Rohstoffe für Zukunftstechnologien: Auftragsstudie
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 Entwic...
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
DERA
2021
|
| Ausgabe: | Datenstand: Mai 2021 ; Aktualisierung im August 2021 |
| Schriftenreihe: | DERA Rohstoffinformationen
50 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Volltext Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Zusammenfassung: | 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 die Rohstoffstrategie der Bundesregierung aus den Jahren 2010 und 2020 und ihren darin vereinbarten Maßnahmen zur Erhöhung der Versorgungssicherheit führt die Deutsche Rohstoffagentur (DERA) ein Monitoring potenziell kritischer mineralischer Rohstoffe durch, ohne die der technologische Fortschritt unserer Wirtschaft nicht möglich wäre. Der vorliegende Bericht des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI und des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM ist Teil des DERA-Rohstoffmonitorings und wurde im Auftrag der DERA erstellt. Das Ziel des DERA-Rohstoffmonitorings besteht darin, die Wirtschaft und die Politik über aktuelle Nach- frage-, Angebots- und Preistrends bei primären mineralischen Rohstoffen und Zwischenprodukten der ersten Wertschöpfungsstufen zu informieren. Kritische Entwicklungen auf den internationalen Rohstoff- märkten können dadurch frühzeitig erkannt und mögliche Ausweichstrategien in den Unternehmen ent- wickelt werden. |
| Beschreibung: | 366 Seiten Illustrationen, Diagramme |
| ISBN: | 9783948532468 |
Internformat
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
3
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
9
TABELLENVERZEICHNIS
14
ZUSAMMENFASSUNG
20
EXECUTIVE
SUMMARY
23
1
RAHMENSZENARIEN
ZUR
GLOBALEN
SOZIOOEKONOMISCHEN
ENTWICKLUNG
26
1.1
HINTERGRUND:
DIE
SHARED
SOCIOECONOMIC
PATHWAYS
26
1.1.1
AUSWAHL
EINIGER
SSPS
ALS
RAHMENSZENARIEN
FUER
DIE
STUDIE
ROHSTOFFE
FUER
ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN
2021
27
1.1.2
UEBERSICHTEN
ZU
DEN
AUSGEWAEHLTEN SSPS
28
1.1.3
ZUSAETZLICHE
ANNAHMEN
ZUR
KLIMAPOLITIK
29
1.2
ENERGIESZENARIEN
29
1.3
MOBILITAETSSZENARIEN
30
1.3.1
ENTWICKLUNG
DER
FAHRZEUGMAERKTE
31
1.3.2
MARKTDIFFUSION
VON
ELEKTROFAHRZEUGEN
34
1.4
DIGITALISIERUNGSSZENARIEN
37
1.4.1
GRUNDVERSTAENDNIS:
DIE
DIGITALE
TRANSFORMATION
UND
IHRE
TECHNOLOGIEIMPULSE
AUF
DIE
ROHSTOFFNACHFRAGE
37
1.4.2
HISTORISCHE
TRENDS
UND
VORHANDENE
ZUKUNFTSSZENARIEN
39
1.4.3
SZENARIEN
ZUR
ENTWICKLUNG
VON
DIGITALISIERUNG
UND
DATENMENGEN
IN
SSP1
,2
UND
5
47
1.5
DIFFUSIONSSZENARIEN
50
2
AUSWAHL
DER
ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN
54
3
TECHNOLOGIESYNOPSEN
58
3.1
CLUSTER:
MOBILITAET,
LUFT
UND
RAUMFAHRT
58
3.1.1
PKW-LEICHTBAU
58
3.1.2
ELEKTRISCHE
TRAKTIONSMOTOREN
FUER
KRAFTFAHRZEUGE
63
3.1.3
LEGIERUNGEN
FUER
DEN
AIRFRAME-LEICHTBAU
68
3.1.4
AUTOMATISCHES
PILOTIEREN
VON
KRAFTFAHRZEUGEN
73
3.1.5 LUFTFAHRZEUGE
FUER
3D-MOBILITAET
(EVOTL)
82
3.1.6 SUPERLEGIERUNGEN
90
3.1.7
