Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen?

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2 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Quelle: Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

3 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Die Produkt- und Technologievielfalt in unserem Alltag Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

4 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Metalle Biogene Werkstoffe Zerlegung von Permanentmagneten Bildquelle oben: esearch-and-management/die-rohstoff- Detektive/_jcr_content/par1/image_0.adapt.596.high.jpg/ jpg Funktionsmaterialien Bildquelle oben: y_3/bosch_4519_cover_mappe_982x350_2_w982.jpg Bildquelle unten: Mineralien Bildquelle unten: smthumbnaildata/lightboxdetail/1/3/8/3/4/5/auto.jpg Polymere Nassabbau von Niederterrassenkies in Bayern Bayer Material Science (BMS) sieht gute Perspektiven für eine steigende Verwendung von Kunststoffen bei künftigen Mobilitätstechnologien. Besonders attraktiv ist Polycarbonat. Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

5 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Geosphäre Biosphäre Technosphäre Quelle: Collage Lehrstuhl für Ressourcenstrategie Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

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7 Planetensystem der Sonne Wahrscheinliche Kometenreservoire im Sonnensystem (Schema): Oortsche Wolke weit ausßerhalb der Plutobahn, Kulper-Gürtel jenseits der Neptunbahn Quelle:

8 Aggregatzustände des Wassers im Sonnensystem Quelle: GSF 1994

9 Globale Wasservorkommen Quelle: UNEP 2002

10 Quelle: Das Greenpeace Buch vom Wasser / Natur Buch Verlag Quelle: Das Greenpeace Buch Buch vom vom Wasser Wasser / Natur / Natur Buch Buch Verlag Verlag

11 Vier Fünftel aller Krankheiten in den so genannten Entwicklungsländern gehen auf verunreinigtes Wasser zurück. Zu den Wasser-Krankheiten zählen: Durchfall / Cholera / Typhus / Malaria / Augenkrankheiten

12 und wie viel Wasser braucht es für die Produktion? Der weltweite Wasserverbrauch beträgt jährlich Kubikkilometer = Liter 115-fache Menge des Bodensees Quelle: Meissner, 2004

13 Der Atatürk-Staudamm in der Türkei Quelle landwirtschaftlichen Reichtums und zwischenstaatlicher Konflikte Quelle: Die Weltwoche,

14 Quelle:

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18 Landwirtschaft Ernährung. Das Feld bestellen Quelle: stundenbuch-des-herzogs-von-berry)-szene-monatsbild-maerz html

19 150 Gramm (CH O) N K Ca Mg P S =?

20 150 g (CH 2 O) 1000 N 45 K 8 Ca 8 Mg 3 P 2 S = 1 Kartoffel

21 Thomas Newcomen ( )

22 Dale Creek Bridge, Union Pacific Railway, um 1870 Quelle: Brücken, die die Welt verbinden / Prestel Verlag / S. 8

23 Quelle: Planet-auf-natuerlichem-Weg-nachliefern-kann.jpg;

24 Landwirtschaft Ernährung. Das Feld bestellen Quelle: andwirtschaft/pwietraktorenlandmaschinenundtuckerndekultmobile100.html Quelle: schilder/blechschilder/blechschild-fordson-pologhing-traktor/v/an / f62ff9a4357eacf1c0a3d848d3--old-tractors-a ntique-tractors.jpg Vorbild für alle Traktoren war der Fordson aus den USA. Hanomag, Lanz, Deutz: die ersten deutschen Hersteller Dieselmotoren und Luftreifen setzen sich durch. Nach dem Zweiten Weltkrieg boomt der Traktorenbau. Wenig später ziehen sich schon viele Hersteller zurück. Moderne Traktoren sind Hightech-Maschinen.

25 Landwirtschaft Ernährung. Das Feld bestellen Quellehttps://cs.wikipedia.org/wiki/Lanz_Bulldog#/media/File:Lanz_bulldog_schnitt.jpg

26 Quelle: Hans Schultz Hansen (1994), side 141. Quelle: Wikimedia Commons

27 Rund Tonnen Dünger stellt Peru jährlich aus Vogelkot her. Weil Guano reich an Mineralien, Phosphor und Nitraten ist, ist er sehr begehrt. Doch der Abbau auf der peruanischen Inselgruppe Ballestas birgt Gefahren für die Arbeiter: Der Kot enthält Ammoniak, und auf den kargen Inseln gibt es keinen Schutz vor der Sonne.

