Ressourceneffizienz durch Carbon, Graphit und Carbonfaser- Verbundwerkstoffe

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1 Ressourceneffizienz durch Carbon, Graphit und Carbonfaser- Verbundwerkstoffe Dr. Reinhard Janta SGL CARBON GmbH, Meitingen SGL Group Unternehmensprofil Einer der weltweit größten Hersteller von Produkten aus Kohlenstoff mit umfassendem Portfolio von Carbon- und Graphitprodukten bis zu Carbonfasern und Verbundwerkstoffen Mehr als 40 Produktionsstandorte weltweit 1,2 Mrd. Umsatz in 2009 Head Office in Wiesbaden Rund Mitarbeiter weltweit MDAX notiert Flächendeckendes Servicenetz in über 100 Ländern 2 1

2 SGL Group Broad Base Kernkompetenzen Umfassendes Portfolio Globale Präsenz Hochtemperaturtechnologie Know-how für Werkstoffe Engineering Anwendungstechnik Grobkorngraphit Feinkorngraphit Expandierter Naturgraphit Carbonfasern und Verbundwerkstoffe Annähernd Mitarbeiter weltweit Mehr als 40 Produktionsstandorte Globales Netzwerk Nah bei unseren Kunden 3 SGL Group Fundamentaltrends bieten Wachstumschancen Fundamentaltrends 6 C Einzigartige Materialeigenschaften Ressourcenbedarf Substitution & Innovation Alternative Energien Best-in-class Carbon und Graphitprodukte Industrien Elektrostahl Aluminium Automobil Luftfahrt Solar Wind Geschäftsfelder Geschäftsbereiche Base Materials Performance Products (PP) Advanced Materials Graphite Materials & Systems (GMS) Carbon Fibers & Composites (CFC) Advanced Material 4 2

3 SGL Group Carbon-basierte Produkte bieten nachhaltige Lösungen zur Ressourcenschonung Mio. * Luftfahrt Automobil 740 Mio. * 11 % 22 % Leichtbau Alternative Energien Wind Solar 67 % Altmetallverwertung Energieeffizienz 60 % des Konzernumsatzes Batterien Automobil Kühlsysteme *Basis: Umsätze Unser Werkstoff Carbon besitzt einzigartige Eigenschaften 6 C 12,01 Synthetischer Carbon & Graphit Naturgraphit Carbonfaser hitzebeständig elektrisch leitfähig korrosionsbeständig umweltverträglich wärmeleitfähig dicht Energie speichernd leicht fest steif 6 3

4 Unser Werkstoff Carbon besitzt einzigartige Eigenschaften Dichte (kg/l) Kein Material ist leichter 7,9 2,7 1,6 Stahl Aluminium CFK 2,5 Spezifische Festigkeit 2,0 [GPa / g/cm³] oder fester und steifer 1,5 1,0 0,5 Aramidfaser Glassfasern Holz Alulegierung Stahl Carbonfaserverbundwerkstoffe HT HM Spezifische Modulus [GPa / g/cm³] Andere Keramiken würden brechen oder versagen bei Temperaturen > C 7 Unser Werkstoff Einsatzgebiete: Beispiel Graphit Spezialgraphit- Rezepturen für Lithium-Ionen Batterien Graphit-komponenten für die Solarenergie Spezialgraphite für die Halbleiter-Industrie Graphitteile für die Solar-/LED-Produktion Eigenschaften: hitzebeständig bis 3.000º C, strom- und wärmeleitfähig, korrosionsbeständig 8 4

5 Unser Werkstoff Einsatzgebiete: Beispiel Carbonfaser- und Carbonfaserverbundwerkstoffe Stufen PAN Precursor CF Gewebe Gelege Preforms Prepregs CFK CFC C/SiC Technologien Polymerchemie Hochtemp.- technologie Textiltechnologie Engineering Komponenten Produktion Anwendungen Materialien SGL Group Kernkompetenzen Fertigbauteile JV mit OEM / Tier-I-Zulieferer Wind Industrie Automobil Luft- und Raumfahrt Verteidigung Sport Luftfahrt/ F1 Bremsen Hochtemperaturöfen Chemie Halbleiter Autobremsen Panzerung 9 Ressourceneffizienz Beispiel: Automobiler Leichtbau Carbonfaser-Verbundwerkstoffe reduzieren das Gewicht erhöhen die Sicherheit senken Emissionen und schonen Ressourcen SGL ist in folgenden Joint Ventures vertreten 1. mit BMW Group zur Produktion von Carbonfasern und Gewebestrukturen 2. mit Benteler Automobiltechnik zur Entwicklung von Leichtbau-Komponenten aus Carbonfaser-Verbundwerkstoffen 3. mit Brembo im Bereich Carbon-Keramik Bremsscheiben 10 5

