Thema des Monats März 2011

Dr. Roland Nolte, IZT

Die Produkte, die auf den beiden Düsseldorfer Leitmessen wire und Tube gezeigt werden, basieren zu einem großen Anteil auf metallischen Ausgangsmaterialien. Kupfer ist von zentraler Bedeutung für die Herstellung von Kabeln, Drähten und Leitungen, Silber spielt eine große Rolle im Bereich leitfähiger Lacke und Klebstoffe und Gold ermöglicht gute Kontakteigenschaften und stellt eine hohe Korrosionsbeständigkeit zur Verfügung – diese Edelmetalle sind für die Produktwelten der Austeller und Besucher der Fachmesse wire essentiell. Werden die Produktschwerpunkte der Fachmesse Tube analysiert, so lässt sich ebenfalls feststellen, dass nur durch den Zusatz ausgewählter Legierungselemente die Einstellung der geforderten hochwertigen Eigenschaftsprofile gelingt oder bestimmte Korrosions- bzw. Verschleißbeständigkeiten realisiert werden können. Gegenwärtig steigen auf dem Metallsektor die Rohstoffpreise und zahlreiche Studien berichten über eine zunehmende Ressourcenverknappung insbesondere auf dem Gebiet der High-Tech-Metalle. Zu diesem spannenden Branchenthema haben wir Herrn Dr. Roland Nolte, Leiter des Instituts für Zukunftsstudien und Technologiebewertung, IZT in Berlin interviewt.

1. Wie beurteilen Sie generell die aktuelle Rohstoffsituation für die Produkte der Messen wire und Tube?
Die aktuelle Rohstoffsituation lässt sich pauschal nur sehr schwer charakterisieren, da die Lage für verschiedene Materialen und Rohstoffe sehr unterschiedlich ist. Generell kann man aber feststellen, dass im Bereich der Massenrohstoffe die Situation trotz steigender Rohstoffpreise wenig angespannt ist und dies wohl auch – von wenigen Ausnahmen abgesehen – in Zukunft so bleiben wird. Bei den High-Tech Metallen, die oftmals als Legierungselemente eingesetzt werden, ist die Situation deutlich anders. Hier sind bei einigen Rohstoffen Versorgungsengpässe in der Zukunft quasi vorprogrammiert. Dazu tragen unter anderem explodierende Nachfragen bei technologischen Durchbrüchen, Lieferengpässe und die Konzentration der Förderung in politisch instabilen Ländern bei.

2. Welche Rolle spielen die Seltenen Erden in diesem Kontext? Haben diese im Bereich der Konstruktionsmaterialien eine ähnliche Bedeutung wie bei den Funktionsmaterialien?
Bei bis zu acht Elementen der Seltenen Erden – dazu zählen Scandium, Dysprosium, Europium, Lanthan, Neodym, Praseodym, Terbium, Yttrium – sind Versorgungsengpässe bereits heute absehbar bzw. sogar schon vorhanden. Dies ist vor allem durch die sehr starke Konzentration der Produktion bedingt: Derzeit stammen 95% der globalen Produktion aus China. Das Land verfolgt eine restriktive Exportpolitik für Seltene Erden, die im vergangenen Jahr durch die Einführung rigider Quoten spürbar verschärft wurde. Die Preise für Seltene Erden sind dementsprechend in der jüngeren Vergangenheit sprunghaft angestiegen und auch weiterhin auf Wachstumskurs. Die von diesen Versorgungsengpässen am stärksten betroffenen Schlüsseltechnologien sind vor allem in den Bereichen Elektromobilität (starke Permanentmagnete), regenerative Energien (Windkraftanlagen), Halbleitertechnik und Brennstoffzellen zu finden. Aber es sind auch Auswirkungen auf andere Technologiebereiche wie z.B. die Fertigung von Spezialleitern und -kabeln zu erwarten, in denen einige der o.g. Metalle als Legierungselemente oder Zusätze zum Einsatz kommen können. Ein Beispiel hierfür ist Verwendung von Yttrium in Hochtemperatursupraleitern der 2. Generation, deren Kommerzialisierung in den nächsten fünf Jahren erwartet wird.

