Ressourceneffizienz bei Technologiemetallen ein Kernthema für ein Materialtechnologieunternehmen

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1 Ressourceneffizienz bei Technologiemetallen ein Kernthema für ein Materialtechnologieunternehmen PIUS Länderkonferenz Se Te Dr. Ralf Zuber, Umicore AG & Co KG, Hanau In Co

2 Umicore Business Approach Wir stellen High-Tech-Materialien aus Metallen her Wir nutzen Anwendungs-Knowhow und schaffen maßgeschneiderte Lösungen in Zusammenarbeit mit unserern Kunden Wir schließen Materialkreisläufe und sichern die Versorgung durch Recycling von Produktionsabfällen und end-of-life - Materialien Wir haben das Ziel die Umweltbelastung durch uns zu reduzieren und gute Arbeitgeber und Nachbarn sein Metals Application know-how Chemistry material Material science solutions Metallurgy Recycling Material solutions Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

3 Heute steht Umicore für Jedes 3. Fahrzeug weltweit fährt mit einem Katalysator von Umicore Schlüssel-Werkstoffe für wiederaufladbare Batterien z.b. für über 25% aller Mobiltelefone und Notebooks, die weltweit verkauft werden Halbleitersubstrate für mehr als 50% aller in den letzten 2 Jahren hergestellten Satellitensolar-Paneele Weltmarktführer beim Recycling von Edel- und Sondermetallen aus komplexen Materialien (z.b. Leiterplatten, Katalysatoren) Edelmetallbasierte Hi-Tech Materialien für Schmuck, Industrie, Chemie und Platin-Produkte. Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

4 Umicore ein Materialtechnologie Unternehmen Ø 50% unseres Metallbedarfs aus Recycling Top 10 ranking in global index companies (Jan. 2014) Mitarbeiter in ~ 80 industriellen Standorten weltweit, Umsatz 2013 : 9,8 Mrd (2.4 Mrd ohne EM) Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

5 Ressourcenverfügbarkeit - allgemeine Situation Allgemeine Trends: Moderne Produkte mit immer größerer und vielfältiger Leistungsfähigkeit Informations- und Kommunikationstechnik, Umwelt- und Energietechnologien erfordern den Einsatz einer steigenden Vielfalt von High-Tech-Metallen Unterhaltungselektronik basiert auf Produkten mit einer Vielzahl von High-Tech-Metallen mit kurzen Produktlebenszyklen und einem Trend zur Wertstoffdissipation über Massenprodukte Globale Ströme von Neu- und Altprodukten Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

6 Beispiel Auto Evolution der Mobilität Mobility 1900s Power 1920s Metals* Fe Pb Cu Cr Al Zn Pt Pd Style 1950s Clean air 1980s + steel alloys & decoration + catalyst Intelligence 2000s > electronics + aux. electric motors + lightweighting Low carbon + NiMH/Li-Ion battery + FC stacks + e-drives Rh Ce La Au Ag Sb Sn Ge In Ga Nd Pr Sm Tb Dy Mg Li Co Ni Ru *list only indicative Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

7 & wachsende Beispiel Elektronik: Verkaufsboom Funktionalität treibt Nachfrage nach (Technologie) Metallen Million units Annual global sales of mobile phones Source: after Gartner statistics ( kumulierte globale Verkäufe bis 2010 ~ 10 Mrd. Stück forecast 470 Smart Phones Treiber: Wachsende Weltbevölkerung (Asien!) Wachsender Wohlstand Technologieentwicklung & Produkt Performance nächste Welle: Tablet Computer Achzet et al., Materials critical to the energy industry, Augsburg, 2011 Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

8 Niedrige Recyclingraten für viele Technologiemetalle (über gesamte End-of-Life-Kette) Elektroaltgeräte: Recyclingraten Edelmetalle < 15% End-of-Life recycling rates for metals in metallic applications UNEP (2011) Recycling Rates of Metals A Status Report, A Report of the Working Group on the Global Flows to the International Resource Panel. New report (April 2013): Metal Recycling: Opportunities, Limits, Infrastructure Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

