Schätze aus der Tiefsee

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1 Evonik-Magazin Evonik-Magazin Schätze aus der Tiefsee Mangan & Co. können die Rohstoffprobleme der Zukunft lösen

2 Das Ruhrtal bei Schwerte. ZWEIG, S. KLEE, P. BUSCH, W. BACH, J. S. Das Ruhrgebiet steckt voller Kultur. Wir fördern die Kultur. Und das von Herzen gern.

3 EVONIK-MAGAZIN 1/2008 EDITORIAL 3 Im Land der Unbegrenzten Möglichkeiten Evonik-Magazin berichtet über eine USA-Reise, die Jagd nach Rohstoffen am Meeresboden und selbstverständlich auch über RUHR.2010 FOTO: JOHANNES KROEMER Tom Schimmeck am Evonik-Standort Greensboro, North Carolina Liebe Leserinnen, liebe Leser, Amerika kennt er aus vielen Reisen und Reportagen für Zeitschriften und Zeitungen und schwärmt von der Offenheit der Menschen im Land der Unbegrenzten Möglichkeiten. Kein Wunder also, dass ihm der Friseur Derrick Freeman aus der Kleinstadt Hopewell besonders faszinierte, als er für das Evonik-Magazin durch Amerika reiste entlang der Route der großen Standorte Hopewell, Greensboro und Mobile. Sein Fazit nach dem Kilometer-Trip: Amerika ist ein Land zum Immerwieder kommen. Wirtschaftsthemen gleich ob Konjunkturdaten, Waren logistik oder Rohstoffsuche sind ihr bestens vertraut; denn Constanze Sanders arbeitete 15 Jahre als Wirtschaftsjournalistin für den Spiegel. Als Hamburgerin mit einem freien Blick aus ihrem Büro über den Hafen liegen ihr maritime Themen besonders am Herzen. Da war es nur folgerichtig, dass sie sich des Themas Rohstoffe aus dem Meer angenommen hat und mehrere Wochen alle Infor mationen über die Constanze Sanders internationale Rohstoffsuche in der Tiefsee zusammen getragen und in vielen Experten-Gesprächen vertieft hat. Catrin Krawinkel Ideen sind das Handwerkszeug von Asli Sevindim, der Kulturdirektorin von RUHR Die Journalistin und TV-Moderatorin produziert sie fast sprichwörtlich am laufenden Band; denn die quirlige junge Frau ist immer in Bewegung. Da musste auch Autorin Catrin Krawinkel, selbst fitnessgestählt, darauf achten, nicht den Anschluss zu verlieren, als sie mit Asli Sevindim durchs Ruhrgebiet reiste und durch Essen marschierte. Krawinkel etwas kurzatmig: Wenn man mit ihr unterwegs ist, merkt man ganz schnell, was der Begriff Powerfrau wirklich bedeutet. Viel Vergnügen bei der Lektüre! Ihr Redaktionsteam Evonik-Magazin

4 6 TIEFSEE 32 RUHRFESTSPIELE 38 AMERIKA 50 ASLI SEVINDIM

5 EVONIK-MAGAZIN 1/2008 INHALT 5 FOTOS: MARUM BREMEN (O. L.), LAURENT PHILIPPE (O. R.), JOHANNES KRÖMER (U. L.), NORBERT ENKER (U. R.); TITEL: WILDLIFE, BGR, OKAPIA (V.L.N.R.) EDITORIAL 3 Höhen und Tiefen ERFORSCHEN 6 Im Rausch der Tiefsee Auf dem Meeresboden in Meter Tiefe liegen die Rohstoffe, die die Welt für ihr Wachstum so dringend braucht. Unternehmen und Forscher in aller Welt suchen nach Möglichkeiten, den Rohstoff-Schatz der Tiefsee zu heben INFORMIEREN 22 Energieverbrauch Wie viel Primärenergie welche Länder rund um den Erdball verbrauchen, zeigt die Weltkarte des Evonik-Magazins, und sie macht deutlich, wer bei der Senkung des Verbrauchs vorangehen müsste GESTALTEN 24 Die Erfinder Ein findiges Dreigespann: Dr. Andreas Gutsch und Dr. Gerhard Hörpel von Evonik Industries sowie Professor Paul Roth von der Uni Duisburg-Essen. Sie sind die Väter der modernen Lithium-Ionen-Batterie ENTWICKELN 30 Sparen und Klima schützen Mit Sonnenkollektoren, Geothermie und einem neuen umweltfreundlichen Dachziegel macht Evonik Industries das Wohnen nicht nur preiswerter, sondern schützt mit den neuen Technologien auch die Umwelt ERLEBEN 32 Kevin Spacey kommt wieder The Old Vic Theatre Company London ist auch in diesem Jahr wieder bei den Ruhrfestspielen dabei zusammen mit vielen anderen internationalen und deutschen Bühnenstars INFORMIEREN 36 Evonik auf der Hannover Messe Auf der Hannover Messe zeigt Evonik Industries AG in diesem Jahr seine Innovationen in Berlin und Brüssel stellt sich der neue Konzern aus Deutschland Parlamentariern, Ministern und Wirtschaftsvertretern vor REISEN 38 On the road again Tom Schimmeck reiste vom Norden der USA in den Süden und besuchte dabei geschichtsträchtigen Boden, aber auch moderne Produktionsanlagen der Evonik Industries AG BEWEGEN 50 Immer in Bewegung Die Autorin, Journalistin und TV-Moderatorin Asli Sevindim ist ein unruhiger Geist. Erst recht, seit sie Kulturdirektorin RUHR.2010 ist und daran arbeitet, die Metropole Ruhr ins rechte Licht der Weltöffentlichkeit zu rücken DISKUTIEREN 56 Sind Manager zu teuer? Hohe Managergehälter und schwache Lohnzuwächse für den sogenannten Otto Normalverbraucher haben die Diskussionen über die Höhe der Managergehälter entfacht bis hin zur Idee, sie gesetzlich zu begrenzen LEBEN 58 Im Bann des Virtuellen Dank Augmented Reality soll das Virtuelle immer enger mit der realen Welt verzahnt werden. Hoffnung der einen, Schock für die anderen wie werden wir damit leben? Titelbild: Zirkon, Manganknolle, Zinn IMPRESSUM Herausgeber: Evonik Industries AG Christian Kullmann Rellinghauser Str Essen Chefredaktion: Inken Ostermann (V.i.S.d.P.) Objektmanagement Evonik: Ute Bauer Art Direction: Wolf Dammann Redaktion (Leitung): Kurt Breme Chefin vom Dienst: Frauke Meyer Fotoredaktion: Ulrich Thiessen Dokumentation: Kerstin Weber-Rajab, Tilman Baucken; Hamburg Gestaltung: Teresa Nunes (Ltg.), Anja Giese, Heike Hentschel, Nadine Weiler / Redaktion 4 Schlussredaktion: Wilm Steinhäuser Verlag und Anschrift der Redaktion: HOFFMANN UND CAMPE VERLAG GmbH, ein Unternehmen der GANSKE VERLAGSGRUPPE Harvestehuder Weg Hamburg Telefon 040 / Telefax 040 / cp@hoca.de Geschäftsführung: Manfred Bissinger Dr. Kai Laakmann Dr. Andreas Siefke Objektleitung: Dr. Jessica Renndorfer Herstellung: Claude Hellweg (Ltg.), Oliver Lupp Litho: PX2, Hamburg Druck: Laupenmühlen Druck, Bochum Copyright: 2008 by Evonik Industries AG, Essen. Nachdruck nur mit Genehmigung des Verlages. Der Inhalt gibt nicht in jedem Fall die Meinung des Herausgebers wieder Kontakt: Fragen oder Anregungen zum Inhalt des Magazins: Telefon 0201 / , Telefax -2908, magazin@evonik.com Fragen zum Versand oder Bestellungen: Telefon 040 / Telefax 040 / magazin-vertrieb@hoca.de Die Bezeichnungen AEROSIL, FAVOR, SEPARION, STOKO sind geschützte Marken der Evonik Industries AG oder ihrer Tochtergesellschaften. Alle Marken sind im Text versal geschrieben

