26 Works

Sicherheit, Resilienz und Nachhaltigkeit

Johann-Dietrich Wörner & Christoph M. Schmidt
Der russische Angriffskrieg auf die Ukraine und seine Konsequenzen erfordern einen neuen Blick auf die geopolitische Situation insgesamt und die Anforderungen, denen Deutschland und Europa künftig genügen müssen. Bei der Analyse der Herausforderungen wird deutlich, dass die Grundlage zur Ermöglichung von Frieden und Wohlstand nicht in nationalem Egozentrismus und Autarkiestreben, sondern in strategischer Souveränität und internationaler Kooperation zur Erreichung der Ziele Sicherheit, Resilienz und Nachhaltigkeit liegt. Dieser acatech IMPULS skizziert, welche neuen Herausforderungen sich für...

The Impacts of the War in Ukraine on Energy Prices and Security of Supply in Europe

, &
This is a watershed moment for Germany’s and Europe’s energy supply. Russia’s war on Ukraine has highlighted the dangers of relying on imports from individual nations to guarantee security of supply. The suspension of Russian energy imports would pose extremely serious challenges for Germany and the EU. In the discussion paper “The Impacts of the War in Ukraine on Energy Prices and Security of Supply in Europe”, experts from the Academies’ Project “Energy Systems of...

Ankommen statt unterwegs sein - Verhalten verstehen, Veränderung fördern

Klaus J. Beckmann, Helmut Holzapfel, Yulika Zebuhr & Wolfgang Blumthaler
Die ambitionierten politischen Ziele einer ökonomisch, sozial und ökologisch nachhaltigen Mobilität sind mithilfe technologischer Innovationen wie Elektrifizierung, Digitalisierung und Vernetzung allein nicht zu erreichen. Die dringend erforderliche Transformation wird nur möglich sein, wenn sich auch individuelle und gesellschaftliche Einstellungen verändern. Aus diesem Grund müssen auch die verhaltensrelevanten Dynamiken im Kontext von Raum und Mobilität betrachtet werden. Denn warum, wie und wohin Menschen sich bewegen, begründet sich letztlich im Zusammenspiel vieler unterschiedlicher Faktoren. Individuelles Verhalten ist...

Blinde Flecken in der Umsetzung von Industrie 4.0 – identifizieren und verstehen

Malte Volkwein, Jan Schmitt, Joachim Heidelbach, Oliver Schöllhammer, Dimitri Evcenko & Holger Kett
In der Expertise des Forschungsbeirats Industrie 4.0 "Blinde Flecken in der Umsetzung von Industrie 4.0 – identifizieren und verstehen" untersuchen das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO die Gründe, warum die digitale Transformation in vielen Unternehmen in Deutschland nur langsam vorankommt. Handlungsoptionen für Politik, Verbände und Unternehmen zeigen auf, wie die identifizierten Hemmnisse bei der Digitalisierung aus dem Weg geräumt werden können. Die Expertise fokussiert auf produzierende...

Optionen für den Import grünen Wasserstoffs nach Deutschland bis zum Jahr 2030

Frithjof Staiß, Jörg Adolf, Florian Ausfelder, Christoph Erdmann, Christopher Hebling, Thomas Jordan, Gernod Klepper, Thorsten Müller, Regina Palkovits, Witold-Roger Poganietz, Wolf-Peter Schill, Maike Schmidt, Cyril Stephanos, Philipp Stöcker, Ulrich Wagner, Kirsten Westphal, Sven Wurbs & Manfred Fischedick
Wasserstoff ist ein wichtiges Element auf dem Weg in Richtung Klimaneutralität. Er unterstützt die Abkehr von fossilen Brennstoffen – besonders in der Industrie sowie dem Schiffs- und Flugverkehr. Der Bedarf an Wasserstoff und dessen Syntheseprodukten wird in Deutschland in den nächsten Jahren deutlich zunehmen. Manche Szenarien sehen ihn in 2030 bei rund 45–110 Terawattstunden. 2045 könnte der Bedarf gemäß dieser Szenarien sogar bei etwa 400–700 Terawattstunden liegen. Diese Mengen wird Deutschland künftig voraussichtlich nur durch...

