Ersatz für kritische Rohstoffe der Umwelttechnik

Bestimmte seltene und strategische Metalle erscheinen für innovative Umwelttechnologien unverzichtbar. Da sich jedoch vielfältige Versorgungsrisiken abzeichnen, sollen kritische Metalle möglichst durch Rohstoffe mit geringeren Umweltbelastungen ersetzt werden. Mit dieser Zielvorgabe befasste sich das vorliegende Projekt. Die WissenschaftlerInnen erarbeiteten eine vorausschauende Orientierung auf Substitutionsstrategien für kritische Metalle und legten dem Umweltbundesamt am Ende einen Substitutions-Fahrplan (Roadmap) vor.
Indium-Barren, begehrt für Displays und Photovoltaik. © http://images-of-elements.com
Substitution als Strategie zur Minderung der Kritikalität von Rohstoffen für Umwelttechnologien – Potentialermittlung für Second-Best-Lösungen
2014 - 2017
Umweltbundesamt

Öko-Institut e.V. (Büro Darmstadt)

Beschreibung

Hintergrund

Ausbau und Einsatz innovativer Umwelttechniken zählen zu den wichtigsten Zukunftsfaktoren für eine Steigerung der Ressourceneffizienz und für eine Transformation zur Green Economy. Viele Umwelttechniken sind essentiell auf den funktionalen Einsatz von speziellen Rohstoffen angewiesen, für die sich schon heute vielfältige Versorgungsrisiken abzeichnen. Diese werden als kritische Rohstoffe bezeichnet. Es ist derzeit absehbar, dass Effizienz- und Recyclingstrategien allein nicht ausreichen werden, um deren Kritikalität entscheidend zu mindern und einen tiefgreifenden Ausbau maßgeblicher Umwelttechnologien nicht nur in Industrienationen wie Deutschland, sondern auch weltweit zu gewährleisten. Es bedarf zusätzlich einer vorausschauenden Orientierung auf Substitutionsstrategien.

Im Ressourceneffizienzprogramm der Bundesregierung (ProgRess) wird in dieser Hinsicht ein erheblicher Forschungsbedarf attestiert. Als zielführend werden Maßnahmen betrachtet, die eine Substitution seltener und strategischer Metalle durch Rohstoffe mit geringeren Umweltbelastungen verstärken.

Ein wichtiger Aspekt bei der Betrachtung von Substitutionsoptionen ist die Untersuchung der Ressourceneffizienzpotentiale, aber auch möglicher Mehrbelastungen. So benötigen beispielsweise Windenergieanlagen ohne Seltene Erden deutlich mehr Kupfer, was auch mit erheblichen Umweltauswirkungen verbunden ist. Eine vergleichende Bewertung von Technologien ist daher ausgesprochen wichtig.

 

Zielsetzung

Die Zielsetzung des Vorhabens ist die Erarbeitung einer Roadmap für die Substitution kritischer Rohstoffe in Umwelttechnologien. Diese Roadmap soll aufzeigen, welche Substitutionsmaßnahmen wesentlich dazu beitragen können, dass ein zukünftiger Ausbau von Umwelttechnologien auch vor dem Hintergrund von steigenden Versorgungsrisiken im Rohstoffbereich möglich ist. Dabei soll den langen Vorlaufzeiten, Hemmnissen und begünstigenden Faktoren der Entwicklungen vom Forschungsstadium zur Marktreife und –diffusion Rechnung getragen werden. Die Roadmap soll einen wichtigen Beitrag bei der Umsetzung und Fortentwicklung der nationalen Rohstoffstrategie und des deutschen Ressourceneffizienzprogramms leisten und Impulse in die nationale und internationale politische Debatte einfließen lassen. Dazu werden nicht nur Maßnahmen identifiziert, sondern auch die verantwortlichen Akteure und Instrumente benannt sowie externe Experten in das Projekt einbezogen.

 

Arbeitspakete:

1: Systematisierung und Screening

          Entwicklung einer Auswahlmethodik zum Screening von Umwelttechnologien

2: Funktionaler Materialbedarf

          Abschätzung funktioneller Materialbedarf für 40 prioritäre Umwelttechnologien

3: Kritikalitätsanalyse

          Kritikalitätsanalyse zur Auswahl von 20 prioritären Umwelttechnologien

4: Substitutionspotentialscreening

          Screening und vertiefte Analyse zu ausgewählten Substitutionen

5: Kritikalitätsauswirkungen

          Mehrdimensionale Analyse der Kritikalitätsauswirkungen

6: Roadmap

          Ausarbeitung einer Substitutions-Roadmap

Weitere Infos

Publikationen

  • 2019

  • Buchert, Matthias; Stefanie Degreif; Winfried Bulach; Doris Schüler; Siddharth Prakash; Martin Möller; Andreas Köhler; Siegfried Behrendt; Roland Nolte; Adrian Röben (2019): Substitution als Strategie zur Minderung der Kritikalität von Rohstoffen für Umwelttechnologien – Potentialermittlung für Second-Best-Lösungen. Abschlussbericht. Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt (Texte, 03/2019).

    Substitution als Strategie zur Minderung der Kritikalität von Rohstoffen für Umwelttechnologien – Potentialermittlung für Second-Best-Lösungen

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  • 2018

  • Bulach, Winfried; Stefanie Degreif; Matthias Buchert; Siegfried Behrendt; Felix Müller (2018): Substitution als Strategie zur Minderung der Kritikalität von Rohstoffen für Umwelttechnologien. In: Thiel, Stephanie; Elisabeth Thomé-Kozmiensky; Daniel Goldmann (Hg.): Recycling und Rohstoffe. Nietwerder: TK Verlag, S. 95-114.

    Substitution als Strategie zur Minderung der Kritikalität von Rohstoffen für Umwelttechnologien

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  • 2017

  • Degreif, Stefanie; Buchert, Matthias; Bulach, Winfried; Behrendt, Siegfried; Müller, Felix (2017): Kritische Rohstoffe. Substitution als Minderungsstrategie für die Kritikalität von Rohstoffen, die für Umwelttechnologien benötigt werden. In: ReSource 30 (4), S. 9-17.

    Kritische Rohstoffe. Substitution als Minderungsstrategie für die Kritikalität von Rohstoffen, die für Umwelttechnologien benötigt werden

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