Künstliche Intelligenz im Metallkreislauf: Potenzial-Landkarte zeigt neue Chancen
Wie lässt sich der Einsatz von Metallen nachhaltiger gestalten – und welche Rolle kann Künstliche Intelligenz dabei übernehmen? Eine neue Potenzial-Landkarte des VDI Technologiezentrums und des Wuppertal Instituts gibt erstmals einen systematischen Überblick über Anwendungsmöglichkeiten von KI im zirkulären Metallmanagement. Die kostenfreie Publikation soll Unternehmen Orientierung bieten und Wege zu einer effizienteren, ressourcenschonenderen Nutzung von Metallen aufzeigen.
Das VDI Technologiezentrum hat zusammen mit dem Wuppertal Institut eine Potenzial-Landkarte erstellt, die erstmals systematisch die Chancen von Künstlicher Intelligenz (KI) für das Metallmanagement darstellt.
Foto: Smarterpix / Maksym Yemelyanov
Metalle bilden die Basis vieler Zukunftstechnologien – von der Energiewende über Elektromobilität bis zur Digitalisierung. In Batterien finden sich Lithium, Nickel und Kobalt; Halbleiter benötigen Gallium, und Erbium kommt in thermoelektrischen Materialien zum Einsatz. Der Abbau dieser Rohstoffe ist mit sozialen und ökologischen Belastungen verbunden, während die Recyclingquoten für viele Hightech-Metalle nach wie vor niedrig sind.
Ein zirkuläres Metallmanagement gilt deshalb als Voraussetzung für nachhaltige Wertschöpfung. Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) können Metalle entlang ihres Lebenszyklus effizienter genutzt werden – von der intelligenten Sortierung über automatisierte Recyclingprozesse bis hin zu datenbasierten Strategien für Kreislaufwirtschaft und Ressourceneffizienz.
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Orientierung durch die Potenzial-Landkarte
Einen Überblick darüber, wo und wie KI-Technologien das Metallmanagement unterstützen können, bietet 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 stellt die Publikation 62 Anwendungsbeispiele vor. Diese sind entlang der sogenannten R-Strategien strukturiert – Rethink, Redesign, Reuse, Repair, Remanufacture, Recycle und Recover. Die Beispiele reichen von innovativen Recyclingverfahren über ressourcenschonendes Produktdesign bis zu neuen Geschäftsmodellen für die Kreislaufwirtschaft.
Besonders viele Anwendungen ordnen sich der Strategie „Rethink“ zu. Dieser Befund deutet auf eine Dynamik hin, bei der bestehende Prozesse und Produktkonzepte grundlegend überdacht werden müssen, um eine funktionierende zirkuläre Wertschöpfung zu ermöglichen.
Potenziale entlang der gesamten Wertschöpfungskette
Die Potenzial-Landkarte zeigt, dass KI in allen Stufen des Metallmanagements Mehrwert bieten kann – von der Rohstoffgewinnung bis zum Recycling. Algorithmen können Materialströme analysieren, Sortieranlagen optimieren oder Rückgewinnungsprozesse effizienter steuern.
„KI kann in allen Stufen des Metallmanagements Mehrwert stiften und den Übergang zu einer nachhaltigen, zirkulären Wertschöpfung erheblich beschleunigen“, bestätigt 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.“
Damit richtet sich die Publikation nicht nur an Forschungseinrichtungen, sondern gezielt an Industrieunternehmen, die ihren Ressourceneinsatz transformieren wollen.
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Das Projekt „MetallKIDD“
Entstanden ist die Potenzial-Landkarte im Rahmen des Projekts „MetallKIDD – Design eines zirkulären Metallmanagements mittels Metallstrategie und KI-Unterstützung für ein digitales Deutschland“. Ziel des Vorhabens ist es, Beiträge zu einer nationalen Metallstrategie zu leisten und ein Konzept für eine wertschöpfungskettenübergreifende KI-Lösung zu entwickeln. Diese soll als Baustein eines zirkulären Managements für Technologiemetalle dienen.
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 rund 800 000 Euro gefördert.
Das VDI Technologiezentrum leitete gemeinsam mit dem Wuppertal Institut das Arbeitspaket 2 zur Erstellung der Potenzial-Landkarte. Die Publikation ist kostenfrei abrufbar unter: https://www.vditz.de/service/metallkidd-potenzial-landkarte
Partner im Überblick
Das VDI Technologiezentrum mit Sitz in Düsseldorf gehört zu den führenden Innovationsagenturen Deutschlands. Im Auftrag von Bundes- und Landesministerien, der Europäischen Kommission sowie Stiftungen setzt es Forschungs- und Innovationsprogramme um. Thematische Schwerpunkte liegen auf Nachhaltigkeit, Digitalisierung, Klima, Schlüsseltechnologien, Gesundheit und Ressourceneffizienz. Ziel ist es, die Zukunftskompetenzen von Deutschland und Europa zu stärken.
Das Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH arbeitet an wissenschaftlich fundierten Lösungen für ökologische, gesellschaftliche und wirtschaftliche Herausforderungen. Die Forschenden entwickeln praxisnahe Konzepte für Unternehmen, Kommunen und politische Entscheidungsträger – mit dem Anspruch, Transformationen zu einer nachhaltigen Gesellschaft wissenschaftlich zu begleiten und zu beschleunigen.