6 6 ERFORSCHEN TIEFSEE EVONIK-MAGAZIN 1/2008 Energie aus dem Meer Die Ozeane sind Rohstoff- und Energielieferanten. Die Preisexplosion bei Edelmetallen macht den Abbau in fünf Kilometern Tiefe interessant schon beginnt der Streit um die Schürfrechte in der Tiefsee Aktiver Schwarzer Raucher

7 7 TEXT CONSTANZE SANDERS Tiefe in m Massivsulfide Der sichtbare Mineraliendampf der Schwarzen Raucher (Black Smoker) kommt aus dem Erdmagma: Kaltes Seewasser dringt in die rissige Erdkruste und wird durch das aufstrebende Magma erhitzt. Wenn es bei etwa 400 Grad Celsius ähnlich Geysiren nach oben schießt, bringt es Metall mit. Polymetallische Schwefelverbindungen sinken auf den Meeresboden und werden zu festen Massivsulfiden. Aktive Schwarze Raucher finden sich in bis zu vier Kilometern Tiefe an den Rändern der Kontinentalplatten. Sie sprühen fortwährend wertvolle Substanzen in ihre Umgebung, die Blei, Kupfer, Zink, aber auch Gold und Silber enthalten. Die bisher bekannten Lager umfassen jeweils bis zu 100 Millionen Tonnen. FOTO: MARUM-FORSCHUNGSZENTRUM OZEANRÄNDER, UNIVERSITÄT BREMEN VOM MEERESBODEN aus gesehen liegt Hawaii nicht weit von Hannover nur ein bisschen nördlich in Richtung Westen. Denn in einer der reichsten Rohstoff regionen der Erde, die sich über Kilometer quer durch den Pazifik erstreckt, hat die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), die ihren Sitz in der niedersächsischen Landeshauptstadt hat, Tiefseegründe ge pachtet. Darauf sitzen locker verstreut Mangan knollen, groß wie Kartoffeln, rund 2 Milliarden Tonnen wertvolle Erze. Sie könnten für die künftige Rohstoffversorgung Deutschlands überlebenswichtig werden. Mit der Erkundung wollen wir einen wichtigen Beitrag zur künftigen Rohstoff sicherung leisten, sagt der neue BGR-Präsident Hans-Joachim Kümpel. Deutschland bangt um den Grundstoff- Nachschub für seine Industrie. Nicht nur Öl und Gas, heißt es im Bericht zur Rohstoffsicherheit des Bundesverbandes der Deutschen Industrie (BDI) vom Frühjahr 2007, auch metallische Rohstoffe sind von strategischer Bedeutung. Rund acht Wochen braucht zum Beispiel ein Klumpen Eisenerz aus dem Tagebau in Algerien, um sich in die blitzende Motor haube eines Mittelklassewagens zu verwandeln sofern die Logistikkette reibungslos läuft und genügend Mineral vorhanden ist. Die Zulie- >

8 8 ERFORSCHEN TIEFSEE EVONIK-MAGAZIN 1/2008 Erz-Apfel in der Tiefsee: Die Manganknolle ist löcherig wie ein Blumenkohl Eine Knolle viele Metalle > FOTO OBEN: BGR, RECHTS: IFREMER INSTITUT/NODINAUT ferzeiten sind ohnehin knapp kalkuliert, aber die große Unsicherheit bildet der Preis. Spekulanten oder Lieferverzögerungen können ihn plötzlich explodieren lassen. An den Börsen herrscht deswegen Goldgräberstimmung. Der Kupferpreis stieg seit dem Jahr 2000 um 250, der Kurs für Nickel um 300 Prozent (siehe auch Grafik Seite 18). Die Preiswelle bleibt nicht ohne Folgen. Die Rohstoffe verteuerten die deutsche Industrieproduktion in den letzten fünf Jahren um 90 Milliarden Euro, sagt Ulrich Grillo, Vorsitzender der BDI-Präsidialgruppe Internationale Rohstofffragen. Eine Initiative von Bundeskanzlerin Angela Merkel soll die Entwicklung aufhalten. Wo immer wir auch hinkommen auf der Welt, stellt sie fest, oft waren die Politiker anderer Länder schon da, die sich Rohstoffe auf Jahre hinaus gesichert haben. Künftig sollen sich heimische Unternehmen an Forschung und Minengesellschaften beteiligen, neue Bezugsquellen gefunden und erschlossen werden. Die begehrten Rohstoffe sind auch in der Tiefsee zu finden. 15 Jahre haben die Hannoveraner Forscher im Pazifik Zeit, um zu testen, welche Metalle in welchen Mengen in den Manganknollen stecken. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) soll Techniken entwickeln, mit denen sie aus Metern Tiefe profitabel und umweltfreundlich gefördert werden können. Das Interesse konzentriert sich nicht auf Mangan, sagt BGR-Ozeano graph Carsten Rühlemann, sondern auf darin enthaltene rund drei Prozent Kupfer, Nickel und Cobalt. Der Weltmarktpreis für die Schwermetalle ist 1000-fach höher als für Mangan. EIN MILLIARDENGESCHÄFT Bis zu 24 Millionen Tonnen der wertvollen Metalle werden auf der von Deutschland erworbenen Tiefsee-Ebene vermutet. Bei Dollar ( Euro) für eine Tonne Nickel (Januar 2008) winkt ein Milliardengeschäft. Auf Basis der hohen Preise kann eine neue Kostenrechnung gemacht werden, sagt BGR-Projektleiter Michael Wiedicke-Hombach. Bislang war der Abbau dieser Rohstoffe zu teuer. Noch reichhaltiger an wertvollen Metallen als die Manganknollen sind Erzkrusten. Sie bergen Gold, Silber, Platin und Seltenerdmetalle die nicht etwa selten vorkommen, wie der Name weismacht, sondern deren Gewinnung aus den natürlich vorhandenen Verbindungen schwierig und aufwendig ist. Erzkrusten entstehen wie Manganknollen durch hydrothermale Zirkula tion, allerdings in anderen Tiefseegebieten: Vor allem an den weltumspannenden Mittelozeanischen Rücken, wo die Erd platten der Kontinente auseinander driften, und an ihren Rändern, wo sie sich untereinanderschieben, lagert > Manganknollenfeld mit Schlangenstern

9 9 Tiefe in m Manganknollen Bis zu 10 Millionen Jahre alte, kartoffelgroße Erzklumpen, die sich um einen Kern herum angereichert haben. Der Metallgehalt variiert. Wirtschaftlich interessante Vorkommen enthalten in Prozent: Mangan 29; Eisen 6; Silicium 5; Aluminium 3; Nickel 1,4; Kupfer 1,3; Cobalt 0,25; Sauerstoff 1,5; Wasser stoff 1,5; Natrium 1,5; Calcium 1,5; Magnesium 0,5; Kalium 0,5; Titan 0,2; Barium 0,2. Die ersten dunkelbraunen Funde machten Naturwissenschaftler, Kartographen und Probensammler auf dem königlich briti schen Segler Challenger mit Labors an Bord während seiner Weltumsegelung von 1872 bis Heute können Mangan knollenfelder leicht durch Unterwasserfotos dokumentiert werden. Biologen machten vom Tauchboot Nautile aus die Aufnahme von dem Knollenfeld mit Schlangenstern, um auf die Schutzwürdigkeit der Lebensräume hinzuweisen.

