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Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft Dank • Renate Diessenbacher • Claudia Schmidt, Simon Meißner, Andrea Thorenz • Ben A...
Prof. Armin Reller: Urban Mining - Wertstoff der Zukunft
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  1. 1. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft Kondratjew-Zyklen Meadows et al. 2008 6. Zyklus ??? 5. Zyklus Nachhaltigkeit erneuerbare Energien Kreislaufwirtschaft Grüne Gentechnik Bionik Innovationsgrad 4. Zyklus Nanotechnologie 3. Zyklus Informationstechnologie Softwareentwicklung Petrochemie digitale Netzwerke 2. Zyklus Automobil Mikroelektronik Elektrizität Elektronik Biotechnologie Elektrotechnik Fernsehen Materialforschung 1. Zyklus mit Kohle chemische Industrie Computer Robotik betriebene Öl und Kunststoffe Luftfahrtindustrie Dampfschiffe Verbrennungsmotor Kernenergie Wasserkraft Eisenbahn Automobilindustrie Raumfahrt Basisinnovationen Stahlwerke Kommunikationstech. Dampfmaschine Werkzeugmaschinen Textilmaschinen Fabriksysteme moderne Eisenwerke 1785 1845 1900 1950 1990 2020Quelle: Hargroves 2008 & Knox et al. 2008 IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  2. 2. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft Mrd. t SKE (Steinkohleeinheiten) Ölkrisen 2. Weltkrieg Weltwirt- schaftskrise 1. Weltkrieg und FolgenQuelle: Technologie- und Förderzentrum Bayern 2007 Quelle: BGR 2009 IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  3. 3. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftAbbau von Ölsand in Alberta, KanadaQuelle: www.zdf.de IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  4. 4. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftÖlsand Alberta / Kanada IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012Quelle: Die Zeit / 06.11.2008 / Nr. 46 / Rubrik Wirtschaft / S. 38
  5. 5. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftZukünftige Energiesysteme ohne Funktionswerkstoffe und strategische Metalle? IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  6. 6. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftQuelle: B. Achzet / V. Zepf / Universität Augsburg / Lehrstuhl für Ressourcenstrategie IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  7. 7. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  8. 8. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft Einsatz verschiedener Metalle in CIS-Solarzellen* (cis-solartechnik.de 2009) CIS-Solarmodul Schematischer Aufbau Kontaktdrähte (Grid): einer CIS-Solarzelle Silberlegierungen Frontkontakt: Zinkoxid Puffer: Metallsulfid (Cadmiumsulfid) Absorber: CIS (Kupfer-Indium-Selenid), Gallium dotiert Rückkontakt: Molybdän Trägermaterial: Glas, Edelstahl, Kupfer, Titan oder Molybdän CIS-Solar-Faltmodul *CIS = Copper Indium Selenide IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  9. 9. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft mii.org diepresse.com IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  10. 10. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  11. 11. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftVerkehr der Zukunft? IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  12. 12. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftKupferabbau in Chuquicamata (Chile)Quelle: commons.wikimedia.org IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  13. 13. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftRisiken der RohstoffabhängigkeitQuelle: Wagner 2008 IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  14. 14. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  15. 15. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftBetrachtung des gesamten Wertstoffkreislaufs Einbeziehung der Energiewandlung als Rohstoffquelle Energiewandlung • Bergbau, Förderung • Aufbereitung • Raffination • Entschwefelung IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  16. 16. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft110.000 Tonnen aus- Beton 13.000 Türen- Stahl 189 Etagen; davon- Aluminium und 162 bewohnbar- Glas 517.240 qm- Carrara Marmor Geschossfläche- Gold 24.000 Tonnen Carrara Marmor 8.000 qm 22-karätigesDer Buri al Arab Goldsteht auf einer etwa7000 Quadratmeter 31.400 metrischegroßen Platte aus Tonnen StahlStahlbeton. 1.375 Tonnen AluminiumDiese ruht auf 750Betonpfählen, die bis zu 28.261 Glasplatten50 Meter tief im Boden 44.000 Tonnen Glasstecken. Für denRohbau wurden mehr Und………………….als 330.000 Kubikmeter Hunderte von Metall-Beton verwendet. basierten MaterialienQuelle: http://www.welt.de/reise/article5719347 IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  17. 17. IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  18. 18. Mineral Resources 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 acrossQuelle: Chemical & Engineering News / Juni 2011 / S. 17 und 19 IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  19. 19. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftDissipation von nanoskaligen Zinkoxid- und TitanoxidpartikelnQuelle: BASF IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  20. 20. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft In Ketchup sind längst Nanopartikel enthalten - ohne gekennzeichnet zu sein.Aus dem Labor auf den TellerTitanoxid soll das Schmelzen in der Hand verhindern Dank Nanokapsel mehr Kalzium in der Milch IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  21. 21. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft Kritikalitätsfaktoren (Auswahl) Geologische Verfügbarkeit Technische (Reichweite) Entwicklung Geopolitische (Bedarf an Einflussfaktoren Rohmaterial, Primärproduktion) Ökologische Ökonomische Konsequenzen Entwicklung (Extraktion, (Preis, Angebot, Anwendung Recycling- und Nachfrage) Deponierung) Substitutions- möglichkeiten IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  22. 22. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft Zusammensetzung des Mülls an der NordseeküsteQuelle: Petra Hutner IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  23. 23. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft Behandlung von Plastikabfällen in Europa* in Kilotonnen *Daten für Europa liegen vor für EU 27 und Norwegen, SchweizQuelle: Petra Hutner IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  24. 24. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftQuelle: http://www.spiegel.de/fotostrecke/fotostrecke-52270-3.html IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  25. 25. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftQuelle: Wikipedia Commons IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  26. 26. RessourcenstrategieMaterialvielfalt in der HalbleiterindustrieQuelle: nach Theis, 2007 IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  27. 27. Rückgewinnungvon Rohstoffen Schlacken-Symposium Meitingen • 12. Oktober 2011 • Armin Reller
  28. 28. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft Fraunhofer-Projektgruppe IWKS Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoff- Kreisläufe und Ressourcenstrategie „Think Tank“ Technologien Substitution/ Innovation Grundlagen Rohstoffgewinnung Rohstoffe Strategie Recycling Werkstoffe IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  29. 29. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftProjektgruppe IWKS – Arbeitsmodell Angewandte Forschung entlang der Wert- schöpfungskette mit dem Ziel eines geschlossenen Wertstoffkreislaufs System Prozess Werkstoff Element IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  30. 30. Urban Mining – Wertstoffe der ZukunftBiomining IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012
  31. 31. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft Wissen ist der einzige Rohstoff, der sich bei Gebrauch vermehrt IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012 http://www.blogigo.de/jaris_buechergebrabbel/-x--big.jpg
  32. 32. Urban Mining – Wertstoffe der Zukunft 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 IST Techno Apéro • Schaffhausen • Armin Reller • 11.06.2012

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