LITHIUM-IONEN-HOCHLEISTUNGSSPEICHER
(FUER
MOBILE
ANWENDUNGEN)
96
3.1.8 FESTSTOFFBATTERIE
103
3.2
CLUSTER:
DIGITALISIERUNG
UND
INDUSTRIE
4.0
109
3.2.1
INDIUM-ZINN-OXID
(ITO)
IN
DER
DISPLAYTECHNIK
109
3.2.2
QUANTENCOMPUTER
115
3.2.3
OPTOELEKTRONIK/PHOTONIK
120
3.2.4 MIKROELEKTRONISCHE
KONDENSATOREN
128
3.2.5
RADIOFREQUENZ-MIKROCHIPS
132
3.2.6
INDUSTRIELLE
ROBOTIK
UND
INDUSTRIE
4.0
144
3.2.7
ADDITIVE
FERTIGUNG
VON
METALLBAUTEILEN
(YY3D-DRUCKER
)
153
3.2.8
GERAETE
IM
INTERNET
DER
DINGE
(LOT)
159
3.3
CLUSTER:
ENERGIETECHNOLOGIEN
UND
DEKARBONISIERUNG
164
3.3.1
THERMOELEKTRISCHE
GENERATOREN
164
3.3.2
DUENNSCHICHT-PHOTOVOLTAIK
167
3.3.3 WASSER-ELEKTROLYSE
178
3.3.4
DIRECT-AIR
CAPTURE
(DAC)
184
3.3.5
SOFC-STATIONAERE
BRENNSTOFFZELLE
189
3.3.6
CCS
-
CARBON
CAPTURE
AND
STORAGE
194
3.3.7
REDOX-FLOW-SPEICHER
202
3.3.8
WINDKRAFTANLAGEN
206
3.3.9
HOCHLEISTUNGS-PERMANENTMAGNETE
215
3.3.10 SYNTHETISCHE
KRAFTSTOFFE
221
3.4
CLUSTER:
KREISLAUF
UND
WASSERWIRTSCHAFT
225
3.4.1
MEERWASSERENTSALZUNG
225
3.4.2
ROHSTOFFLICHES
RECYCLING
(VON
KUNSTSTOFFEN)
230
3.5
CLUSTER:
STROM
UND
DATENNETZWERKE
235
3.5.1
AUSBAU
STROMNETZ
235
3.5.2
GLASFASERKABEL
242
3.5.3
5G
(6G)
247
3.5.4 RECHENZENTREN
254
3.5.5
INDUKTIVE
UEBERTRAGUNG
ELEKTRISCHER
ENERGIE
268
4
ROHSTOFFSYNOPSEN
274
4.1
GALLIUM
274
4.1.1
EIGENSCHAFTEN
274
4.1.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
274
4.1.3
VERWENDUNGEN
275
4.1.4
GALLIUMBEDARF
2040
275
4.2
GERMANIUM
276
4.2.1
EIGENSCHAFTEN
276
4.2.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
276
4.2.3
VERWENDUNGEN
277
4.2.4
GERMANIUMBEDARF
2040
277
4.3
GRAPHIT
278
4.3.1
EIGENSCHAFTEN
278
4.3.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
279
4.3.3
VERWENDUNGEN
280
4.3.4
GRAPHITBEDARF
2040
280
4.4
INDIUM
281
4.4.1
EIGENSCHAFTEN
281
4.4.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
281
4.4.3
VERWENDUNGEN
282
4.4.4
INDIUMBEDARF
2040
283
4.5
KOBALT
283
4.5.1
EIGENSCHAFTEN
283
4.5.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
284
4.5.3
VERWENDUNGEN
285
4.5.4
KOBALTBEDARF
2040
285
4.6
KUPFER
286
4.6.1
EIGENSCHAFTEN
287
4.6.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
287
4.6.3
VERWENDUNGEN
288
4.6.4
KUPFERBEDARF
2040
288
4.7
LITHIUM
290
4.7.1
EIGENSCHAFTEN
290
4.7.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
290
4.7.3
VERWENDUNGEN
291
4.7.4
LITHIUMBEDARF
2040
291
4.8
PGM
(RUTHENIUM,
IRIDIUM,
PLATIN)
292
4.8.1
EIGENSCHAFTEN
292
4.8.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
293
4.8.3
VERWENDUNGEN
294
4.8.4
PGM-BEDARF
2040
294
4.9
RHENIUM
297
4.9.1
EIGENSCHAFTEN
297
4.9.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
297
4.9.3
VERWENDUNGEN
298
4.9.4
RHENIUMBEDARF
2040
298
4.10
SCANDIUM
299
4.10.1
EIGENSCHAFTEN
299
4.10.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
299
4.10.3
VERWENDUNGEN
300
4.10.4
SCANDIUMBEDARF
2040
301
4.11
SELTENERDMETALLE
301
4.11.1
EIGENSCHAFTEN
302
4.11.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
302
4.11.3
VERWENDUNGEN
