Urban Mining Die Stadt als Rohstoffquelle Dr. Siegfried Behrendt

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1 Urban Mining Die Stadt als Rohstoffquelle Dr. Siegfried Behrendt Hannover Messe, Metropolitan Solutions

2 Urban Mining Rückgewinnung von Rohstoffen aus anthropogenen Lagerstätten: Bestandsbewirtschaftung Mio. t Entwicklung der globalen geogenen und anthropogenen Kupferlager Jahr Graedel 2002; Rechberger 2004

3 Stark wachsender globaler Rohstoffbedarf Rohstoffbedarf bis 2050 ohne zusätzliche Effizienzsteigerungen Globaler Ölverbrauch (in Mrd. t) ,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Weltweite Autoflotte (in Mrd.) 0 Globale Ressourcenextraktion (in Mrd. t) Hennicke 2006, MaRess 2010

4 Der Ressourcenbedarf der Städte steigt Bis 2030 werden weltweit 2 Mrd. Menschen zusätzlich in Städten leben Mrd. 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 Anteil der in Städten lebenden Bevölkerung steigt um 13%-Punkte (von 50%auf 63% 3,0 2,0 1,0 0,0 Katalysatoren Bevölkerungswachstum Industrialisierung Landflucht Globalisierung Quelle: IZT basierend auf UN 2010

5 Rohstoffmärkte turbulent Steigende und hochvolatile Preise Nachfrageimpulse in Wachstumssektoren Zunehmende Marktkonzentration Staatliche Interventionen auf den Rohstoffmärkten HWWI 2012

6 Bei Metallen und vielen Industriemineralien ist Deutschland stark von Importen abhängig Nettoimportanteil am Verbrauch [Gew.-%] Aluminium Antimon Blei Chrom Cobalt Eisen Kupfer Mangan Molybdän Nickel Niob, Tantal Silber Strontium Titan Wolfram Zink Zinn 0% 50% 100% BGR RoSit 2010, BGR 2009, USGS MYB 2010, BGR 2010

7 Kritische Rohstoffe Vulnerabilität 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 II I Kaolin Diatomit Si Al Ti Fe Kalk Pb Ta Gips Mn Bauxit GlimmerBentonit Perlit & Vermiculit Magnesit Mg Ilmentit & Rutil Talk & Speckstein Ga Pt Cu Li Co Te V IV Phosphat 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 W Seltene Erden Pd Be Ag In V Sn Ni Hf Nb Zn Flussspat Cr Mo Baryt Se Sr Zirkon Graphit Versorgungsrisiko Borat Bi Re Diamant Sb VIV III Ge TOP 13 Germanium Rhenium Antimon Indium Wolfram Seltene Erden Gallium Palladium Silber Zinn Niob Chrom Bismut IZT Adelphi 2011

8 Engpässe für Zukunftstechnologien Rohstoff Rohstoffbedarf Zukunftstechnologien Weltproduktion (in t) Gallium 0,28 6,09 Dünnschicht-Fotovoltaik, Integrierte Chips 99 Neodym 0,55 3,82 Permanentmagnete, Lasertechnik Indium 0,40 3,29 Displays, Dünnschicht-Fotovoltaik 580 Germanium 0,31 2,44 Glasfaserkabel, optische Technologien 90 Scandium gering 2,28 Brennstoffzellen, Al-Legierungselement 1,3 Platin gering 1,56 Brennstoffzellen, Katalyse 221 Tantal 0,39 1,01 Mikrokondensatoren, Medizintechnik Silber 0,26 0,78 RFID, Bleifreie Weichlote Zinn 0,62 0,77 Bleifreie Weichlote, transparente Elektroden Kobalt 0,19 0,40 Lithium-Ionen-Akku Palladium 0,10 0,34 Katalyse, Meerwasserentsalzung 224 Titan 0,08 0,29 Meerwasserentsalzung, Implantate Kupfer 0,09 0,24 Effiziente Elektromotoren, RFID Selen gering 0,11 Dünnschicht-Fotovoltaik, Legierungselement Niob 0,01 0,03 Mikrokondensatoren, Ferrolegierung Ruthenium 0 0,03 Farbstoffsolarzellen, Ti-Legierungselement 29 Yttrium gering 0,01 Hochtemperatursupraleitung, Lasertechnik Antimon gering gering Mikrokondensatoren Chrom gering gering Meerwasserentsalzung, marine Techniken Globaler Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien im Jahr 2006 und 2030 im Verhältnis zur gesamten heutigen Weltproduktion ISI/IZT 2009

9 Der Stoffhaushalt einer Stadt Rechberger 2010

10 Zusammensetzung des anthropogenen Lagers Rechberger 2010

11 Verwertungsquoten der Hauptabfallströme Verwertungsquote Gesamtabfallaufkommen 65% Siedlungsabfälle % Abfälle aus dem Produzierenden Gewerbe % Bau- und Abbruchabfälle % Besonders überwachungsbedürftige Abfälle % in Tsd. t UBA 2007

12 Komplexität der Stofflager nimmt zu Wohnen Gesundheit GPS Verkehr Home Area Network: Context awareness Implantate Arbeiten Traffic Network Body Area Network MAN WAN Medien Einkaufen Kleidung Office Area Network I-wear Store Area Network

13 Sieben Autos im Wohnzimmer Gründerzeitwohnung Heutige Wohnung Metalle 1300 kg 7500 kg (100 Quadratmeter Wohnfläche) Daxbeck et al. 2009

14 Technologiemetalle Intel Leiterplatte Graedel 2006, National Research Council, US, 2007, S. 38

15 Wert der Metallrohstoffe Die urbane Mine wächst kontinuierlich Kumulierte Verkäufe bis 2010: 10,3 Mrd. Mobiltelefone mit 2590 t Ag, 244 t Au, 100 t Pd Metallwert: 72 Mrd. US-$ Hagelüken 2009, eigene Berechnungen

16 Handys als Goldmine 41 Handys enthalten so viel Gold wie eine Tonne Gold-Erz.

17 Potenzial der MVA-Schlacke UBA 2010 Beispiel Schweiz: Durch eine Aufbereitung aller Schweizer KVA-Schlacken (jährlich 640'000 Tonnen) könnten etwa 56'000 Tonnen Metalle recycelt werden. Dies entspricht der recycelten Menge an Metallen aus Separatsammlungen von Aluminiumdosen, Weissblechdosen, Batterien und Elektronikschrott Umtec 2009

18 Rohstoffrückgewinnung aus Deponien Stoffablagerungen auf Abfalldeponien in Deutschland Menge Mio. t NE -M etalle E isen G las K unststoffe M ineralien Faulstich 2009

19 Rohstoffrückgewinnung aus Deponien Hausmülldeponie Reiskirchen tzen-kosten-bilanz: sammensetzung der Deponie, Schrottpreise (Cu), Spezifische Rückbaukosten Deponierückbau rechnet sich erst, wenn einige Parameter sehr günstig liegen. Umweltbundesamt 2011

20 Zukunftsmärkte Stofferkennung und Trennung: Optimierung der Anlagengestaltung, Stofferkennung trotz Verunreinigungen Automatische Demontagefabriken, Demontagezellen (Shredder für komplexe Produkte in der Regel nicht geeignet) Logistik, globale Recyclinginfrastrukturen Verfahrenstechnik (Edelmetalle und Kupfer liefern Anreize, um mit metallurgischen Verfahren Technologiemetalle zu gewinnen) Großes Wachstumspotenzial: 16% /a Umsatz BMU 2009 (Roland Berger)

21 Kontakt IZT Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung ggmbh Berlin