Wie kritisch ist die Rohstoff-Situation. Bildquelle: Northeastern University
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- Angelika Schumacher
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1 Wie kritisch ist die Rohstoff-Situation Bildquelle: Northeastern University
2 Die Produkt- und Technologievielfalt in unserem Alltag
3 Erhöhte Material- und Funktions-Diversität durch technologische Entwicklungen 1 Halbleiter Materialien Anzahl der genutzten Elemente [%] Gusseisen sen Gold Kupfer Zink LED Hochtemperatursupraleiter Halbleiterdioden Super Legierungen Leichtmetall Legierung erung Legierter Stahl Jahr
4 Globalisierung von Produktionsketten und Ressourcenströmen Anstieg der jährlichen globalen Rohstoffproduktion von 10 Mrd. t auf 15 Mrd. t innerhalb von 25 Jahren!
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7 Tonnen aus - Beton - Stahl - Aluminium und - Glas - Carrara Marmor - Gold Buri al Arab Der steht auf einer er etwa 7000 Quadratmeter großen Platte aus Stahlbeton. Diese ruht auf 750 Betonpfählen, die bis zu 50 Meter tief im Boden stecken. Für den Rohbau wurden mehr als Kubikmeter Beton verwendet Türen 189 Etagen; davon 162 bewohnbar qm Geschossfläche Tonnen Carrara Marmor qm 22-karätiges Gold metrische Tonnen Stahl Tonnen Aluminium Glasplatten Tonnen Glas Und. Hunderte von Metallbasierten Materialien Quelle:
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9 Mrd. t SKE (Steinkohleeinheiten) Ölkrisen Weltwirtschaftskrise 1. Weltkrieg und Folgen 2. Weltkrieg Quelle: Technologie- und Förderzentrum Bayern 2007 Quelle: BGR 2009 Entwicklung des Weltenergieverbrauchs
10 Ölsand Alberta / Kanada Quelle: Die Zeit / / Nr. 46 / Rubrik Wirtschaft / S. 38
11 Abbau von Ölsand in Alberta, Kanada Quelle:
12 Öl sprudelt Wie lange noch? Quelle:
13 Industrielle Landwirtschaft Die Energiebilanz der Landwirtschaft 100 Energie Aufgewendete Energie 50 Im Getreide gesammelte Energie Quelle:
14 Energieverbund der Zukunft Quelle:
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16 Requirements for 3D Solar Cells 1 percolation of electrons and holes 5 p-typecuins 2 2 selective contacts 6 buffer layer 3 no electrical shunts (pinholes) 7 intimate contact 4 stoichiometric TiO 2 8 complete filling of pores
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18 Quelle:
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22 Risks and Potentials Strategische of Metalle Strategic Metals
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24 Kupferabbau in Chuquicamata (Chile) Quelle: commons.wikimedia.org
25 Spezifische Umweltbelastungen bei der Primärproduktion ausgewählter Metalle Quelle: Ecoinvent Centre 2009
26 Lithium als innovativer Energiespeicher
27 Lagerstätten und Abbau von Lithium Quelle: Meissner & Reller, 2009
28 Recycling Das Recycling von Lithium aus Li-Ionen Batterien ist aus ökonomischen, sozialen und politischen Gründen mittelfristig nicht zu erwarten Remanufacturing, Reuse der Batterien wird derzeit geprüft
29 Vorkommen und Abbau von Seltenerdmetallen Quelle: Meissner & Reller, 2009
30 160'000 World Mine Production of REO [metric tons of rare earth oxide equivalent] 140' '000 metric tons 100'000 80'000 60'000 Others India USA China 40'000 20' e 2009e Quellen: Eigene Zusammenstellung nach USGS , Lynas 2010
31 Quelle: Wikipedia Commons
32 kg g g g Miniaturization of mobile phones over the years 1984 to 2001
33 Das Handy ein Kommunikationsallrounder Quelle: International Telecommunication Union 2009
34 Materialvielfalt in der Halbleiterindustrie Quelle: nach Theis, 2007
35 Material % Weight Material % Weight Silizium 24,8803 Plastik 22,9907 Eisen 20,4712 Aluminium 14,1723 Kupfer 6,9287 Blei 6,2988 Zink 2,2046 Zinn 1,0078 Nickel 0,8503 Barium 0,0315 Mangan 0,0315 Silber 0,0189 Beryllium 0,0157 Kobalt 0,0157 Tantal 0,0157 Titan 0,0157 Antimon 0,0094 Cadmium 0,0094 Bismuth 0,0063 Chrom 0,0063 Quecksilber 0,0022 Germanium 0,0016 Gold 0,0016 Indium 0,0016 Ruthenium 0,0016 Selen 0,0016 Arsen 0,0013 Gallium 0,0013 Palladium 0,0003 Europium 0,0002 Niob 0,0002 Vanadium 0,0002 Yttrium 0,0002 Platin in Spuren Rhodium in Spuren Terbium in Spuren
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37 Risiken der Rohstoffabhängigkeit Quelle: Wagner 2008
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40 Notwendigkeit des strategischen und nachhaltigen Ressourcenmanagements unter Beachtung der Ziele: - Konsistenz mit der Tragfähigkeit der Umwelt - Effizienz der Ressourcennutzung - Suffizienz von Lebensgewohnheiten
41 Zinn Wichtigste Produktionsländer: China, Indonesien (zusamen 70 Prozent), Peru (13 Prozent) Einsatzfelder: bleifreie Weichlote, Weißblech, transparente Elektroden Bedarfsentwicklung bis 2030: + 24 Prozent Statistische Reservenreichweite: 20 Jahre Quelle:
42 Konkurrenzanwendung: Weichlote (50%) Steigende Nachfrage durch die Abschaffung bleihaltiger Lote Extremer Preisanstieg innerhalb der letzten 5 Jahre (450%) Starke Konzentration der Lagerstätten und Förderaktivitäten Risiken einer protektionistischen Rohstoff- und Wirtschaftspolitik Geringe Reichweite mit stark fallender Tendenz Quelle: Meissner & Reller, 2010
43 Entwicklung der Zinnpreise Quelle: Raw Materials Group, 2010
44 Quelle: National Geographic / January 2008 / p. 64
45 Quelle: EMPA
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48 Der Ressourcenverbrauch steigt kontinuierlich Ressourcenverbrauch pro Kopf und Jahr Jäger und Sammler 1 Tonne Ernährung, Behausung, Bewaffnung, etc. Agrargesellschaften 3 5 Tonnen Ernährung, Futtermittel, Gebäude, Gerätschaften, etc. Industrielle Revolution Fossile Energieträger Industriezeitalter Tonnen Güter des gehobenen Grundbedarfs, Luxus- und Konsumartikel, Hightech, etc.
49 Wissen ist der einzige Rohstoff, der sich bei Gebrauch vermehrt
50 Mit Dank an Renate Diessenbacher Claudia Schmidt, Simon Meißner, Andrea Thorenz Ben Achzet, Stefan Brandl, Volker Zepf die Studierenden der Physik, der Materialwissenschaften und der Geographie
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