304
4.11.4
BEDARF
DER
SELTENERDMETALLE
2040
305
4.12
TANTAL
308
4.12.1
EIGENSCHAFTEN
308
4.12.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
308
4.12.3
VERWENDUNGEN
309
4.12.4
TANTALBEDARF
2040
309
4.13
TITAN
310
4.13.1
EIGENSCHAFTEN
310
4.13.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
310
4.13.3
VERWENDUNGEN
312
4.13.4
TITANBEDARF
2040
312
4.14
VANADIUM
313
4.14.1
EIGENSCHAFTEN
313
4.14.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
313
4.14.3
VERWENDUNGEN
314
4.14.4
VANADIUMBEDARF
2040
314
5
SCHLUSSFOLGERUNGEN
316
6
LITERATURVERZEICHNIS
321
7
ABKUERZUNGEN
UND
GLOSSAR
361
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
3
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
9
TABELLENVERZEICHNIS
14
ZUSAMMENFASSUNG
20
EXECUTIVE
SUMMARY
23
1
RAHMENSZENARIEN
ZUR
GLOBALEN
SOZIOOEKONOMISCHEN
ENTWICKLUNG
26
1.1
HINTERGRUND:
DIE
SHARED
SOCIOECONOMIC
PATHWAYS
26
1.1.1
AUSWAHL
EINIGER
SSPS
ALS
RAHMENSZENARIEN
FUER
DIE
STUDIE
ROHSTOFFE
FUER
ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN
2021
27
1.1.2
UEBERSICHTEN
ZU
DEN
AUSGEWAEHLTEN SSPS
28
1.1.3
ZUSAETZLICHE
ANNAHMEN
ZUR
KLIMAPOLITIK
29
1.2
ENERGIESZENARIEN
29
1.3
MOBILITAETSSZENARIEN
30
1.3.1
ENTWICKLUNG
DER
FAHRZEUGMAERKTE
31
1.3.2
MARKTDIFFUSION
VON
ELEKTROFAHRZEUGEN
34
1.4
DIGITALISIERUNGSSZENARIEN
37
1.4.1
GRUNDVERSTAENDNIS:
DIE
DIGITALE
TRANSFORMATION
UND
IHRE
TECHNOLOGIEIMPULSE
AUF
DIE
ROHSTOFFNACHFRAGE
37
1.4.2
HISTORISCHE
TRENDS
UND
VORHANDENE
ZUKUNFTSSZENARIEN
39
1.4.3
SZENARIEN
ZUR
ENTWICKLUNG
VON
DIGITALISIERUNG
UND
DATENMENGEN
IN
SSP1
,2
UND
5
47
1.5
DIFFUSIONSSZENARIEN
50
2
AUSWAHL
DER
ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN
54
3
TECHNOLOGIESYNOPSEN
58
3.1
CLUSTER:
MOBILITAET,
LUFT
UND
RAUMFAHRT
58
3.1.1
PKW-LEICHTBAU
58
3.1.2
ELEKTRISCHE
TRAKTIONSMOTOREN
FUER
KRAFTFAHRZEUGE
63
3.1.3
LEGIERUNGEN
FUER
DEN
AIRFRAME-LEICHTBAU
68
3.1.4
AUTOMATISCHES
PILOTIEREN
VON
KRAFTFAHRZEUGEN
73
3.1.5 LUFTFAHRZEUGE
FUER
3D-MOBILITAET
(EVOTL)
82
3.1.6 SUPERLEGIERUNGEN
90
3.1.7
LITHIUM-IONEN-HOCHLEISTUNGSSPEICHER
(FUER
MOBILE
ANWENDUNGEN)
96
3.1.8 FESTSTOFFBATTERIE
103
3.2
CLUSTER:
DIGITALISIERUNG
UND
INDUSTRIE
4.0
109
3.2.1
INDIUM-ZINN-OXID
(ITO)
IN
DER
DISPLAYTECHNIK
109
3.2.2
QUANTENCOMPUTER
115
3.2.3
OPTOELEKTRONIK/PHOTONIK
120
3.2.4 MIKROELEKTRONISCHE
KONDENSATOREN
128
3.2.5
RADIOFREQUENZ-MIKROCHIPS
132
3.2.6
INDUSTRIELLE
ROBOTIK
UND
INDUSTRIE
4.0
144
3.2.7
ADDITIVE
FERTIGUNG
VON
METALLBAUTEILEN
(YY3D-DRUCKER
"
)
153
3.2.8
GERAETE
IM
INTERNET
DER
DINGE
(LOT)
159
3.3
CLUSTER:
ENERGIETECHNOLOGIEN
UND
DEKARBONISIERUNG
164
3.3.1
THERMOELEKTRISCHE
GENERATOREN
164
3.3.2
DUENNSCHICHT-PHOTOVOLTAIK
167
3.3.3 WASSER-ELEKTROLYSE
178
3.3.4
DIRECT-AIR
CAPTURE
(DAC)
184
3.3.5
SOFC-STATIONAERE
BRENNSTOFFZELLE
189
3.3.6
CCS
-
CARBON
CAPTURE
AND
STORAGE
194
3.3.7
REDOX-FLOW-SPEICHER
202
3.3.8
WINDKRAFTANLAGEN
206
3.3.9
HOCHLEISTUNGS-PERMANENTMAGNETE
215
3.3.10 SYNTHETISCHE
KRAFTSTOFFE
221
3.4
CLUSTER:
KREISLAUF
UND
WASSERWIRTSCHAFT