Welche Auswirkungen hat der Ukrainekrieg auf die Energiepreise und Versorgungssicherheit in Europa?

, &
Die Energieversorgung in Deutschland und Europa steht vor einer Zeitenwende. Der russische Angriffskrieg gegen die Ukraine hat gezeigt, wie gefährlich Abhängigkeiten von einzelnen Importländern für die Versorgungssicherheit sind. Ein Wegfall der russischen Energieimporte würde Deutschland und die EU vor sehr große Herausforderungen stellen. In dem Impulspapier „Welche Auswirkungen hat der Ukrainekrieg auf die Energiepreise und Versorgungssicherheit in Europa?“ untersuchen die Expert*innen des Akademienprojekts „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) die Folgen eines vollständigen oder teilweisen Wegfalls russischer...

acatech HORIZONS Biotechnology

Sandra Fendl
So what do vanilla ice cream and a coronavirus vaccine have in common? Like many other everyday products such as bread, wine, apple juice, medicines, shampoo and even trainers, they both involve biotechnology. But what exactly is biotechnology? It includes any industrial application using biological processes to manufacture a product. What changes has biotechnology seen over the centuries and where do we come across it today? And most importantly, how can it help us meet...

KI-Systeme schützen, Missbrauch verhindern

Jürgen Beyerer, Jörn Müller-Quade, Albert Albers, Detlef Houdeau, Igor Tchouchenkov, Jeronimo Dzaack, Matthieu-P Schapranow, Nadine Reißner, Rahild Neuburger & Sascha Stowasser
Künstliche Intelligenz (KI) kommt heute in vielen Wirtschaftsbereichen, in Mobilitätsanwendungen, zum Schutz kritischer Infrastrukturen und im Gesundheitssektor zum Einsatz. Trotz der vielfältigen Chancen, die die KI-Technologie mit sich bringt, sollte das Potenzial für Missbrauch von KI-Systemen realistisch eingeschätzt werden. Auf diese Weise können frühzeitig passende Schutzmaßnahmen ergriffen werden. Die Expertinnen und Experten unter Federführung der beiden Arbeitsgruppen Lebensfeindliche Umgebungen sowie IT-Sicherheit, Privacy, Recht und Ethik der Plattform Lernende Systeme gehen der Frage nach, welche Schritte...

Holzbasierte Bioökonomie

Die holzbasierte Bioökonomie kann einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigen Wirtschaftsweise leisten. Dies erfordert eine systemische Betrachtung, die ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Aspekte berücksichtigt: Der Wald ist Rohstofflieferant, Erholungsraum und erbringt neben dem Klimaschutz weitere Ökosystemleistungen, ist jedoch vom Klimawandel selbst betroffen. Es gilt Ressourcen zu schonen und effizient zu verwenden, Produkte also möglichst lange, mit hoher Wertschöpfung wiederzuverwerten und mehrfach in Kaskaden zu nutzen. Das Ziel: Wirtschaftswachstum vom Rohstoffverbrauch entkoppeln und zu einer „Circular...

Mit KI zu Innovation und nachhaltigem Wachstum

Künstliche Intelligenz (KI) leistet einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung und zur Innovationsfähigkeit unserer Wirtschaft und Gesellschaft. Sie ermöglicht effizientere Unternehmensprozesse, neue Geschäftsmodelle und große Fortschritte in Medizin, Mobilität oder klimafreundlicher Energiegewinnung. Lernende Systeme können ihr Nutzenpotenzial allerdings nur dann voll entfalten, wenn sie verantwortungsvoll entwickelt werden. Oberstes Ziel muss sein, dass digitale Technologien dem Menschen dienen, und unseren Wertevorstellungen folgen. Deshalb unterstützt die Plattform Lernende Systeme seit 2017 den Austausch zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und...

