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Welchen Einfluss haben globale Rohstoffmärkte auf die
Energiewende in Deutschland?


3. Tageskongress der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte
Berlin, 12. Oktober 2012


Volker Steinbach,
Abteilungsleiter Energierohstoffe, mineralische Rohstoffe
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)
Aufgaben der BGR
   Rohstoffwirtschaftliche und geowissenschaftliche Beratung der
   Bundesregierung und der deutschen Wirtschaft
   Internationale geowissenschaftliche und Technische Zusammenarbeit,
   einschließlich Polarforschung und geowissenschaftliche Kartenwerke
   Geowissenschaftliche Forschung und Entwicklung
Die Welt verändert sich!




 Foto: Voith AG




- wirtschaftspolitisch/geopolitisch
- technologisch

- Wollen wir Zuschauer oder Mitgestalter sein?

- Wollen wir reagieren oder agieren?

- Welche Konsequenzen ergeben sich daraus für den
  Rohstoffbereich?
- Rohstoffsituation weltweit und in Deutschland
- Rohstoffe für Technologien der erneuerbaren Energien
- fossile Energierohstoffe
Hybrid-/Elektroauto
Karosserie:                               Fahrzeugelektronik:
Eisen, Mangan, Titan,                     Gold, Silber,               Motor:
Niob, Aluminium,                          Germanium, Indium           Kupfer, Aluminium,
Kupfer, Nickel,                                                       Magnesium,
Magnesium, Zink                                                       Blei, Zink, Nickel, Eisen
                                                                      Permanentmagnete in E-
                                                                      Maschinen:
                                                                      Neodym, Dysprosium, Kupfer,
                                                                      Eisen




Traktionsbatterie:
NiMH-Batterie: Nickel,
Lanthan, Neodym, Kobalt
Li-Ionen-Batterie: Lithium,
                                                                                 Lampen:
Kobalt, Nickel/Mangan,
                              Katalysator:                                       Wolfram, Cer,
Kupfer
                              Platin, Rhodium                                    Yttrium, Terbium
                              Palladium,, Cer,
                              Lanthan, Yttrium
                              Lambdasonde:                 Leichtmetallfelgen:
                              Zirkon, Yttrium              Aluminium
Salzburg




  Die Epochen der Menschheitsgeschichte:
  Stein-Zeit ( 800.000 – 1.800 v. Chr.)
  Bronze-Zeit ( 1.800 - 750 v. Chr.)
  Eisen-Zeit ( 750 v. Chr. - 0)
Zeitliche Entwicklung der Verwendung von Metallen




                                               Hightechmetalle

                                            Leichtmetalle

                      Eisen

             Bronze

    Kupfer

4000         2000             1400   1600         1800      1900   2000
v.Chr.       v.Chr.
Rohstoffsituation Deutschland 2010

                                            110 Mrd. €    Importe
                                            ca. 10 Mrd. € Recycling
                                            ca. 18 Mrd. € heim. Produktion
                    9%

                                                Erdöl
                                      27%       Erdgas
         16%                                    Kohle
                                                Sonstige Energierohstoffe
                                                NE-Metalle
                 Rohstoffaufkommen              Eisen & Stahl
        1%              2010                    Stahlveredler

        6%         ca. 138 Mrd. €               Sonstige Metalle
                                                Edelmetalle
         <1 %
                                                Nichtmetalle
          3%
Metallbranche:
            3%
                                     22%        einheimische Rohstoffproduktion *
 23.537 Betriebe
               9%                               Recycling **
                    1% 3%
 3,4 Mio. Beschäftigte                                  * Schätzung DERA/BGR
                                                        ** Quelle: IW 2010
Karte
der wichtigen Bodenschätze
             der
Bundesrepublik Deutschland
       1 : 1 000 000
         KOR1000
Indikatoren für Versorgungs- und Lieferrisiken


Geostrategische Risiken:                           Geologische Verfügbarkeit:
Marktzugang und Länderrisiko                       Reichweite der Vorräte
Angebotskonzentration                              Explorationsaktivitäten
Umwelt und Sozialaspekte



Marktmacht:                                         Technische Verfügbarkeit:
Länderkonzentration                                 Angebot/Nachfrage
Firmenkonzentration                                 Kapazitätsauslastung
des Angebots                                        Transport, Lagerbestände
                                                    Produktionskosten




Reaktionsvermögen der Nachfrage:
                                             Importabhängigkeit
Recycling, Substituierbarkeit,               und Bedeutung der Rohstoffe für die
Materialeffizienz, eigene                    Wertschöpfungskette
Rohstoffproduktion, Absicherungsstrategien
Relative Preisentwicklung der LME-Metalle


8   Spotmarktpreise, 05.10.2012 (US$ / t)

               Aluminium 2.088
7              Blei      2.265
               Kupfer    8.299
               Nickel   18.575
6
               Zink      2.032
               Zinn     22.455
5


4


3


2


1
                                  Brent-Öl: 111,72 US$ / bl

    2003     2004      2005      2006       2007    2008      2009   2010   2011   2012
Regelkreis der Rohstoffversorgung