10 FOTO: NAUTILUS MINERALS Geologen begutachten die mit moderner Technologie vor Papua- Neuguinea aus einer Tiefe von Meter geförderten Massivsulfide Tauchgänge zu den begehrten Rohstoffen Das kanadische Unternehmen Nautilus Minerals, das sich auf die Erforschung und den Abbau von Rohstoffen in der Tiefsee spezialisiert hatte, erkundete in Zusammenarbeit mit der Firma Placer Dome den Meeresboden auf dem Suzette-Feld vor Papua-Neuguinea. Mit einem ferngesteuerten Tauchroboter wurde der Meeresboden kartographiert und später mit einer Greifzange des Roboters Proben entnommen und analysiert

11 EVONIK-MAGAZIN 1/2008 TIEFSEE ERFORSCHEN 11 Bodenschätze im Flachwasser In Küstennähe hat Meeresbergbau Tradition. Knollige Gemenge aus Mineralien, Kalk oder Gesteinsschutt liefern Phosphat, das als guter Dünger gilt, aber auch Zutat von Kosmetika und Coca-Cola ist. Die reichen Lager auf der Insel Nauru sind leer. Östlich von Neuseeland und vor Indien liegen immense Reserven mit bis zu 35 Millionen Tonnen Phosphat. Das Meer sichert den Nachschub. Indonesien und Thailand gewinnen Zinnerz aus ihren Schelfgewässern. Die Hälfte aller indonesischen Exporte, auch nach Deutschland, kommt aus der Javasee. De Beers, mächtiger Diamantenkonzern aus Südafrika, schürft in nur 200 Metern Tiefe vor der namibischen Küste Edelsteine im Wert von 250 Millionen Dollar jährlich, fast die Hälfte der Produktion, und weitet den Bergbau auf den Schelf vor Südafrika aus. Der Oranje, Grenzfluss zwischen den beiden Staaten, hat den Reichtum in 40 Millionen Jahren auf die Strände gespült. > FOTOS LINKS: NAUTILUS MINERALS (2), RECHTS: MARUM-FORSCHUNGSZENTRUM OZEANRÄNDER, UNIVERSITÄT BREMEN fließendes Wasser unaufhörlich metallhaltige Partikel ab. Die Ozeanbecken sind löcherige Eimer sagt der Geologe Peter Rona von der Rutgers University im US-Bundesstaat New Jersey, weil das Vulkangestein der Erdkruste unter dem Meeresboden immer wieder zerbricht. Wasser dringt ins heiße Erdinnere, schießt mit heftigem Druck bei 400 Grad Celsius wieder hoch in das kalte Meer und schleudert dabei Metall-Schwefel-Partikel aus dem Gestein. Die Schlote sind sichtbar als Schwarze Raucher (Black Smoker). Feste Schwefelverbindungen, sogenannte Massivsulfide, türmen sich zu meterhohen Kaminen, stürzen im Laufe der Jahrtausende ein und hinterlassen auf dem Boden massive Erzhügel. Sie enthalten alles, was unsere Industriegesellschaft ersehnt, sagt Peter Herzig, Direktor des Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften, IFM- Geomar, an der Universität Kiel: Kupfer für Elektronik, Nickel und Zink für die Stahlschmieden, das wertvolle Indium (weiches silberweißes Metall) für Flachbildschirme und Leuchtdioden, sogar Gold für die nationalen Währungsreserven. Weltweit sind derzeit rund 150 aktive Schwarze Raucher bekannt. Die ersten mineralischen Quellen wurden vor 40 Jahren im nördlichen Roten Meer entdeckt, wo Afrika und die Arabische Halbinsel auseinanderdriften. Atlantis II, der Tiefseegraben zwischen den Kontinenten, beherbergt die wohl größte Schatztruhe mit Tausenden Tonnen Gold, Silber, Kupfer und Zink. Mit knapp 3 Milliarden Dollar wurde der Fund seinerzeit bewertet. In zwei Kilometern Tiefe wartet er seither auf einen Investor. EIN NEUER GOLDRAUSCH Auch Kieler Forscher von IFM-Geomar tauchen und suchen etwa im Herbst 2007 zusammen mit internationalen Kollegen und fanden Erzvorkommen am Fuße der Insel Stromboli bei Sizilien. An eine kommerziel le Nutzung ist bisher nicht gedacht, sagt Forschungsleiter Sven Petersen. Die bisher gefundenen Mengen reichten dafür nicht aus. Eins der weltweit führenden Explorationsunternehmen, die britische Neptune Minerals, hat dennoch Gebiets lizenzen bei der italienischen Regierung beantragt. Pionier des kommerziellen Tiefseebergbaus ist die kanadische Firma Nautilus Minerals pachtet sie von der Regierung Papua- Neuguineas versiegte Hydrothermalfelder in Metern Tiefe in der Bismarcksee. Schwarze Raucher haben die Rohstoffvorräte über Jahrmillionen hinweg angereichert. Wissenschaftler kartographieren, erkunden Umweltbedingungen, testen Bohrund Schürfgeräte und fördern Proben. Nautilus nutzt die Ergebnisse deutscher Grundlagenforschung, sagt IFM-Geomar-Chef Herzig. Er leitete zuvor die ersten Probebohrungen nahe des Inselstaates. Wir haben der Industrie gezeigt, dass es machbar ist geht Nautilus an die Börse. Finanzkräftige Partner, etwa Metalloinvest, einer der größten russischen Eisenerz produzenten, und Anglo American, zweitgrößter Bergbaukonzern weltweit, beteiligen sich am Tiefsee abenteuer. Schon 2009 soll der Abbau beginnen. Wer in den internationalen Gewässern graben will, braucht eine Lizenz der Meeresbodenbehörde (siehe Kasten Seite 21). Vor Papua-Neuguinea kann sie die Aktivität der privaten Konzerne nur beobachten, vor allem, um vom technologischen Fortschritt zu profitieren. Einfluss nehmen kann das Amt nicht. Die Schürflizenzen liegen innerhalb der 200-Seemeilen-Zone, dem Wirtschaftsgebiet Papua-Neuguineas. Der Inselstaat bezieht mehr als 80 Prozent seiner Exporteinnahmen aus dem Verkauf von Bodenschätzen und gilt nicht gerade als vorbildlich im Umweltschutz. Es droht ein rücksichtsloser Goldrausch, befürchtet der Meeresbiologe des World Wide Fund for Nature (WWF) Christian Neu mann. Während sich die Minenunternehmer vor allem für den Metallgehalt am Fundort inte ressieren, sind Biologen von den bizarren Lebewesen in der Tiefe der Ozeane fasziniert: Einzeller, die von Schwefelwasserstoff leben, Spinnenkrabben ohne Augen oder eine Vielzahl von Muscheln und See sternen. > Fortsetzung auf Seite 18

12 Die Mangan-Claims Die Clarion-Clipperton-Zone im Manganknollen-Gürtel des Pazifiks zwischen Hawaii und Mexiko umfasst etwa 5 Millionen Quadratkilometer in bis zu Metern Tiefe. Clarion und Clipperton sind die nächsten unbewohnten Inseln im Norden und Süden. Nach internationalen Konferen zen legte die ISA auf geologischen Karten Grenzen zwischen den Gebieten (Claims) fest. Lizenznehmer: COMRA China Ocean Mineral Resources Research and Development Association, Peking, Volksrepublik China DORD Deep Ocean Resources Development Company japanische Regierung und etwa 50 Privatunternehmen Der Staat Südkorea IFREMER/AFERNOD Französisches Forschungsinstitut für die Ausbeutung von Ozeanressourcen/Gesellschaft zur Studie und Erforschung der ozeanischen Knollen Interoceanmetal Joint Organization 1987 gegründete staatliche Kooperation von Bulgarien, Kuba, Tschechien, Polen, Russland und der Slowakei mit Hauptsitz in Polen Yuzhmorgeologiya staatliches Forschungszentrum des russischen Rohstoffministeriums BGR Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover ISA der Meeresbodenbehörde vorbehaltene Gebiete HAWAII Deutsche Lizenz-Gebiete Clarion-Bruchzone GRAFIK: DIETER DUNEKA Clipperton-Bruchzone COMRA DORD Südkorea IFREMER/AFERNOD Interoceanmetal Yuzhmor

