Herausforderungen der nachhaltigen Bereitstellung von mineralischen Rohstoffen 9. BMBF-Forum für Nachhaltigkeit Zukunftsprojekt Erde Workshop: HORIZON 2010 die nächsten Schritte 23.10.2012 Dr. Hildegard Wilken Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Fachbereichsleiterin Geologie der mineralischen Rohstoffe
Rohstoffaufkommen Deutschland 2010 9% 110 Mrd. Importe ca. 10 Mrd. Recycling ca. 17,7 Mrd. heim. Produktion 1% 16% 6% <1 % 3% 3% Rohstoffaufkommen 2010 ca. 138 Mrd. 9% 1%3% 27% 22% Erdöl Erdgas Kohle Sonstige Energierohstoffe NE-Metalle Eisen & Stahl Stahlveredler Sonstige Metalle Edelmetalle Nichtmetalle einheimische Rohstoffproduktion Recycling (Schätzung IW)
% Verbrauch 2011: Anteil der Top 5 80 53,3 70 60 42,2 45,1 39,6 43,4 42,7 48,5 45,4 50 40 30 20 10 USA CN CN CN CN CN CN JP CN CN USA USA USA 11,4 USA JP USA USA USA CN D D USA IND IND IND JP IND D JP KOR JP KOR D JP IND IND D KOR KOR RSA D KOR KOR RUS JP Alu Blei Kupfer Nickel Zink Zinn Stahl Erdöl Steinkohle
Durchschnittliche jährliche Steigerungsraten beim weltweiten Verbrauch wichtiger Industriemetalle (Angaben in %) seit 1960 seit 2000 seit 2006 Aluminium 4,6 5,4 5,2 Blei 2,7 4,3 4,8 Kupfer 2,7 2,6 2,6 Nickel 3,2 3,6 3,1 Eisen/Stahl 2,9 5,3 3,8 Zink 2,8 3,5 4,1 Zinn 1,2 3,4 1,8
Prognose weltweiter Verbrauch bis 2030 Verbrauch 2011 Dimension Steigerung bis 2030 Aluminium 43.030 1.000 t Inh. 133 170 % Blei 10.279 1.000 t Inh. 66 144 % Kupfer 20.018 1.000 t Inh. 63 67 % Nickel 1.568 1.000 t Inh. 80 94 % Eisen/Stahl 1.235.608 1.000 t Inh. 73 169 % Zink 12.807 1.000 t Inh. 70 113 % Zinn 373 1.000 t Inh. 25 89 %
Fazit Rohstoffsituation Die Rohstoffnachfrage bleibt hoch bzw. wird weiter steigen! z. T. neue Rohstoffbedarfe/neue Rohstoffe für neue Technologien (z. B. seltene Metalle) Der Rohstoffmarkt ist weitgehend global (insb. Metalle und Industrieminerale) Herausforderung: Nachhaltige Rohstoffnutzung
Aspekte der Nachhaltigkeit in der Rohstoffnutzung Umweltaspekte: - Verschmutzung, Gesundheitsgefährdung (Unfälle und permanente Verschmutzung) - Abbau in ökologisch sensiblen Gebieten - Verringerung der Biodiversität Soziale Aspekte: - Schlechte Arbeitsbedingungen, - Missachtung der Menschenrechte, Kinderarbeit - Missachtung der Interessen lokaler / indigener Bevölkerungsgruppen - Nutzungskonflikte Vor allem politische Herausforderungen: Öko- und Sozialstandards (internat.) Transparenz (Regierungen, Unternehmen) System zur Sorgfaltspflicht in der Lieferkette Politische Aspekte - Korruption, schlechte Regierungsführung - Krisen / Konflikte Rohstoffeffizienzaspekte - Effiziente Gewinnung - Effiziente Nutzung Recycling/Kreislaufführung
Rohstoffeffizienz in der Wertschöpfungskette Rohstoffgewinnung u. -aufbereitung: Optimierung der Ausbringungsrate Nutzung von Koppelund Beiprodukten Nutzung der Reststoffe aus Abbau und Aufbereitung Produktion/Dienstleistung: Produktdesign Produktionsprozess Produktionsumfeld mit verringertem oder verändertem Rohstoffbedarf Substitution Wiederverwendung Recycling: Verwertung Kreislaufführung von Roh- und Reststoffen Produktdesign mit verbesserter Recyclingfähigkeit
