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    Research and Innovation for Climate Neutrality by 2050
    (Publications Office of the European Union, 2024)
    Kisielewicz, Jerome
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    Lonsdale, Jonathan
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    Audino, Aurora
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    Griffa, Arianna
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    Rahim, Safa
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    Dobre, Irina
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    Malkun Cure, Sebastian
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    Rao, Swaroop
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    Winkler, Malte
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    Honegger, Matthias
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    Frizis, Iakov
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    Fazekas, Dóra
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    Chatburn, Lucy
    Transforming Europe into a climate neutral economy and society by 2050 requires extraordinary efforts and the mobilisation of all sectors and economic actors, coupled with all the creative and brain power one can imagine. Each sector has to fundamentally rethink the way it operates to ensure it can be transformed towards this new net-zero paradigm, without jeopardising other environmental and societal objectives, both within the EU and globally. Given the scale of the transformation ahead, our ability to meet climate neutrality targets directly depends on our ability to innovate. In this context Research & Innovation programmes have a key role to play and it is crucial to ensure they are fit for purpose and well equipped to support the next wave of breakthrough innovations that will be required to achieve climate neutrality in the EU and globally by 2050. The objective of this study is to contribute to these strategic planning discussions by not only identifying high-risk and high-impact climate mitigation solutions, but most importantly look beyond individual solutions and consider how systemic interactions of climate change mitigation approaches can be integrated in the development of R&I agendas.
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    Die soziale Akzeptanz von eWayBW und der Oberleitungstechnologie aus drei Perspektiven: Bürger:innen, Medien und Politik
    (Fraunhofer ISI, 2024) ; ; ;
    Breuer, Marla
    In dieser Studie wird die gesellschaftliche Akzeptanz von Oberleitungs-Lkw und -infrastruktur am Beispiel des Pilotprojekt eWayBW im Murgtal in Baden-Württemberg betrachtet. Konkret wurde zum einen die lokale Akzeptanz von Anwohner:innen der Oberleitungsteststrecke eWayBW gegenüber der Oberleitungstechnologie und dem Projekt eWayBW anhand von drei Fokusgruppen untersucht. Die Auswertung ergab, dass die lokale Bevölkerung sowohl das Projekt eWayBW als auch die Technologie größtenteils ablehnte. Als Einflussfaktoren auf die lokale Akzeptanz des Projekts wurden u.a. Probleme im Projektablauf, die Veränderung des Landschaftsbildes, die Kosten des Projekts und der mangelnde Einbezug der lokalen Bevölkerung sowie weiterer lokaler Akteure identifiziert. In Bezug auf die Oberleitungstechnologie wurden u.a. das wahrgenommene Alter der Technologie sowie dessen Zukunftsfähigkeit, Sicherheitsbedenken und die Wahl des Teststreckenstandorts als Einflussfaktoren identifiziert. Positive und negative Berichterstattung zu HO-Lkw und eWayBW hielten sich in den Lokalzeitungen die Waage. Positiv wurde vor allem aus Sicht der Landes- und Bundespolitik berichtet, während negative Bewertungen vor allem durch Lokalpolitik und Bürger:innen vorgebracht wurden. Zentrale Punkte, die als Begründung der jeweiligen Zustimmung oder Ablehnung angeführt wurden, waren der erwartete Wissensaufbau, die Auswirkungen auf die lokale Bevölkerung, Klimaauswirkungen, Zukunftsrelevanz, Kosten, sowie Projektplanung und -umsetzung. Zur Untersuchung der sozio-politischen Akzeptanz wurden außerdem Interviews mit politischen Vertretern der Landes- und der kommunalen Ebene geführt. Die Auswertung ergab für die Landesvertreter eine positive Einstellung gegenüber Oberleitungs-Lkw als Technologie und eine neutrale bis leicht negative Einstellung gegenüber dem Projekt eWayBW, die sich im Laufe des Projekts verschlechtert hatte. Die Vertreter der kommunalen Ebene äußerten sich insgesamt etwas negativer, auch wenn sie teilweise zu Beginn des Projekts auch dessen Nutzen gesehen hatten.
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    Pilotprojekt eWayBW: Vorbereitung des Realbetriebs
    ( 2024)
    Engel, Tamara
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    Zembrot, Marcel
    Das Pilotprojekt eWayBW ist einer von deutschlandweit drei Feldversuchen zur Erforschung der eHighway-Technologie zum dynamischen Laden von Hybrid-Oberleitungs-Lkw (HO-Lkw). Das oberste Ziel dieser Versuche ist es, Lösungen für die Dekarbonisierung des schweren Güterverkehrs in Deutschland und damit Alternativen zu Verbrennungsmotoren, die mit fossilen Kraftstoffen betrieben werden, zu finden. Anders als die anderen Feldversuche findet eWayBW nicht auf einer Autobahn, sondern auf einer Bundesstraße statt. Dadurch ergeben sich für den Betrieb der Oberleitungsanlage und der HO-Lkw besondere Rahmenbedingungen und Herausforderungen. Im Verlauf des Projektes sollen möglichst viele Erfahrungen und verwertbare Daten gewonnen werden, die Aufschluss über die Potentiale, Möglichkeiten aber auch Grenzen und Risiken der Oberleitungstechnologie geben sollen. Dieses Papier gibt einen Überblick über die im Rahmen der Vorbereitung des Realbetriebs in Betrieb genommene Oberleitungs-Technik, die vorbereitenden Arbeiten für den Realbetrieb und die damit verbundenen besonderen Herausforderungen. Ein wichtiger Aspekt hierbei war und ist die Sicherheit aller mittelbar oder unmittelbar Beteiligter. Daher wurde bereits ab Beginn des Projekts ein reger fachlicher Austausch mit Einsatzkräften, Behörden und Projektbeteiligten über mögliche Risiken und Vorgehensweisen bei Not- und Störfällen etabliert. Daraus entstanden neben einem umfangreichen Betriebs- und Rettungskonzept auch Auflagen für die Durchführung von Großraumtransporten und Dienstanweisungen für das Personal in den Leitständen. Die Schulung und Einweisung aller am Projekt beteiligter Akteure ist die Grundlage für die tägliche Arbeit im Realbetrieb. Neben einer sicheren und redundanten Technik ist das Fachpersonal der wichtigste Garant für reibungslose Abläufe. Ohne entsprechende Vorbereitungen wäre ein kontinuierlicher Realbetrieb der Pilotstrecke nicht möglich. Vor diesem Hintergrund sind die unterschiedlichen Aspekte zu berücksichtigen, die für den Regelbetrieb der Oberleitungsanlage und damit der Pilotstrecke unabdingbar sind. Neben der Technik, die einer kontinuierlichen Überwachung und regelmäßigen Wartung bedarf, sind hier natürlich auch mögliche ungeplante Ereignisse zu beachten. Um allen diesen Aspekten Rechnung zu tragen, wurden unterschiedliche Konzepte, Anweisungen und Abläufe geplant. Da nichts so konstant ist, wie die Veränderung selbst, werden diese je nach Bedarf auf Grundlage der bereits gesammelten Erfahrungen und an die geänderten Bedingungen angepasst.
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    Auf dem Weg in eine chronobiologisch aufgeklärte Gesellschaft
    (Fraunhofer ISI, 2024) ;
    Kantermann, Thomas
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    Mork-Antony, Friederike
    Im Projekt CIRCADIA untersuchten das Fraunhofer ISI und die FOM Hochschule, wie sich Technologien und ein entstrukturierter Alltag auf die circadianen Rhythmen, also die inneren Uhren der Menschen, auswirken könnten. Zu den Empfehlungen der Studie gehören die Abschaffung der Uhrumstellung im März, die Anpassung der Schulzeiten und mehr Wertschätzung des Tageslichts. Bald ist wieder Zeitumstellung - und jedes Jahr beginnen Diskussionen über das Für und Wider sowie die Folgen für die Bevölkerung. Etliche Auswirkungen entstehen dadurch, dass viele Vorgänge im menschlichen Körper rhythmisch organisiert sind, zum Beispiel Herzschlag und Atmung sowie der Wechsel zwischen Wachsein und Schlaf. Abweichungen von diesen Rhythmen - etwa durch zu kurze Schlafphasen, Nachtarbeit, zu wenig Tageslicht, Licht zur falschen Zeit oder die Uhrumstellung im März und Oktober - können sogar die Gesundheit verschlechtern.
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    r+TeTra: Technologietransferprojekt der BMBF-Fördermaßnahme "r+Impuls - Innovative Technologien für Ressourceneffizienz - Impulse für industrielle Ressourceneffizienz"
    Der Schlussbericht stellt die Aktivitäten des Technologietransferprojekts r+TeTra im Bereich Öffentlichkeitsarbeit und Vernetzung dar und bündelt wesentliche Ergebnisse der Wirkungsanalysen sowie Handlungsempfehlungen. Neben eigenen internen und öffentlichen Veranstaltungen zur Vernetzung wurden Querschnittsthemen (Genehmigungsrecht, Geschäftsmodelle) in Workshops bearbeitet. Die Öffentlichkeitsarbeit umfasste zahlreiche Maßnahmen, darunter Printprodukte (Broschüre, Flyer), drei Videos, sowie ein langfristig verfügbares Wissens-Repositorium zu den r+Impuls-Ergebnissen (www.r-plus-impuls.de). Für die Zielgruppe von Jugendlichen wurde ein Themenbaukasten Ressourceneffizienz mit Lehr- und Lernmaterialien entwickelt und mit Schulen in verschiedenen Formaten erprobt. Die Wirkungsanalysen umfassen die (i) Analyse und Quantifizierung von Diffusionsszenarien für die in r+Impuls entwickelten Lösungen; (ii) Methodenentwicklung zum Streamlined Sustainability Assessment und Anwendung auf ökologische Auswirkungen der Forschungsvorhaben in r+Impuls und der Fördermaßnahme als Ganzes; betrachtet wurden vier verschiedene Wirkungskategorien: kumulierter Energieaufwand, kumulierter Rohstoffaufwand, Treibhauspotential sowie Versauerungspotential; (iii) dynamische Betrachtung zum ökologischen Nutzen über die im Rahmen der Technologieentwicklung erzielten Technologiereifegrade bzw. über die Förderhistorie hinweg; (iv) Analyse und Quantifizierung des Beitrags der r+Impuls-Lösungen zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe; (v) Quantifizierung des Beitrags der Fördermaßnahme zur Steigerung der Gesamtrohstoffproduktivität und den damit verbundenen Zielen in der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie; (vi) Qualitative und quantitative Analyse sozio-ökonomischer Wirkungen im Hinblick auf Beschäftigung, Lohnniveau, Bildungsgrad, Arbeitssicherheit und Wirtschaftlichkeit sowie gesamtwirtschaftliche Impulse auf sektoraler Ebene und schließlich (vii) Ausarbeitung von Handlungsempfehlungen für die Forschungspolitik. Die Arbeiten stützen sich auf Daten, die in Kooperation mit den Verbundvorhaben erhoben wurden, weiteren Datenrecherchen sowie eigene Schätzungen und Modellrechnungen.
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    Requirements of German logistics companies for charging battery-electric trucks
    The electrification of heavy-duty road transport and logistics operations presents a significant challenge in meeting CO2 reduction goals. Despite increasing attention to battery-electric trucks (BETs) as a primary strategy among manufacturers, their market share remains limited in Europe and Germany. Logistics companies, as primary users of heavy-duty vehicles (HDVs), face various challenges such as tight budgets, time constraints, and diverse operational needs, which significantly influence the adoption of BETs. Previous studies have identified general key obstacles including purchase price, charging infrastructure availability, vehicle range, payload limitations, total ownership costs, technology perception, and operational adaptations. However, further investigation is needed to understand company-specific requirements and operations of different logistics segments, especially regarding charging infrastructure limitations. This study employs a mixed methods approach to explore logistic companies’ perspectives on charging infrastructure and BET adoption. A survey of German logistics companies, followed by semi-structured interviews, provides insights into current fleet operations, attitudes towards BETs, and motivations for electrification. The survey findings highlight the diverse vehicle types and driving profiles within logistics fleets, with a focus on identifying most readily electrifiable trucks (RETs) based on usage patterns. Analyses of survey data, conducted mainly through descriptive statistics, reveal the complexities of trip planning, on-site charging infrastructure, and public charging implications for BET adoption. Interviews with selected respondents further delve into company characteristics, daily operations, usage intentions, and barriers related to BET adoption and charging infrastructure. The results indicate that the regularity and plannability of trips differs across tour types and distances, impacting the potential integration of BETs in operations. Tour regularity varies greatly for individual vehicles beyond urban applications, impacting the flexibility needed for charging. The longest coherent parking time is predominantly spent on private property, with home depots being more important than client locations. Challenges for establishing and using charging infrastructure include the lack of medium voltage grid connections for fast charging at home depots, heterogeneous conditions at client waiting and loading areas, and uncertainties regarding the availability and operational integration of public charging infrastructure. Companies in the sample operating a large number of RETs also hold the most positive attitudes towards BETs, with some already deploying such vehicles. Factors influencing the engagement of logistics companies in fleet electrification include personal motivations, growing customer demands for decarbonised transport, and regulatory requirements. Methodological limitations of the study include a bias towards large fleets in the sample, limiting extrapolation of findings to the broader market. Key recommendations include addressing barriers to at-home and client location charging to support fleet electrification efforts effectively. The findings provide insights into the operational considerations and motivations driving charging infrastructure deployment and fleet electrification. Furthermore, they offer implications for policymakers and industry stakeholders aiming to accelerate the transition to electric HDVs.
