Die Automobilität der Zukunft - Chancen für eine zukunftsweisende Forschungs- und Innovationspolitik - VDA

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Die Automobilität der Zukunft - Chancen für eine zukunftsweisende Forschungs- und Innovationspolitik - VDA
Die Automobilität der
Zukunft
Chancen für eine zukunftsweisende Forschungs- und Innovationspolitik
Die Automobilität der Zukunft - Chancen für eine zukunftsweisende Forschungs- und Innovationspolitik - VDA
2      STRATEGIEPAPIER FEBRUAR 2021                                                            DIE AUTOMOBILITÄT DER ZUKUNFT

Eine Roadmap für
Forschung und Innovation
bis 2030

Die Automobilität der Zukunft kommt aus Deutschland und Europa.

                                                                  Dieses Papier beschreibt den Wandel der Automobilität
                                                                  und zeigt auf, wo und wie vorwettbewerbliche Forschung
    Wie stellen wir sicher, dass                                  und Innovation zukünftig gestaltet werden sollten. Das Ziel
    die Automobilität der Zukunft                                 von öffentlicher Förderung sollte sein, die Transformation
                                                                  der Automobilität aktiv zu unterstützen, Nachhaltig-
    in Deutschland ihre Wurzeln                                   keitsziele zu erreichen, Digitalisierung zu forcieren und
    behält, Nachhaltigkeitsziele                                  Wertschöpfung am Standort Deutschland und in Europa
                                                                  zu sichern.
    erreicht und die Wertschöpfung
    sichert? Dieses Strategiepapier                               Diese Broschüre schlägt Leitlinien und Schwerpunkte
                                                                  für eine zukünftige Forschungs- und Innovationspolitik
    fasst die wichtigsten Punkte                                  vor. Sie umfasst außerdem einen Themenkatalog für die
    einer themenübergreifenden und                                Gestaltung der politischen Rahmenbedingungen.
    langfristigen Roadmap zusammen,                               Als gemeinsames Ziel wird die Einrichtung einer
    die gemeinsam von der deutschen                               nationalen Innovationspartnerschaft der deutschen Auto-
                                                                  mobil- und Zulieferindustrie mit Wissenschaft und Politik
    Automobil- und Zulieferindustrie mit                          entlang einer Roadmap empfohlen.
    der Wissenschaft erarbeitet wurde.
Die Automobilität der Zukunft - Chancen für eine zukunftsweisende Forschungs- und Innovationspolitik - VDA
3      STRATEGIEPAPIER FEBRUAR 2021                                                                         DIE AUTOMOBILITÄT DER ZUKUNFT

Die Automobilität ändert
sich grundlegend

Forschung und Innovation sind der Schlüssel zur Automobilität der Zukunft.

Die Vorstellungen vom Fahrzeug, seinen Systemen und
seiner Verwendung wandeln sich fundamental: Kunden
                                                                             Bei der Gestaltung der Automobilität
haben individuelle Erwartungen, gesellschaftliche Ziele                      der Zukunft stehen die folgenden Ziele
sollen erreicht werden. Gleichzeitig müssen Technologie-
souveränität und Wettbewerbsfähigkeit gestärkt werden.
                                                                             und Erwartungen im Zentrum:
Ein Auto bleibt zwar auch künftig ein starker Ausdruck
von Individualität, jedoch wird dessen individueller Besitz                  Antrieb und Fahrzeug: Energieeffizienz, Emissionsfreiheit,
zunehmend um eine geteilte Mitnutzung ergänzt.                               Modularität, Ergonomie, Komfort