Ankommen statt unterwegs sein – Raum und Mobilität zusammen denken

Klaus J. Beckmann, Helmut Holzapfel, Yulika Zebuhr & Wolfgang Blumthaler
Für eine nachhaltige Gestaltung unserer Mobilität müssen wir die Aufmerksamkeit auf das Wechselspiel von Raum und Mobilität richten. Denn städtebauliche Strukturen beeinflussen maßgeblich die Art und Weise, wie wir uns fortbewegen. Kompakte, vielfältige und nutzungsgemischte Räume sind ein Schlüssel für mehr Freiheit in unserer individuellen Mobilitätsentscheidung. Kurze Wege ermöglichen, dass wir in unserem Lebensumfeld ankommen können. Verweilmöglichkeiten sowie abwechslungsreiche, möglichst barrierefreie Angebote machen das Quartier zum Ort für Aufenthalt, Begegnung und Austausch. Der Straßenraum wird...

Open Source als Innovationstreiber für Industrie 4.0

Michael ten Hompel, Michael Schmidt, Carina Culotta, Marius Brehler, Estelle Duparc, Jens Leveling, Andreas Nettsträter & Hendrik van der Valk
In der Expertise „Open Source als Innovationstreiber für Industrie 4.0“ des Forschungsbeirats Industrie 4.0 zeigen das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML und der Lehrstuhl für Industrielles Informationsmanagement der TU Dortmund die Chancen und Potenziale von Open Source Software (OSS) für die Produktion auf. Basierend auf Expertenbefragungen in Unternehmen werden Handlungsoptionen für Wirtschaft, Politik und Wissenschaft entwickelt. Die dazugehörige Leitlinie für unternehmerisches Open-Source-Handeln richtet sich konkret an Führungskräfte in der Industrie.

Strommarktdesign 2030: Die Förderung der erneuerbaren Energien wirksam und effizient gestalten

Justus Haucap, Jürgen Kühling, Munib Amin, Gert Brunekreeft, Dörte Fouquet, Veronika Grimm, Jörg Gundel, Martin Kment, Wolfgang Ketter, Jochen Kreusel, Charlotte Kreuter-Kirchhof, Mario Liebensteiner, Albert Moser, Marion Ott, Christian Rehtanz, Heike Wetzel, Jonathan Meinhof, Marlene Wagner, Miriam Borgmann & Cyril Stephanos
Bis 2030 soll der Anteil erneuerbarer Energien im Stromsystem 80% betragen. Nicht nur für den Klimaschutz, auch für die Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und einzelnen Exportländern ist der Ausbau der erneuerbaren Energien zentral. Diesen möchte die Bundesregierung mit der Überarbeitung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes forcieren und auch das Strommarktdesign an die Erfordernisse der Zeit anpassen. Doch mit diesem Ausbau sind auch enorme Kosten verbunden. Im Impulspapier „Strommarktdesign 2030: Die Förderung der erneuerbaren Energien wirksam und effizient gestalten“...

Wertschöpfungsnetzwerke in Zeiten von Infektionskrisen

Volker Stich, Tobias Schröer, Maria Linnartz, Svenja Marek, Clara Herkenrath, Christian Hocken & Jonas Kaufmann
Als Beispiel einer globalen Krisensituation zeigt die COVID-19-Pandemie eindrucksvoll die Schwachstellen heutiger Wertschöpfungsnetzwerke. Vor dem Hintergrund zunehmend komplexer und vernetzter Wertschöpfungsnetzwerke steigt für Unternehmen die Bedeutung einer resilienten Gestaltung derselben. Dabei wird davon ausgegangen, dass ähnliche Krisensituationen in Zukunft häufiger auftreten werden. Ziel dieser Expertise ist es, Unternehmen bei der Identifikation von Potenzialen und Maßnahmen für die resiliente Gestaltung ihrer Wertschöpfungsnetzwerke zu unterstützen.

acatech HORIZONTE Biotechnologie

Sandra Fendl
What do vanilla ice cream and the Corona vaccine have in common? Both of them are produced with the help of biotechnology, just as many other items of our everyday life - including bread, wine, apple juice, medicines, shampoo or even sneakers. But what exactly is biotechnology? It includes all technical applications in which humans make use of biological processes to manufacture a product. How has biotechnology developed over the centuries and where do we...

