Jülicher Systemanalyse (ICE-2)

1) Ressourcenkritikalität und Second Life Batterien

Energiesysteme gewinnen zunehmend an Bedeutung, da sie eine zentrale Rolle bei der Umsetzung erneuerbarer Energien und der Elektromobilität spielen. Der Forschungsschwerpunkt liegt zunächst auf dem Ressourcenbedarf und der Kritikalität sowohl aktueller als auch zukünftiger Batterietechnologien. Innovative Ansätze wie Second-Life-Optionen und Recyclingstrategien werden ebenfalls berücksichtigt, um die Lebensdauer von Batterien zu verlängern und die Ressourcennutzung zu optimieren. Methodisches Ziel ist die Integration von Materialströmen in die ETHOS-Modellsuite, um den Ressourcenbedarf präzise abzubilden und zukünftige Versorgungsstrategien zu optimieren.

2) Ressourcen für die grüne Wasserstoffherstellung

Ein elementarer Bestandteil der voranschreitenden Energiewende stellt die Herstellung von grünem Wasserstoff durch Elektrolyse dar, welche die Nutzung von seltenen Metallen (Platin, Iridium etc..) sowie großen Mengen an Wasser beansprucht. In Anbetracht der weltweit geplanten Kapazitätsausbauziele für Elektrolyseure besteht die Gefahr, dass etwaige nötige Ressourcen nicht in ausreichenden Mengen vorhanden sind und somit die Transformation zu treibhausgasneutralen Energiesystemen in Gefahr ist. Der Forschungsschwerpunkt liegt daher durch technologiespezifische Modellierungen im ETHOS-Modellsuite mögliche Szenarien für Ressourcenbedarfsentwicklungen zu berechnen. Anhand dieser Szenarien werden dann mögliche Ressourcenengpässe sowie alternative Strategien zur Umgehung dieser ermittelt.

3) Grundstoffindustrie

Die energieintensive Grundstoffindustrie bildet die stoffliche Basis für die gesamte industrielle Wertschöpfungskette in Deutschland und weltweit: Bauwirtschaft, Automobilindustrie, Maschinen- und Anlagenbau. Darüber hinaus fällt der Grundstoffindustrie als letzte Station für Recyclingprozesse im Rahmen einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft eine besondere Rolle zu. Wie alle anderen Branchen steht auch die Grundstoffindustrie im globalen Wettbewerb um Abnehmer ihrer Produkte einerseits und um Rohstoffe und Energie für deren Herstellung andererseits. Dieser Forschungsschwerpunkt befasst sich daher mit Fragen der Rohstoff- und Energienachfrage und möglichen Engpässen der Grundstoffindustrie auf dem Weg zur Treibhausgasneutralität in Deutschland und weltweit. Ein methodischer Schwerpunkt liegt dabei auf der techno-ökonomischen Analyse, Bewertung und Optimierung der eingesetzten und zukünftig einzusetzenden Industrieprozesse auf Basis der ETHOS-Modelsuite. Unser Ziel ist es, Entscheidungsträgern modellgestützte Szenarien zur Transformation der Grundstoffindustrie und den daraus resultierenden sektorübergreifenden Auswirkungen zur Verfügung zu stellen.