Erdöl Gestern – Heute –...
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Erdöl
Gestern – Heute – Morgen
Peter Eyerer, Thomas Hirth
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie www.ict.fraunhofer.de
Chemieverbände RP 9./10. März 2007Chemie heute in Schule und Wirtschaft: Erdölchemie und was kommt dann?“
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Inhalt
� Erdöl gestern - Geschichte zur Erdölnutzung- Entstehung und Zusammensetzung- Vom Erdöl zum Produkt
� Erdöl heute - Ölpreise- Verkäufer und Einkäufer- Verbraucher- Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
� Erdöl morgen - Weltförderung- Weltreserven- Erdölersatz: Nachwachsende Rohstoffe für die Chemie
� Aufforderung zum Handeln
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Geschichte zur Erdölnutzung – Vorzeit
12000 v. Chr. in Mesopotamien: Abdichtung von Schiffsplanken mit Erdöl, Sand, Schilf u. a.
3000 v. Chr. Babylonier verwenden Erdöl für Lampen (naptu = Leuchten), Asphalt für Straßen (»Erdpech«)
1875 v. Chr. Gesetzeswerk von Hammurabi enthält staatlicheRegulierung von Erdöl
um 0 oleum petrae (Felsöl): Römer schmierten Achsen und Räder mit Erdöl
um 500 Byzanz: »griechische Feuer« (Flammenwerfer) als Waffe im Seekampf
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Geschichte zur Erdölnutzung – Neuzeit
1852 Patent für A. Gesner (Arzt & Geologe) zur Herstellung eines Lampenbrennstoffes aus Roherdöl (Petroleum)
1856/1858 erste Bohrungen in Dithmarschen und Wietze, Niedersachsen
28.8. 1859 E. L. Drake stieß am Oil Creek, Pennsylvania, in 21 m auf die erste größere Öllagerstätte
1859 älteste Erdölraffinerie in Pennsylvania, USA
ab 1879 nach Einführung des elektrischen Lichtes (T. A. Edison) sank die Nachfrage nach Erdöl
ab 1890 Benzin als Kraftstoff für Ottomotoren (Standard Oil Company)
ab 1900 Dieselkraftstoff für Dieselmotoren
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Entstehung und Zusammensetzung des Erdöls
Enstehung (biogenetische Theorie)
Meteoriteneinschlag vor 350-400 Mio Jahren (Davon) ergab große Mengen an organischen Stoffen (Massensterben) in kürzester Zeit, die auf den Meeresboden absanken und von Sedimenten bedeckt wurden (hoher Druck & Temperatur & Zeit); Erdöllagerstätten entstehen in porösem Speichergestein mit Lagerstättenwasser (gelöste Salze); ähnlich entstand Erdgas (Erdgaskappen)
Zusammensetzung
Erdöl ist ein Stoffgemisch aus bis zu 17000 Komponenten, Hauptmengen sind: Kohlenwasserstoffe (Alkane, Cycolalkane, Aromaten) sowie Phenole, Harze, Aldehyde, organische Schwefelverbindungen, Naphthene
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Vom Erdöl zum Produkt
Erdöl
Erdölraffinerie
Gase Leicht-Benzin Kerosin Gasöl Vakuumgasöl Rückstände
Benzin Flugbenzin Diesel, Schmieröle, schweres Heizölleichtes Tenside Schweröl, Bitumen,Heizöl Koks, Ruß(Pyrolyse)
Olefine und Aromaten
(Reaktionen)
Monomere
(Polymerisation)
Kunststoffe
(Cracken)
Benzin
Naphta
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Inhalt
� Erdöl gestern - Geschichte zur Erdölnutzung- Entstehung und Zusammensetzung- Vom Erdöl zum Produkt
� Erdöl heute - Ölpreise- Verkäufer und Einkäufer- Verbraucher- Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
� Erdöl morgen - Weltförderung- Weltreserven- Erdölersatz: Nachwachsende Rohstoffe für die Chemie
� Aufforderung zum Handeln
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Produkte der chemischen Industrie
� Basischemikalien 34%
� Fein- u. Spezialchemikalien 25%
� Pharmazeutika 21%
� Polymere 20%
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Ölpreise (1985 bis 2006 in $ pro Barrel)
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Erd%C3%B6l#Verschiedenes
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Die 10 größten Erdölverbraucher (in Mio Tonnen)
3.838,33.539,23.130,2Welt…
12,312,812,8Schweiz…
14,111,910,8Österreich…
94,795,289,4Frankreich10
99,093,078,4Kanada9
100,8100,158,4Brasilien8
101,699,349,5Südkorea7
117,198,057,9Indien6
121,0129,4125,6Deutschland5
126,8123,5198,8Russland4
243,0255,0247,7Japan3
325,5219,8116,6VR China2
950,0887,8779,0USA1
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Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Erd%C3%B6l#Verschiedenes
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Die 10 größten Erdölexporteure (in Mio Tonnen)
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Erd%C3%B6l#Verschiedenes
1.894,1841.901,285Welt…
79,42784,242VAE10
80,73586,800England (GB)9
89,989102,106Irak8
92,74091,611Mexiko7
101,022103,531Nigeria6
103,299107,874Venezuela5
118,903115,695Iran4
147,518143,764Norwegen3
162,109144,414Russland2
302,883319,957Saudi Arabien1
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Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
Heizung, Elektrizität,Prozeßenergie 42%
Kunststoffe 4 %
Chemische Industrie 12%
Treibstoffe 46%
- ca. 4% des weltweit geförderten Erdöls werden für die Kunststoffherstellung verwendet- ca. 90% werden als Brenn- oder Treibstoff eingesetzt
Quelle: www.kunststoffe.fcio.at/publikationen/allg8.htm
Erdölverbrauch bei der Herstellung von Kunststoffen
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Was haben Dinos mit Autos zu tun?Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
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Was haben Dinos mit Autos zu tun?Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
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Was haben Dinos mit Autos zu tun?Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
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Was haben Dinos mit Autos (ohne Kunststoff) zu tun?Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
Ohne Kunststoffe (Polymere) wären Autos in einigen Gebieten auf dem Entwicklungsstand von 1920!
� Reifen aus Holz und Stahl
� geringer Komfort (keine preiswerten Polster)
� geringe Sicherheit (kein Airbag, kein Gurt, keine Stoßabsorption)
� hoher Benzinverbrauch, weil schwer
� teuer (zu wenige großserienfähige Werkstoffe)
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Was sind Kunststoffe? Woraus machen wir sie? Wie sin d sie aufgebaut?Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
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Was sind Kunststoffe? Woraus machen wir sie? Wie sin d sie aufgebaut?Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
gasförmiges Methan
flüssiges Oktan
flüssiges Erdöl größere Zahl an Kohlenwasserstoffgruppen
festes Paraffin ca. 1000 CH2-Gruppen z.B. Kerzenwachs
Polyethylen (PE) ≥ 10 000 CH2-Gruppen
UHMW PE ≥ 100 000 CH2-Gruppen
Hauptbestandteil des Erdgasesund natürlicher Faulgase
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Was sind Kunststoffe? Woraus machen wir sie? Wie sin d sie aufgebaut?Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
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Kunststoffanwendungen (Auswahl)Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
� Landwirtschaft Folien, Schaumstoffe, Gewächshäuser
� Bauwesen Schäume, Folien, Dichtungen, Leitungen, Strom, Wasser, ...
� Medizin Schläuche, Implantate, Nähgarn, ...
� Luft- und Raumfahrt Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe
� Unterhaltung Fernseher, CD, Stereo, Filme, ...
� Freizeit Ski, Surfbrett, Turnschuhe, Skateboard, ...
� Dichtungstechnik Auto, Verfahrenstechnik, Meerestechnik, Maschinenbau, ...
� Elektronik Chip-Herstellung, Leiterplatten, ...
� usw.
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Welche Eigenschaften haben Kunststoffe? Wie werden Sie verarbeitet? Wie werden Sie zurückgewonnen/entsorgt ?
Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
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Welche Eigenschaften haben Kunststoffe? Wie werden Sie verarbeitet? Wie werden Sie zurückgewonnen/entsorgt ?
Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
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Welche Eigenschaften haben Kunststoffe? Wie werden Sie verarbeitet? Wie werden Sie zurückgewonnen/entsorgt ?
Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
Burger- oder 4-Parameter-Modell
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Welche Eigenschaften haben Kunststoffe? Wie werden Sie verarbeitet? Wie werden Sie zurückgewonnen/entsorgt ?
Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
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Welche Eigenschaften haben Kunststoffe? Wie werden Sie verarbeitet? Wie werden Sie zurückgewonnen/entsorgt ?
Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
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Welche Eigenschaften haben Kunststoffe? Wie werden Sie verarbeitet? Wie werden Sie zurückgewonnen/entsorgt ?
Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
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Welche Eigenschaften haben Kunststoffe? Wie werden Sie verarbeitet? Wie werden Sie zurückgewonnen/entsorgt ?
Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
Umschmelzen:
Thermoplaste, sofern nicht lackiert
Sonderfall: GMT (glasmattenverstärkte Thermoplaste)
Zerkleinern (Pulverisieren)
Stahl, Al, Pb, Zn, Cu, Ms, u.v.a.
(seit Jahrzehnten Stand der Technik)
Werkstoffliche Verwertung
KunststoffeMetalle
Wiederverwertung , Recycling
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Crossblade – eine Auto mit sehr viel Kunststoff!Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
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Verursacher von CO2-Emmissionen in % nach DIW & ADAC 2004
Privathaushalte13%
PKW12%
Kraft- und Fernheizwerke
43%
Industrie, Gewerbe, Handel
25%
übriger Verkehr
7%
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Inhalt
� Erdöl gestern - Geschichte zur Erdölnutzung- Entstehung und Zusammensetzung- Vom Erdöl zum Produkt
� Erdöl heute - Ölpreise- Verkäufer und Einkäufer- Verbraucher- Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
� Erdöl morgen - Weltförderung- Weltreserven- Erdölersatz: Nachwachsende Rohstoffe für die Chemie
� Aufforderung zum Handeln
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Ölfunde und -förderung
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Erd%C3%B6l#Weltförderung
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Reserven an Erdöl der 7 erdölreichsten Länder(in Mio Tonnen)
Prognose:
Schätzungen der Reichweite (ohne Arktis, Antarktis und Ölsande, Ölschiefer) etwa 40 Jahre .
Angaben sehr kritisch zu betrachten
(Zahlen können geschönt sein)
4.251,54.064,53.730,4Welt…
11.15110.7508.257Venezuela7
12.85112.85112.892VAE6
14.05413.02413.097Kuwait5
15.43015.09513.417Irak4
18.10912.26312.694Iran3
24.070634779Kanada*2
36.09435.25935.164Saudi-Arabien1
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* Ölsande hinzugerechnet
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Erdölersatz
� Erdgas
� Kohle
� Uran, Kernkraft
� Sonne
� Wind
� Geothermie
� Wasserstoff
� Biomasse (u. a. Lignin, Zucker, Sträke, Öl)
� Wasser, Gezeiten
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Biobasierte ProdukteMarktchancen und Anwendungsgebiete
� Polymere
� Tenside
� Lösungsmittel
� Kraftstoffe
� Schmierstoffe
� Fasern
Rohstoffe
� Lignin
� Cellulose
� Hemicellulose
� Zucker
� Stärke
� Öle und Fette
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Heute
PVC- oder ABSOberflächenfolie genarbt
PUR -Weichschaum
Kleber ohne Kleber
Einzelschritte → Herstellung ← werkzeugfallend
Vision
Holz-Furnier Klarlack-lackiert (reflexionsarm)Holz-Weichschaum
Arboform-Trägernaturfaserverstärktes Lignin
SMC-, GMT-oder Metall-Träger
Instrumententafel - Aufbau: Heute und Vision (Armaturenbrett)
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Inhalt
� Erdöl gestern - Geschichte zur Erdölnutzung- Entstehung und Zusammensetzung- Vom Erdöl zum Produkt
� Erdöl heute - Ölpreise- Verkäufer und Einkäufer- Verbraucher- Autos ohne Kunststoffe wären wie Dinos
� Erdöl morgen - Weltförderung- Weltreserven- Erdölersatz: Nachwachsende Rohstoffe für die Chemie
� Aufforderung zum Handeln
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Handlungsfelder
� Transportkostenum etwa Faktor 100 steigern innerhalb 8 Jahren für LKW, Schiffe, Flugzeuge
� Energie sparen- Gebäudeisolationen- 20% Treibstoff durch defensives Fahren sofort einsparbar- bessere Wirkungsgrade beim Verbrennen (Heizung, Verkehr, Kraftwerke)- 5-10 € je Liter Treibstoff innerhalb 8 Jahren
� Energie wirtschaftlich erzeugenSolar-, Wind-, Wasser-, Geoenergie u. a.
� Stoffrecycling- Papier (60 Mio Tonnen Lignin)- Demontieren und sortenrein Sammeln/Verwerten