                              Angebot und Nachfrage
                              sind im Gleichgewicht

                                                                    erhöhter Bedarf    2002
• größere Vorräte
• längere Reichweite
                               Technologieentwicklung?
• Aufhebung der Verknappung    Entwicklung BRIC?
                                                                                       2003 -
                                                                        Preisanstieg
                                                                                       2008
                     2010 - 2012
                                                      menschliche
             • höhere Recyclingraten                  Kreativität
             • verstärkte Substitution
             • Miniaturisierung

        • neue Lagerstätten/-typen
        • niedrighaltige Vorkommen                    • höhere Explorationsanstrengungen
          werden wirtschaftlich                       • größere Explorationsrisiken
        • Übernahmen

                                 Okt. 2008/2009
Länderanteil am Weltverbrauch 2005

                             %

                                                                                                44,1
                             70


                             60                                                 31,4
                                  25,3   27,1
                                                32,0              18,2
                             50                          21,1            28,6
Quelle: DERA/BGR Datenbank




                             40                                   CN
                                  CN     CN               CN                     CN              CN
                                                                                        USA
                             30                                   JP
                                                 CN                      CN     USA
                                  USA                    USA
                                                                                                USA
                                         USA
                             20                  USA              USA    USA
                                                                                        9,0
                                                           D                     JP     CN
                                  JP             JP                       JP
                             10           D                        D                    JP       IND
                                                          JP              D      D
                                   D     KOR    KOR                                     RUS     RSA
                                  KOR           IND      KOR      KOR    KOR    TAIW    IND      JP
                                  Alu    Blei   Kupfer   Nickel   Zink   Zinn   Stahl   Öl    Steinkohle
Länderanteil am Weltverbrauch 2010
                             %

                             80
                                                                                                 53,3

                             70          45,1            43,4            48,5
                                  42,2                                          45,4
                             60                 39,6              42,7

                             50
Quelle: DERA/BGR Datenbank




                             40

                                                                                        USA       CN
                                         CN               CN
                             30
                                  CN             CN                      CN
                                                           JP     CN             CN
                                                                                        11,4     USA
                             20          USA     USA                      JP
                                  USA
                                                                  USA           USA
                                                          USA                            CN
                                   D              D                      USA     IND
                             10          IND                      IND                    JP       IND
                                                           D              D      JP
                                   JP    KOR      JP              KOR                   IND      RSA
                                  IND     D      KOR      KOR      D     KOR    KOR     RUS       JP

                                  Alu    Blei   Kupfer   Nickel   Zink   Zinn   Stahl   Erdöl Steinkohle
PKW-Produktion Vergleich: CHINA - Germany
       people to newly manufactured cars VDA
                                       Quelle:




                              1996



1 car on 3 625 people                       1 car on 23 people
PKW-Produktion Vergleich: CHINA - Germany
      people to newly manufactured cars VDA
                                      Quelle:




                             2006



1 car on 305 people                        1 car on 15 people
PKW pro 100 Einwohner


 Deutschland           Russland      China     Indien
 51,8 PKW              24 PKW        2,9 PKW   0,8 PKW




Quelle: VDA, 2012
Kritische mineralische Rohstoffe


Gewichtetes Länderrisiko der Produktion (World Governance Indicators 2008)
                                                                                        Metalle (Erz)    Metalle (Raffinade)        Industrieminerale

                                                                             -1,5
                                                                                      hoch                            mittel                                       hoch


                                                                             -1,0

                                                                                                                                             Sn                         Seltene Erden
                                                                                                                                                               Graphit
                                                                             -0,5                                                    Sn         Baryt         Hg          W
                                                                                                                                                                       Bi      Sb
                                                                                      mittel                                Magnesit
                                                                                                                                               Co V     Flussspat           Mg
                                                                                                                        Phosphat         Bi
                                                                                                                                            FeCr
                                                                                                                       Mn     FeMn
                                                                             0,0                Au         Ag Ni
                                                                                                                                             Cr
                                                                                                                 Feldspat Fe Vermic.
                                                                                                                                       Diamanten
                                                                                                                                                      Pd                    Nb
                                                                                                                    Zn     Bauxit               Si
                                                                                                 Gips/Anhyd. Ni            Al Pb Pb
                                                                                                                                            Mo                     Pt
                                                                                                                    Cd Zn Bentonit
                                                                             0,5                           Cu                       Glimmer
                                                                                                                        Cu
                                                                                                               Kaolin          Te Kali
                                                                                                                                             Zr
                                                                                                                                                      Ta
                                                                             1,0
                                                                                                                               Ti
                                                                                                                                                   Li


