Rohstoffwende. Nachwachsende Rohstoffe im Aufwind?

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1 Rohstoffwende Nachwachsende Rohstoffe im Aufwind? Dipl.-Phys. Michael Carus GF der nova-institut GmbH, Hürth Version 07-03

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3 Rohstoff- und Energiewende Übergang der Rohstoff- und Energieversorgung von fossilen zu nachwachsenden Rohstoffen. Endliche Vorräte an fossilen Rohstoffen und Energieträgern - erste Engpässe spürbar. Anhaltend stark wachsende Nachfrage - vor allem aus Asien. Fehlende Produktionskapazitäten, vor allem für die Deckung der Energienachfrage - allein beim Erdöl sind ca. 500 Mrd. Investitionen in den nächsten 10 Jahren notwendig; wer investiert? Seit drei Jahren kontinuierlich steigende Preise für fossile Rohstoffe und Energieträger. Verschnaufspause Ende 2006, erneuter starker Anstieg ab Mitte 2007.

4 Erdöl: Vorräte

5 Erdöl & PP: Preise

6 Was beeinflusst den Ölpreis? Angebot <-> Nachfrage, aktuell und erwartete Höhe der Lagervorräte bei den Abnehmern Preise von neuen Langzeitkontrakten Neufunde Wirtschaftspolitische Stabilität und Aussichten Offizielle Erdölexperten unterschätzen in Ihren Prognosen seit über 10 Jahre systematisch den Ölpreis.

7 Entwicklung der globalen Rohstoffpreise

8 Rohstoffwende Mittel- bis langfristig ohne Alternative! Quellen für Roh- und Werkstoffe Nachwachsende Rohstoffe Lipide (Fette & Öle) Mineralische Rohstoffe Kohlenhydrate Industrieminerale (nichtmetallische, Steine und Erden ): Diamant, Grafit, Glas, Talkum, Silizium Metallische Rohstoffe: Eisenerz, Nichteisen-Metalle, Edel- und Legierungsmetalle Proteine Zucker Stärke Cellulose Chitin Fossile Energieträger: Kohle, Erdöl und Erdgas Makromoleküle wie z.b. Lignin, Kautschuk

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10 Rohstoffwende in Deutschland material change in Germany Nachwachsende Rohstoffe: Stoffliche Nutzung Klebstoffe, Verpackungen, Catering, Geo! und Bindemittel, Additive Agrartextilien u.v.a.m. Lederfettungsmittel Sägekettenöl Additive zur Bindemittel für Papierherstellung Holzwerkstoffe Kosmetika und Hautpflegemittel Pharmaindustrie Schmieröladditive Technische Öle Betriebsstoffe Bio!Schmierstoffe, Hydrauliköle Chemische Grundstoffe Chemische Grundstoffe Wasch! und Reinigungsmittel Tenside Bio!Kunststoffe Reinigungsmittel Abbindeverzögerer, Einschalungsmittel Bauchemie Düngemittel, Herbizide, sonstige Landwirtschaft Tenside Textilhilfsmittel Stabilisatoren, Flockungsmittel, Enthärter, Aktivatoren Zucker! rüben Raps Naturfarben und Lacke Chemische Grundstoffe (Oleochemie) Chemische Grundstoffe Sonnenblumen Organische Säuren Weizen Schnittholz, Schwellen, Masten, Furnier (Holzhalbwaren) Bau und Möbel Chemische Industrie Arznei! pflanzen Nutzwald Plattenwerkstoffe (Spanplatte, MDF, Sperrholz, Leichtbauplatten) Hanf Enzyme Getreide Heilmittel, Arzneimittel Pflanzenschutzmittel Automobile Wood!Plastic! Composites Bauchemie Farbstoffe Verbundwerkstoffe Technische Garne, Netze, Seile Verpackungsmittel Bekleidung, Heimtextilien Zellstoff und Papier Zeitungen und Bücher Spezialpapiere, Banknoten Pflanztöpfe, Vegetationsmatten, Anzucht!Vliese Hygieneartikel Tiereinstreu Dämmstoffe Produktionsmenge innerhalb der Rohstoffgruppe: sehr groß groß mittel klein große Importe Bilder: FNR, nova Originalversion für NRW wurde im Auftrag der Effizienz!Agentur NRW entwickelt Original version for NRW commissioned by Effizient!Agentur NRW

