings.

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In einem ersten Schritt wurde eine Liste von ca. 250 Zukunftstechnologien zusammengestellt. Die Zusammenstellung erfolgte u. a. auf Basis eines Industrie-Workshop, der im November 2019 stattfand. Zukunftstechnologien sind dabei industriell verwertbare technische Fähigkeiten, die revolutionäre Innovationsschübe weit über die Grenzen einzelner Wirtschaftssektoren auslösen. Aus dieser Liste wurden zehn neue Technologien ausgewählt, für die detaillierte Technologiebetrachtungen erstellt wurden. Kriterien bei der Auswahl der betrachteten Technologien waren der jeweilige Stand der Technik, die Marktreife und das Recyclingpotenzial. Außerdem wurden 23 Technologiesynopsen aus dem Vorprojekt überarbeitet und aktualisiert. Als Basisjahr wurde das Jahr 2018 ausgewählt.

Hinterfragt wurde in drei unterschiedlichen Szenarien, welche Impulse eine künftige industrielle Nutzung von Zukunftstechnologien auf die Rohstoffnachfrage auslöst und auf welche Rohstoffe solche Innovationen besonders angewiesen sind.

In Abhängigkeit von den Szenarien ergibt die Analyse, dass der Bedarf für die Zukunftstechnologien im Jahr 2040 bei insgesamt elf Metallen deutlich über dem heutigen Produktionsstand liegen könnte. Das betrifft z. B. die Nachfrage für Lithium, die die heutige Produktion aufgrund des wachsenden Bedarfs nach Batterien für die Elektromobilität um das 5,9-fache übertreffen könnte. Bei Scandium, das für den Einsatz in der Wasserstofftechnologie benötigt wird, könnte der Bedarf die heutige Produktion sogar um das 7,9-fache übertreffen. Auch Platin und Ruthenium, wichtig für die Produktion von Festplatten, zählen im Zeitalter der zunehmenden Digitalisierung zu den Metallen, die künftig stärker nachgefragt werden. Hier könnte die zukünftige Nachfrage die derzeitige Produktion um das 4,3- beziehungsweise 19-fache übersteigen.

Bei Rohstoffen, die in wenigen Ländern produziert werden und deshalb eine hohe Angebotskonzentration im Markt aufweisen, könnte dies zu neuen Herausforderungen bei der Rohstoffversorgung führen. Hohe Angebotskonzentration haben beispielsweise neben den Platingruppenelementen auch Kobalt, das für Lithium-Ionen-Batterien benötigt wird, und Seltene Erden, die in der Elektromobilität und in Windkraftanlagen eingesetzt werden.

Die Studienergebnisse wurden im Rahmen einer virtuellen Veranstaltung »Rohstoffe für Zukunftstechnologien 2021« am 1. Juli 2021 vorgestellt. Die Videoaufzeichnung der Veranstaltung steht hier zur Verfügung.

Publikationen

Vorgängerstudien

Laufzeit

September 2019 - März 2021

Auftraggeber

  • Deutsche Rohstoffagentur (DERA) in der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)

Partner

  • Fraunhofer IZM, Berlin