3 Säulen der nachhaltigen Rohstoffversorgung Primäre Rohstoffe Sekundäre Rohstoffe (Kreislaufführung, Recycling) Rohstoffeffizienz in Produktion und Dienstleistung
Sekundäre Rohstoffe: Herausforderungen des Recyclings Logistik/Abfall- bzw. Stoffstrommanagement: Sammlung/Rückführung der Stoffströme noch unzureichend illegaler Export großer Mengen einzelner Abfallgruppen. Aufbereitung oft erfolgt keine sortenreine Trennung der Komponenten im Zuge der Aufbereitung Wiedergewinnung von Spuren- und Nebenelementen durch immer effizientere Verwendung der Rohstoffe erschwert (Input-Mengen kleiner Energieaufwand größer) Trennung von Verbundwerkstoffen oftmals kaum bzw. nur mit hohem Aufwand möglich Zunehmende Verwendung von Schadstoffen wie Wismut, Quecksilber oder Antimon in Produkten. Wirtschaftsweise: immer schnellere Innovationszyklen der Produkte kaum Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit/-wege beim Produktdesign.
Primäre Rohstoffe: Neue Lagerstätten(typen) Reserven: Zu heutigen Preisen und mit heutiger Technik wirtschaftlich gewinnbare Mengen dynamische Grenzen Potenziale: (unbekannt) Nicht nachgewiesene, aber geologisch mögliche, künftig gewinnbare Mengen Ressourcen: Nachgewiesene, aber zur Zeit technisch und/oder wirtschaftlich nicht gewinnbare Mengen 11
Primäre Rohstoffe: Nebenprodukte (Bei-/Koppelprodukte) Hauptmetall Nebenprodukte Al Cr Ti V Mn Mg Ni As Sn Mg Cu As Pb Co Fe Al Cu Ca/Si Pb Zn Mg Fe Fe Al Mn V PGM Cr Ca/Si Mg Ga Zn Sn Zn W Au Ag Ge In As Cu Mn In Pb Ni Ag Sb Bi Fe Cd Ag Cu Cu Co Ag As Au Pb Zn Au Cu Pt Pb Nb Ir Se Ta Ru Mg Hg Mo Te Sb Co Rh Sb Fe Bi Pd Os Ru Pt Te Sulfidische Os Cr Sulfidische + Ti Rh Ni Hg As Se Erze Ca/Si Ir Co Bi As oxidische Erze Ca/Si Fe Sb Das Metallrad nach Reuter et al. und Verhoef et al Ca/Si Hg Mn Ti V Al Zn Fe Cu Li Cr Ga Mg Ti B Cl Ni Br Mn Al Fe Sn V Al Fe Cr Nb Zr Mg Ta Mn oxidische Erze 12
Effizienzpotentiale im Bergbau auf der Prozessebene
Technische Herausforderungen für den Bergbau Teufenzunahme des Bergbaus: Es muss mehr Abraum bewegt werden muss, um 1 t Erz zu fördern, oder der Übergang vom Tagebau zum Tiefbau ist erforderlich. Nur in großen Betriebsgrößen kann noch kostengünstig aus großen Teufen Massen zur Tagesoberfläche gefördert werden. Entsprechend große Lagerstätten haben aber generell niedrige Gehalte. Abnahme der Gehalte und höherer Grad der Verwachsung: Beides führt insbesondere in der Aufbereitung zu einem höheren spezifischen Energieverbrauch. Polymetallische Lagerstätten: z. T. fehlende Verfahren der Aufbereitung und Verhüttung.
Themen für Horizon 2020 Sekundäre Rohstoffe: Neue Systeme zum Rohstoffstrommanagement mit dem Ziel der Rückführung der Rohstoffe zur Wiederverwendung/zum Recycling Neue und verbesserte Aufbereitungstechnologien mit dem Ziel primäre und sekundäre Rohstoffe effizienter zu gewinnen/nutzen Neue primäre Lagerstättentypen mit nachhaltigen Gewinnungsund Nutzungskonzepten
Vielen Dank www.bgr.bund.de