Rohstoffe für unsere Zukunftsfähigkeit Zukunftsprojekt Erde Berlin, 18. und 19. Oktober 2012 Volker Steinbach, Abteilungsleiter Energierohstoffe, mineralische Rohstoffe Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)
Die Welt verändert sich! Foto: Voith AG - technologisch - wirtschaftspolitisch/geopolitisch - Wollen wir Zuschauer oder Mitgestalter sein? - Wollen wir reagieren oder agieren? - Welche Konsequenzen ergeben sich daraus für den Rohstoffbereich?
Hybrid-/Elektroauto Karosserie: Eisen, Mangan, Titan, Niob, Aluminium, Kupfer, Nickel, Magnesium, Zink Fahrzeugelektronik: Gold, Silber, Germanium, Indium Motor: Kupfer, Aluminium, Magnesium, Blei, Zink, Nickel, Eisen Permanentmagnete in E- Maschinen: Neodym, Dysprosium, Kupfer, Eisen Traktionsbatterie: NiMH-Batterie: Nickel, Lanthan, Neodym, Kobalt Li-Ionen-Batterie: Lithium, Kobalt, Nickel/Mangan, Kupfer Katalysator: Platin, Rhodium Palladium,, Cer, Lanthan, Yttrium Lambdasonde: Zirkon, Yttrium Leichtmetallfelgen: Aluminium Lampen: Wolfram, Cer, Yttrium, Terbium
Zeitliche Entwicklung der Verwendung von Metallen Hightechmetalle Leichtmetalle Eisen Bronze Kupfer 4000 v.chr. 2000 v.chr. 1400 1600 1800 1900 2000
Rohstoffsituation Deutschland 2010 1% 6% 16% <1 % 3% 3% 9% Metallbranche: 23.537 Betriebe9% 3,4 Mio. Beschäftigte Rohstoffaufkommen 2010 ca. 138 Mrd. 1% 3% 27% 22% 110 Mrd. Importe ca. 10 Mrd. Recycling ca. 18 Mrd. heim. Produktion Erdöl Erdgas Kohle Sonstige Energierohstoffe NE-Metalle Eisen & Stahl Stahlveredler Sonstige Metalle Edelmetalle Nichtmetalle einheimische Rohstoffproduktion * Recycling ** * Schätzung DERA/BGR ** Quelle: IW 2010
Regelkreis der Rohstoffversorgung größere Vorräte längere Reichweite Aufhebung der Verknappung 2010-2012 höhere Recyclingraten verstärkte Substitution Miniaturisierung Angebot und Nachfrage sind im Gleichgewicht Technologieentwicklung? Entwicklung BRIC? menschliche Kreativität erhöhter Bedarf 2002 Preisanstieg 2003-2008 neue Lagerstätten/-typen niedrighaltige Vorkommen werden wirtschaftlich Übernahmen höhere Explorationsanstrengungen größere Explorationsrisiken Okt. 2008/2009
Länderanteil am Weltverbrauch 2005 % 70 44,1 60 50 25,3 27,1 32,0 21,1 18,2 28,6 31,4 Quelle: DERA/BGR Datenbank 40 30 20 10 JP 9,0 D JP JP JP JP D JP D JP IND D KOR KOR D D KOR IND KOR KOR RUS RSA KOR TAIW IND JP Alu Blei Kupfer Nickel Zink Zinn Stahl Öl Steinkohle
Länderanteil am Weltverbrauch 2010 % 80 53,3 70 60 42,2 45,1 39,6 43,4 42,7 48,5 45,4 50 Quelle: DERA/BGR Datenbank 40 30 20 10 JP 11,4 JP D D IND IND IND JP IND D JP KOR JP KOR D JP IND RSA IND D KOR KOR D KOR KOR RUS JP Alu Blei Kupfer Nickel Zink Zinn Stahl Erdöl Steinkohle
PKW pro 100 Einwohner Deutschland 51,8 PKW Russland 24 PKW China 2,9 PKW Indien 0,8 PKW Auswirkung auf Rohstoffbedarf; Metalle und Energie Quelle: VDA, 2012
Indikatoren für Versorgungs- und Lieferrisiken Geostrategische Risiken: Marktzugang und Länderrisiko Angebotskonzentration Umwelt und Sozialaspekte Geologische Verfügbarkeit: Reichweite der Vorräte Explorationsaktivitäten Marktmacht: Länderkonzentration Firmenkonzentration des Angebots Technische Verfügbarkeit: Angebot/Nachfrage Kapazitätsauslastung Transport, Lagerbestände Produktionskosten Reaktionsvermögen der Nachfrage: Recycling, Substituierbarkeit, Materialeffizienz, eigene Rohstoffproduktion, Absicherungsstrategien Importabhängigkeit und Bedeutung der Rohstoffe für die Wertschöpfungskette
Globaler Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien 2006 und 2030 Verhältnis zur gesamten heutigen Weltproduktionsmenge des jeweiligen Rohstoffs Rohstoff 2006* 2030* Zukunftstechnologien (Treiber) Gallium 18% 397% Dünnschicht-Photovoltaik, IC, WLED Indium 40% 329% Displays, Dünnschicht-Photovoltaik Scandium gering 231% SOFC Brennstoffzellen, Al-Legierungselement Germanium 28% 220% Glasfaserkabel, IR optische Technologien Neodym 23% 166% Permanentmagnete, Lasertechnik Tantal 40% 102% Mikrokondensatoren, Medizintechnik Quelle: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (2009) * Von BGR aufgrund neuerer Daten neu berechneter Wert Foto: DG-Solartechnik Foto: Zeiss Foto: Voith AG Foto: PerkinElmer Optoelectronics