                                                                             1,5
                                                                                      niedrig                         mittel                                       hoch
                                                                                400                         1.000                   2.000                                         10.000
                                                                                                 Herfindahl-Hirschman-Index der Produktion 2008 (Länderkonzentration)
- Rohstoffsituation weltweit und in Deutschland
- Rohstoffe für Technologien der erneuerbaren Energien
- fossile Energierohstoffe
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.
                                                     Al Mn
                                            Cr Ti V           Zn
                                       Mn        Cu As Ti Fe       Cu
                                  Mg Sn      Mg                 Li
     Hauptmetall                                                    Cr Ni
                                As Pb                                     B Br
                             Ni                          V    Ga
                          Co Fe
                         Al Cu                                                Mn
                                                                                   Al       oxidische Erze
                         Ca/Si                      Zn                  Cl     Fe
                                                Pb
     Neben-           Mg                                                          V
                                                                                     Sn
                                                    Fe Al                           Al Fe
     produkte       Fe
                                              Mn              Mg                    Cr
                      Al                                                               Nb
                   V       PGM                                                      Zr Mg
                                           Cr                    Ti
                  Ca/Si                                                              Ta Mn
                   Mg      Ga             Zn                     Sn Ag              Zn W
                                    Au                                        In As Cu
                           Ge
                     Mn                                                             Sb Bi
                            In                Pb               Ni Ag
                      Fe                                                          Pb Nb
                              Cd          Ag           Cu          Cu Pt
                                                                             Se       Ta
                                                           Zn Au
                       Cu                        Ag                    Ir
                                Co                                        Ru    Mg
                          Hg                          Pb             Te
                                    As            Au      Mo                   Sb Fe
                            Sb                                     Co Rh
                                       Bi     Pd Os           Te
        Sulfidische                                    Ru Pt        Os        Cr         Sulfidische +
                                Ti               Ni                        Hg
                                            Rh              As Se            As          oxidische Erze
        Erze                       Ca/Si        Ir Co Bi
                                                                      Ca/Si
                                            Fe                   Sb
                                                 Ca/Si     Hg
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!
Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien: Seltene Erden

     140.000
                                                                                Verwendung       SEE-Beispiele
                                                                Andere
     120.000                                      7%     6%                     Katalysatoren    Ce, La, Nd, Pr,
                                                  6%     6%
                                                                Keramik
                                           7%     7%     7%
     100.000                                                                    Glaszusätze      Ce, La, Nd, Er
                                           5%
                                                                Leuchtmittel
                                           8%     21%    21%
                                                                                Polituren        Ce, La, Nd
SEO [ t]




           80.000           5%                                  Magnete
                                           20%
                            4%                                                  Metallurgie      Mischmetall,
                            8%                    18%    18%
                                                                Metallurgie                      La, Ce, Pr, Nd
           60.000          13%
                                           16%                  (Legierungen)
                           16%                           15%    Polituren       NiMH-Akku        La, Ce, Pr, Nd
                                                  12%
                                           13%
           40.000
                           15%                                  Gläser
                                                         9%                     Permanent        Nd, Pr, Dy, Tb,
                                           12%    10%
                                                                                Magnete          Sm
                           18%
           20.000                                               Katalysatoren
                                                  19%    20%                                     Eu, Y, Tb, La,
                                           20%                                  Leuchtmittel
                           22%                                                                   Dy, Ce, Pr, Gd
                  0
                                                                                Keramikzusätze   Y, La, Ce, Pr, Nd
                          2000             2006   2008   2010


           Quelle: Kingsnorth 2008, 2010
Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien: Seltene Erden


                                                                      Produktion von Seltenen Erdoxiden
                                               140.000
                                                             UdSSR/GUS

                                                               Russland, Ukraine, Kasachstan
                                               120.000       Kirgisistan

                                                             Australien




             Bergwerksförderung SEO [Tonnen]
                                               100.000       USA

                                                             Brasilien

                                                             Thailand
                                                80.000
                                                             Malaysia

                                                             Indien
                                                60.000       China, VR

                                                             übrige Welt

                                                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
         USA (+ Estland)
        2011: 3.516 t SEO
          (aus Halden)                           Indien
                                            2009/10: 16 t SEO                           Malaysia
                                               aus Halden                           2009: 25 t Monazit
                                                                                    Export nach China
                                                    Sri Lanka
                                                2010: 86 t Monazit       Indonesien, Thailand,
                                                                               Myanmar:
                                                                       vermutlich 1.500 t Monazit
                                                                           Export nach China
                              Brasilien
                            2010: 1.043 t
                              Monazit
                            Aufhaldung!



Produktion 2011: 101.900 t SEO (2010: 121.900 t SEO)
China: 95,1 %, USA: 3,5 %, Russland: 1,4 %, Indien: <0,1 %
Seltene Erden: Vorräte, Stand: 7.2012 (in Mio. t SEO)


                                                                           Russland 166,1


                       Kanad
                       Kanada               Grönland                            3,3
                         a
                         20,6                10,4



                                              Resteuropa      0,9                           China
                                                                                             66,5
           USA   4,8   2,1
                                                                                Restasien
                                                                                   7,3
                                                                                             18,4

                                                                                      3,8




                                Brasilien
                                  15,6


                                0,025                                                                            0,3
                                                                     2,4
                                                           Afrika                                   Australien
                                                             0,029                                               6,7


Reserven



Ressourcen
                             China: 66 % der Reserven, 22 % der Ressourcen
Seltene Erden: Bergwerke, Projekte und Vorkommen (Auswahl)


