Frank Steinwender. Fraunhofer IML, Umwelt und Ressourcenlogistik. Iserlohn, 24. März 2010

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1 Urban Mining Chancen und Risiken aus der Sicht der Logistik Aktuelle Situation. Zukunft und Trends. Anforderungen an F&E, Industrie, Wirtschaft und Politik. Frank Steinwender Fraunhofer IML, Umwelt und Ressourcenlogistik Iserlohn, 24. März 2010

2 Urban Mining Was ist Urban Mining? Urban Mining ist die Gewinnung von Wertstoffen aus Zivilisationsabfällen und Produktionsreststoffen Was ist das Besondere? Gegenüber dem normalen Recycling interessieren beim Urban Mining die längerfristigen Aspekte der Rohstoffsicherheit und rohstofflichen Versorgung, anstatt die unmittelbare Marktentwicklung. Kurzfriste wirtschaftliche Überlegungen widersprechen möglicherweise einer langfristigen Rohstoffsicherung Seltene Stoffe und Massenabfall Massenabfälle (Papier, Schrott, Kunststoff, Biomasse) Seltene Metalle sind besonders kritisch

3 Quelle: CycleOpe, Wikipedia Wo liegen die urbanen Minen?

4 Vergleich CO 2 Emissionen Quelle: Interseroh, 2009 Folie 3

5 Vergleich kumulierter Energieaufwände bei der Erzeugung ausgewählter Metalle aus Primär- und Sekundärrohstoffen Metall Energieaufwendungen bei der Stahlerzeugung Energieeinsparung durch Recycling Primärrohstoffe Sekundärrohstoffe Rohstahl 16,2 MJ/kg 6,1 MJ/kg (Altautorecycling) 62% Aluminium 211,8 MJ/kg 15,3 MJ/kg (Altautorecycling) 16,4 MJ/kg (Verpackungen) Kupfer Rohr 32,1 MJ/kg Draht 50,4 MJ/kg Platte 31,8 MJ/kg 93% 94% 3,4 bis 9,2 MJ/kg 80-92% Quelle: ISI,2004; Krone 2000, DKI 2000 und 2005

6 Ressourcen aus Massenabfällen Die Abfallverwertung hat die Beseitigung überholt Verwertungsquoten allgemein (2007) Siedlungsabfälle: 62% (1990: 13%) Produktionsabfälle: 64% Verwertungsquoten ausgewählter Stoffströme (2007) Bau- und Abbruchabfälle: 87% Verkaufsverpackungen: 73,8% Grafische Papiere: 88,7% Glas aus dem Verpackungsbereich: 79,9% Batterien: 88% Gesammeltes Altöl: 100% Quelle: Abfallwirtschaft in Deutschland, BMU, 2006;

7 RFID und Rohstoffproblematik Materialannahmen: 1 Mrd. Tags in 2006 / 87 Mrd. Tags in 2030 Antennentypen 2006: 50%Cu v 40%Al v 10%Ag Typverteilung 2030: 10/30/60 Materialverfügbarkeit ist möglicherweise ein limitierender Faktor für RFID. Materialen aus RFID werden derzeitig nicht zurückgewonnen Rohstoff Produktion 2006 Verbrauch für RFID 2006 Verbrauch für RFID 2030 ca. Silber t 1 t t Kupfer t 50 t t Aluminium t 6 t t Fraunhofer ISI und IZT GmbH, Rohstoffe für Zukunftstechnologien,

8 Verlust Was gibt die Mine nicht her? Materialien kommen in der Sammlung nicht an. Verbleibt bei Konsumenten und Industrie Dissipative Verwendung (Schlämme, Luft, Staub, Verbrennung,..) Export Legal Dubios Schlechte Rückgewinnungsquoten Fehlende Technologien Fehlende Wirtschaftlichkeit Schlechte chinesische Praxis

9 Ressourcenbedarf Weltweit steigender Bedarf an Ressourcen durch Konstanten bis moderat wachsenden Verbrauch in den westlichen und asiatischen Industrieländern Stark ansteigenden Bedarf z.zt. vor allem in China, weiteres Wachstum wird in anderen Schwellenländern prognostiziert Mittelfristig entscheidender Faktor für die Entwicklung des Weltbedarfs wird der Verbrauch in den BRIC Staaten (Brasilien, Russland, Indien, China) Zukunftstechnologien stellen hohe Anforderungen an bisher wenig genutzte und gleichzeitig seltene Stoffe

10 Die Supply Chain und Urban Mining Produktion Konsum Primärressourcen Sekundärressourcen MINE Abfälle, Mine, Lager Aufbereitung Sammlung Verlust / Thermische Verwertung / Deponierung

11 Beispiel: Biomasse Forstwirtschaft Waldrestholz Schwachholz Sturm Landwirtschaft Kurzumtrieb Rüben Stroh Mais Landschaftspflege Hecken Grünanlage Begleitgrün Privat Biomasse- Konversion Elektrizität Wärme Mobilität Bildnachweis: rechts oben: Sascha Jung fotolia.com rechts Mitte: emmi fotolia.com rechts unten: MEV Abfallwirtschaft Altholz Verpackung Klärschlamm Biomüll Großanlagen fordern: Große Mengen über das ganze Jahr Gleichbleibende Qualitäten Mind. bekannte Qualitäten Verträge und Garantien