9 Erhöhung der Ressourceneffizienz im Produkt Beispiel: Platin-Elektrokatalysatoren für Brennstoffzellen Reduzierung des Platineinsatzes pro kw Leistung von 1 g/kw auf < 0,2 g/kw. (Ziel: Kostenreduktion) Wichtig: Dauerstabilität und Robustheit müssen ebenfalls beibehalten werden. BMBF Fördermaßnahme MatRessource - Projektbeispiele: RAVE K Reduzierung des Silbereinsatzes für Schaltkontakte um 40% REFFKAT Reduzierung des Gehalts von PGM in Autoabgaskatalysatoren auf 50% und Cer auf 30% des heutigen Stands der Technik Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

10 REFFKAT Entwicklung von ressourceneffizienten Abgaskatalysatoren mit deutlich reduziertem Gehalt an Edelmetall und Seltenerdmetall (FKZ: 03X3563) Partner: Umicore, KIT und TU Darmstadt Start: Dauer: 3 Jahre Koordinator: Dr. Martin Votsmeier Umicore Hanau Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

11 Automotive Exhaust Catalyst CO C x H y NO, NO 2 Soot CO 2 H 2 O N 2 Addressierter AAK Typ: Katalysatoren (=Reaktoren) Drei-Wege-Katalysator Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

12 Rohstoff-Einsatz für Drei-Wege-Katalysatoren Masse in kg % der Wert in Mio. Weltproduktion(2012) Palladium Rhodium Cer ,7 Projektziel: Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Drei-Wege- Katalysatoren mit einem deutlich reduzierten Edelmetall- und Cer- Gehalt. Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

13 1 mm 10 nm 10 mm Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

14 Substitution Grundsätzlich: Knappe Technologiemetalle durch besser zugängliche Metalle ersetzen. Ein Ersatz von einem knappen Metall durch ein anderes bringt wenig Schwierig für High-Tech Anwendungen auf Basis spezieller Werkstoffeigenschaften Erfordert oft kostenintensive Prozessumstellungen Kann Engpässe & Preissprünge beim Substitut bewirken Auswirkungen auf technische Recyclingfähigkeit des Produkts berücksichtigen Kann späteres Recycling ausschließen, wenn Produkt seinen Wertgehalt verliert. Priorisierung: Substitution vor allem dort wo Recycling nicht funktioniert, z.b. bei dissipativen Anwendungen kritischer Metalle Substitution hat immer weitere Folgen (anderes Verfahren notwendig, andere Produkteigenschaften), die berücksichtigt werden müssen. Recyclingpotentiale oft leichter realisierbar als Substitution (z.b. PGM in Autokats) Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

15 Substitution Beispiel????? BlueBraze = Hartlot für Wärmetechnik (Kühler, Wärmetauscher): Ersatz von 10% Ag durch Mn etwas Si Löttemperatur bleibt gleich Kosteneinsparung: 10-20% Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

16 BlueBraze kurz zusammengefaßt: Ag - Gehalt um 10 Gew.% reduziert Vergleichbare Liquidus-Temperatur wie Standard - Hartlote Haftfestigkeit der gelöteten Verbindung vergleichbar mit Standardhartlot Korrosion: Open Circuit Potential sogar etwas höher als reines Kupfer und Standard - Hartlote Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

17 Fazit / Zusammenfassung Ressourceneffizienz ist eines der wichtigsten Themen für Umicore Mit der Closing the loop Philosophie bietet Umicore einen zeitgemäßen und wirtschaftlich interessanten Service an.en Die Reduzierung des Einsatzes teurer HighTech-Metalle ist wichtig für Umicore, um dem Forderungen der Kunden nach Kostenreduzierung zu entsprechen. Substitution kann ein sinnvoller Ansatz zur Reduzierung von Engpässen sein, hat i.d.r aber lange Vorlaufzeiten. Umicore ist der größte Recycler von Edelmetallen weltweit und gewinnt mehr als 20 Edel- und Sondermetalle aus E-Schrott, Prozessabfällen, Katalysatoren, Li-Ionen Akkus etc. Recycling, Materialeffizienz & Substitution als komplementäre Ansätze verfolgen. Dr. Ralf Zuber PIUS Länderkonferenz 2014,

18 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: Dr. Ralf Zuber Website: