Substitutions- und Designstrategien für Werkstoffe
Projektübersicht
Die Substitution von Rohstoffen und Materialien ist historisch einer der wesentlichen Treiber des wirtschaftlichen Wandels, weil sie tief in das Innovationssystem der Wirtschaft eingreift. Derzeit führt der globale Klima- und Ressourcenschutz, insbesondere die angestrebte Dekarbonisierung, zur Verbreitung neuer Technologien, zu einem veränderten Rohstoffbedarf und zur Substitution von Roh- und Werkstoffen. Dabei wird vor allem bei der Energieerzeugung aus regenerativen Quellen ein hoher Bedarf an mineralischen Rohstoffen durch die Substitution energetischer Rohstoffe erwartet. Im Bereich der Elektromobilität machen ein konsequenter Leichtbau der Fahrzeuge und Antriebs- und Speichertechnologien neue Werk- bzw. Rohstoffe erforderlich.
Diese zunehmenden Nachhaltigkeitsanforderungen an die Wirtschaft, die eine Externalitätenbetrachtung einbezieht, sowie die Versorgungsabhängigkeit von Industrieländern mit geringen Rohstoffvorkommen lassen sich zudem durch Werkstoffe adressieren, die kreislauffähig ausgelegt sind und einem Recyclingprozess zugeführt werden können.
Damit eröffnen sich für Unternehmen Chancen zum Markteintritt, wodurch Substitute gleichzeitig auch eine Bedrohung für etablierte Technologien, Branchen und Wertschöpfungsketten darstellen können. Somit stellen disruptive Innovationen mit neuem Rohstoffbedarf Chance und Herausforderung zugleich dar.
Das durch das Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitalisierung in Sachsen-Anhalt geförderte Forschungsprojekt „Substitutions- und Designstrategien“ untersucht vor diesem Hintergrund Möglichkeiten und Auswirkungen von Substitution und Produktdesign für Unternehmensstrategien, insbesondere Design for Recycling, Design for Substitution und funktionale Substitution, mit Blick auf Motivation, Anreizstrukturen und Akteurskonstellationen. Der Forschungsansatz analysiert dabei Wertschöpfungsketten und Produktlebenszyklen bei kritischen Materialien und greift darüber hinaus auf historische Erfahrungen zurück.