Das Netzwerk der Seltenen ErdenDas Netzwerk der Seltenen Erdenam Beispiel Neodymam Beispiel Neodym

Christopher KittelStefan KasbergerKoordination: Birgit Bednar-Friedl

Bakk. IPWS 2013

Foto: Mountain Pass (CA)

● Ökonomische, ökologische, technische und strukturelle

Bedeutung von Neodym

● Methoden aus Umwelt- und Verfahrenstechnik,

Wirtschaftsgeographie, Ressourcenökonomik und

Netzwerktheorie

● Ein reales Produkt vom Abbau bis zum Recycling

● Interdisziplinäres Arbeiten

● Wissenschaftliches Schreiben

Systemisches DenkenSystemisches Denken

Warum Seltene Erden?Warum Seltene Erden?

● Strategisch relevant

● Ausgangsmaterial in High-Tech Industrie

● Versorgungsrisiko

Seltene Erden: Status Quo

● Was sind SE, wofür werden sie gebraucht?● Woher, Wohin?● Welche Entwicklungen finden gerade statt?

Seltene Erden:

● geringe Konzentrationen:– aufwändiger & teurer Abbau

● aktuell wenige Minen produktiv:– Bayan-Obo (China), Mountain Pass (USA)

● privater Handel:– Preise zw. 20 und 15.000 $ / kg

Seltene Erden: Eigenschaften

● gar nicht so selten– Reserven 88.000.000 t (stat. Reichweite: 715a)

– Ressourcen 150.000.000 t (stat. Reichweite 1.220a) (Fraunhofer 2009)

● Gewinnung:– Gezielter Tagebau oder als Beiprodukt

– aufwändige chemische Trennung

Seltene Erden: Bedeutung

● Verwendung in:– Neodym: Elektromotoren, Windkraft,

Smartphones

– Andere SE: Laser, Bildschirme, Kommunikation, LEDs, Leichtbau, Brennstoffzellen, Supraleiter

Ökonomische Situation

● Wichtigste Förderländer– China (über 90%)

● Wichtigste Abnehmer:– Japan, USA, Südkorea, Europa

NeodymNeodym

● Verwendung in Zukunftstechnologien:● Telekommunikation, Energieerzeugung,

Elektrofahrzeuge

Neodym: etwas genauer

● kommt v.a. in Monazite und Bastnäsit vor● 3-wertiges Ion, Schmelzpunkt 1.021°C● Relativ hohes magnetisches Moment

– ergibt stärkste Permanentmagnete

Neodym: etwas genauer

● Verwendungen:– Auto-Elektromotoren (1 kg / Motor)

– Windkraftgeneratoren (82 kg / MW)

– wenige Gramm in Smartphones, u.ä.

● ~ 8.000 t/a, 100 $ / kg

Neodym: Datenlage

● Gut bei Geologie, Chemie und Physik● Mittelmäßig bei Ressourcen / Reserven● Schwierig, ökonomische Daten zu

Handelsströmen zu finden● Medien, Berichterstattung & Studien: deckt im

allgemeinen alle Bereiche ab (Technologie, Ökologie, Unternehmen, Ressourcenlage, Produkte,...)

Neodym: Interessante Punkte

● Aufwand & Komplexität der Gewinnung● Von Quasi-Monopol zu Oligopol● Regulierung von strategischen Ressourcen● Öffentlicher Diskurs zwischen High-Tech

und Umweltschutz● Aufbau geschlossener Rohstoffkreisläufe

Mögliche Startpunkte und Quellen

● Technisch / geologisch: USGS (United States Geological Survey)

● Aggregierte Daten: UN-Comtrade● Übersichten: CBIC-Report● gemeinsame Quellenbasis erarbeiten

Folien: https://github.com/skasberger/course-ip-neodym

● Bild Folie 1: Google Maps https://maps.google.at/?ll=35.479613,-115.530081&spn=0.033165,0.063257&t=h&z=15

● Bild Folie 2: http://www.michelecoscia.com/wp-content/uploads/2012/10/ps4.png

● Bild Folie 3: Peggy Greb, Agricultural Research Center of US Dep. Of Agriculture

● Grafik Folie 6: US Dep. Of Energy, Critical Materials Study S. 83

● Grafik Folie 7: cc by-sa 3.0 unported wikicommons http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7d/Tableau_periodique_terres_rares.svg/800px-Tableau_periodique_terres_rares.svg.png

● Bild Folie 10: USGS http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a6/USGS_rare_earth_oxides_production_graph.PNG/800px-USGS_rare_earth_oxides_production_graph.PNG

● Bild Folie 12: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/75/Neodymium_Magnet_Ball_Grid.jpg

● Bild Folie 18: http://www.azubister.net/magazin/wp-content/uploads/2012/08/Fotolia_duales-studium-vorteile_M.jpg

QuellenQuellen