11 Rohstoffwende Nachwachsende Rohstoffe sind schon heute die wichtigsten Roh- und Werkstoffe Nawaro (Holz + andere) Stahl Kunststoffe Mengen weltweit in Mio. Tonnen (ohne energetische Nutzung) Quelle: FAO / nova-institut 2006

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13 Rohstoffwende Industriepflanzenanbau zur stofflichen Nutzung in Deutschland (ohne Energie!) in ha Naturfasern Öl Protein Zucker Stärke Spezielles Holz (stofflich): 10,3 Mio. ha - Industriepflanzen (stofflich): ha (2005); Verhältnis Stofflich - Energetisch: Holz (68% - 32%), NaWaRo ohne Holz (20% - 80%), NaWaRo mit Holz (65% - 35%)

14 Grundsätzlich verschiedene Wege, nachwachsende Rohstoffe stofflich zu nutzen Vollständige Nutzung der Synthese- Vorleistung der Natur, kurze Prozessketten und hohe regionale Wertschöpfung Beispiele: Holz, Naturfasern, Pflanzenöle, Naturkautschuk >95% Reststoffe <5% Nutzung der Synthese-Vorleistung der Natur in Form von Bausteinen Verfahren: Klassische Chemie und Industrielle Biotechnologie Beispiele: Cellulose, Biokunststoffe wie PLA und PHB Keine Nutzung der Synthese-Vorleistung der Natur, Aufspaltung in kurze C-Ketten Verfahren: Bioraffinerie extrem - Biomasse-C als Input für bestehende Raffinerie-Prozessketten 0% - die Zukunft? Weitere neue Wege Plant Factory - Gentechnisch modifizierte Pflanzen -> z.b. PHA, PHB Gentechnisch veränderte Mikroorganismen -> z.b. Bioethanol oder Biokunststoffe Synthetische Biologie ( Zellfabriken )

15 Rohstoffwende schon heute in tausenden Produktlinien! - einige Beispiele, vier näher betrachtet - Verpackungsbereich: Karton und Pappe (sowie Biokunststoffe) weiten ihren Marktanteil zunehmend auf Kosten von Kunststoffen aus. Der Absatz von Wellpappe im Verpackungsbereich steigt pro Jahr mit ca. 5% (gegenüber ca. 3% Weltwirtschaftswachstum). Verpackungsbereich: Jutesäcke erobern zunehmend Marktanteile gegenüber gewebten PP-Säcken zurück. Papierherstellung: Stärke verdrängt synthetisches Latex bei der Papierherstellung (1 Mio. t in der EU). Kautschuk: Synthetischer Kautschuk verliert rasant Marktanteile an Naturkautschuk und ist kaum noch konkurrenzfähig. Autositze: Kokosfasern & Naturlatex ziehen gleich mit PUR-Schäumen. Flockungsmittel: Modifizierte Stärke verdrängt Polyacrylate. Biotechnologie: In der industriellen ( weißen ) Biotechnologie ersetzen Stärke und Zucker als Rohstoffe zunehmend die klassische Chemie mit Erdöl und Erdgas als Eingangsmaterial.