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    Was wissen wir über Importe von grünem Wasserstoff und seinen Derivaten und was lässt sich daraus für eine deutsche Importstrategie ableiten?
    Eine im Rahmen des Forschungsprojekts »HyPat« durchgeführte Metastudie des Fraunhofer ISI hat existierende Studien zu Erzeugung, Produktion und Handel von Wasserstoff ausgewertet. Aus den in einem Impulspapier festgehaltenen Erkenntnissen wurden Handlungsempfehlungen für eine deutsche Wasserstoff-Importstrategie abgeleitet, die klar zwischen dem Import reinen Wasserstoffs und von Wasserstoffderivaten unterscheidet.
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    Social Innovation - (Accompanying) Instrument for Addressing Societal Challenges?
    (EFI Geschäftsstelle, 2024)
    Weber, Matthias
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    Giesecke, Susanne
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    Havas, Attila
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    Schartinger, Doris
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    Albiez, Andreas
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    Horak, Sophia
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    Shi, Liu
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    Schmitz, David
    The importance of social innovation for overcoming societal challenges is now widely recognised. In addition to their contribution to the transformation of socio-technical systems, they are also assigned an important role in flanking disruptive technological developments and coping with crisis situations such as the COVID-19 pandemic. At the same time, the theoretical understanding of social innovations is very heterogeneous, which is detrimental to both the development of measurement concepts and indicators and the well-founded derivation of innovation policy measures. Building on recent research, a conceptual process model of social innovation is developed and subsequently used to analyse four case studies (energy communities, autonomous driving, corona warning app, social housing in Vienna). In addition, the report deals with rationales for justifying state interventions in social innovation, as well as with the use of new policy instruments to support social innovations in four pioneering countries. It also assesses the current state of research on the measurement and indicators of social innovation. It concludes with implications for the research and innovation policy debate in Germany.
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    Assessing open strategic autonomy
    (Publications Office of the European Union, 2024)
    The objective of this report is to help increase the EU's open strategic autonomy (OSA) by providing data that help monitor and take steps to achieve OSA in the innovation and production domains. The report operationalises the concept and provides empirical insights into the current situation. It finds that the EU’s digital sector has obvious vulnerabilities that impair its OSA, most prominently in the areas of artificial intelligence and big data. Other areas of innovation also display some vulnerabilities, but which less obviously impair Europe's OSA, at least on the surface. In addition to pure economic dependencies, the changing geopolitical landscape has increased potential vulnerabilities stemming from international collaboration on innovation. Accordingly, increased attention should be paid to latent risks that might produce non-obvious or indirect innovation and production dependency relations in the future. In this respect, the role of the US is particularly critical, as US technologies and firms play a substantial role in innovation processes in Europe.
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    Economic Impact of Quantum Electrical Metrology
    Quantum Electrical Metrology (QEM) has a fundamental role within the National Measurement Infrastructure. QEM enables enhanced measurement capability by exploiting quantum strategies for improved sensitivity and accuracy of measurements, from which different industries and applications take advantage. Improvements in the realisation of primary standards in terms of higher accuracy, better usability, reduction of complexity and cost are essential to better meet the needs of new technologies and industries. Around 40% of all calibration services provided in the European countries are linked to electrical calibration. Various instruments and devices utilised across different sectors need to be calibrated against primary standards. The transfer of primary electrical standards to calibration labs and end users has proven to have multiple economic effects: considerable reduction of costs, risks and measurement uncertainties, resulting in better quality of products and higher overall cost-effectiveness for end users. Advances in QEM have direct impacts on measurement instruments and tools. While the electrical measurement instrumentation market is a niche market, it is invaluable from the economic point of view, as it provides specialised equipment broadly used across the economy. Significant impact is particularly expected from a broader application of electrical measurement technology in a production environment (on the factory floor), where it has substantial effects on quality assurance and reduction of scrap, rework, and re-test. The electrical and electronics sector is by far the largest user of electrical metrology technology, followed by IT & Telecommunication and industrial manufacturing. For providers of strategic technologies and applications, where even small measurement/calibration error can cost millions every year or cause serious harm, accurate calibration and measurements are critical. These involve the aviation and space industry, military and defense, medical equipment, and basic science and research. Accurate measurements of electrical parameters and calibration contribute significantly to the strategically important semiconductor industries and quantum computing technologies. Considerable socio-economic impact of QEM is generated in highly relevant application contexts, such as measurement of air pollutants, ionising radiation therapy (radiotherapy) for treating cancer, Earth Observation, Next Generation DNA and RNA sequencing.