Das Fahrzeug wird dabei emissionsfrei und hochauto-                          Energieträger und Speicher: Kapazität, Sicherheit, Zuver-
matisiert sein und effektiv in die Netze für Energie, Daten                  lässigkeit, Robustheit, Altersbeständigkeit
und Verkehr eingebettet werden. Neue private und berufliche
Mobilitätszwecke gestalten die Automobilität neu, vor allem                  Automatisiertes und vernetztes Fahren: Autonomie,
im Hinblick auf die Total-Cost-of-Ownership. Hard- und                       Ausfallsicherheit, Intelligenz, Integration
Software und der Zugriff auf Daten in der Cloud verleihen
dem Fahrzeug künftig zudem die nötige Intelligenz für den                    Produktion: Produktivität, Wandlungsfähigkeit, Kreislaufwirt-
sicheren, effizienten und adaptiven Betrieb. Eine um-                        schaft, Standardisierung
sichtigere Planung von Verkehr und Logistik in Stadt und
Land wird individuelle Mobilitätsbedürfnisse mit kollektiven                 Werkstoffe und Materialien: Robustheit, Gewichtsein-
Erwartungen der Bürger an die gerechte Nutzung von                           sparung, Ressourcenschonung, Kosteneffizienz
Flächen und Ressourcen in Einklang bringen.
                                                                             Infrastruktur: Verfügbarkeit, Resilienz
Das spiegelt sich in disruptiven Innovationen wider: von
naheliegenden Entwicklungen wie Struktur- und Ge-                            Mobilität und Logistik: Interoperabilität, Intermodalität,
wichtsoptimierung oder der Nutzung von Synergien von                         Flexibilität, Hygiene, Akzeptanz.
Automatisierung und Elektrifizierung bis zu zukünftigen
Liefer- und Schwarmrobotern für die urbane Logistik oder
dem Übergang von 2D- zu 3D-Mobilität mit Liefer- und
Taxidrohnen.
Die Automobilität der Zukunft - Chancen für eine zukunftsweisende Forschungs- und Innovationspolitik - VDA
4   STRATEGIEPAPIER FEBRUAR 2021                            DIE AUTOMOBILITÄT DER ZUKUNFT

Die Bedarfe an Forschung
und Innovation sind
vielfältig
Viele technische Lösungen sind noch nicht so ausgereift, wie es erscheinen mag:
Weder kann ein fahrerloses Auto heute bereits so sicher durch das komplexe
Umfeld einer Stadt steuern wie eines mit Fahrer, noch kann ein LKW über
hunderte von Kilometern völlig emissionsfrei betrieben werden. Selbst Sharing-
Fahrzeuge verfügen noch nicht über die adaptive Nutzerfreundlichkeit, die man
von ihnen erwarten würde. Dies führt daher zu Forschungsbedarfen in den
folgenden Handlungsfeldern.

    1   Antrieb und Fahrzeug              2    Energieträger und
                                               Speichertechnik

    3   Automatisiertes Fahren
        und Vernetzung                    4    Produktion

    5   Werkstoffe und
        Materialien                        6   Infrastruktur

    7   Mobilitäts- und
        Logistikkonzepte
5    STRATEGIEPAPIER FEBRUAR 2021                                                     DIE AUTOMOBILITÄT DER ZUKUNFT

    1   Nachhaltiger, effizienter und
        komfortabler                                         2     Verlässliche, effiziente und
                                                                   nachhaltige Systeme im Fokus