13 Rohstoffreichtum für die Industrie Die Nachfrage nach den Grundstoffen steigt rasant, viele Lagerstätten an Land leeren sich. Der Meeresboden beherbergt reichhaltige Reserven: Erdöl, Erdgas und viel seitige Metalle Bauxit Aluminium-Grundstoff Erdöl Energie, Chemie, Kosmetik Kupfer Elektroindustrie, Legierungen Silber Elektroden, Bestecke, Spiegel Legende Cobalt Hartstahl, Sägeblätter, Magnete Gold Barren, Schmuck, Elektronik Mangan Stahl- und Werkstoffe, Batterien Titan Luft- und Raumfahrt, U-Boot-Bau, Prothesen Diamant Industriebohrer, Schmuck Ilmenit Deckfarbe Titanweiß Nickel Stahl, Galvanik, Unterhaltungselektronik Zinn Konservendosen, Antifoulingmittel in Farben Eisen Stahl, Chemie Kohle Kraftwerke, Hochöfen Platin Laborgeräte, Schmuck, Katalysatoren Zirkon Keramik für Waschbecken, Zahnersatz, Schmuck FOTOS: PETER ARNOLD/OKAPIA, D. HARMS/WILDLIFE (3), OKAPIA (4), IDRIS KOLODZIEJ (2), A1 PIX/HSC, BEN JOHNSON/SPL/AG. FOCUS, HELGA LADE, JOHN CANCALOSI/PETER ARNOLD, NORBERT NORDMANN/PAN IMAGES Silber Kohle Kupfer Quecksilber Platin Zinn Zirkon Manganknollenfelder Kilometer geologiya BGR ISA Bauxit Gold Baryt Cobaltreiche Erzkruste Kalkschlämme, Sand, Muschelreste Chromit Diamanten Eisen, Eisenoxid Zink Pottasche Monazit Nickel Seltene Erden Schwefel Siliciumsand, Kies Ilmenit, Rutil (Titaneisen, -oxid) Uran Frischwasser Phosphorit Salz Gashydrate Ozeanische Rücken Polymetallische Sulfide (Schwarze Raucher)

14 12 ERFORSCHEN TIEFSEE EVONIK-MAGAZIN 1/2008 Wem gehört das Meer? Die Schätze des Meeres waren zu allen Zeiten begehrt eine Chronik 1494 Papst Alexander VI. billigt die Aufteilung der Meere zwischen Portugal und Spanien, Vertrag von Tordesillas (Spanien) Hugo Grotius, niederländischer Theologe und Rechts gelehrter, begründet mit seinem Werk Mare Liberum den Grundsatz der Freiheit der Meere: Jeder darf überall Fischfang betreiben, die Seewege befahren, später dann auch Material deponieren und Kabel verlegen, ab 20. Jahrhundert die Meere frei überfliegen Der Jurist Cornelius van Bynkershoek misst das Recht der Meeresanrainer an der Reichweite einer Kanonenkugel, etwa drei Meilen*, und erfindet damit das Prinzip staatlicher Hoheitsgewässer Die Länder verlangen größere nationale Zonen mit ihren Fischbeständen und Rohstoffen. Auf einer ersten Konferenz in Den Haag berät der Völkerbund, einigt sich aber nicht Harry S. Truman, Präsident der USA, beansprucht unter dem Druck der nationalen Ölindustrie Exklusiv rechte auf dem US-Kontinentalsockel beginnt die Offshore-Ölförderung im Golf von Mexiko finden bereits Bohrungen in vier Kilometern Tiefe statt. Immer mehr marine Rohstoffe locken Investoren. Diamanten in Südafrika, Zinn in Indonesien, Kies für die Bauwirtschaft, Fischgründe: Die Meeres ressourcen scheinen so reichhaltig wie unerschöpflich Das erste Seerechtsabkommen in Genf ist als Teil des Völkerrechts eine Art Verfassung der Meere. Vier Konventionen regeln, was dort erlaubt und verboten ist, egal, ob es die Schifffahrt, den Fischfang oder den Tiefseebergbau betrifft: auf dem Kontinentalsockel (Küstenmeer bis 200 Meter Tiefe), in der Zwölf-Meilen*-Zone (Anschlusszone bis zu 24 Meilen* zulässig: Hoheitsgewässer), GRAFIK: DIETER DUNEKA FOTO: AP PHOTO/RTR Ein russisches Forschungs-U-Boot hisst in rund Metern Tiefe auf dem Meeresboden die Nationalflagge. Russland reklamiert die Arktis mit ihrem Reservoir an Bodenschätzen für sich Internationale Gewässer Kontinentalsockel Ausschließliche Wirtschaftszone 200 Seemeilen Anschlusszone max. 12 Seemeilen Küstengewässer 12 Seemeilen Grundlinie dient der Vermessung der Zonen Hoheitsgewässer max. 24 Seemeilen Festland Innere Gewässer 1 Seemeile = 1,852 km Keine einfachen Rechtsfragen: Das Seerecht kennt komplizierte Regelungen für die Frage, wer welche Ressourcen wo nutzen darf Fischerei in der ausschließlichen Wirtschaftszone (bis 200 Meilen*), und bestätigen die Freiheit der Meere in den sogenannten internationalen Gewässern außerhalb dieser Zonen Neue Technologien erschließen die Tiefsee. Die Rivalitäten um ihre Schätze wachsen. Die zweite Seerechtskonferenz endet ergebnislos Arvid Pardo, maltesischer Botschafter, bereitet in einer dreistündigen Rede vor den Vereinten Nationen den Weg für die heute geltenden Meeresgesetze: Die Freiheit der Meere führe zur Zerstörung von Ressourcen und Ökologie. Er reklamiert den Grundsatz des gemeinsamen Erbes der Menschheit als vorrangig Die Dritte Seerechts konferenz legt die Prinzipien fest: Die Schätze der Tiefsee sollen zum Nutzen der Menschheit verwaltet, die Umwelt bewahrt, das gemeinsame Erbe mit künftigen Generationen geteilt und friedlichen Zwecken vorbehalten werden. Niemand darf den Meeresboden für sich beanspruchen. Die Internationale Meeresbodenbehörde, International Seabed Authority (ISA), erhält die Aufsicht Das Seerechtsabkommen Unclos (United Nations Convention on the Law of the Sea) tritt in Kraft. Die ISA nimmt in Kingston, Jamaika, ihre Arbeit auf. Mitglieder sind (2007) 155 Länder mit allen Staaten der Europäischen Union, nicht aber die USA, die Türkei und Venezuela Der Wettlauf um den Nordpol, der bisher den internationalen Gewässern zugerechnet wird, beginnt. Ein russisches Forschungs-U-Boot setzt in rund Metern Tiefe auf dem Meeresboden die Nationalflagge. Russland reklamiert die Arktis mit ihrem Reservoir an Bodenschätzen für sich: Vermutet werden 25 Prozent der globalen Öl- und Gasvorräte, außerdem Zinn, Mangan, Diamanten, Nickel und Gold. Nach Artikel 76 von Unclos muss jedes Land innerhalb von zehn Jahren nach der Rati fizierung beweisen, dass sein Kontinental sockel bis in die internationalen Gewässer reicht Russland bis Anspruch erheben auch Kanada, Norwegen, Dänemark und die USA. * EINE NAUTISCHE MEILE = 1,852 KILOMETER