                                                                                                 Lovozer
                                                                   Karrat
                                                                                                 o                                       Tomtor
                                                                  Sarfartoq
            Thor Lake /Nechalacho Hoidas Lake                    Kvanefjeld                                                              (Burannyi)
                                                    Strange Lake Kringlerne       Norra Kärr Verschiedene in                                  Seligdarskoye
                        Douglas River     Eden Lake                                          Skandinavien
      Bokan                                               Ashram
      MountainWicheeda                  Archie Lake Misery Lake
                     Eliott Lake / Eco         Clay Howells                                 Storkwitz               Stepogorsk
                                                                                                                                         Khalzan Burged
                     Ridge     Bear Lodge              Benjamin                                                                               Mushgai Khudag
    Lemhi Pass / Diamond                       Kipawa River
                                                       / Zeus                                                                                    Khotgor
                    Creek              Elk Creek                Vale de Cavalos
                                        Pea Ridge                                                    Kizilçaören           Kutessay II
                         Iron Hill                                                                                                       Bayan Obo
     Mountain Pass
                                                                                                Aksu Diamas
                                                                                                                                                Verschiedene in China
                                                                                                                          Khanneshi
                                                                                                           Ghurayyah      n
                                                                                                                                                   Verschiedene in
                                                                                                                    Amba Dongar                    Vietnam
                                                                                                                             Matikahal

                                                                                                                           Aluva
                                                                                                                                                 Perak

                                                                              Mabounie
                                                 Pitinga                                                     Mrima Hill
                                                                                                            Wigu Hill
                                                                                               Ngualla
                                              Catalão                                                    Kangankunde
                                                               Salitre             Nkombwa Hill                 Tantalus                     Browns Range
                                                 Araxá
                                                 Tapira        Buena               Lofdal                                                   Cummins Range
                                                                                                                                                                Nolans
                                                                                                               QMM                          Brockman
                                                           Morro do Ferro                                                                               WIM 150 Bore
                                                                                                                                           Yangiban           Olympic Dam
                                                                              Zandkopsdrift
   in Betrieb                                                                                                                              a        Mt Weld
                                               Rodeo de Los                  Steenkampskra                                                                           Dubbo
                                                                                          al
   Projekt für den                             Molles
   Abbau von SEO
   Vorkommen




               August 2012: 441 Projekte durch 269 Firmen in 37 Ländern
Wettbewerbsverzerrungen: Seltene Erden


Entwicklung der Exportquoten Chinas 2004 - 2010

 Jahr              Exportquote [t]                    Unterschied zum   Geschätzter Bedarf
                                                        Vorjahr [%]     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
Indium für die Photovoltaik

                                                                        Indium End Use 2010
                                                                             Total 609 t
                                                                                         Compounds
                                                                           Alloys
                                                                                            3%
                                                                            4%
                                                                                                     Semiconductors2%


                                                                                                      Other, R&D
                                                                                                         1%




                                                                    Thin films
                                                                      90%
                             Foto: DG-Solartechnik




                          CIS / CIGS = Cu(In,Ga)Se2
                         thin film photovoltaic panel




Quelle: ZSW, Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung
White Island, Newseeland


                 Kidd Creek, Ontario
>150 Mt massive Zn-Cu-(Pb)-sulfide ore
total: 3,400 t Indium
Indium Anreicherungen in terrestrichen und marinen Vorkommen
Zusammenfassung: Indium Angebot




         Foto: DG-Solartechnik


Displays, Photovoltaik

Produktion 2006 : 581 t                     Bedarf 2030 : ca. 2.250 t (347 + 1.911 t)
Entwicklung der Produktion bis 2030
Byprodukt von Pb-/Zn-/Cu-/Sn-Bergbau        500 t / Jahr
Andere Quellen:
Aufbereitungshalden                         Steigerung >500 t / Jahr
Moderne Aufbereitungstechnologien;          500 – 1,000 t / Jahr
Steigerung der Ausbringungsrate
Situation: kurz- und mittelfristig unkritisch
Abhängig von Investitionen in moderne Technologien zur Produktionssteigerung von
Byprodukten und aus Aufbereitungshalden
Hohe Länderkonzentration bei der Raffinadeproduktion von Indium
- Rohstoffsituation weltweit und in Deutschland
- Rohstoffe für Technologien der erneuerbaren Energien
- fossile Energierohstoffe
Primärenergieverbrauch global
historisch und ein Szenario Energierohstoffe auch 2035 Hauptenergiequelle (IEA, 2011)
Eigenversorgung & Importabhängigkeit Deutschlands
                   (2000 und 2010)
Primärenergieverbrauch Deutschlands 2010



                                       Rund 90% des PEV
                                       stammen aus nicht
                                          erneuerbaren
                                         Energieträgern




                 Mineralöl

                             Quelle: VCI 2010 (2008)
Was versteht man unter Reserven und Ressourcen ?




Reserven                                              Reserven




    dynamische
    Grenze               dynamische   Ressourcen
                                      (unbekannt)
Ressourcen
                         Grenze

(nicht wirtschaftlich)
                                                    Ressourcen
Erdölbildung in der Erdkruste



                               Erzeugte Kohlenwasserstoffe
        Bakterielles Methan
        Beginn des Ölfensters
                                                     ~ 1500 m




                                Öl
                                      Gas
        Ende des Ölfensters                          ~ 3500 m




        Ende des Gasfensters
                                                  Tiefe
Kohlenwasserstoffvorkommen
konventionell – nicht-konventionell




      Schieferöl
Erdgas-Gesamtpotenzial weltweit

        3
Bill. m

1000

                      Ressourcen
  800                 Reserven
                      Kumulative Förderung

  600

                                                                           1000

  400                                                               800
                312

  200

               189                            173
                            46
    0
                96                (Reserven überhöht dargestellt)