28 Phosphatgewinnung Quelle:

29 Phosphatmine Sidi Chennane, Provinz Khouribga / Marokko Bildquelle: Oliver Gantner / Lehrstuhl für Ressourcenstrategie

30 Industrie 10% Düngemittel 90% nzz.ch

31 Phosphorbelastung der globalen Süßwasserressourcen Quelle: Petra Hutner / nach Vörösmarty et al. 2010, Daten von ArcGIS Online

32 Phosphorkreislauf Source: Petra Hutner / on the base of datas from Cordell 2008, Smit et al. 2009

33 Industrielle Fleischproduktion Quelle: GEO Nr. 10/2009

34 Energiebilanz der Landwirtschaft Energiebilanz der Landwirtschaft

35 Die lange Reise der Lebensmittel

36 Karte der Kohlendioxid-Emissionen - Fast alles erleuchtet Quelle: Kohlendioxid-Ausstoß im Detail: Forscher zeigen Städte, Straßen und Schifffahrtsrouten, die für die Emission des klimaschädlichen Treibhausgases besonders verantwortlich sind.

37 Ausgangssituation: Lebensstile(e)

38 Der Turm zu Babylon von Pieter Bruegel, 1563, Kunsthistorisches Museum Wien

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41 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

42 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Karte der Kohlendioxid-Emissionen - Fast alles erleuchtet Quelle: Kohlendioxid-Ausstoß im Detail: Forscher zeigen Städte, Straßen und Schifffahrtsrouten, die für die Emission des klimaschädlichen Treibhausgases besonders verantwortlich sind. Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

43 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Building Small Nanotechnology makes inroads in the construction industry: Left: Temple of Nanoscience, Rome s Dio Padre Misericordioso Church, also known as the Jubilee Church, retains ist bright white colour because of Nanostructured titanium dioxide. Right: Crystallizing Concrete: This colorized scanning Electron micrograph shows concrete (brown) crystallizing around X-Seed crystals (blue) 500 nm to 30 µm across Quelle: Chemical & Engineering News / Juni 2011 / S. 17 und 19 Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

44 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Titanium Deposits and Titanium Producing Countries 2010 Datengrundlage: GERMANY TRADE & INVEST 2011; KENMARE RESOURCES PLC 2012; TITANIA A/S 2012; UNITED STATES GEOLOGICAL SURVEY 2011, 2012a und 2012b; Kartengrundlage: UNIVERSITÄT AUGSBURG Quelle: Otto Buchmiller Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

45 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? In Ketchup sind längst Nanopartikel enthalten - ohne gekennzeichnet zu sein. Aus dem Labor auf den Teller Titanoxid soll das Schmelzen in der Hand verhindern Dank Nanokapsel mehr Kalzium in der Milch Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

46 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Dissipation von nanoskaligen Zinkoxid- und Titanoxidpartikeln Quelle: BASF Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

47 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Quelle: Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

48 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

49 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Quelle: Journal Nanoparticle Research / 2014 / p. 8 Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

50 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Quelle: Journal Nanoparticle Research / 2014 / p. 13 Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

51 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Quelle: Reller / Zepf Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

52 Reichen die natürlichen Ressourcen für 10 Mrd. Menschen? Innovationsgrad Meadows et al Kondratjew-Zyklen 6. Zyklus??? 4. Zyklus 5. Zyklus Nachhaltigkeit erneuerbare Energien Kreislaufwirtschaft Grüne Gentechnik Bionik Nanotechnologie 1. Zyklus Wasserkraft Dampfmaschine Textilmaschinen moderne Eisenwerke 2. Zyklus mit Kohle betriebene Dampfschiffe Eisenbahn Stahlwerke Werkzeugmaschinen Fabriksysteme 3. Zyklus Elektrizität Elektrotechnik chemische Industrie Öl und Kunststoffe Verbrennungsmotor Automobilindustrie Kommunikationstech. Petrochemie Automobil Elektronik Fernsehen Computer Luftfahrtindustrie Kernenergie Raumfahrt Informationstechnologie Softwareentwicklung digitale Netzwerke Mikroelektronik Biotechnologie Materialforschung Robotik Basisinnovationen Quelle: Hargroves 2008 & Knox et al Hamburger Zukunftsrat Armin Reller

53 Erdölgewinnung auf Java Quelle: GEO Nr. 10/2009

54 Dieselverkauf imtschad Quelle: National Geographic 2009

55 Öl sprudelt Wie lange noch? Quelle:

56 Abbau von Ölsanden in Alberta

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58 Quelle: Roland (2015): Im Plastik gefangen. In: Die Zeit, (26), S

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61 Erhöhte Material- und Funktions-Diversität durch technologische Entwicklungen Die Anzahl der intensiv genutzten Elemente hat sich unter dem Einfluss der technologischen Entwicklung der letzten hundert Jahre massiv erhöht. Quelle: Achzet / Reller, 2011

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63 Spezifische Umweltbelastungen bei der Primärproduktion ausgewählter Metalle Quelle: Ecoinvent Centre 2009 SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

64 Geopolitical Risks and Potentials of Mineral Resources Quelle: Wagner 2008 SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

