Vortrag: Welchen Einfluss haben globale Rohstoffmärkte auf die Energiewende in Deutschland?
Volker Steinbach, Abteilungsleiter Energierohstoffe, mineralische Rohstoffe, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)
3. Tageskongress der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte, Berlin, 12. Oktober 2012
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
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.
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
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!
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
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
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
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
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