 -100
            konv. Erdgas Kohleflözgas Schiefergas Aquifergas              Gashydrat
Kenndaten Erdgas 2010




              ~70%
              ~70% der
              Welt-
              Welt-
              reserven
Reserven Erdgas 2010; 10 wichtigste Länder




    54 % der Weltreserven
Förderung Erdgas 2010; 10 wichtigste Länder




      43 % der Weltförderung
Erdgasversorgung Deutschlands 1960 – 2010
Erdöl-Gesamtpotenzial weltweit

Gt

300
               Ressourcen      Ölsand,
         143                Schwerstöl
200

                                           Ölschiefer
                                155
100
         169   Reserven
                                             112
                                48
 0
                                2,0
                                 nicht-konv. Erdöl

100
         163   kum. Förderung



200   konv. Erdöl
Kenndaten Erdöl 2010




             ~70% der
             globalen
             konvention.
             Reserven
Reserven Erdöl 2010, 10 wichtigste Länder




43 % der Weltreserven
Förderung Erdöl 2010; 10 wichtigste Länder




 33 % der Weltförderung
Rohölversorgung Deutschlands 1950 – 2010
Verteilung der Rohstoffe weltweit nach Energieinhalt




 ~ 80                                1   Primärenergieverbrauch
                                         Deutschlands 2010: 14 EJ




~ 1200
Energierohstoffe 2030




Kohle
        • geologische Verfügbarkeit + +

        • Emissionen
        • Einfluss Versenkung von CO2
        • Kohleverflüssigung, -vergasung

Kernbrennstoffe
        • geologische Verfügbarkeit +

        • Entwicklung der Reaktortechnik
        • Akzeptanz
        • Endlagerung
Energierohstoffe 2030




Erdgas
    • geologische Verfügbarkeit +
      • Verbrauch deutlich gestiegen
      • Konzentration auf Strategische Ellipse
      • nicht-konventionelles Erdgas

Erdöl
     • geologische Verfügbarkeit +/—
      • Steigerung bei optimaler Nutzung
      • Jahresproduktion unter 5 Gt
      • Einfluss der OPEC
Rohstoffsicherung für unsere Zukunft



            Wirtschaft                           Politik
         Rohstoffversorgung                 Rahmenbedingungen




                                                    Forschung
staatl. Institution                              Spitzentechnologien
Beratung, Information
                              Gesellschaft
                                Akzeptanz
Glück Auf!




Weitere Informationen:

www.bgr.de

www.deutsche –rohstoffagentur.de

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Dr. Volker Steinbach: Welchen Einfluss haben globale Rohstoffmärkte auf die Energiewende in Deutschland?