15 17 Sensible Fördertechnik gesucht Noch sind die Umweltschäden beim Tiefseebergbau nicht zu beherrschen TEXT CONSTANZE SANDERS VORSICHTIG wie mit einer Pinzette zupft der Greifarm des Minengerätes Knolle für Knolle aus dem Schlick, während die Maschine ohne Berührung mit dem Meeresboden durch die Finsternis gleitet. Pumpen spülen mit Wasserdruck die wertvollen Manganknollen auf Meter Tiefe zum ankernden Stationsschiff hinauf. So sieht in der Fantasie von Ingenieuren und Biologen internationaler Konzerne die Rohstoffförderung der Zukunft aus. Die Tiefsee-Rohstoffe sind begehrt: Fünf Kilogramm Manganknollen pro Quadratmeter gelten als wirtschaftlich für die Förderung. Rund einen Quadratkilometer Meeresboden müssten die Maschinen tagtäglich umpflügen, um Tonnen Erze zu schürfen. Noch gibt es aber keine Technik, den Tiefseeschatz zu heben. Erst recht nicht, wenn das Ökosystem der Tiefsee nicht nachhaltig beschädigt werden soll. Bisher ist nur Simulation möglich, sagt Tief seeexperte Gerd Schriever vom Biolab im schleswig-holsteinischen Hohen westedt über die Bemühungen der Techniker in aller Welt. Vom Stationsschiff ge schleppte Schürfbagger, wie in den 70er Jahren entworfen, laufen leicht aus dem Ruder, die Schädigungen des Meeresbodens sind enorm, testete ein japa nisches Team. Gravierend ist auch der Eingriff durch Eimerketten-Systeme, die zwischen zwei Schiffen fortwährend Manganknollen nach oben hieven. Druck- oder Pumpsysteme mit einem autonom getriebenen Raupenfahrzeug und flexiblen Förderschläuchen machen Hoffnung. Die Chinesen haben einen Sammler entworfen, der mit hydraulischem Antrieb die Knollen vom Boden saugt und in der Tiefe mit seiner Erzmühle bricht. ZUKUNFTSKONGRESS Auf verbesserte Messtechnik und sensible Steuerungen setzen auch deutsche Ingenieure. Wir wollen den Meeresboden berührungslos abernten, sagt Johannes Post von der Firma Hydromod in Hannover, die maritime Technik ent wickelt. Der Kollektor muss einen präzise bemessenen Abstand zum Grund einhalten. Auf dem Sammel schwimmer wird der Tiefseeschlamm von den Mangan knollen getrennt und samt seinen Mikro bewohnern wieder in die Tiefe entlassen. Die Wasser säule bleibt clean. Das ist das Ziel. Andere Techniker erwägen ein wanderndes System. Etwa 50 bis 60 Systeme könnten gleich zeitig arbeiten, sagt Schriever. Bei einem Quadratkilometer pro Einheit und Tag ergibt sich eine jährliche Abbaufläche in der Größe von Rheinland- Pfalz, die Tiefsee-Ebenen sind größer als alle Kontinente zusammen. Die Verhüttung der Rohstoffe an Land fällt in die Verantwortung der Küstenstaaten. Was passiert mit dem Abraum?, weist Experte Schriever allerdings auf ein weiteres Problem hin, denn von Tonnen Manganknollen bleiben 85 Prozent übrig. Bisher denkt noch keiner darüber nach, ob das giftig ist, sagt er. Anfang März 2008 treffen sich an der RWTH Aachen inter nationale und deutsche Forscher und Manager von Hightech-Schmieden und Bergbau konzernen mit Regierungsvertretern, um Zukunftstechnik für den Manganknollenabbau, cobaltreiche Krusten, Massiv sulfide und Methangashydrate zu diskutieren. So stellen sich Techniker den Abbau der Schätze in Meter Tiefe vor Eimerkettensystem: Von zwei Schiffen geschleppt, hievt eine Endloskette fortwährend Erzknollen nach oben Förder- und Transportschiff mit Förder strang, Pumpe und Kollektor mit Eigenantrieb Sanfter Sammler Soft Miner mit schwebendem Sammler, Förderstrang und Kabelverbindung zum Schiff m Abstand Transportschiff Förderplattform Transportschiff Förderplattform Förderstrang mit Pumpe Förderstrang mit Pumpe Trübewolken Trübewolke Manganknollen Meeresboden 300 Meter breite Schürfkette Trübewolke Manganknollen- Kollektor Manganknollen Meeresboden Trübewolke Manganknollen- Kollektor Manganknollen Meeresboden GRAFIK: DIETER DUNEKA

16 18 ERFORSCHEN TIEFSEE EVONIK-MAGAZIN 1/2008 QUELLE: HWWI HWWI-Index der Weltmarktpreise für Rohstoffe (US$-Basis) Gesamtindex Nahrungsmittel Industrierohstoffe Rohöl =100. Monatsdurchschnitte (der Durchschnitt für den letzten ausgewiesenen Monat ist unvollständig, solange der Monat nicht abgeschlossen ist). Stand: Stetig steigend Der HWWI- Rohstoffpreisindex des Hamburgischen Weltwirtschaftsinstituts ist Deutschlands wichtigster Preisindikator für die Weltmärkte und schließt alle wichti gen Import-Industrierohstoffe ein. > Fortsetzung von Seite 11 Bei Mangan knollen leben Krebse, Schwämme und Anemonen. Die Beschädigung des Meeresgrundes als Folge der direkten Arbeiten der Bergbaumaschinen ist praktisch unvermeidbar, stellt auch eine Studie der Univer sität Hannover fest. Die Bodensedimente werden zerwühlt, zerquetscht, umgelagert, Schwebstoffe in die Wasser säule aufgewirbelt. Sie stören das ökologische Gleichgewicht auch in den darüberliegenden Wasserschichten. Die Staubbelastung ist enorm, bestätigt Herzig. Erst nach Jahren kehrt Leben zurück, und der Meeresgrund wimmelt wieder vor Organismen. Ein Freibrief für Tiefsee bergbau ist das jedoch nicht, unterstreicht auch BGR- Forscher Michael Wiedicke-Hombach. Eine deutsche Kooperation aus BGR, ehemaliger Preussag, die längst von TUI abgelöst wurde, Metallgesellschaft und Salzgitter AG versuchte sich bereits 1975 zusammen mit Unternehmen aus Kanada, den USA und Japan auf dem pazifischen Meeresgrund. Nach der ersten Energiekrise fielen die Metallpreise. Viele Unternehmen, darunter auch die deutschen, gaben enttäuscht auf und hatten zu - sammen mehr als eine halbe Milliarde Dollar Forschungsbudgets in den Fluten versenkt. Doch inzwischen braucht die Konsumgesellschaft immer neue Edelmetalle. Ein Computer besteht aus mindestens 30 hochwertigen Metall- und Nichtmetall rohstoffen wie Indium. Das Metall wird knapp, denn es kann an nur wenigen Produktionsorten weltweit aus Zinkerz gewonnen werden. In den Manganknollen und Erzkrusten auf dem Tiefsee boden aber wäre Zink reichlich vorhanden. Oder das vielseitige Zirkon, ein nahezu diamanthartes Silikatmineral, das bisher etwa an den Stränden vor Australien oder Südafrika gewonnen wird. Das daraus gewonnene Zirconium dient dem Korrosions schutz von Pumpen, Rührern, Wärmetauschern, wird in Glühkathoden, aber auch in der Reaktortechnik als Hüllmantel für Kernbrenn stoffe eingesetzt. In den unterseeischen Erzkrusten steckt reichhaltiger Nachschub. EINE FRAGE DER KALKULATION Bis zu 1 Milliarde Tonnen Mangan knollen vermuten die BGR-Forscher auf ihrer Lizenzfläche im Pazifik. Ihr Wert richtet sich nach dem Tagespreis. Etwa ein Fünftel der Fläche müsste abgeerntet werden, damit sich der Aufwand rechnet, sagt BGR-Mann Wiedicke-Hombach. Japan, Australien, China testen Prototypen für den Manganknollenabbau: ferngesteuerte Schürfbagger, endlos laufende Eimerketten, Luft- und Wasserpumpen. Hauptproblem des Abbaues bleiben die Umweltschäden. Grundlagenforschung, neue Modelle und Messverfahren sind notwendig, um sie zukünftig zu vermeiden. Die Entscheidung für den Abbau der Rohstoffe in den Meerestiefen fällt bei der Ab wägung zwischen Förderkosten und Edelmetallpreisen. Steven Scott, Geologe an der Universität von Toronto (Kanada), schwebt eine ferngesteuerte Tiefseeversion des Kohlebergbaues an Land vor, die das Erz in Röhren zu Schiffen oder schwimmenden Plattformen hinaufbefördert. Auch an einen grabenden Ozeanroboter denkt er. Die Tiefseemaschine soll beides können: Manganknollen sammeln oder massive Erze aus dem Meeresboden herausbohren, hofft Scott. Ideen für die Gewinnung von festen Tiefseekrusten hat auch der Kieler Forscher Herzig: Moving Miner, wandernde Arbeitsschiffe für Technik, Bohrgerät, Bagger und Lager, ernten die Fundorte nacheinander ab. So eine Flotte kostet etwa 300 Millionen Euro, sagt er. Eine Landerschließung mit der erforderlichen Infrastruktur kann 1 Mil liarde kosten. Denn Tunnel, Schächte oder Zufahrtsstraßen sind im Meer überflüssig. Die Ablösung der Krusten in großer Tiefe ist zwar aufwendig, aber umweltfreundlicher als das Manganknollensammeln, denn das Vulkangestein entlässt keine Staubwolke. Allerdings: Erze in wirtschaftlich nutzbaren Mengen brauchen Jahrhunderte, bis sie sich wieder angehäuft haben. Tiefseeschätze sind nichterneuerbare Rohstoffe. Wenn es darum geht, neue Rohstoffquellen zu erschließen, ist China >