225
3.4.1
MEERWASSERENTSALZUNG
225
3.4.2
ROHSTOFFLICHES
RECYCLING
(VON
KUNSTSTOFFEN)
230
3.5
CLUSTER:
STROM
UND
DATENNETZWERKE
235
3.5.1
AUSBAU
STROMNETZ
235
3.5.2
GLASFASERKABEL
242
3.5.3
5G
(6G)
247
3.5.4 RECHENZENTREN
254
3.5.5
INDUKTIVE
UEBERTRAGUNG
ELEKTRISCHER
ENERGIE
268
4
ROHSTOFFSYNOPSEN
274
4.1
GALLIUM
274
4.1.1
EIGENSCHAFTEN
274
4.1.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
274
4.1.3
VERWENDUNGEN
275
4.1.4
GALLIUMBEDARF
2040
275
4.2
GERMANIUM
276
4.2.1
EIGENSCHAFTEN
276
4.2.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
276
4.2.3
VERWENDUNGEN
277
4.2.4
GERMANIUMBEDARF
2040
277
4.3
GRAPHIT
278
4.3.1
EIGENSCHAFTEN
278
4.3.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
279
4.3.3
VERWENDUNGEN
280
4.3.4
GRAPHITBEDARF
2040
280
4.4
INDIUM
281
4.4.1
EIGENSCHAFTEN
281
4.4.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
281
4.4.3
VERWENDUNGEN
282
4.4.4
INDIUMBEDARF
2040
283
4.5
KOBALT
283
4.5.1
EIGENSCHAFTEN
283
4.5.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
284
4.5.3
VERWENDUNGEN
285
4.5.4
KOBALTBEDARF
2040
285
4.6
KUPFER
286
4.6.1
EIGENSCHAFTEN
287
4.6.2
VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
287
4.6.3
VERWENDUNGEN
288
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2040
288
4.7
LITHIUM
290
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290
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UND
PRODUKTION
290
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VERWENDUNGEN
291
4.7.4
LITHIUMBEDARF
2040
291
4.8
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(RUTHENIUM,
IRIDIUM,
PLATIN)
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EIGENSCHAFTEN
292
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PRODUKTION
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2040
294
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297
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2040
298
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2040
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EIGENSCHAFTEN
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VERWENDUNGEN
304
4.11.4
BEDARF
DER
SELTENERDMETALLE
2040
305
4.12
TANTAL
308
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EIGENSCHAFTEN
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VERWENDUNGEN
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TANTALBEDARF
2040
309
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TITAN
310
4.13.1
EIGENSCHAFTEN
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VORKOMMEN
UND
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TITANBEDARF
2040
312
4.14
VANADIUM
313
4.14.1
EIGENSCHAFTEN
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VORKOMMEN
UND
PRODUKTION
313
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VERWENDUNGEN
314
4.14.4
VANADIUMBEDARF
2040
314
5
SCHLUSSFOLGERUNGEN
316
6
LITERATURVERZEICHNIS
321
7
ABKUERZUNGEN
UND
GLOSSAR
361 |
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