  • 1. Welchen Einfluss haben globale Rohstoffmärkte auf die Energiewende in Deutschland? 3. Tageskongress der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte Berlin, 12. Oktober 2012 Volker Steinbach, Abteilungsleiter Energierohstoffe, mineralische Rohstoffe Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)
  • 2. Aufgaben der BGR Rohstoffwirtschaftliche und geowissenschaftliche Beratung der Bundesregierung und der deutschen Wirtschaft Internationale geowissenschaftliche und Technische Zusammenarbeit, einschließlich Polarforschung und geowissenschaftliche Kartenwerke Geowissenschaftliche Forschung und Entwicklung
  • 3. Die Welt verändert sich! Foto: Voith AG - wirtschaftspolitisch/geopolitisch - technologisch - Wollen wir Zuschauer oder Mitgestalter sein? - Wollen wir reagieren oder agieren? - Welche Konsequenzen ergeben sich daraus für den Rohstoffbereich?
  • 4. - Rohstoffsituation weltweit und in Deutschland - Rohstoffe für Technologien der erneuerbaren Energien - fossile Energierohstoffe
  • 5. Hybrid-/Elektroauto Karosserie: Fahrzeugelektronik: Eisen, Mangan, Titan, Gold, Silber, Motor: Niob, Aluminium, Germanium, Indium Kupfer, Aluminium, Kupfer, Nickel, Magnesium, Magnesium, Zink Blei, Zink, Nickel, Eisen Permanentmagnete in E- Maschinen: Neodym, Dysprosium, Kupfer, Eisen Traktionsbatterie: NiMH-Batterie: Nickel, Lanthan, Neodym, Kobalt Li-Ionen-Batterie: Lithium, Lampen: Kobalt, Nickel/Mangan, Katalysator: Wolfram, Cer, Kupfer Platin, Rhodium Yttrium, Terbium Palladium,, Cer, Lanthan, Yttrium Lambdasonde: Leichtmetallfelgen: Zirkon, Yttrium Aluminium
  • 6. Salzburg Die Epochen der Menschheitsgeschichte: Stein-Zeit ( 800.000 – 1.800 v. Chr.) Bronze-Zeit ( 1.800 - 750 v. Chr.) Eisen-Zeit ( 750 v. Chr. - 0)
  • 7. Zeitliche Entwicklung der Verwendung von Metallen Hightechmetalle Leichtmetalle Eisen Bronze Kupfer 4000 2000 1400 1600 1800 1900 2000 v.Chr. v.Chr.
  • 8. Rohstoffsituation Deutschland 2010 110 Mrd. € Importe ca. 10 Mrd. € Recycling ca. 18 Mrd. € heim. Produktion 9% Erdöl 27% Erdgas 16% Kohle Sonstige Energierohstoffe NE-Metalle Rohstoffaufkommen Eisen & Stahl 1% 2010 Stahlveredler 6% ca. 138 Mrd. € Sonstige Metalle Edelmetalle <1 % Nichtmetalle 3% Metallbranche: 3% 22% einheimische Rohstoffproduktion * 23.537 Betriebe 9% Recycling ** 1% 3% 3,4 Mio. Beschäftigte * Schätzung DERA/BGR ** Quelle: IW 2010
  • 9. Karte der wichtigen Bodenschätze der Bundesrepublik Deutschland 1 : 1 000 000 KOR1000
  • 10. Indikatoren für Versorgungs- und Lieferrisiken Geostrategische Risiken: Geologische Verfügbarkeit: Marktzugang und Länderrisiko Reichweite der Vorräte Angebotskonzentration Explorationsaktivitäten Umwelt und Sozialaspekte Marktmacht: Technische Verfügbarkeit: Länderkonzentration Angebot/Nachfrage Firmenkonzentration Kapazitätsauslastung des Angebots Transport, Lagerbestände Produktionskosten Reaktionsvermögen der Nachfrage: Importabhängigkeit Recycling, Substituierbarkeit, und Bedeutung der Rohstoffe für die Materialeffizienz, eigene Wertschöpfungskette Rohstoffproduktion, Absicherungsstrategien
  • 11. Relative Preisentwicklung der LME-Metalle 8 Spotmarktpreise, 05.10.2012 (US$ / t) Aluminium 2.088 7 Blei 2.265 Kupfer 8.299 Nickel 18.575 6 Zink 2.032 Zinn 22.455 5 4 3 2 1 Brent-Öl: 111,72 US$ / bl 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
  • 12. Regelkreis der Rohstoffversorgung Angebot und Nachfrage sind im Gleichgewicht erhöhter Bedarf 2002 • größere Vorräte • längere Reichweite Technologieentwicklung? • Aufhebung der Verknappung Entwicklung BRIC? 2003 - Preisanstieg 2008 2010 - 2012 menschliche • höhere Recyclingraten Kreativität • verstärkte Substitution • Miniaturisierung • neue Lagerstätten/-typen • niedrighaltige Vorkommen • höhere Explorationsanstrengungen werden wirtschaftlich • größere Explorationsrisiken • Übernahmen Okt. 2008/2009
  • 13. Länderanteil am Weltverbrauch 2005 % 44,1 70 60 31,4 25,3 27,1 32,0 18,2 50 21,1 28,6 Quelle: DERA/BGR Datenbank 40 CN CN CN CN CN CN USA 30 JP CN CN USA USA USA USA USA 20 USA USA USA 9,0 D JP CN JP JP JP 10 D D JP IND JP D D D KOR KOR RUS RSA KOR IND KOR KOR KOR TAIW IND JP Alu Blei Kupfer Nickel Zink Zinn Stahl Öl Steinkohle
  • 14. Länderanteil am Weltverbrauch 2010 % 80 53,3 70 45,1 43,4 48,5 42,2 45,4 60 39,6 42,7 50 Quelle: DERA/BGR Datenbank 40 USA CN CN CN 30 CN CN CN JP CN CN 11,4 USA 20 USA USA JP USA USA USA USA CN D D USA IND 10 IND IND JP IND D D JP JP KOR JP KOR IND RSA IND D KOR KOR D KOR KOR RUS JP Alu Blei Kupfer Nickel Zink Zinn Stahl Erdöl Steinkohle