65 Ressourcenstrategie SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

66 Goldminenarbeiter in Ghana Quelle: National Geographic / 2009 SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

67 Rohstoffgewinnung Bergbau Exploration: Goldmine Sebastiao Salgado SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

68 Illustrationen aus: Die Welt von Morgen, Birkel-Sammelalbum, 1959

69 Verkehr der Zukunft?

70 Weltweite Zunahme des Individualverkehrs Quelle:

71 Einsatz von Platingruppenmetallen in der Katalysatortechnik Katalysator mit Palladiumbeschichteten Keramikwaben Katalysator mit Palladiumbeschichtetem Aluminiumoxid Quelle: hvv-mobility.com / Hartwig et al. 2001

72 Global Mining, Utilisation and Dissipation of Pt 12 t Sudbury District, Canada 6,5 % 31 t Ural, Russia 16,6 % 5 t Choco District, Columbia 2,7 % 138 t Bushveld, South Afrika 74,2 % Independent State Area of Sovereignty Island / Island Group Capital 31 t Main Application Areas of Platin Name and Location of Mining Proportion of the World Market Output in 2002 Scale: 1 : Basic Map: Design and Kartography: A. Reller, S. Meißner

73 Cellular Uptake of CeO2-Pt Nanoparticles by HMEC-1 CeO 2 -Pt CeO 2 -Pt 50 nm CeO 2 #A Cellular response changes dramatically when Pt nanoparticles (1-3 nm) are added on CeO 2 #A Interaction with mitochondria? Quelle: Adriano A. Torrano, Christoph Bräuchle / LMU München

74 Kritikalitätsbewertung eines Fahrrads Das demontierte Untersuchungsobjekt (Komponentenebene) und das komplett zerlegte Ladegerät Quelle: Sebastian Amrhein

75 Kritikalitätsbewertung eines Fahrrads - Prozesskette Quelle: Sebastian Amrhein

76 Kritikalitätsbewertung eines Fahrrads Beispiel einer Datentabelle aus dem Hotspot-Board Quelle: Sebastian Amrhein

77 Kritikalitätsbewertung eines Fahrrads Quelle: Sebastian Amrhein

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79 die Beleuchtung macht heute ca. 8 % am gesamten Energieverbrauch in Deutschland aus SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

80 Source: Bianca Pohl Leuchtstoffe für LED-Applikationen / 2009 SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

81 Heimbeleuchtung (LED Filament) 60 Watt Äquivalent Modularer Aufbau mit 6 Filamenten Quelle: Oscar Klier / 2016 SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

82 Straßenbeleuchtung Natriumdampflampe LED Retrofit Quelle: Oscar Klier / 2016 SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

83 Songdo City in Südkorea eine Stadt wie eine Platine Songdo City die modernste Stadt der Welt, in der digitale Vernetzung und riesige Datenströme alles regeln Quelle: SonntagsZeitung / / S. 59

84 Funkzwerg: 1989 verkaufte AEG noch Mobiltelefone, das Teleport C war damals eine Sensation. Es wog nur 585 Gramm und war somit seinerzeit eines der leichtesten Funktelefone fürs analoge C-Netz. Motoraola International 1000: das erste GSM-Mobiltelefon des US-Herstellers war in Deutschland für mehr als Mark erhältlich. Es wog mehr als zwei Kilo, galt aber dennoch als portabel man konnte ja den Koffer aus dem Auto tragen. SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

85 Quelle: Wikipedia Commons SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

86 Derzeit kleinster Sensor-Chip Quelle: Fraunhofer IZM Quelle: Roland (2015): Im Plastik gefangen. In: Die Zeit, (26), S SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

87 Materialvielfalt in der Halbleiterindustrie Quelle: nach Theis, 2007 SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

88 Ressourcenstrategie 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 SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

89 Im Maschinenraum des Internets Googles Rechenzentrum in Council Bluffs, Iowa, hat eine Fläche von über Quadratmetern. Connie Zhou/Google Quelle: SSK Friedberg / Umweltpreisverleihung Armin Reller

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91 Mexico-Stadt, vor gut 100 Jahren und heute

92 Der Ressourcenverbrauch steigt kontinuierlich Ressourcenverbrauch pro Kopf und Jahr Jäger und Sammler 1 Tonne Agrargesellschaften 3 5 Tonnen Industrielle Revolution Industriezeitalter Tonnen Ernährung Behausung Bewaffnung etc. Ernährung Futtermittel Gebäude Gerätschaften etc. Fossile Energieträger Güter des gehobenen Grundbedarfs Luxus- und Konsumartikel Hightech etc.

93 Dank Renate Diessenbacher Claudia Schmidt, Simon Meißner, Andrea Thorenz Ben Achzet, Stefan Brandl, Volker Zepf, Irina Oswald, Petra Hutner Studierende der Physik, der Materialwissenschaften und der Geographie