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Posts Tagged ‘Rohstoffe’

Pressemitteilung der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) vom 12.09.2017

structure-353006_1280Wissenschaftler der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und des französischen geologischen Dienstes BRGM ist es jetzt mit Hilfe von Mikroorganismen gelungen, aus heimischem Kupferschiefer 97 % Kupfer zu lösen. Dafür nutzten sie spezielle Laugungsbakterien, die unlösliche Erzminerale in wasserlösliche Salze umwandeln. Aus den metallreichen Lösungen konnte das Kupfer dann durch biologisch-chemische Ausfällung gewonnen werden.

Das Projekt erfolgte im Labormaßstab, in so genannten „Bioreaktoren“. Nur durch Optimierung der Betriebstemperatur und Wachstumsbedingungen der Bakterien konnte die Kupfer-Ausbeute auf fast 100 % gesteigert werden. Zur Überwachung und Steuerung der Mikroorganismen im Bioreaktor wurden molekulare Methoden weiterentwickelt.

Die Projektergebnisse ermöglichen eine Maßstabsvergrößerung für den Aufbereitungsprozess von Kupferschiefer. Sie wurden in mehreren Artikeln in Fachzeitschriften publiziert und werden auf dem „22. International Biohydrometallurgy Symposium“ im September präsentiert.

Ziel der deutschen und französischen Geowissenschaftler ist es nun, zukünftig im geomikrobiologischen Labor Wertmetalle aus verschiedenen Erzen zu gewinnen.

Das aktuell abgeschlossene BGR-Projekt ist Bestandteil des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten deutsch-französischen Verbundvorhabens „Ecometals“. Dabei geht es um die Entwicklung eines umweltverträglichen, energie- und rohstoffeffizienten Aufbereitungsprozesses für Kupferschiefer.

Weitere Informationen:
Metall-Biolaugung (Biomining) in der BGR: https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Min_rohstoffe/Biomining/biomining_node.html

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Nachwuchswissenschaftler aus ganz Deutschland trafen sich zur NaWuReT-Summerschool in Bayreuth Dr.-Ing. Florian Heym, Chemische Verfahrenstechnik, Universität Bayreuth Die Verfügbarkeit von Ressourcen ist für die chemische Industrie von zentraler Bedeutung. Deshalb stellt sie der Rohstoffwandel vor große Herausforderungen. Die Umsetzung unterschiedlichster Rohstoffe stellt dabei hohe Anforderungen an die Reaktionstechnik. Zu dieser Thematik veranstaltete der Nachwuchs der […]

über Ressourcen und Rohstoffwandel – Was kann die Reaktionstechnik zur Sicherung unserer Zukunft leisten? — ProcessNet – Wir schaffen Zukunft!

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220px-CSIRO_ScienceImage_2970_Collection_of_microalgae_cultures

Kollektion von Mikroalgenkulturen [von CSIRO, CC BY 3.0 https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=35475348

Mikroalgen sind eine wichtige Säule einer zukünftigen Bioökonomie, denn sie produzieren ohne Konkurrenz zu landwirtschaftlichen Flächen eine große Vielfalt hochwertiger Produkte. Um diese Potenziale voll auszuschöpfen, bedarf es allerdings nicht nur gezielter Forschung und Entwicklung, sondern auch geeigneter politischer Rahmenbedingungen. Was genau zu tun ist, stellt die DECHEMA-Fachgruppe Algenbiotechnologie In ihrem neuen Statuspapier „Mikroalgen-Biotechnologie: Gegenwärtiger Stand, Herausforderungen, Ziele“ vor. Entlang der Wertschöpfungskette von der Algenanzucht bis zum Produkt beschreiben die Experten, welche Verfahren heute im Einsatz sind, welche Herausforderungen bestehen und wie diesen begegnet werden kann. Dabei diskutieren sie auch die gesellschaftliche Relevanz und beleuchten Chancen, die sich für Menschen in Entwicklungs- und Schwellenländern durch den Mikroalgenanbau bieten.

Vor einigen Jahren waren Mikroalgen als Klimaretter in aller Munde. Als die ersten Flugzeuge testweise mit Algen-Kerosin abhoben, berichteten die großen Tageszeitungen ausführlich über die kleinen Hoffnungsträger. Inzwischen ist es in der Öffentlichkeit wieder etwas ruhiger geworden. Das heißt aber nicht, dass sich bei den Mikroalgen nichts getan hätte – im Gegenteil.

Allerdings sind sich die Experten inzwischen darüber einig, dass die ausschließliche Erzeugung von regenerativen Kraftstoffen mit Algen aus Gründen des Klimaschutzes und der Wirtschaftlichkeit derzeit nicht sinnvoll ist. Die Forschung konzentriert sich daher in weiten Teilen auf hochwertigere Produkte aus Algen. Beispiele sind Nahrungsergänzungsmittel, Inhaltsstoffe für Pharmazeutika und Kosmetik oder wertvolle Futtermittel für Fischzucht und Landwirtschaft. In Kombination mit der Nutzung der Rest-Algenbiomasse zur Energiegewinnung sind reizvolle Konzepte für sogenannte „Algenbioraffinerien“ vorstellbar, die auf Basis von Algen eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte liefern.

Um diese Potenziale voll auszuschöpfen, bedarf es einer gezielten Weiterentwicklung auf allen Stufen der Wertschöpfungskette. Von den geschätzt mehr als 100.000 Algenarten sind weniger als 10.000 klassifiziert, und nur etwa 20 Mikroalgenarten werden bislang wirtschaftlich genutzt. Hier schlummert ein Schatz an Naturstoffen und möglichen Produzenten, die durch Kultivierung nutzbar gemacht werden könnten. Für die Anzucht der Algen werden geschlossene Reaktoren mit Licht-durchlässigen Wandungen eingesetzt, damit die Organismen das einfallende (Sonnen-)Licht zum Wachstum nutzen können. Neue transparente Kunststoffe könnten erhebliche Verbesserungen bringen. Da die Aufarbeitung, also „Ernte“ und „Trocknung“ der Mikroalgen, heute immer noch den Löwenanteil der Energie verbraucht, empfehlen die Experten eine verstärkte Zusammenarbeit von Universitäten und Unternehmen, um diesen Schritt zu verbessern.

Ist ein Verfahren erst einmal im Labor entwickelt, muss es im größeren Maßstab getestet und verbessert werden. Doch Demonstrationsanlagen dafür sind bisher in Deutschland zu wenige vorhanden. Auch zum Aufbau von Produktionsanlagen fehlen den häufig kleinen und jungen Unternehmen die Mittel; Fördergelder für die Prozessentwicklung bis in den Demonstrationsmaßstab, ein freundliches Investitionsklima und einfachere Kontakte zu Geldgebern könnten helfen.

Profitieren können davon am Ende nicht nur die Industrieländer. In einigen Regionen Afrikas wie Kenia, Mauretanien und Madagaskar gibt es schon heute Versuchsanlagen für die Produktion von Proteinen zur Ernährungssicherung. Das Beispiel zeigt, wie wichtig die internationale Zusammenarbeit ist; dabei sollen sowohl Industrieländer untereinander kooperieren als auch mit Ländern, die dank ihrer klimatischen Rahmenbedingungen besonders gute Voraussetzungen für den Algenanbau bieten.

Das Papier steht unter http://dechema.de/studien.html zum kostenlosen Download zur Verfügung.

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MatRecource-Logo_4cMit der Verabschiedung des Deutschen Ressourceneffizienzprogramms (ProgRess) durch das Bundeskabinett am 29.02.2012 ist das Themenfeld Ressourceneffizienz in der Forschungsförderung verstärkt in den Fokus geraten. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert in unterschiedlichen Rahmenprogrammen zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsprojekte aus dem Themenfeld „Ressourcentechnologien“. Das Rahmenprogramm „FONA – Forschung für nachhaltige Entwicklungen“ zielt darauf, dass Deutschland seine Position als internationaler Technologieführer, unter anderem im Bereich nachhaltiges Ressourcenmanagement, weiter ausbaut.

In der Fördermaßnahme „MatRessource – Materialien für eine ressourceneffiziente Industrie und Gesellschaft“ im Werkstoffprogramm „Vom Material zur Innovation“ fördert das BMBF seit 2012 Forschungsprojekte, die untersuchen, wie Ressourcen durch neue oder verbesserte Materialien gewinnbringender und schonender als bisher genutzt werden können. Zu den 3 Themenfeldern der Fördermaßnahme, Substitution und Materialeffizienz,  Korrosionsschutz sowie Katalyse und Prozessoptimierung werden 36 Verbundprojekte mit 181 Projektpartnern mit insgesamt 56 Mio. Euro gefördert, weitere Projekte starten 2016. Die DECHEMA e.V. führt zusammen mit der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde das Begleitvorhaben zu dieser Fördermaßnahme durch.

Unter http://www.matressource.de/start/ gibt es umfangreiche Informationen zur Maßnahme und den Einzelprojekten.