17 Vor 30 Jahren bei einer Expedition geborgen: Probe einer Manganriesenkruste FOTOS: BGR Auf der Suche nach neuer Abbau-Technologie Tiefe in m Cobaltreiche Kruste Cobaltreiche Kruste entsteht wie Manganknollen durch Ausfällungen des Wassers, ist aber fest mit dem Gestein des Meeres bodens verbunden und einen bis zehn Zentimeter dick. Das größte Potenzial lagert in 800 bis Metern Tiefe und enthält bis zu ein Prozent Cobalt (in kontinentalen Vorkommen maximal 0,2 Prozent). Weitere wertvolle Inhaltstoffe, vor allem für die Stahlerzeugung, sind Titan (Härtung), Cerium (Stabilisierung), Nickel (Veredelung) und Zirconium (gegen Korrosion). Um Menge und Gehalt zu erkunden, sind aufwendige Bohrungen und Grabungen in massiven Felsbetten in großen Meerestiefen nötig. Mangankruste

18 FOTO: IFM-GEOMAR, KIEL Brennendes Eis: Steigt die Temperatur und fällt der Druck, entweicht Methangas aus seinem Eiskäfig und brennt Wettrennen um die Rechte an den Tiefseeschätzen Tiefe in m Methanhydrate Gas- oder Methanhydrat liegt im Meeresboden ab einer Wassertiefe von 400 Metern oder in kontinentalen Dauerfrostböden (Permafrost), in denen auch Kleinlebewesen zu Hause sind. Die Verbindung aus Wasser und Methangas entstand in Millionen Jahren aus der Zersetzung von organischem Material bei niedrigen Temperaturen oder unter hohem Druck. Ein Kubikmeter festes Hydrat dehnt sich bei Wärme und bei nachlassendem Druck auf 164 Kubikmeter Gas aus. Permafrostboden

19 EVONIK-MAGAZIN 1/2008 TIEFSEE ERFORSCHEN 21 Die Wächter der Tiefsee Die Meeresbodenbehörde in Kingston (Jamaika) International Seabed Authority, ISA überwacht alles, was Staaten, Konzerne und Wissenschaftsbetriebe in der Tiefe vorhaben, und setzt Umweltstandards für die Biosphäre. Wer auf dem Grund der Ozeane forschen will, muss sich für US-Dollar ( Euro, Dezember 2007) eine Lizenz holen, jährlich Berichte schreiben und darf Technologien für den wirtschaftlichen Abbau der Rohstoffe entwickeln. Die neuen Erkenntnisse müssen mit den 155 ISA- Staaten (Stand Dezember 2007) geteilt werden. Seit 2000 gibt es den Tiefsee-Kodex über Schürf- und Abbaurechte von Manganknollen. Im Sommer 2007 standen Massivsulfide und Erzkrusten auf der Tagesordnung. Einige kritische Punkte fehlen noch, sagt Satya Nandan von den Fidschi-Inseln, seit 1996 Generalsekretär der ISA. Es geht um die Aufteilung der Flächen und die Abgaben an die Staatengemeinschaft. > nicht weit. Erst 2006 stellte die Chinese Academy fließt ab. Nur unter Druck und bei großer Methanhydratlager gepumpt, erklärt Herzig, of Engineering neue Kontrolltechnik vor, Module und Glaskabel für Unterwasserroboter. Die Volksrepublik investiert gezielt in den Kauf von Rohstoffquellen. China betreibt Prävention, sagt BGR-Experte Wiedicke-Hombach. Auch Japan und Indien forschen Kälte sind sie stabil, umschlossen von Dauerfrostböden (Permafrost) oder im Meeresboden ab 400 Metern Tiefe. Die weltweiten Ressourcen werden auf etwa 500 Billionen Kubik meter, mehr als die bereits bekannten Erdgasvorkommen, geschätzt. und drückt sie dabei heraus. Das Kohlen- dioxid bildet dann eine fest gefrorene Substanz und stabilisiert an Ort und Stelle den Untergrund. Der Energie rohstoff Erdgas aber wäre aus den Lagern heraus gelöst und könnte zur Förderung nach oben strömen. Das ist sicherer intensiv. Indien ist vor der eigenen und einfacher als an Land, fügt Herzig hinzu. Haustür mit den Vorarbeiten für den Manganknollenabbau HOFFNUNG UND RISIKO Seit zwölf Jahren schon nutzt die norwegische schon sehr weit. Spätestens Anfang 2009 macht sich die erste BGR-Schiffscrew aus Hannover auf den Weg, um bei Hawaii Proben zu fördern. Für die Testrechte hat die BGR Euro gezahlt, eine Art Bearbeitungsgebühr an die Meeresbodenbehörde, sagt Wiedicke- Hombach. Sie macht die Buchführung und eine externe Kontrolle. Sollte es zum Abbau der Knollen kommen, zahlen wir eine Tantieme. Einem Energielieferanten aus der Meerestiefe ist auch das Kieler IFM-Geomar- Institut auf der Spur. Kiel 6000, sein neuer Roboter, kann in sechs Kilometern Tiefe Bodenproben nehmen und soll schon in diesem Jahr vor der Pazifikküste Oregons (Nordamerika) nach Brennendem Eis suchen. Was nach James Bond klingt, ist in Wahrheit ein mächtiger Energiespeicher: Gashydrate sind vereiste Erdgasklumpen, die sich an einem brennenden Streichholz entzünden, wenn man sie aus dem Wasser holt. Dann verbrennt das gespeicherte Gas, und Wasser Für die Sicherung der Energie von morgen ist die Nutzung der Tiefsee zur Energiegewinnung, zum Beispiel aus Gashydraten, eine Herausforderung, sagt die SPD- Bundestagsabgeordnete Margrit Wetzel, im Ausschuss für Wirtschaft und Technologie für maritime Fragen zuständig. Das Problem: Methangashydrat stabilisiert als eisiger Kitt die Kontinentalhänge zwischen dem flachen, küstennahen Meeresboden (Schelf) und der Tiefsee. Wird der Kitt herausgelöst, könnte die Erde ins Rutschen geraten und dabei Flutwellen erzeugen. Zudem ist Methan ein starkes Treibhausgas und würde die CO 2 -Bilanz der Erde schwer belasten, falls es dabei unkontrolliert entwiche. Die Lösung sehen Forscher in Zusammenhang mit einem anderen Umwelt problem. Um den Klimakiller CO 2 nicht mehr in die Atmosphäre entweichen zu lassen, würden sie es gerne im Meeresboden deponieren und gegen den begehrten Energie rohstoff Gashydrat austauschen. Flüssiges CO 2 wird unter die Bohrinsel Sleipner im Nord atlantik eine vergleichbare Technik. Kurz vor dem Start ist die Technik in Verbindung mit der ersten Unterwasser- Förderanlage für Erdgas auf dem Snøhvit-Feld in der Barentssee. Nur 24 Jahre hat es gedauert von der Entdeckung der Felder auf dem norwegischen Kontinentalsockel bis zur Generalprobe in 300 Metern Tiefe. Ähnlich schnell könnte es gehen, bis der Meeresgrund unter dem Nordpol zugänglich wird. Seit August 2007 steht eine russische Flagge aus rostfreiem Titan dort in Metern Tiefe. Der Wettlauf um die Arktis und ihre Schätze hat begonnen. Dänemark, Kanada, Norwegen und die USA beanspruchen Hoheitsrechte, die großen Energie konzerne wollen Lizenzen, alle arbeiten fieberhaft an der Fördertechnik. Ende Mai 2008 treffen sich die fünf Supermächte der Arktis auf Einladung der Dänen im grönländischen Ilulissat, um zu beraten. Harte Verhandlungen stehen bevor, denn die Polarregion birgt eine wahre Schatzkammer an Industrierohstoffen. < FOTO: IAN R. MACDONALD