Globaler Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien 2006 und 2030 Verhältnis zur gesamten heutigen Weltproduktionsmenge des jeweiligen Rohstoffs Rohstoff 2006* 2030* Zukunftstechnologien (Treiber) Gallium 18% 397% Dünnschicht-Photovoltaik, IC, WLED Indium 40% 329% Displays, Dünnschicht-Photovoltaik Scandium gering 231% SOFC Brennstoffzellen, Al-Legierungselement Germanium 28% 220% Glasfaserkabel, IR optische Technologien Neodym 23% 166% Permanentmagnete, Lasertechnik Tantal 40% 102% Mikrokondensatoren, Medizintechnik Quelle: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (2009) * Von BGR aufgrund neuerer Daten neu berechneter Wert Foto: DG-Solartechnik Foto: Zeiss Foto: Voith AG Foto: PerkinElmer Optoelectronics
Globaler Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien 2006 und 2030 Verhältnis zur gesamten heutigen Weltproduktionsmenge des jeweiligen Rohstoffs Rohstoff 2006* 2030* Zukunftstechnologien (Treiber) Gallium 18% 397% Dünnschicht-Photovoltaik, IC, WLED Indium 40% 329% Displays, Dünnschicht-Photovoltaik Scandium gering 231% SOFC Brennstoffzellen, Al-Legierungselement Germanium 28% 220% Glasfaserkabel, IR optische Technologien Neodym 23% 166% Permanentmagnete, Lasertechnik Tantal 40% 102% Mikrokondensatoren, Medizintechnik Quelle: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (2009) * Von BGR aufgrund neuerer Daten neu berechneter Wert Foto: DG-Solartechnik Foto: Zeiss Foto: Voith AG Foto: PerkinElmer Optoelectronics
Globaler Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien 2006 und 2030 Verhältnis zur gesamten heutigen Weltproduktionsmenge des jeweiligen Rohstoffs Rohstoff 2006* 2030* Zukunftstechnologien (Treiber) Gallium 18% 397% Dünnschicht-Photovoltaik, IC, WLED Indium 40% 329% Displays, Dünnschicht-Photovoltaik Scandium gering 231% SOFC Brennstoffzellen, Al-Legierungselement Germanium 28% 220% Glasfaserkabel, IR optische Technologien Neodym 23% 166% Permanentmagnete, Lasertechnik Tantal 40% 102% Mikrokondensatoren, Medizintechnik Quelle: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (2009) * Von BGR aufgrund neuerer Daten neu berechneter Wert Foto: DG-Solartechnik Foto: Zeiss Foto: Voith AG Foto: PerkinElmer Optoelectronics
Globaler Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien 2006 und 2030 Verhältnis zur gesamten heutigen Weltproduktionsmenge des jeweiligen Rohstoffs Rohstoff 2006* 2030* Zukunftstechnologien (Treiber) Gallium 18% 397% Dünnschicht-Photovoltaik, IC, WLED Indium 40% 329% Displays, Dünnschicht-Photovoltaik Scandium gering 231% SOFC Brennstoffzellen, Al-Legierungselement Germanium 28% 220% Glasfaserkabel, IR optische Technologien Neodym 23% 166% Permanentmagnete, Lasertechnik Tantal 40% 102% Mikrokondensatoren, Medizintechnik Quelle: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (2009) * Von BGR aufgrund neuerer Daten neu berechneter Wert Foto: DG-Solartechnik Foto: Zeiss Foto: Voith AG Foto: PerkinElmer Optoelectronics
Nebenprodukte: Das Metallrad nach Reuter et al. und Verhoef et al. Hauptmetall Nebenprodukte Sulfidische Erze 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 Mn Fe Cu Ga Ge In Cd Hg Sb Ti Mn Ti V Al Zn Fe Cu Li Cr Ga Mg Zn Sn Zn W Au Ag In As Cu Pb Ni Ag Sb Bi Ag Cu Co Ag As Au Pb Zn Au Cu Pt Pb Nb Ir Se Ta Ru Mg Mo Te Co Rh Sb Fe Bi Pd Os Ru Pt Te Os Cr Rh Ni Hg As Se Ca/Si Ir Co Bi As Ca/Si Fe Sb Ca/Si Hg Ti B Cl Ni Br Mn Al Fe Sn V Al Fe Cr Nb Zr Mg Ta Mn oxidische Erze Sulfidische + oxidische Erze
Nebenprodukte: Das Metallrad nach Reuter et al. und Verhoef et al. Hauptmetall Nebenprodukte Sulfidische Erze 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 Mn Fe Cu Ga Ge In Cd Hg Sb Ti Mn Ti V Al Zn Fe Cu Li Cr Ga Mg Zn Sn Zn W Au Ag In As Cu Pb Ni Ag Sb Bi Ag Cu Co Ag As Au Pb Zn Au Cu Pt Pb Nb Ir Se Ta Ru Mg Mo Te Co Rh Sb Fe Bi Pd Os Ru Pt Te Os Cr Rh Ni Hg As Se Ca/Si Ir Co Bi As Ca/Si Fe Sb Ca/Si Hg Ti B Cl Ni Br Mn Al Fe Sn V Al Fe Cr Nb Zr Mg Ta Mn oxidische Erze Sulfidische + oxidische Erze
Der Big Hill von Lubumbashi, DR Kongo: eine mögliche Germanium-Quelle STL Fabrik (seit 2000) Produktion: 4.000 t Co, 2.500 t Cu, 15.000 t Zn Potenzial > 2.250 t Ge = 20 Jahren der Weltproduktion!
Seltene Erden 140.000 120.000 Produktion von Seltenen Erdoxiden UdSSR/GUS Russland, Ukraine, Kasachstan Kirgisistan Australien Bergwerksförderung SEO [Tonnen] 100.000 80.000 60.000 Brasilien Thailand Malaysia Indien China, VR übrige Welt Foto: Voith AG 40.000 20.000 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Seifen-Monazit-Ära Mountain Pass Ära Chinesische Ära
Seltene Erden: Bergwerksförderung bzw. Produktion Russland 2011: 1.444 t SEO China 2011: 96.900 t SEO (+ Estland) 2011: 3.516 t SEO (aus Halden) Indien 2009/10: 16 t SEO aus Halden Sri Lanka 2010: 86 t Monazit Brasilien 2010: 1.043 t Monazit Aufhaldung! Produktion 2011: 101.900 t SEO (2010: 121.900 t SEO) China: 95,1 %, : 3,5 %, Russland: 1,4 %, Indien: <0,1 % Malaysia 2009: 25 t Monazit Export nach China Indonesien, Thailand, Myanmar: vermutlich 1.500 t Monazit Export nach China
Seltene Erden: Vorräte, Stand: 7.2012 (in Mio. t SEO) Russland 166,1 Kanad Kanada a Grönland 20,6 10,4 Resteuropa 4,8 3,3 China 66,5 0,9 2,1 Restasien 7,3 18,4 3,8 Brasilien 15,6 0,025 Afrika 2,4 0,029 Reserven Ressourcen China: 66 % der Reserven, 22 % der Ressourcen 0,3 Australien 6,7
Wettbewerbsverzerrungen: Seltene Erden Entwicklung der Exportquoten Chinas 2004-2009 Jahr Exportquote [t] Unterschied zum Vorjahr [%] Geschätzter Bedarf außerhalb Chinas [t] 2004 65.609 50.000 2005 65.609 0 50.000 2006 61.821-6 50.000 2007 59.643-4 50.000 2008 56.939-5 50.000 2009 50.145-12 35.000 Quellen: Lynas Corporation, IMCOA, Oakdene Hollins
Wettbewerbsverzerrungen: Seltene Erden Entwicklung der Exportquoten Chinas 2004-2010 Jahr Exportquote [t] Unterschied zum Vorjahr [%] Geschätzter Bedarf außerhalb Chinas [t] 2004 65.609 50.000 2005 65.609 0 40.000 2006 61.821-6 50.000 2007 59.643-4 50.000 2008 56.939-5 50.000 2009 50.145-12 35.000 2010 30.259-40 48.000 Quellen: Lynas Corporation, IMCOA, Oakdene Hollins
Wettbewerbsverzerrungen: Seltene Erden Entwicklung der Exportquoten Chinas 2004-2010 Jahr Exportquote [t] Unterschied zum Vorjahr [%] Geschätzter Bedarf außerhalb Chinas [t] 2004 65.609 50.000 2005 65.609 0 40.000 2006 61.821-6 50.000 2007 59.643-4 50.000 2008 56.939-5 50.000 2009 50.145-12 35.000 2010 30.259-40 48.000 2011 30.246 0 35.000 2012 ~31.130 3 45.000? Quellen: Lynas Corporation, IMCOA, Oakdene Hollins
Wenn Monsieur Eiffel heute seinen Turm bauen würde, würde er nur 30 % des Stahls benötigen 7 000 t 72 000 100 t
Rohstoffsicherung für unsere Zukunft Wirtschaft Rohstoffversorgung Politik Rahmenbedingungen staatl. Institution Beratung, Information Gesellschaft Akzeptanz Forschung Spitzentechnologien