    Der Fokus auf eine stärkere Nachhaltigkeit der           An der Speicherung und dem Transport von Energie
    Automobilität ändert Antrieb, Steuerung und Aufbau       führt kein Weg vorbei, um die Automobilität verläss-
    des Fahrzeugs radikal. Bei konventionellen Ver-          lich an erneuerbare Energiequellen anzubinden. Die
    brennungsmotoren erfordert dies die Anpassung            Lösung muss dabei kosten- und energieeffizient,
    an alternative Kraftstoffe, die Hybridisierung von       bauraum- und reichweitenoptimiert, emissionsfrei,
    Antrieben und die Minimierung von Schadstoff-            sicher und langlebig sein. Das erfordert zusätzliche
    emissionen. Einen tiefgreifenden Systemwandel            Forschung zur Optimierung vorhandener und die
    stellen die batterieelektrischen und Brennstoffzellen-   Erschließung neuer, synthetischer Kraftstoffe für
    Antriebe dar. Diese erfordern weitere technologische     konventionelle und alternative Antriebssysteme. Zu-
    Fortschritte, vor allem bei Energiespeicher              dem muss die Entwicklung von Batterien mit neuen
    bzw.-wandler, sowie bei Gewicht, Bauraum und             Zelltechnologien sowie von Druck- und kryogenen
    Effizienz von E-Maschine und Leistungselektronik.        Speichern für Wasserstoff vorangetrieben werden.
    Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind vor            Der optimierten Well-to-Wheel-Energieeffizienz
    allem bei der Modularisierung von Komponenten,           kommt dabei eine Schlüsselrolle zu.
    dem kosteneffizienten Leichtbau und den recycling-       Synthetische Kraftstoffe müssen jetzt nachhaltig
    gerechten Konzepten vonnöten. Die Energieeffizienz       weiterentwickelt und standardisiert werden. Druck-
    sollte erhöht werden, ohne dass der Komfort              und Kryospeicher verlangen eine intensivere
    eingeschränkt wird. Dies verlangt nach integrierten      Forschung in Material- und Prozessentwicklung
    Temperierungskonzepten und Anpassungen in der            sowie Verbesserungen der Überwachungssensorik
    Systemarchitektur. Der Technologiewechsel ebnet          im Tank. Der flächendeckende Einsatz von
    zudem neuen Konzeptideen zur Verbesserung von            Batterien gelingt nur durch die Entwicklung von Zell-
    Package-Effizienz, Ergonomie und Skalierbarkeit          technologien mit hoher Kapazität und Ladeleistung,
    den Weg und erlaubt den Schritt zur Entwicklung          der Produktionstechnik für Packs und Module,
    von neuartigen Interieurs automatisierter und            der Weiterentwicklung des Batteriemanagement-
    vernetzter Mobilitätslösungen. Modularisierung und       systems und der zellintegrierten Sensorik, der State-
    Skalierbarkeit vereinfachen die Anpassung von            of-X-Algorithmen und der Predictive Maintenance.
    Konzepten an spezielle Nutzungsszenarien, bei-           Dazu kommen Konzepte für eine nachhaltige
    spielsweise im Ridesharing-Flotteneinsatz. Induktiv-     Nutzung: gesamtsystemische Life-Cycle-Analysen,
    und Schnellladen beschleunigen zudem den Einsatz         tragfähige Konzepte für Second Life und Recycling.
    von elektrischen PKW.                                    Das verlangt vor allem nach zusätzlicher
    Künstliche Intelligenz und qualifizierte Daten           Forschung zur Systemintegration im Fahrzeug,
    ermöglichen außerdem eine intelligente Steuerung         der kontinuierlichem Zustandsüberwachung und
    von Funktionen und Services. So wird das Fahren          der Ausfallerkennung sowie einer umfassenden
    zugleich komfortabler und effizienter. Software-Bau-     Kosten-Nutzen-Analyse.
    steine können per Over-the-Air-Updates die Aktuali-      Darüber hinaus braucht es geeignete Strategien
    tät der Systeme gewährleisten. Außerdem werden           und Szenarien für die dezentrale, nachhaltige
    Bordnetze vereinfacht, Latenzzeiten verkürzt und so      und energieeffiziente Herstellung von Wasserstoff
    die Zuverlässigkeit erhöht.                              und weiteren Energieträgern sowie politischer
                                                             Rahmenbedingungen. Das gelingt langfristig mit
                                                             einem gesamtsystemischen, sektorübergreifenden
                                                             Energiemanagementsystem. So können Fahrzeuge
                                                             in Netze der regionalen Energieversorgung aus er-
                                                             neuerbaren Quellen flexibel und effektiv eingebettet
                                                             werden. Hierzu gehört auch das CO2 -Capturing.

           Antrieb und Fahrzeug                                        Energieträger und
                                                                        Speichertechnik
6    STRATEGIEPAPIER FEBRUAR 2021                                                       DIE AUTOMOBILITÄT DER ZUKUNFT

    3     Sicher automatisiert
          fahren                                             4      Grundlegend
                                                                    neue Arbeit