  • 15. PKW-Produktion Vergleich: CHINA - Germany people to newly manufactured cars VDA Quelle: 1996 1 car on 3 625 people 1 car on 23 people
  • 16. PKW-Produktion Vergleich: CHINA - Germany people to newly manufactured cars VDA Quelle: 2006 1 car on 305 people 1 car on 15 people
  • 17. PKW pro 100 Einwohner Deutschland Russland China Indien 51,8 PKW 24 PKW 2,9 PKW 0,8 PKW Quelle: VDA, 2012
  • 18. Kritische mineralische Rohstoffe Gewichtetes Länderrisiko der Produktion (World Governance Indicators 2008) Metalle (Erz) Metalle (Raffinade) Industrieminerale -1,5 hoch mittel hoch -1,0 Sn Seltene Erden Graphit -0,5 Sn Baryt Hg W Bi Sb mittel Magnesit Co V Flussspat Mg Phosphat Bi FeCr Mn FeMn 0,0 Au Ag Ni Cr Feldspat Fe Vermic. Diamanten Pd Nb Zn Bauxit Si Gips/Anhyd. Ni Al Pb Pb Mo Pt Cd Zn Bentonit 0,5 Cu Glimmer Cu Kaolin Te Kali Zr Ta 1,0 Ti Li 1,5 niedrig mittel hoch 400 1.000 2.000 10.000 Herfindahl-Hirschman-Index der Produktion 2008 (Länderkonzentration)
  • 19. - Rohstoffsituation weltweit und in Deutschland - Rohstoffe für Technologien der erneuerbaren Energien - fossile Energierohstoffe
  • 20. 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
  • 21. Nebenprodukte: Das Metallrad nach Reuter et al. und Verhoef et al. Al Mn Cr Ti V Zn Mn Cu As Ti Fe Cu Mg Sn Mg Li Hauptmetall Cr Ni As Pb B Br Ni V Ga Co Fe Al Cu Mn Al oxidische Erze Ca/Si Zn Cl Fe Pb Neben- Mg V Sn Fe Al Al Fe produkte Fe Mn Mg Cr Al Nb V PGM Zr Mg Cr Ti Ca/Si Ta Mn Mg Ga Zn Sn Ag Zn W Au In As Cu Ge Mn Sb Bi In Pb Ni Ag Fe Pb Nb Cd Ag Cu Cu Pt Se Ta Zn Au Cu Ag Ir Co Ru Mg Hg Pb Te As Au Mo Sb Fe Sb Co Rh Bi Pd Os Te Sulfidische Ru Pt Os Cr Sulfidische + Ti Ni Hg Rh As Se As oxidische Erze Erze Ca/Si Ir Co Bi Ca/Si Fe Sb Ca/Si Hg
  • 22. 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!
  • 23. Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien: Seltene Erden 140.000 Verwendung SEE-Beispiele Andere 120.000 7% 6% Katalysatoren Ce, La, Nd, Pr, 6% 6% Keramik 7% 7% 7% 100.000 Glaszusätze Ce, La, Nd, Er 5% Leuchtmittel 8% 21% 21% Polituren Ce, La, Nd SEO [ t] 80.000 5% Magnete 20% 4% Metallurgie Mischmetall, 8% 18% 18% Metallurgie La, Ce, Pr, Nd 60.000 13% 16% (Legierungen) 16% 15% Polituren NiMH-Akku La, Ce, Pr, Nd 12% 13% 40.000 15% Gläser 9% Permanent Nd, Pr, Dy, Tb, 12% 10% Magnete Sm 18% 20.000 Katalysatoren 19% 20% Eu, Y, Tb, La, 20% Leuchtmittel 22% Dy, Ce, Pr, Gd 0 Keramikzusätze Y, La, Ce, Pr, Nd 2000 2006 2008 2010 Quelle: Kingsnorth 2008, 2010
  • 24. Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien: Seltene Erden Produktion von Seltenen Erdoxiden 140.000 UdSSR/GUS Russland, Ukraine, Kasachstan 120.000 Kirgisistan Australien Bergwerksförderung SEO [Tonnen] 100.000 USA Brasilien Thailand 80.000 Malaysia Indien 60.000 China, VR übrige Welt 40.000 20.000 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Seifen-Monazit-Ära Mountain Pass Ära Chinesische Ära
  • 25. Seltene Erden: Bergwerksförderung bzw. Produktion Russland 2011: 1.444 t SEO China 2011: 96.900 t SEO USA (+ Estland) 2011: 3.516 t SEO (aus Halden) Indien 2009/10: 16 t SEO Malaysia aus Halden 2009: 25 t Monazit Export nach China Sri Lanka 2010: 86 t Monazit Indonesien, Thailand, Myanmar: vermutlich 1.500 t Monazit Export nach China Brasilien 2010: 1.043 t Monazit Aufhaldung! Produktion 2011: 101.900 t SEO (2010: 121.900 t SEO) China: 95,1 %, USA: 3,5 %, Russland: 1,4 %, Indien: <0,1 %
  • 26. Seltene Erden: Vorräte, Stand: 7.2012 (in Mio. t SEO) Russland 166,1 Kanad Kanada Grönland 3,3 a 20,6 10,4 Resteuropa 0,9 China 66,5 USA 4,8 2,1 Restasien 7,3 18,4 3,8 Brasilien 15,6 0,025 0,3 2,4 Afrika Australien 0,029 6,7 Reserven Ressourcen China: 66 % der Reserven, 22 % der Ressourcen
