Metalle finden sich in nahezu allen Wirtschaftszweigen wieder und sind besonders in der Digitalisierung, Energiewende und in KI-Anwendungen nicht mehr wegzudenken. Lithium, Nickel, Kobalt stecken in Batterien, Gallium ist in Halbleitermaterialien enthalten, Erbium wird für thermoelektrische Materialien verwendet. Doch ihre Nutzung und der Abbau von Metallen bringt erhebliche soziale und ökologische Belastungen mit sich, während die Recyclingquoten von insbesondere Hightech-Metallen derzeit nur im niedrigen einstelligen Bereich liegen.

Für eine nachhaltige Wertschöpfung und Ressourcennutzung ist ein zirkuläres Metallmanagement unerlässlich. Mit KI-Unterstützung lassen sich Metalle effizienter nutzen – von der intelligenten Sortierung über automatisierte Recyclingprozesse bis zur datenbasierten Metallstrategie.

KI-Lösungen aus der Praxis
Eine Übersicht, wo und wie KI-Technologien im Metallmanagement unterstützen können, zeigt die neue Potenzial-Landkarte des VDI Technologiezentrums und des Wuppertal Instituts. „Im Mittelpunkt stehen insbesondere Praxislösungen, die in der anwendungsnahen Forschung von Start-ups und Unternehmen entwickelt oder bereits eingesetzt werden“, erläutert Dr. Manuel Bickel, Co-Leiter des Forschungsbereichs Produkt- und Konsumsysteme am Wuppertal Institut und Mitautor der Potenzial-Landkarte. 

Insgesamt 62 Anwendungsbeispiele stellt die Übersicht vor, die anhand der sogenannten R-Strategien – Rethink, Redesign, Reuse, Repair, Remanufacture, Recycle, Recover – strukturiert sind. Sie reichen von innovativen Recyclingverfahren über ressourcenschonendes Produktdesign bis hin zu neuen Geschäftsmodellen für die Kreislaufwirtschaft (Circular Economy). Besonders viele Anwendungen lassen sich der Strategie „Rethink“ zuordnen – ein deutliches Zeichen, dass es notwendig ist, für eine funktionierende zirkuläre Wertschöpfung viele Prozesse und Konzepte von Grund auf neu zu denken.

Orientierung für Unternehmen
„KI kann in allen Stufen des Metallmanagements Mehrwert stiften und den Übergang zu einer nachhaltigen, zirkulären Wertschöpfung erheblich beschleunigen“, erklärt Dr. Udo Heugen, Technologieberater im VDI Technologiezentrum und Mitautor. „Die Potenzial-Landkarte soll Unternehmen unterstützen, ihre Rolle und Potenziale in einer künftigen Circular Economy besser zu verstehen und zu neuen Geschäftsmodellen inspirieren.“

Die Publikation „Potenzial-Landkarte der Nutzung von Künstlicher Intelligenz in einem zirkulären Metallmanagement“ steht kostenfrei zum Download zur Verfügung.

Zur Publikation

Das Projekt MetallKIDD
Die Potenzial-Landkarte entstand im Rahmen des Projekts „MetallKIDD – Design eines zirkulären Metallmanagements mittels Metallstrategie und KI-Unterstützung für ein digitales Deutschland“. Ziel des Projektes ist es, Beiträge für eine nationale Metallstrategie zu leisten und ein Konzept für eine wertschöpfungsketten-übergreifende KI-Lösung als Teil eines zirkulären Managements von Technologiemetallen zu entwickeln. Das Projekt wurde im Rahmen der Förderinitiative "KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen" durch das Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit mit einem Gesamtvolumen von circa 800.000 Euro gefördert.

Das VDI Technologiezentrum leitete gemeinsam mit dem Wuppertal Institut das Arbeitspaket 2 von MetallKIDD zur Erstellung der Potenzial-Landkarte. Eine ausführliche Beschreibung des Projekts finden Sie hier.

VDI Technologiezentrum
Als Innovationsagentur und als ein führender Projektträger in Deutschland widmet sich das VDI Technologiezentrum den Themen und Technologien der Zukunft mit dem Ziel, die Zukunftskompetenzen von Deutschland und Europa zu stärken. Im Auftrag von Bundes- und Landesministerien, der Europäischen Kommission sowie Stiftungen setzt das VDI Technologiezentrum Forschungs- und Innovationsförderprogramme um und bietet innovationsbegleitende Maßnahmen an. Im Fokus stehen Themen wie Nachhaltigkeit und Klima, Digitalisierung, Schlüsseltechnologien, Gesundheit, Innovation und Bildung, Sicherheit sowie Ressourceneffizienz und Kreislaufwirtschaft. Das VDI Technologiezentrum ist Teil der VDI-Gruppe.
→ Website: vditz.de

Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH
Das Wuppertal Institut ist ein umsetzungsorientiertes Forschungsinstitut mit Wurzeln in Nordrhein-Westfalen und globalem Horizont. Gemeinsam mit seinen Stakeholdern gestalten die Forschenden Transformationsprozesse mit der Vision, eine nachhaltige Welt für alle zu schaffen. Dazu entwickeln sie wissenschaftsbasierte Lösungen für ökologische, gesellschaftliche und wirtschaftliche Herausforderungen: von konkreten Maßnahmen für Städte und Unternehmen, Land, Bund und EU bis zu Impulsen für internationale Klimaverhandlungen. Dabei haben die Mitarbeitenden immer das große Ganze im Blick und verknüpfen Zukunftswissen aus verschiedenen Forschungsfeldern und Themengebieten.
→ Website: wupperinst.org