3. Welche weiteren Legierungselemente verknappen sich zunehmend und welche Auswirkung hat diese Tatsache auf zukünftige Produktgenerationen?
Die Legierungselemente mit den deutlichsten Anzeichen für relative Verknappungen - beispielsweise aufgrund von technologiegetriebenen Nachfrageschüben und geopolitischen Risikofaktoren - sind Tantal, die bereits genannten acht Metalle der Seltenen Erden sowie Niob und Wolfram. Dies könnte erhebliche Auswirkungen auf zukünftige High-Tech Produkte haben und insbesondere Restriktionen bezüglich des Einsatzes von Superlegierungen, hochfesten Stählen und speziellen Titanlegierungen nach sich ziehen.

4. Wie sieht es eigentlich mit der Rohstoffsituation bei typischen Massenmetallen, also Eisen, Aluminium und Kupfer aus? Wie lange werden die bekannten Vorkommen noch reichen?
Bei den Massenmetallen sind trotz steigender Nachfrage insbesondere aus China derzeit keine absoluten Verknappungen absehbar. Die statischen Reichweiten der Rohstoffreserven liegen für Bauxit bei 129 und für Eisenerz bei 83 Jahren. Etwas kritischer sieht es bei Kupfer aus – hier beträgt die statische Reichweite der Reserven nur 30 Jahre. Durch die Erschließung neuer Lagerstätten ist diese Zahl allerdings schon seit vielen Jahren stabil. Auch eine Reichweite von 30 Jahren bedeutet zwar auf absehbare Zeit noch keine absolute Verknappung. Allerdings werden relative Verknappungen – etwa durch Lieferschwierigkeiten und -engpässe sowie Auswirkungen der Monopolstellungen weniger Lieferanten – beim Kupfer sehr wahrscheinlich.

5. Zeigt das Thema Materialeffizienz bereits positive Auswirkungen?
Materialeffizienz wird langsam aber sicher als wichtiges Thema in der Fertigung etabliert. Ein Zeichen dafür ist die zunehmende Anzahl von praxisorientierten Forschungsprojekten, die sich mit Fragen der Materialeffizienz in den Fertigungsprozessen befassen. Ich würde aber nicht so weit gehen, zu behaupten, dass sich hier auf der makroökonomischen Ebene bereits positive Auswirkungen abzeichnen. Wir sind erst ganz am Anfang einer Entwicklung, die sicherlich erhebliche Potenziale hat und die in den kommenden Jahren und Jahrzehnten zielstrebig umgesetzt werden sollte.

6. Ein großes Potenzial bietet sicherlich auch das Recycling. Welche neuen Entwicklungen zeichnen sich hier ab und wie hoch ist eigentlich zwischenzeitlich der Recyclinganteil an wichtigen Metallen?
Metallrecycling birgt insgesamt sehr hohe Effizienzpotenziale, allerdings sind die Möglichkeiten von Metall zu Metall sehr unterschiedlich zu bewerten. Bei einigen Massenmetallen ist die Recyclingquote schon heute recht hoch. Sie liegt z.B. global bei 38% für Titan, bei 35% für Aluminium, bei 15% global und 56% in Deutschland für Kupfer, bei 15-20% in Deutschland bei Chrom. Bei den High-Tech Metallen variieren die Recyclingquoten aufgrund der oftmals geringen Mengen in den Produkten, der komplexen Rückhollogistik sowie der teilweise problematischen Trennbarkeit enorm. Sie reichen von 45% für Platin über 13% bei Rhenium bis zu nur ca. 1% bei den Metallen der Seltenen Erden. In vielen Fällen sind durch die Integration von Recyclingstrategien in die Produktionsprozesse, die Realisierung recyclingfreundlicher Konstruktionen sowie die Entwicklung intelligenter Rückhollogistiken, aber auch durch die Etablierung von Anreizsystemen, in Zukunft deutlich höhere Recyclingquoten erzielbar.


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