20 22 INFORMIEREN EVONIK-MAGAZIN 1/2008 Wechselkurse Starker Euro Der Euro ist 2007 gegenüber dem Dollar auf Höhenflug gegangen 1,50 1,45 Nur 2,08 INFOGRAFIKEN: REDAKTION 4 1,4 1,35 1, QUELLE: FINANZEN.NET Personen wohnten 2006 statistisch in einem deutschen Haushalt, 1991 waren es noch 2,27 Personen. In 23 Prozent der 39,8 Millionen Haushalte leben ausschließlich Menschen im Seniorenalter ab 65. QUELLE: STATISTISCHES BUNDESAMT Energieverbrauch Der weltweite Verbrauch von Primärenergie (Kohle, Erdöl, Erdgas, Kernkraft) steigt im Jahr 2006 auf ,5 Millionen Tonnen Öläquivalent 2,4 Prozent mehr als im Vorjahr. 80 Prozent des Verbrauchs basieren laut Deutscher Energie-Agentur (Dena) auf fossilen Energieträgern. Die Hälfte der Energie wird von einem Sechstel der Bevölkerung, den Industriestaaten, verbraucht. Die aufsteigenden Staaten Asiens gehören ebenfalls zu den Großverbrauchern

21 23 Bruttoinlandsprodukt Die fleißigen Deutschen Baugewerbe 4,1 % Handel, Gastgewerbe und Verkehr 17,8 % Öffentliche und private Dienstleister 21,9 % QUELLE: STATISTISCHES BUNDESAMT Mrd. Euro Land- und Forstwirtschaft, Fischerei 0,9 % Finanzierung, Vermietung und Unter nehmens - dienstleister 29,4 % Produzierendes Gewerbe 25,9 % Fast Milliarden Euro erwirtschafteten die Deutschen als Bruttoinlandsprodukt Das entspricht einer preisbereinigten Steigerung gegenüber dem Vorjahr von 2,5 Prozent. Im Jahr 2006 betrug die Steigerung zum Vorjahr 2,9 Prozent Konjunktur Skeptische Verbraucher Die Stimmung der Konsumenten in Deutschland schwankte ,5 QUELLE: GFK 4,9 4,3 4,5 5,7 7,4 *Prognose F M M J A S N D ,5 8,5 7,4 Konsumklimaindex in Punkten 6,7 4,8 4,4 * 4,5 Angaben in Millionen Tonnen Öläquivalent (Mtoe) 0 10 Mtoe Mtoe Mtoe Mtoe Mtoe Mtoe Mtoe Mtoe Mtoe Mtoe Mtoe Keine Angaben QUELLE: BP STATISTICAL REVIEW OF WORLD ENERGY FULL REPORT 2007, INTERNATIONAL ENERGY AGENCY KEY WORLD ENERGY STATISTICS 2007 Öläquivalent, oe Internationales Maß für den Brennwert verschiedener Energieträger (Erdgas, Kohle, Kern- oder Wasserkraft) gemessen an einer Menge Rohöl, hier 1 Million Tonnen 1 Mtoe = 41,9 Petajoule oder 11,6 Terawattstunden

22 24 GESTALTEN SEPARION EVONIK-MAGAZIN 1/2008 Ein Trio unter Spannung Andreas Gutsch, Gerhard Hörpel und Paul Roth sind die Erfinder der neuen Keramik SEPARION Kern der modernen Lithium-Ionen -Batterien für den Weltmarkt TEXT KLAUS JOPP WENN SEINE ZEIT und das Wetter es zulassen, verbringt er jeden Abend 15 Minuten auf einem Stuhl vor seinem Wohnwagen: Dort genießt er die Aussicht in die sächsische Landschaft notfalls im wärmenden Parka. Das Ritual ist fester Bestandteil des Lebens, auch wenn die Orte wechseln: Diese Zeitspanne ist mir extrem wichtig. Ich sortiere dann meine Gedanken, ordne die Geschehnisse des Tages und bereite mich auf die kommenden Dinge vor, sagt Dr. Andreas Gutsch. Der Geschäftsführer der Li-Tec Battery GmbH & Co. KG in Kamenz (Sachsen) ist ein praktischer veranlagter Mann, der dank des Lob vom Bundespräsidenten: Paul Roth, Andreas Gutsch und Gerhard Hörpel (v. l.) FOTO: DEUTSCHER ZUKUNFTSPREIS Wohnwagens kurze Wege zu seinem Arbeitsplatz hat. Dorthin hat ihn die Evonik Industries AG entsandt, für die er zuvor die bereichsübergreifende Forschungseinheit Creavis Technologies & Innovation in Marl geleitet hat. Ohne einen Moment zu zögern, hat er die Führung von rund 200 Wissenschaftlern bei der Creavis mit dem Abenteuer in der Provinz getauscht. Wir sind zu 100 Prozent von dieser Chance überzeugt. Damit wir das Batteriethema auch für die gesamte deutsche Wirtschaft gegen die starke Konkurrenz aus Fernost zum Laufen bringen, habe ich mich entschlossen, selbst die Verantwortung zu übernehmen, erklärt Gutsch. Am Abend des letzten Nikolaustages war allerdings keine Zeit für die blaue Stunde vor dem Wohnwagen. Da hatte Bundespräsident Dr. Horst Köhler zur Verleihung des Deutschen Zukunftspreises nach Berlin geladen und Dr. Andreas Gutsch war mit seinen beiden Mitstreitern, Dr. Gerhard Hörpel aus dem Science to Business Center Nanotronics von Evonik in Marl und Professor Paul Roth von der Universität Duisburg- Essen, als eines von vier Teams für diese höchstdotierte Auszeichnung im Bereich technischer Innovationen in Deutschland nominiert (Evonik-Magazin 4/2007). Was der Nikolaus für das Evonik-Dreigespann im Sack hatte, ist bekannt: eine Auszeichnung der Arbeit. Gewonnen hat ein > FOTO: SVEN DÖRING Nachdenken im Campingsessel: Vor seinem

23 Wohnwagen in Kamenz, den seine Kinder mit Affen-Motiven beklebt haben, erholt sich Dr. Andreas Gutsch vom Stress. Bald zieht er in eine alte Försterei um 25

24 26 GESTALTEN SEPARION EVONIK-MAGAZIN 1/2008 Kreativität für einen weltweiten Milliarden-Markt > Projekt für neuartige Leuchtdioden. Traurig sind die Protagonisten, die unter der Bezeichnung Nanoschicht mit Megaleistung angetreten waren, über den Ausgang überhaupt nicht: Das Interesse für unsere Entwicklung ist durch den Zukunftspreis enorm angewachsen, ein besseres Marketing könnten wir uns gar nicht vorstellen, schmunzelt Hörpel. Wir müssen nur aufpassen, dass wir bei dem Medienrummel und den vielen Gesprächen mit potenziellen Kunden noch zu unserer Arbeit kommen. Und davon gibt es noch jede Menge, bevor die ersten Hybridoder Elektrofahrzeuge mit den Batterien made by Evonik starten können. Im Gegensatz zum Kollegen Gutsch denkt Hörpel gerne, wenn er in Bewegung ist. Wenn sich der Kollege in Kamenz kontemplativ in den Sessel setzt, erkundet der leidenschaftliche Fahrradfahrer Hörpel gern Nachdenken beim Fahrradfahren: Dr. Gerhard Hörpel ist am liebsten in Bewegung, wenn er seinen Gedanken nachhängen will. Radtouren durchs Münsterland halten ihn nicht nur fit, sondern sind auch sein Brainstorming. Im Alltag setzt der erfahrene Wissenschaftler auf ein gutes Zusammenwirken im Team. Ein starke Mannschaft hat er in Sachen SEPARION um sich versammelt (Foto rechts):

25 27 auf dem Drahtesel das Münsterland gelegentlich auch auf einem Hightech-Rad, das bereits mit den modernen Energiespeichern ausgerüstet ist. EIN MILLIARDENMARKT Nanoschicht mit Megaleistung hinter dieser Überschrift verbirgt sich ein flexibler Separator, der von beiden Seiten eine poröse Schicht aus einer nanoskaligen Keramik trägt. Seine wichtigste Aufgabe ist die Trennung von Plus- und Minusseite in der Batterie, ansonsten würde es zum Kurzschluss kommen. Darüber hinaus muss der Separator durchlässig sein für die Lithium-Ionen. Das Bauteil, extrem dünn und so biegsam, dass man es problemlos auf Rollen wickeln kann, ist der Schlüssel für Lithium-Ionen- Batterien großer Leistungen, wie sie unter anderem für Autos oder Kraftwerke benötigt Dr. Andreas Schuch, Dr. Gerhard Hörpel, Rolf Terwonne (sitzend), Dr. Matthias Pascaly, Dr. Hans- Jürgen Wessely, Dr. Martin Schuster, Dr. Christian Hying, Friedmann Rex (sitzend), Dr. Volker Hennige (von links nach rechts) FOTOS: CATRIN MORITZ werden. Für die Zukunft ein Mega-Milliardenmarkt. Prognosen zufolge wird er von derzeit rund 1,4 Milliarden Euro bis 2015 auf 3,9 Milliarden Euro anwachsen. Energiespeicher sind sowohl im mobilen wie im stationären Bereich unverzichtbar, wenn es gilt, das Klimaproblem durch die verstärkte Nutzung regenerativer Energien in den Griff zu bekommen. Denn die Energie aus den regenerativen Quellen wie Sonne, Wind und Gezeiten fließt nicht kontinuierlich, sondern muss gespeichert werden, um sie nutzen zu können. Im sogenannten CCC-Markt, der für Handys (Cell Phones), tragbare Computer und Camcorder steht, haben die Powerpakete inzwischen einen Marktanteil von über 99 Prozent. Neuerdings finden sie auch in leistungsfähigen Elektrowerkzeugen Anwendung, die längere Zeit ohne Steckdose auskommen müssen. Die dafür benötigten Leistungen liegen unter zwei Amperestunden, für die Champions-League, das Automobil, braucht man aber über zehn Amperestunden. Für diese hohen Kapazitäten schafft SEPARION die Voraussetzungen, weil die Keramikmembran nicht zuletzt durch ihre Temperaturstabilität auch große Akkus sicherer, leistungsfähiger und langlebiger macht. Begonnen hat die Entwicklung von SEPARION bereits vor über zehn Jahren auf einem ganz anderen Gebiet. Damals haben wir in der Nähe von Enschede in den Niederlanden vollkeramische Membranen gemacht, Gülle filtriert und hinterher damit Kaffee gekocht, um die gute Wirkung der Wasserfiltration zu belegen, erinnert sich Hörpel. Doch das Material hatte die typischen Nachteile, die Keramik normalerweise mit sich bringt: Es war steif und leicht zerbrechlich, und deshalb war damit in der Anwendung kein Blumentopf zu gewinnen. An diesem Punkt kam eine Erfindung aus dem Saarland ins Spiel. Dr. Bernd Penth lernten wir auf einem der zahlreichen Membranworkshops kennen, so Gerhard Hörpel. Er stellte eine flexible keramische Membran auf Edelstahlgewebe vor, zur Wasserfiltration. Unter der Leitung von Professor Michael Dröscher, heute Chef des Innovationsmanagements, wurde diese Technologie für Creavis akquiriert. Zusammen mit der Kompetenz der Evonik Degussa GmbH im Bereich Partikeltechnologie und insbesondere Nanotechnologie, die zusammen mit Professor Paul Roth weiterentwickelt wurde, wurde fortan die Strategie verfolgt, die ursprünglichen Wasserfilter so lange immer dünner zu machen, bis sie als flexible Folie einsetzbar waren. Es war ein langer und mühsamer Weg. Dass er letztlich zu dem glücklichen Ende führte, liegt an den Beteiligten und ihrem Engagement für ihre Ziele. Gerhard Hörpel erschreckte schon als Kind seine Umgebung beim kreativen Umgang mit dem Chemiebaukasten im Keller seines Elternhauses bei Bad Kreuznach. Gutsch hingegen schwankte zunächst zwischen den Berufswünschen Lokführer, Flugkapitän oder durch die Herkunft der Mutter geprägt Landwirt. Wegen seiner schwachen Rechtschreibleistungen in der Schule tröstete ihn seine >

26 28 GESTALTEN SEPARION EVONIK-MAGAZIN 1/2008 Energiespeicher der Zukunft Heute Herkömmliche Lithium- Ionen-Batterien mit Leistungen von 3 Wh 3 Wh *Litharion *Separion Morgen Durch Evonik-Zutaten deutlich erhöhte Batterieleistungen LiTec 150 Wh MOBILE ELEKTRIZITÄTSSPEICHER Voraussetzung für Hybridautos ist die Leistung von 1 kwh pro Batterie LiTec 1 KWh Einsatz in Hybridautos mit gemischtem Elektro- und Verbrennungsantrieb SEPARION und LITHARION Die Keramikmembran SEPARION und neuartige Elektrodenmaterialien (LITHARION) erlauben den Bau von Batterien mit wesentlich besseren Leistungen bis zu 1 kwh Übermorgen Große Lithium-Ionen-Batterien als Netzpuffer Regenerative Energien Eine große Anzahl von Elektroautos bezieht Strom aus dem Netz oder speist ihn bei großem Bedarf ins Netz zurück Kleine Lithium-Ionen- Batterien beherrschen schon heute den Markt der Handys, Laptops und Camcorder Regenerative, unstetig anfallende Energien aus Wind, Sonne und Biomasse STATIONÄRE ELEKTRIZITÄTSSPEICHER LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec KWh LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec LiTec Eine größere Anzahl von Batterien werden zu kleinen Kraftwerken zusammengefasst Reines Elektroauto V2G (Vehicle to Grid) Heute bedienen die Lithium-Ionen-Batterien als kleine Systeme noch überwiegend den Markt der Handys, Laptops und Camcorder. Dank der Evonik-Technologie können die Powerpakete künftig auch in deutlich größeren Einheiten sicher betrieben werden. Das eröffnet Chancen zunächst in Hybrid-und Elektroautos sowie in stationären Anwendungen, die Solar- und Windenergie speichern LiTec 10 KWh Die Leistung der Batterien ist nochmals um den Faktor 10 erhöht INFOGRAFIK: REDAKTION 4, QUELLE: EVONIK INDUSTRIES