    Das automatisierte Fahren ist einer der großen           Die Automatisierung und Elektrifizierung des Fahr-
    Zukunftstrends der Mobilität. Gemeinsam mit der          zeugs und seine stärkere Einbettung in systemische
    Vernetzung erlaubt es eine bessere Nutzung der           Infrastrukturen sowie Nachhaltigkeitsziele verändern
    individuellen Fahrzeit, mehr Verkehrssicherheit          die Produktion grundlegend. Herstellungsprozesse
    und -effizienz und ein breiteres individuelles           werden durch einfachere Antriebssysteme und
    Verkehrsangebot. Das vollständige Entbinden des          generische Hardware, Over-the-Air-Updates und
    Fahrers von Verantwortung erfordert allerdings er-       cloudbasierte Intelligenz bei der Steuerung deutlich
    hebliche Fortschritte in der Umfelderkennung und         kostengünstiger. Gleichzeitig erfordern innovative
    der Entscheidungsfindung. Die dreidimensionale           Werkstoffe und Fügeverfahren die Entwicklung und
    Abbildung mit hohem Kontrast und hoher Auf-              Einführung neuer Methoden, wie des 3D-Drucks.
    lösung sowie die Datenfusion zur zuverlässigen           So gewinnt die Mensch-Maschine-Zusammenarbeit
    Verkehrs- und Infrastrukturerkennung sind in der         an Bedeutung, unterstützt durch Augmented und
    Sensorik entscheidend. Weitere Aspekte wie die           Virtual Reality, komplexe Sensorik, Exoskelette und
    (Eigen-)Lokalisation und die zuverlässige Er-            intuitive Kollaboration. Damit können Mitarbeiter
    kennung und Vorhersage von Verkehrssituationen           sicherer, präziser und effizienter sowie orts- und
    sowie die Intentionen anderer Verkehrsteilnehmer         zeitunabhängiger arbeiten.
    gewinnen an Bedeutung.                                   Produktionslinien müssen außerdem nachhaltig,
    Bei der Systemarchitektur stehen die Entwicklung         kreisläufig und energiesparend geplant, gesteuert
    ausfallsicherer, kompakter und upgradefähiger            und betrieben werden, beispielsweise durch Nutzung
    Systeme sowie die Einbindung von künstlicher             von integrierten Konstruktions- und Produktions-
    Intelligenz und Big Data über Cloud-Infra-               methoden. Die nachhaltige Wertschöpfung gelingt
    strukturen im Vordergrund. Das automatisierte            nur mit einer kreislaufwirtschaftsbasierten Produktion,
    und vernetzte Fahren gelingt nur durch die               in der das Design der Produkte sowie der Prozesse
    Stärkung der Kommunikation und Kooperation               die Minimierung, Wiederverwertung und Aufwertung
    mit der Infrastruktur sowie den Fahrzeugen und           von Stoffströmen erlaubt.
    weiteren Verkehrsteilnehmern. Dazu kommt der             Planungs- und Produktionsprozesse müssen so
    interoperable Datenaustausch und die Umsetzung           weiterentwickelt werden, dass sie vor Ort in der
    eines zentralisierten daten- und KI-basierten            Nähe des Kunden umgesetzt werden können.
    Verkehrsmanagements. So wird die dynamische              Der auf breite Individualisierung ausgerichtete
    Unterstützung hochautomatisierter Fahrfunktionen         automatisierte Entwurf, die Entwicklung und
    in komplexen Operational-Design-Domains möglich.         der Betrieb digitaler Zwillinge von Produktions-
    Dies erfordert auch Weiterentwicklungen im Zu-           linien und Wertschöpfungsketten benötigen
    sammenspiel von Fahrzeug und Mensch: Fahrer- und         erheblichen zusätzlichen Forschungsbedarf. Ein
    Innenraumzustandserkennung, Ergonomie und In-            weiterer Schwerpunkt liegt auf sich intelligent
    sasseninformation, Mensch-Maschine-Interaktion und       optimierenden Produktionsabläufen, beruhend auf
    bidirektionale, intelligente Außenkommunikation sind     der Wandelbarkeit der Anlagen für eine fehlerfreie,
    hier zentrale Themen. Die Entwicklung virtueller Test-   individuelle Massenproduktion.
    verfahren, virtueller und realer Testumgebungen sowie    Die Vernetzung von Anlagen, Gebäuden und Stand-
    die Erstellung realistischer Verkehrsmodelle sind        orten ermöglicht es, Prozesse bedarfsorientiert,
    für eine sichere Integration in das Verkehrssystem       reaktionsschnell und flexibel für die Industrie 4.0 zu
    entscheidend. Zudem braucht es standardisierte           gestalten. Gesicherte Plattformen und Ownership-
    Testspezifikationen und vorgelagerte, standardisierte    Konzepte ermöglichen dabei einen sicheren Daten-
    Risikoanalysen. Neben Forschungsbedarfen spielen         austausch. Die Digitalisierung ermöglicht auch in der
    rechtliche und regulatorische Aspekte im Verkehr         Produktion neue Geschäftsmodelle, wie das Sharing
    und beim Datenschutz sowie die gesellschaftliche         von Produktionsmitteln, die es zu erproben gilt.
    Akzeptanz eine zentrale Rolle.