20 Jahre Zukunft

acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften ist die Stimme der deutschen Technikwissenschaften. Sie setzt sich seit der Gründung im Jahr 2002 dafür ein, dass aus Ideen Innovationen und aus Innovationen Wohlstand und Lebensqualität entstehen. Zwanzig Jahre nach der Gründung hält acatech inne und blickt auf ihre Geschichte und die Wirkung ihrer geleisteten Arbeit für Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Zivilgesellschaft zurück. In den vergangenen zwanzig Jahren hat acatech als moderne Arbeitsakademie viele Expertinnen und Experten aus...

Themenfelder Industrie 4.0 - Forschungs- und Entwicklungsbedarfe für die erfolgreiche Umsetzung von Industrie 4.0

Hartmut Hirsch-Kreinsen, Prof. Dr., Uwe Kubach, Rainer Stark, Georg von Wichert, Simon Litsche, Joachim Sedlmeir & Steffen Steglich
Der Forschungsbeirat identifiziert aktuell vier Themenfelder, in die sich zukünftige Forschungs- und Entwicklungsbedarfe einteilen lassen und die für eine erfolgreiche Gestaltung von Industrie 4.0 und des deutschen Innovationssystems entscheidend sein werden. 1. Industrielle Wertschöpfung im Wandel 2. Perspektiven technologischer Entwicklungen 3. Engineering von Industrie 4.0-Lösungen 4. Arbeit, Unternehmen und Gesellschaft

What are negative emissions and why do we need them?

Berit Erlach, Sabine Fuss, Oliver Geden, Ulrich Glotzbach, Hans-Martin Henning, Karen Pittel, Jürgen Renn, Simona Rens, Dirk Uwe Sauer, Schmidt Christoph M., Indra Spiecker genannt Döhmann, Christoph Stemmler & Cyril Stephanos
Even with more ambitious measures to avoid emissions, climate neutrality and thus temperature stabilization can no longer be achieved. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) points this out in its sixth assessment report. In addition to a faster reduction of emissions, a further building block is needed: unavoidable CO2 emissions must be removed from the atmosphere and stored in order to achieve "negative emissions" in this way. What exactly negative emissions are, how they...

Mit KI den nachhaltigen Wandel gestalten

Digitalisierung und Nachhaltigkeit gehören zu den wichtigsten Herausforderungen dieses Jahrzehnts: Um unsere Lebensgrundlage zu bewahren, müssen beide Transformationsprozesse – die nachhaltige Entwicklung und der digitale Wandel – in Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft miteinander verknüpft werden. Zielgerichtet und umweltbewusst eingesetzt, können uns digitale Schlüsseltechnologien wie Künstliche Intelligenz (KI) so helfen, den nachhaltigen Wandel zu gestalten. Die Plattform Lernende Systeme stellt dazu in einer neuen Praxisbroschüre eine Auswahl von Best-Practice-Beispielen vor, die zeigen, wie KI einen konkreten...

Umsetzung von cyber-physischen Matrixproduktionssystemen

Arvid Hellmich, Florian Zumpe, Martin Zumpe, Marc Münnich, Torben Wiese, Thomas Büttner, Steffen Ihlenfeldt, Petra Foith-Förster, Michael Trierweiler, Daniel Ranke, Patricia Berkhan, Sina Rzesnitzek & Thomas Bauernhansl
Flexibel und produktiv – cyber-physische Matrixproduktionssysteme machen Fabriken fit für die Zukunft. Wie können Hersteller schneller auf globale Krisen reagieren, mit Lieferengpässen zurechtkommen und gleichzeitig auf individuelle Kundenwünsche reagieren? Antworten hierzu liefert die neue Expertise „Umsetzung von cyber-physischen Matrixproduktionssystemen“ des Forschungsbeirats der Plattform Industrie 4.0.