6 Ressourceneffizienz Beispiel: Elektromobilität Carbon- und Graphit-Anodenmaterialien für Lithium-Ionen Batterien (LIB) Lithium-Ionen Batterien (LIB) sind die Schlüsseltechnologie für eine breite Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen Carbon- und Graphit-Anodenmaterialien sind Stand der Technik und stellen mit Gew.% eine wesentliche Komponente von LIB dar Die SGL Group ist seit Jahren ein wichtiger Spieler im Bereich Anodenmaterial für LIB Speicherung/Nutzung regenerativ erzeugter Energie schont Ressourcen und führt zu weniger CO 2 -Emissionen 11 Ressourceneffizienz Beispiel: Luftfahrt Komponenten aus Carbonfaser-Verbundwerkstoffen Substitution herkömmlicher Materialien (Aluminium und Magnesium) Bei neuen Flugzeuggenerationen liegt der Carbon Composites-Anteil bei 50 % und mehr Tochterunternehmen Hitco ist etablierter Tier-II-Lieferant für die Luftfahrtindustrie Hitco beliefert kommerzielle Luftfahrtprogramme (z. B. Boeing 767 und 787 Dreamliner ) sowie militärische Programme (z.b. F-35 Joint Strike Fighter ) Substitution herkömmlicher Materialien führt zu deutlichen Gewichtseinsparungen und damit zu geringerem Energieverbrauch 12 6

7 Ressourceneffizienz Beispiel: Windenergie Carbonfasern und Prepregs für Rotorblätter von Windkraftanlagen Gewichtsreduktion führt zu höherer Leistung und besserem dynamischen Verhalten Bestimmte Innovationen wie z.b. die individuelle Blattwinkelregelung können nur durch den Einsatz von Carbonfasern erreicht werden Insbesondere interessant für große Offshore-Windparks (Blattlängen von über 60m) Nutzung von Windenergie führt zur Schonung natürlicher Ressourcen und zur CO 2 -Reduktion 13 Carbon, Graphit und Carbonfasern & Verbundwerkstoffe Herausforderung für Deutschland, Bayern und Schwaben Die Region verfügt über beste Voraussetzungen und kann eine führende Rolle einnehmen Starke industrielle Basis Hohe Dichte an technologisch führenden Konzernen und mittelständischen Unternehmen verschiedener Branchen, die insbesondere in der Faserverbundtechnologie engagiert sind (>150) Qualifizierte Ingenieur- und Facharbeiterbasis Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau, Windenergie, Automotive, Verteidigung, etc. Vorbildliche Infrastruktur an Hochschulen Universitäten (TUM, Uni Stuttgart, Uni Augsburg, Uni Karlsruhe) und wissenschaftliche Forschungseinrichtungen (DLR, Fraunhofer, etc.) Bündelung der Kräfte Regionale Politik, Wissenschaft und Industrie haben sich bereits im CCeV (Südschiene in Bayern und Baden-Württemberg) organisiert 14 7

8 Carbon, Graphit und Carbonfasern & Verbundwerkstoffe Herausforderungen für Deutschland, Bayern und Schwaben Die hohen Energiekosten bei der Materialherstellung sind derzeit ein Standortnachteil für im internationalen Wettbewerb stehende Unternehmen Carbon- und Carbonfasertechnologien sind Hochtemperaturtechnologien Temperaturen von Grad, bei Carbonfasern bis zu Grad Energiekostenanteil ist bei Carbon und Graphit rund 1/4, bei Carbonfasern (inkl. Precursor) rund 1/3!* Es gibt derzeit keine international wettbewerbsfähigen Energie- (Strom)kosten in Deutschland Lohnkosten, d. h. höhere Personalkosten können durch höhere Produktivität kompensiert werden Hohe Steuern und Gebühren in Deutschland und Europa belasten die Energiepreise für Industriestrom Der CO 2 -Emssionshandel bringt weitere Belastungen mit sich 15 *bezogen auf Gesamtkosten der Carbonfaser Ausblick Die Rolle von Carbon in den Herausforderungen von morgen Luftfahrt / Verteidigung Elektromobilität Windenergie Mobile Endgeräte Bauwirtschaft Marine 16 8

9 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 9