          Automatisiertes Fahren                                              Produktion
             und Vernetzung
7    STRATEGIEPAPIER FEBRUAR 2021                                                     DIE AUTOMOBILITÄT DER ZUKUNFT

    5     Neue Werkstoffe und
          Materialien                                      6      Rückgrat für die Mobilität
                                                                  von morgen

    Die Erforschung neuer Materialien und Werkstoffe       Die Einbettung des Fahrzeugs in die Netze für
    ist ein Grundstein neuer Technologien. Besonders       Energie, Daten und Verkehr erhöht den Planungs-
    nachhaltige, leistungsfähige und kostengünstige        und Innovationsbedarf erheblich. Die nötige
    Materialen und Werkstoffe sind für Struktur- und       Ladeinfrastruktur muss ausgebaut werden, um
    Funktionsbauteile von essenzieller Bedeutung. So       eine hohe Nutzerakzeptanz und die Marktdurch-
    braucht es robuste und gesundheitsverträgliche         dringung von Fahrzeugen mit alternativen Antriebs-
    Materialien für die Karosserie, Antrieb und Fahr-      systemen sicherzustellen. So müssen Stadt- und
    werk, beispielsweise durch die Weiterentwicklung       Raumplanung noch stärker integriert werden, um
    von Hochleistungsstrukturwerkstoffen und Hoch-         Flächenverbrauch und Nutzerbedarfe abzuwägen.
    Entropie-Legierungen.                                  Besondere Herausforderungen für die technische
    Zudem müssen neue Kunststoffe, alternative             Forschung und Innovation ergeben sich beim
    faserbasierte Komposite sowie biologische und          Schnellladen im stationären Bereich sowie beim
    nachhaltige Materialien erprobt werden. So             mobilen und automatisierten Laden.
    kommen Polymerwerkstoffe in Reifen zum                 Die flexible und effektive Einbettung des Automobils
    Einsatz, die sich eventuell einmal selbst heilen       in die Stromnetze stellt dabei eine Herausforderung
    können. Besondere Forschungsfragen ergeben             und eine Chance dar. Es braucht dazu geeignete
    sich bei Funktionswerkstoffen für den Antrieb          Speicher und einheitliche Schnittstellen sowie
    und die Steuerung z.B. hinsichtlich des Ersatzes       widerstandsfähige und smarte Energienetze.
    von seltenen Erden durch andere, strukturierte         Nur so kann bei bidirektionaler Funktionalität
    Magnetmaterialien in der E-Maschine oder bezüg-        die Zwischenspeicherung von fluktuierenden
    lich der Ausstattung von Gläsern mit sensorischen      Energieeinträgen aus erneuerbaren Energiequellen
    Fähigkeiten. Bei funktionalen Werkstoffen für das      ermöglicht werden. Dazu stellt sich die Frage von
    Interieur liegen Herausforderungen zum Beispiel bei    Verknüpfung von Rekuperation und Verbrauch. Das
    der Herstellung von wandelbaren Oberflächen für        gelingt mit einer Provider-Infrastruktur, die Energie-
    den Nutzer, aber auch im Einsatz für Komfort- und      flüsse im Netz intelligent verteilt. Zudem erhöhen
    Signalisierungsfunktionen. Hygienischen oder sich      Reservierungssysteme und Plug-and-Charge-
    selbst reinigenden Oberflächen in Sharing-Fahr-        Lösungen die Nutzerfreundlichkeit.
    zeugen kommt aktuell eine große Bedeutung zu.          Außerdem müssen Methan und Wasserstoff bereit-
    Forschung und Innovation helfen bei der Wiederver-     gestellt und eine verlässliche Infrastruktur geschaffen
    wertbarkeit, dem Ersatz von kritischen Materialien,    werden. Wirtschaftlichkeit und Machbarkeit sind die
    der Sicherstellung von Qualität und der Gesund-        abzuwägenden Faktoren. Eventuell hilft dabei die
    heitsverträglichkeit von Materialien.                  Nutzung von Gastransportnetzen und die lokale
    Angesichts neuer Nutzerbedürfnisse sowie der Not-      Kraftstoffsynthese in der Nähe des Abgabepunktes.
    wendigkeit des Wandels hin zu Nachhaltigkeit und       Daten und Kommunikation spielen in der Infrastruktur
    Umweltverträglichkeit von Fahrzeugen und deren         eine zentrale Rolle, vor allem hinsichtlich des ver-
    Produktion bilden Forschung und Innovation im Be-      netzten Fahrens und neuer Mobilitätsservices. Das
    reich der Materialien und Werkstoffe einen wichtigen   verlangt nach dem Ausbau von C-ITS, 5G und einer
    und geeigneten Hebel, diese Ziele zu erreichen.        zentralisierten, KI-basierten Datenverarbeitungsinfra-
    Auch im Hinblick auf die Industrie 5.0 kommt neuen     struktur. Datenerhebung, -standardisierung und -fusion
    Werkstoffen und Materialien eine Schlüsselrolle zu.    müssen global behandelt werden. Dabei sind recht-
                                                           liche Fragestellungen von Dateneigentum und -schutz
                                                           zu klären.