12 BTL Biomass to Liquids Logistikszenario für industrielle Anlagen zu BTL Geplante Anlage mit t BtL / h Bedarf: t Stroh 24-stündigen Belieferung 300 Tage im Jahr ca. 100 LKW-Ladungen pro Tag (10 / h) Erntezeitraum von 6 bis 8 Wochen Fragen zur Logistik / Supply Chain 1. Verträge / Kontingente / Absatzprognosen 2. Erntevorplanung/Einsatzplanung der Ernteund Transporttechnik 3. Ernte 4. Zwischenlagerung des Strohs (auf dem Feld) 5. Sammlung und Transport des Strohs zur Anlage 6. Stroheinlagerung am Standort der Anlage 7. Förderung der benötigten Strohmenge in die Produktion Folie 11

13 BTL Biomass to Liquids Details zur Supply Chain Ernte Bestellung Lagerung Sammlung / Transport Lagerung Anlage Lagerung Produktionsplanung Anlagenbeschickung die Bereitstellung der Strohmengen (regional akquirierte Mengen/überregional bei Versorgungsengpässen in der Region, Kooperation der Akteure etc.) die Ernte (Disposition der Erntetechnik und des Fuhrparks etc.) die Art der Strohsammlung (Zusammenfassung von Sammelgebieten, Tourenplanung, Standortplanung etc.) die überregionalen Transporte (Direkttransport/gebrochener Transport/kombinierter Transport etc.) die kontinuierliche Belieferung der Anlage (Versorgungssicherheit, Ausfallrisiken etc.) die Lagerungsprozesse (auf dem Feld/in der Anlage, Mindestmengen, Reichweiten, Kapazitäten etc.) die innerbetriebliche Fördertechnik in der Anlage (vom Lager in die Produktion) Folie 12

14 BTL Biomass to Liquids Materialflusssteuerung / Stoffstrommanagent die Erntemeldungen an die Erzeugergemeinschaft seitens der Landwirte (welche Systeme können/sollen zum Einsatz kommen, z. B. Telefon, Fax, Internet etc.) die Rückmeldung der Wiegedaten an das ERP mit Gutschrift der Einnahmen für den Landwirt die Beauftragung bzw. Steuerung der Transporte die Verwaltung und Dokumentation der Lagerbestände und Verfügbarkeiten die Erfassung und Dokumentation der Qualitäten die Dokumentation der Leistungserbringung Folie 13

15 BTL Biomass to Liquids Biomassemarkt Überschaubare Komplexität von Supply Chains bei 1 Stoff / Fraktion, 1 Anlage,1 Quelle Komplexe Supply Systeme bei einem offenen Markt SCM für Biomasse Folie 14

16 Anforderungen durch Urban Mining Entsorger wird Bestandteil der Supply Chains (Cycles) als Lieferant Verträge hinsichtlich Mengengarantien Zeitengarantien Qualitätsgarantien Kommunikation mit EDI Standards Versorgungsstrategien der Kunden erfüllen Entwicklung von Rohstoff- und Energiepreisen strategisch planen und Stoffströme steuern Folie 15

17 Lösung: Urban Mining Logistik = SCM für Supply Cycles? Bestandsmanagement (Warehouse Management Systeme) Stoffstrommanagement (Materialflusssysteme) Identtechnik (Standards bei RFID Systemen) Elektronischer Datenaustausch (EDI) Kompatible Logistiksysteme Behältersysteme (Container, Europalette) Handhabungstechnik (Schüttung, Stapler) Datenstandards mit allen Akteuren Folie 16

18 Beispiel: RFID Frequenzen Folie 17

19 Entsorgungslogistik oder Ressourcenlogistik Urban Mining stellt neue Anforderungen an die Ressourcenlogistik Zahlen, Daten, Fakten rund 2,1 Mio. Mg gemischte Siedlungsabfälle (Hausmüll), Sperrmüll, organische, kompostierbare Küchenabfälle (Bioabfällen), Papier und Pappe sowie Verpackungen rund Sammelfahrten rund 7,5 Mio. Abfalltonnen ca. 200 Mio. Leerungen pro Jahr bzw Leerungen pro Tag rund 13 Mio. Fahrzeugkilometer rund 44 Mio. Tonnenkilometer *Berechnet auf der Grundlage der VKS Information 64, Stand 2004

20 Beispiel: Kommunikation Das Fahrzeug und die Lagereinheit als Produktionsmaschine und zentraler Datenlieferant

21 Supply Chain Produktion Konsum Primärressourcen Sekundärressourcen Abfälle Urban Mining Logistik Aufbereitung Sammlung Urban Mining Verlust

22 Fazit Die anhaltend hohe Nachfrage nach Rohstoffen auf einem erhöhten Preisniveau bietet eine gute Ausgangsbasis für die Umsetzung von Urban Mining Für rohstoffarme Länder wie Deutschland ist der Ausbau der Sekundärrohstoffwirtschaft von strategischer Bedeutung Neue Managementkonzepte sind gefragt SCM könnte zu Supply Cycle Management weiter entwickelt werden! Fraunhofer IML und IFEU Iserlohn arbeiten zusammen an neuen Lösungsansätzen! Demnächst mehr dazu...

23 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit Frank Steinwender Fraunhofer IML Joseph-von-Fraunhofer Str Dortmund Tel.: / Internet: