Rohstoffe der Zukunft: Wo geht die Reise hin? Zellcheming EXPO - Trendlounge, 25.06.2014 Dr. J. Kappen, PTS
2 Rohstoffe der Zukunft: Wo geht die Reise hin? Ein Blick in die Zukunft des Altpapiers Agrarreststoffe: ein neuer Trend? Neue Funktionen Neue Rohstoffe Ausblick Was ist zu tun?
3 Megatrends und ihr Effekt auf die Erzeugung von Papier Megatrend Einfluss auf die Papierherstellung Steigendes Bewusstsein für Qualität, Gesundheit und Nachhaltigkeit Verknappung von Rohstoffen und Energie Digitalisierung von Information und Kommunikation Preis- und Kostenorientierung von Konsumenten und Industrie - Der Bedarf an Verpackungspapier und Karton steigt - Höhere Anforderungen bezüglich Gehalt an gesundheitsrelevanten Stoffen - Zunehmende Nutzungskonkurrenz für Holz befördert ein hohes Niveau für den Altpapiereinsatz und die Substitution von Faserstoff durch mineralische Stoffe - Die Produktion von grafischen Papieren geht zurück - Erhöhter Druck zur Umsetzung von Maßnahmen zur Kostenreduzierung; wie Ausbeutesteigerung, Rezepturoptimierung usw.
Trend 1: Änderung der Sortenstruktur in D und die Folgen 4 Relative Produktionsmengen Grafische Papiere vs. Verpackungspapiere Hochrechnung der Trends: Weniger grafische Papiere werden produziert. Verpackungspapiere werden wichtiger. Quelle: INFOR 171
Die Auswirkungen auf den Rohstoff Altpapier in D 5 Prognose: Änderung des Massenanteils 2025 vs. 2012 Drastische Veränderung des Rohstoffs für Verpackungspapiere analog zu den erzeugten Papiersorten Zeitungen & ähnliche Magazine & ähnliche Verpackungen etc. h fr. Papiere Quelle: INFOR 171 Angenommene AP-Zusammensetzung: 40% 1.02 und 60% 1.04
Die Folgen für die Verpackungspapiererzeugung in D 6 Altpapier wird um fast eine Generation älter. Die Asche im Produkt steigt deutlich Die wesentlichen Festigkeitseigenschaften verringern sich um 10-15%. Quelle: INFOR 162, 171
7 Die Folgen für den Recyclingkreislauf spez. Reststoffmenge kg/t? Wo sind die Grenzen? Die Reststoffmengen steigen schon heute wieder. (ohne Hygiene und sonstige Papiere) Quelle: INFOR 172 (PTS-VDP-Reststoffumfrage) Quelle: INFOR 171
8 Welche Rolle wird der Zellstoff spielen? BKP Kurzfaserzellstoff aus Südamerika wird den Verfall der Festigkeiten noch verstärken! Quelle: Pöyry zitiert in Virgin and Recovered Fiber Competitiveness : Otavio Pontes Biomaterials Business Area, bvse Altpapiertag 2013, Dusseldorf Tons *1000 Krafthaltige Altpapiere und Langfaserzellstoff sind vermehrt genutzte Auswege.
9 Zwischenfazit Altpapier wird in D als Rohstoff noch dominanter. Verschiedene Trends wirken zusammen und führen zu einer deutlichen Verringerung der Festigkeitseigenschaften von Altpapier. Wichtiger als die geringere Verfügbarkeit sind die Kosten durch die Substitution, um Festigkeit und Stoffreinheit zu gewährleisten. Der Frischfasereinsatz im Bereich der Verpackungspapiere wird vermutlich wieder mehr Bedeutung erlangen, um die hohen Festigkeitsanforderungen zu erfüllen.
10 Rohstoffmarkt D in Zahlen 17,8% Rohstoffeinsatz in D 4,7% 15,4% 0,2% Mineralstoffe und Additive Änderung der Einsatzmenge in D 2007 2012 10% 9,9% Was steckt dahinter? sonstige Faserstoffe 5% Altpapier 61,9% Zellstoff Holzstoff 0% -1,9% 0,4% -1,9% -4,9% -5% Jahr: 2012; Alle Zahlen: VDP, Leistungsbericht 2013
11 Trend 2 Nutzung von Agrarreststoffen als Ersatzstoffe Rappen Nussschalen Getreidespelzen Viele Fragen: Treber Stroh Saisonale Verfügbarkeit? Konkurrenznutzung? Lagerstabilität? Kakaobohnenschalen Vorbehandlung?
12 Kein neuer Trend Not macht erfinderisch. Quelle: Studie Austausch-Rohstoffe des Institutes für Zellstoff und Papier Heidenau (1950 1954)
13 Treiber für die Suche nach Alternativen zum Altpapier Haupttreiber: Die Hoffnung auf Kosteneinsparungen Tatsächliche Rohstoffkosten: Marktpreis: 2 /120 /t Nach Aufbereitung: 74 / 186 /t (Kakaobohnenschalen/ Haselnussschalen) Quelle: EcoPaper Kosten Ökologie Eigenschaften Image / Markt
14 Ergebnisse Volumengewinn möglich Festigkeiten gehen verloren Der Nachweis: Haselnussschalen in der Mittellage eines industriell erzeugten Kartons 30% Agrarreststoff. vorextrahiert und gemahlen 70% Altpapier RK-Blätter 120 g/m²; Mahlung mit Jokro-Mühle
15 Zwischenfazit 3. Säule der Rohstoffe? Landwirtschaft Wald Chance: Attraktive, grüne Produkte AP Prozessfähigkeit? Bedeutung im Altpapier-Neupapier- Kreislauf?
16 Mehr Informationen? Seminar der PTS zum Thema Daten Fakten Akteure
17 Trend 3 Neue Produkte - neue Rohstoffe Treiber ist die Chance auf mehr Wertschöpfung Ziel ist die Erschließung von neuen Anwendungen und Märkten für Papierfaser basierte Produkte. Neue Funktionen sind erforderlich, um Papier zu qualifizieren.
Faserprodukte mit neuen / verbesserten Eigenschaften 18 Keramische Abschirmung Leichtbaustrukturen für Filterelemente Wärmespeicherung Leichtbau Brandschutz Barriere Carbonfaserpapiere als Halbzeuge für Faserverbundwerkstoffe PCM-haltige Papiere zum Wärmemanagement Brandschutzplatte auf Basis hochgefüllter mineralischer Papiere Elektromagnetische Abschirmung mit metallgefülltem Papier Papier-Blechverbund für Leichtbauanwendungen Quelle: Projekt CFK- Halbzeuge und weitere
Ein vollkommen verändertes Rohstoffportfolio Metallpulver Verstärkungsfasern PCM-Kapseln Beherrschung der Materialien Was passiert im Recycling? 19 Synthesefasern Mineralfasern Adsorber Weiterhin: die Funktionalisierung bekannter Rohstoffe
20 Fragen warten auf eine Antwort Werden Verpackungspapiere zukünftig die Papierwirtschaft nennenswert mit Frischfasern beatmen? Ist unsere Faserkaskade dann noch aufrecht zu erhalten? Wie viele Agrarreststoffe verträgt unsere Kreislaufwirtschaft? Welche Erkennungsverfahren haben wir für neue Fasern und Füllstoffe im Altpapier?
21 Ausblick Was ist zu tun? Der Kompetenzerwerb für die Beherrschung des Rohmaterials wird wichtiger denn je. Rohstoffe werden mehr Möglichkeiten eröffnen. Diesen Chancen stehen aber auch Risiken gegenüber, die zu bewerten sind. Einige Koordinaten für die Gestaltung des Neupapier Altpapierkreislaufs müssen verändert oder neu gesetzt werden. Im Mittelpunkt muss die Erhaltung der Kreislaufwirtschaft stehen. Dies fordert das vorausschauende Handeln als gesamte Branche.
22 Dank Den Mitarbeitern der PTS und des PMV Darmstadt für ihre Beiträge: Constanze Seidemann, Lydia Tempel, Holger Jung, Dr. Wolfram Dietz, Dr. Fokko Schütt, Angelika Endres, Dr. Hans Putz und Saskia Runte Dem Kuratorium für Forschung und Technik für die Förderung der Arbeiten im Rahmen der INFOR-Projekte 162, 171 und 172 Der Europäischen Kommission zur Förderung des Projektes EcoPaper Dem BMWi für die Förderung der Projekte SUBWEX und CFK-Halbzeuge