       Werkstoffe und Materialien                                          Infrastruktur
8    STRATEGIEPAPIER FEBRUAR 2021                            DIE AUTOMOBILITÄT DER ZUKUNFT

    7    Mobilität und Logistik
         neu denken

    Die Mobilitätsnachfrage wird mittelfristig steigen.
    Dies wird öffentliche Räume überbeanspruchen und
    zur Zunahme von Lärm und Schadstoffen führen.
    Städtische Mobilität gelingt, wenn Mobilitäts- und
    Transportkonzepte ganz neu entworfen werden.
    Dazu gehört, Menschen in den Städten mehr
    Zugang zu öffentlichem Raum für andere Nutzungen
    als Parken und Fahren zu gewähren.
    Dies stellt neue Herausforderungen für das Fahr-
    zeug dar. Kernfragen sind: Welche Rolle kann Car-
    und Ride-Sharing spielen, insbesondere gemeinsam
    mit öffentlichen Verkehrsmitteln? Ist es besser, den
    Menschen zum Ziel, wie Dienstleistungen und
    Freizeitgestaltung, oder das Ziel zum Menschen
    zu bringen? Dies kann durch neue Methoden der
    Stadtplanung und mit Big Data analysiert werden.
    Das verlangt auch nach Forschung und Entwicklung
    von Fahrzeugtechnologien für Sharing oder die
    letzte Meile und für die Entwicklung von Fahrzeugen
    mit flexibler Nutzung durch die Kombination auto-
    matisierter, vernetzter und robotischer Funktionen
    in wechselbaren, modularen und universellen
    Aufbauten. Diese könnten für Co-Working, Einzel-
    handel oder medizinische Versorgung im ländlichen
    Raum oder im kombinierten Personen- und Güter-
    verkehr zur Anwendung kommen. Schwarm- und
    Platooning-Anwendungen können die Effizienz
    des Verkehrsflusses steigern und spezielle oder
    universell gestaltete Fahrzeuglösungen versprechen
    Menschen mit besonderen Bedürfnissen mehr
    individuelle Mobilität.
    Verkehrsmittel müssen sich zudem vernetzen,
    beispielsweise durch intermodale Verkehrshubs, de-
    zentrale Stationen, plattformbasierte Planungstools
    und ein standardisiertes Verkehrsmanagement.
    Weitere Bedarfe ergeben sich bei der Identifizierung
    von Transfermöglichkeiten automobiler Fahr-
    zeugtechnik bei Automatisierung, Vernetzung und
    Elektrifizierung. Beispiele hierfür sind die vertikale
    Mobilität von intelligenten Diensten für die Wartung
    von Anlagen der Feuer- und Katastrophenschutz
    und perspektivisch der Transport von Gütern und
    Personen oder für Röhrenfahrzeuge, die zur Waren-
    lieferung genutzt werden.