Führung im Wandel: Herausforderungen und Chancen durch KI

Sascha Stowasser & Rahild Neuburger
Künstliche Intelligenz (KI) verändert die Arbeitswelt und führt zu einer dynamischen Neugestaltung der Arbeitsteilung zwischen Mensch und Technik in Unternehmen. Dies betrifft nicht zuletzt auch den Bereich der Führung. KI-Systeme können Führungskräfte bei der Ausübung ihrer Aufgaben unterstützen, vor allem bei wiederkehrenden Tätigkeiten und Routinen: So verbleibt mehr Zeit, sich der Personalführung oder Innovationsprozessen zu widmen. Führungskräfte nehmen künftig eine zentrale Rolle ein, den KI-Transformationsprozess erfolgreich mitzugestalten und dabei im Rahmen ihrer Fürsorgepflichten besonders auf...

Was sind negative Emissionen, und warum brauchen wir sie?

Berit Erlach, Sabine Fuss, Oliver Geden, Ulrich Glotzbach, Hans-Martin Henning, Jürgen Renn, Simona Rens, Dirk Uwe Sauer, Schmidt Christoph M., Indra Spiecker genannt Döhmann, Christoph Stemmler, Cyril Stephanos, Jessica Strefler & Karen Pittel
Selbst mit ambitionierteren Maßnahmen zur Vermeidung von Emissionen lässt sich Klimaneutralität und damit die Stabilisierung der Temperatur nicht mehr erreichen. Darauf weist der Weltklimarat in seinem sechsten Sachstandsbericht hin. Zusätzlich zu einer schnelleren Reduktion der Emissionen muss CO2 der Atmosphäre entzogen und anschließend eingelagert werden, um nicht vermeidbare Restemissionen auszugleichen, etwa aus der Landwirtschaft. Sogenannte „negative Emissionen“ können zum Beispiel durch Aufforstung erzeugt werden. Es gibt aber eine Reihe weiterer natürlicher und technischer Verfahren, den...

KI-Geschäftsmodelle für die Gesundheit

Karsten Hiltawsky & Susanne Boll
Ob in der Pflege, der Rehabilitation oder in der ambulanten medizinischen Versorgung – Künstliche Intelligenz (KI) verspricht enorme Potenziale, um die Gesundheitsversorgung zu verbessern. Damit Patientinnen und Patienten diese Potenziale nutzen können, braucht es neuartige Innovationsprozesse und innovative Geschäftsmodelle. Dazu gilt es technische, ethische, regulatorische und wirtschaftliche Herausforderungen zu bewältigen. Wirtschaftlich tragfähige Geschäftsmodelle helfen dabei, KI-basierte Innovationen in die Breite des Gesundheitswesens zu bringen und die dafür notwendige Digitalisierung zu beschleunigen. Expertinnen und Experten der...

Mit Künstlicher Intelligenz zu nachhaltigen Geschäftsmodellen

Susanne Boll & Markus Schnell
Emissionsreduzierung, Ressourcenschonung und Effizienzgewinne – Künstliche Intelligenz (KI) bietet viele Potenziale, nachhaltige Geschäftsmodelle zu entwickeln sowie bestehende Prozesse zu optimieren. So kann KI Unternehmen als Schlüsseltechnologie dabei unterstützen, ökologisch verträglich, sozial gerecht und zugleich wirtschaftlich erfolgreich zu handeln. Gleichzeitig muss der hohe Energieverbrauch beim Einsatz von KI-Technologien sorgsam abgewogen und langfristig reduziert oder kompensiert werden, um Rebound-Effekte zu vermeiden. Die Arbeitsgruppe Geschäftsmodellinnovationen der Plattform Lernende Systeme gibt in einem Whitepaper einen Überblick über Chancen und...

Registration Year

  • 2022
    26

Resource Types

  • Report
    26

Affiliations

  • Acatech
    18
  • German National Academy of Sciences Leopoldina
    5
  • Union of the German Academies of Sciences and Humanities
    5
  • RWTH Aachen University
    4
  • Infineon Technologies (Germany)
    2
  • Society for Chemical Engineering and Biotechnology
    2
  • Institut für angewandte Arbeitswissenschaft
    2
  • Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems
    2
  • Technical University of Munich
    2
  • Carl von Ossietzky University of Oldenburg
    2