16 Comeback der Jutesäcke Nachdem Jute-Verpackungssäcke - für z.b. Reis oder Zucker - über die letzten Jahrzehnte aus Preisgründen kontinuierlich von gewebten PP- Säcken substituiert wurden, liegen die Preise heute gleichauf. Seit letztem Jahr gewinnen Jutesäcke Marktanteile zurück. (Quelle: FAO 2005)

17 Comeback des Naturkautschuks Tonnen Die Produktion von Naturkautschuk war noch nie so hoch wie heute (2006: 9 Mio. t) und kann dennoch nicht die Nachfrage befriedigen. Aufbau neuer Plantagen dauert bis zur ersten Ernte 6-7 Jahre & Flächenkonkurrenz mit Palmöl-Plantagen. Der Marktanteil von Naturkautschuk ist nach Jahrzehnte-langem Rückgang in den letzten Jahren rapide gestiegen und liegt heute wieder auf dem Niveau von 1964 (30% -> 42,3%)! Die weltweite Reifenindustrie steigerte in 2005 den Einsatz von Naturkautschuk von 39 auf 42% - und hätte den Anteil gerne noch stärker gesteigert. Die synthetischen Alternativen (Styrene Butadiene Rubber & Polyisopren) leiden unter hohen Ölpreisen und begrenzten Kapazitäten. Preiskarussel: Nachdem Jahrzehnte-lang synth. Kautschuk preiswerter gewesen war, lag der Preis von Naturkautschuk Ende 2005 nur noch bei ca. 84% von synth. Kautschuk - nach den aktuellen Preissteigerungen bei Naturkautschuk liegen beide wieder gleichauf.

18 Autositzpolster aus Kokosfasern und Naturlatex Rücksubstitution dank erhöhter Prozessautomatisierung und hohen Erdöl preisen:... FaserTec ist bereits preislich mit dem Schaumstoff gleichgezogen - durch die kontinuierliche Verteuerung und Verknappung von Rohöl, das als Grundstoff für die PUR-Fertigung auch den Preis der Schaumpolster beeinflusst, könnten FaserTec-Produkte eines Tages sogar preiswerter werden als die Schaumstoffpolster. Quelle: Klusmeier, W. (Johnson Controls GmbH), in: Technische Textilien 1/2006.

19 Nutzung nachwachsender Rohstoffe in der Chemischen Industrie Deutschland ,00 11,25 7,50 3,75 Anteil in % Rohstoffe 2005 in Tonnen Fette und Öle Cellulose Zucker Die Chemische Industrie hat bereits Sorge, nicht genug Nawaro für die stoffliche Nutzung zu bekommen - Marktverzerrung durch Subvention des Energiebereichs. Stärke Proteine Sonstige Summe Quellen: meó, VCI, FNR

20 Industrielle ( weiße ) Biotechnologie, Green Chemistry und Nachwachsende Rohstoffe HEUTE Biotechnologie 40 Mrd. weltweit + 10% pro Jahr Biotechnologie Fermentation Biokatalyse (Enzyme) Klassische Chemie + 2-3% pro Jahr Verfahren Klassische Chemie Hoher Energieeinsatz (Druck & Temperatur) Rohstoffe Fossile Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe Stärke, Zucker, Cellulose...

21 Industrielle ( weiße ) Biotechnologie, Green Chemistry und Nachwachsende Rohstoffe 2015 Biotechnologie Mrd. weltweit Biotechnologie Fermentation Biokatalyse (Enzyme) Klassische Chemie Verfahren Klassische Chemie Hoher Energieeinsatz (Druck & Temperatur) Rohstoffe Fossile Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe Stärke, Zucker, Cellulose...

22 Neue grüne Werkstoffe In den letzten 25 Jahren wurde eine Vielzahl an neuen Werkstoffen entwickelt: Biokunststoffe, Naturfaser-verstärkte Kunststoffe und Wood-Plastic-Composites. Sie werden bereits heute in der deutschen Automobil- und Bauindustrie mit fast t/jahr eingesetzt - Tendenz steigend.

23 Lebensmittel, Getränke und Nachwachsende Rohstoffe

24 Rohstoffe werden nie mehr preiswert - ob mineralisch, fossil oder nachwachsend. - Einige Beispiele - Quelle: Weltbank

25 Agrarrohstoffe sind anders als mineralische und fossile Rohstoffe Quelle: FTD 2007

26 Arabisches Sprichwort Wer die Zukunft richtig voraussagt, ist nicht weise, sondern hat Glück.