                 Mobilitäts- und
                Logistikkonzepte
9    STRATEGIEPAPIER FEBRUAR 2021                                                              DIE AUTOMOBILITÄT DER ZUKUNFT

Themenkatalog für die
Förderpolitik
All dies zeigt: Die Automobilität wandelt sich von autarken Technologien hin zu integrierten und ganzheitlichen Systemlösungen.
Nur wenn diese aktiv mitgestaltet werden, können Nachhaltigkeitsziele erreicht, die Wettbewerbsfähigkeit gesichert, ge-
sellschaftliche Akzeptanz und Nutzerbedarfe individueller und kollektiver Art miteinander in Einklang gebracht werden. Dies
gelingt am besten durch die strategische Förderung von systemischer Forschung und Innovation durch die öffentliche Hand in
der Gesamtheit der oben genannten Handlungsfelder, sowohl national als auch auf der europäischen Ebene.
Einen umfassenden Überblick der Forschungs- und Förderungsbedarfe in den Handlungsfeldern wird die Roadmap der
FAT geben. Exemplarisch seien folgende Themen, die sich im Erarbeitungsprozess der Roadmap als vordringlich heraus-
kristallisiert haben, für die Umsetzung in Fördermaßnahmen empfohlen:

01
Optimale Gestaltung neuer Fahrzeuge
                                            02
                                            Nachhaltige Anpassung des Produkts
                                                                                       03
                                                                                       Umweltfreundliches Design neuer
hinsichtlich Effizienz, Sicherheit und      Automobil an den Wandel von Märkten        Fahrzeuge durch bewusste Auswahl
Kapazität, u.a. durch modulare und          und Umwelt durch integrierte Methoden      und Weiterentwicklung von innovativen
skalierbare Hard- und Software-Techno-      der Konstruktion, Herstellung und          Werkstoffen und funktionalen
logien und Komponenten für jeden            Verwertung sowie Minimierung von           Materialien für den Fahrzeugbau
spezifischen Einsatzzweck                   Ressourceneinsatz und Abfallentstehung

04
Umfassende Schaffung multi- und
                                            05
                                            Dezentrale Bereitstellung von
                                                                                       06
                                                                                       Flexible und effektive Einbettung
intermodaler sowie inklusiver               automatisierbaren Dienstleistungen         des Fahrzeugs in Netze der regionalen
Verkehrsangebote, auch über die             auch außerhalb der Ballungsräume           Energieversorgung aus erneuerbaren
Optimierung von Fahrzeugen und              (z.B. in Medizin und Pflege) durch die     Quellen mittels neuer Speicher, Schnitt-
digitalen Plattformen für den Flottenein-   Verschmelzung von Fahr-, Robotik-          stellen und Steuerungen
satz im Ridesharing und für die Mobilität   und Servicefunktionen
der letzten Meile

07
Erhebliche Steigerung der Well-to-
                                            08
                                            Informierte Teilhabe von
                                                                                      09
                                                                                       Sichere Realisierung hochauto-
Wheel-Energieeffizienz bei der An-          Bürger:innen und kommunalen                matisierter Fahrfunktionen in
wendung von Wasserstoff mithilfe der        Entscheidungsträger:innen an der           komplexen Operational-Design-
Weiterentwicklung aller Komponenten         Gestaltung von Innovationen und multi-     Domains, z.B. mit dynamischer
der Erzeugung, des Transports und           modalen Hubs in der urbanen Mobilität,     Unterstützung durch ein
der Speicherung                             u.a. unterstützt von datenbasierten,       zentralisiertes daten- und KI-
                                            simulierenden und interaktiven             basiertes Verkehrsmanagement
                                            Methoden der Verkehrsplanung

10
Transfer von Innovationen der
                                            11
                                            Vorausschauendes Management
                                                                                     12Zuverlässige Bewertung der Aus-
Automobiltechnik in Verkehrsmittel für      der steigenden Komplexität von Fahr-       wirkungen der Automobilität auf
neue Nutzungsmöglichkeiten, bei-            zeugen durch neue, vor allem virtuelle     Umwelt, Klima und Energieverbrauch
spielsweise durch Ausschöpfung von          Methoden in der Entwicklung, in der        durch gesamtsystemische Ökobilanzen
Synergien der Elektrifizierung,             Erprobung und im Betrieb                   und Lebenszyklusanalysen
Automatisierung und Vernetzung
10    STRATEGIEPAPIER FEBRUAR 2021                                                   DIE AUTOMOBILITÄT DER ZUKUNFT

Eine Innovations-
partnerschaft gestaltet
gemeinsam die Programme
                                                       Die Transformation der Automobilität verlangt agiles und
                                                       integriertes innovationspolitisches Handeln. Die einzelnen
     Eine detaillierte Forschungs-                     Entwicklungen folgen unterschiedlichen Innovationszyklen
     und Innovationsroadmap der                        oder hängen direkt voneinander ab. Außerdem braucht es
                                                       zusätzliche Innovationsschritte, von der Beschaffung der
     deutschen Automobilindustrie wird                 Werkstoffe und Materialien über die Zulassung von neuen
     im Frühjahr 2021 veröffentlicht.                  Fahrzeugen bis hin zur Anpassung von Wertschöpfungs-
                                                       strukturen. Häufig ist zudem der Aufbau von geeigneten
     Sie konkretisiert die Forschungs-                 Infrastrukturen erforderlich, der langfristig geplant und mit
     und Innovationsbedarfe aus                        dem nötigen Budget hinterlegt sein muss. Dies benötigt
                                                       auch eine verstärkte Digitalisierung, Vernetzung und
     Sicht der Industrie und sollte der                Automatisierung des Automobils, um einen herstellerüber-
     Ausgangspunkt für eine nationale                  greifenden Austausch von Daten und eine einheitliche
                                                       Cyber-Security zu schaffen. Die Bedarfe und Wünsche der
     Innovationspartnerschaft sein.                    Nutzer müssen von vornherein berücksichtigt werden. Hier
                                                       setzt die Roadmap an.

                                                       Die Roadmap legt zugleich die Grundlage für die Einrichtung
                                                       einer nationalen Innovationspartnerschaft zur Transformation
                                                       der Automobilität und ihrer Schlüsseltechnologien. Diese
                                                       Innovationspartnerschaft soll auf Basis der Roadmap, die
                                                       in Abständen aktualisiert wird, die Programme gemeinsam
                                                       gestalten. So kann mittels einer übergreifenden Abstimmung
                                                       zwischen Wirtschaft, Wissenschaft und Politik eine fundierte,
                                                       strategisch geplante und anpassungsfähige Förderung von
                                                       Forschung und Innovation erfolgen, die die Interessen von
                                                       Wirtschaft und Gesellschaft gleichermaßen berücksichtigt.

                                                       Die Ziele, Inhalte und Budgets der Forschungs- und
                                                       Innovationsförderung werden dabei anhand der Roadmap
                                                       im direkten Dialog zwischen den Beteiligten aufeinander
                                                       abgestimmt. Damit wird die koordinierte Zusammenarbeit
                                                       von Unternehmen, Wissenschaft und Politik entlang der
                                                       Wertschöpfungsketten und in Ökosystemen gefestigt.
                                                       Dies stellt eine Klammer für Testfelder, Reallabore und
                                                       Sandboxes dar und erhöht deren Wirkung, insbesondere
                                                       auch für kleine und mittelständische Unternehmen. Auf
                                                       europäischer Ebene können damit Initiativen für neue Aus-
                                                       schreibungen sowie Missionen des Horizon Europe oder
                                                       weitere Important Projects of Common European Interest
                                                       (IPCEI) ergriffen werden.
Ansprechpartner zum Thema:

Dr.-Ing. Joachim Damasky                               Prof. Dr.-Ing. Claudia Langowsky
Geschäftsführer Verband der Automobilindustrie (VDA)   Geschäftsführerin Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT)
Behrenstraße 35, 10117 Berlin                          Behrenstraße 35, 10117 Berlin
Tel.     +49 30 897842-105                             Mobil +49 177 667 22 40
Mail     joachim.damasky@vda.de                        Mail    claudia.langowsky@vda.de
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