  • 27. Seltene Erden: Bergwerke, Projekte und Vorkommen (Auswahl) Lovozer Karrat o Tomtor Sarfartoq Thor Lake /Nechalacho Hoidas Lake Kvanefjeld (Burannyi) Strange Lake Kringlerne Norra Kärr Verschiedene in Seligdarskoye Douglas River Eden Lake Skandinavien Bokan Ashram MountainWicheeda Archie Lake Misery Lake Eliott Lake / Eco Clay Howells Storkwitz Stepogorsk Khalzan Burged Ridge Bear Lodge Benjamin Mushgai Khudag Lemhi Pass / Diamond Kipawa River / Zeus Khotgor Creek Elk Creek Vale de Cavalos Pea Ridge Kizilçaören Kutessay II Iron Hill Bayan Obo Mountain Pass Aksu Diamas Verschiedene in China Khanneshi Ghurayyah n Verschiedene in Amba Dongar Vietnam Matikahal Aluva Perak Mabounie Pitinga Mrima Hill Wigu Hill Ngualla Catalão Kangankunde Salitre Nkombwa Hill Tantalus Browns Range Araxá Tapira Buena Lofdal Cummins Range Nolans QMM Brockman Morro do Ferro WIM 150 Bore Yangiban Olympic Dam Zandkopsdrift in Betrieb a Mt Weld Rodeo de Los Steenkampskra Dubbo al Projekt für den Molles Abbau von SEO Vorkommen August 2012: 441 Projekte durch 269 Firmen in 37 Ländern
  • 28. Wettbewerbsverzerrungen: Seltene Erden Entwicklung der Exportquoten Chinas 2004 - 2010 Jahr Exportquote [t] Unterschied zum Geschätzter Bedarf Vorjahr [%] 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
  • 29. Indium für die Photovoltaik Indium End Use 2010 Total 609 t Compounds Alloys 3% 4% Semiconductors2% Other, R&D 1% Thin films 90% Foto: DG-Solartechnik CIS / CIGS = Cu(In,Ga)Se2 thin film photovoltaic panel Quelle: ZSW, Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung
  • 30. White Island, Newseeland Kidd Creek, Ontario >150 Mt massive Zn-Cu-(Pb)-sulfide ore total: 3,400 t Indium
  • 31. Indium Anreicherungen in terrestrichen und marinen Vorkommen
  • 32. Zusammenfassung: Indium Angebot Foto: DG-Solartechnik Displays, Photovoltaik Produktion 2006 : 581 t Bedarf 2030 : ca. 2.250 t (347 + 1.911 t) Entwicklung der Produktion bis 2030 Byprodukt von Pb-/Zn-/Cu-/Sn-Bergbau 500 t / Jahr Andere Quellen: Aufbereitungshalden Steigerung >500 t / Jahr Moderne Aufbereitungstechnologien; 500 – 1,000 t / Jahr Steigerung der Ausbringungsrate Situation: kurz- und mittelfristig unkritisch Abhängig von Investitionen in moderne Technologien zur Produktionssteigerung von Byprodukten und aus Aufbereitungshalden Hohe Länderkonzentration bei der Raffinadeproduktion von Indium
  • 33. - Rohstoffsituation weltweit und in Deutschland - Rohstoffe für Technologien der erneuerbaren Energien - fossile Energierohstoffe
  • 34. Primärenergieverbrauch global historisch und ein Szenario Energierohstoffe auch 2035 Hauptenergiequelle (IEA, 2011)
  • 35. Eigenversorgung & Importabhängigkeit Deutschlands (2000 und 2010)
  • 36. Primärenergieverbrauch Deutschlands 2010 Rund 90% des PEV stammen aus nicht erneuerbaren Energieträgern Mineralöl Quelle: VCI 2010 (2008)
  • 37. Was versteht man unter Reserven und Ressourcen ? Reserven Reserven dynamische Grenze dynamische Ressourcen (unbekannt) Ressourcen Grenze (nicht wirtschaftlich) Ressourcen
  • 38. Erdölbildung in der Erdkruste Erzeugte Kohlenwasserstoffe Bakterielles Methan Beginn des Ölfensters ~ 1500 m Öl Gas Ende des Ölfensters ~ 3500 m Ende des Gasfensters Tiefe
  • 40. Erdgas-Gesamtpotenzial weltweit 3 Bill. m 1000 Ressourcen 800 Reserven Kumulative Förderung 600 1000 400 800 312 200 189 173 46 0 96 (Reserven überhöht dargestellt) -100 konv. Erdgas Kohleflözgas Schiefergas Aquifergas Gashydrat
  • 41. Kenndaten Erdgas 2010 ~70% ~70% der Welt- Welt- reserven
  • 42. Reserven Erdgas 2010; 10 wichtigste Länder 54 % der Weltreserven
  • 43. Förderung Erdgas 2010; 10 wichtigste Länder 43 % der Weltförderung
  • 45. Erdöl-Gesamtpotenzial weltweit Gt 300 Ressourcen Ölsand, 143 Schwerstöl 200 Ölschiefer 155 100 169 Reserven 112 48 0 2,0 nicht-konv. Erdöl 100 163 kum. Förderung 200 konv. Erdöl
  • 46. Kenndaten Erdöl 2010 ~70% der globalen konvention. Reserven
  • 47. Reserven Erdöl 2010, 10 wichtigste Länder 43 % der Weltreserven
  • 48. Förderung Erdöl 2010; 10 wichtigste Länder 33 % der Weltförderung
  • 50. Verteilung der Rohstoffe weltweit nach Energieinhalt ~ 80 1 Primärenergieverbrauch Deutschlands 2010: 14 EJ ~ 1200
  • 51. Energierohstoffe 2030 Kohle • geologische Verfügbarkeit + + • Emissionen • Einfluss Versenkung von CO2 • Kohleverflüssigung, -vergasung Kernbrennstoffe • geologische Verfügbarkeit + • Entwicklung der Reaktortechnik • Akzeptanz • Endlagerung
  • 52. Energierohstoffe 2030 Erdgas • geologische Verfügbarkeit + • Verbrauch deutlich gestiegen • Konzentration auf Strategische Ellipse • nicht-konventionelles Erdgas Erdöl • geologische Verfügbarkeit +/— • Steigerung bei optimaler Nutzung • Jahresproduktion unter 5 Gt • Einfluss der OPEC
  • 53. Rohstoffsicherung für unsere Zukunft Wirtschaft Politik Rohstoffversorgung Rahmenbedingungen Forschung staatl. Institution Spitzentechnologien Beratung, Information Gesellschaft Akzeptanz