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3_FEMA_-_36560_-_Appliances_waiting_for_dispoal_in_Iowa.jpgBauen Hersteller „Sollbruchstellen“ in ihre Produkte ein, damit diese nach einer vordefinierten Lebensdauer kaputt gehen? Nicht nachweisbar, so das Ergebnis einer Studie von Umweltbundesamt, Öko-Institut und Universität Bonn, die Mitte Februar veröffentlicht wurde. Gefolgt von einem „aber“: Die Nutzungsdauer elektrischer und elektronische Geräte hat sich in den letzten Jahren deutlich verkürzt. Doch Schuldzuweisungen sind schwierig: Die Verbraucher sind schneller als früher bereit, bei einem Defekt gleich das ganze Gerät zu ersetzen – auch, um technisch auf dem neuesten Stand zu bleiben. Dazu kommt, dass Reparaturen teils technisch kaum möglich sind, weil Komponenten nicht austauschbar sind. Und die stark gesunkenen Preise besonders bei Fernsehern, DVD-Playern und ähnlichen Kleingeräten tragen dazu bei, dass Reparaturen unwirtschaftlich werden. Die Hersteller reagieren, indem sie ihre Geräte für eine kürzere Nutzungsdauer konzipieren – was wiederum zu mehr Defekten führt. Ein Teufelskreis also, der dem Mythos von der „geplanten Obsoleszenz“, den eingebauten Sollbruchstellen, immer wieder Nahrung verleiht.

Um die hochkomplexen Muster von werkstofflichen, funktionalen, psychologischen und ökonomischen Aspekten zu durchbrechen, hat das Umweltbundesamt erste Empfehlungen ausgesprochen. So könnten die Mindestlebensdauer von Geräten zukünftig abgesichert und die Verbraucher über die voraussichtliche Lebensdauer informiert werden. Damit folgt das Umweltbundesamt der Linie, die die EU-Kommission im Dezember in ihrem Konzept für ein „Circular Economy Package“ festgelegt hat. Dessen Idee: Rohstoffe sollen möglichst effizient genutzt werden, und zwar über die gesamte Lebensdauer eines Produktes. Auch die effiziente Nutzung des Produkts selbst gehört also dazu – zusammengefasst unter dem Schlagwort „Repair-reuse-recycle“. Ganz nebenbei ist auch die „Share Economy“ eingeschlossen – also Carsharing statt individueller Autos, „Space Sharing“ statt fester Schreibtische für Arbeitnehmer.

Auch wenn besonders bei Letzterem sicher mehr Aspekte zu berücksichtigen sind als die reine Ressourcennutzung, hat die Idee, Wertstoffkreisläufe zu schließen und Rohstoffe möglichst lang darin zu halten, europaweit ein positives Echo gefunden. Der Verband der Chemischen Industrie begrüßt das Anliegen der EU grundsätzlich, weist aber darauf hin, dass für die Umsetzung viele Schritte notwendig sind – von Reformen im Abfallrecht bis zur Entwicklung neuer Ökodesign-Vorhaben.

Funktionieren kann die Circular Economy nur, wenn bereits ganz am Anfang des Design-Prozesses alle Aspekte – Haltbarkeit, Reparierbarkeit, Lebensdauer, aber auch das Trennen der Komponenten am Ende – berücksichtigt wird. Insofern betrifft die Entscheidung, die Rohstoffkreisläufe zu schließen, alle Produktionsstufen von der Gewinnung von (Sekundär-)Rohstoffen über die Verarbeitung und das Produktdesign bzw. die Formulierung bis zur Nutzung und zum Recycling – und damit originär auch alle Stufen der Prozessindustrie.

DECHEMA-TagIst die Circular Economy nur eine politische Vision? Oder lässt sie sich tatsächlich umsetzen? Was ist Ihre Meinung? Wir freuen uns auf Ihre Kommentare!

Live diskutieren können Sie diese Fragen beim DECHEMA-Tag am 1. Juni 2016 in Frankfurt.

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Die Diskussionsteilnehmer beleuchteten das Thema von allen Seiten

Die Diskussionsteilnehmer beleuchteten das Thema von allen Seiten

von Maximilian Enders, DECHEMA e.V.

Was tun wir für die Umwelt? Stellt man den Deutschen diese Frage, antworten 75 % der Befragten mit „Ich trenne den Müll“, erläuterte Herwart Wilms von REMONDIS während der Podiumsdiskussion zum Thema „Abfall als strategische Ressource von morgen“ bei der ACHEMA 2012. Mit dieser kleinen Statistik machte Wilms deutlich, wie hoch die Akzeptanz für die Mülltrennung in Deutschland ist. Auch Martin Faulstich von der TU München sah Deutschland weltweit führend bei den Standards für Siedlungsabfälle. Vom Ziel 100 % Recycling sei man aber noch „weit entfernt“.
Dabei sei das Vorsortieren in den Haushalten  ein wichtiger Schritt für die Qualität der daraus recycelten Produkte, erklärte Egbert Lox von der Umicore AG.

Für die weitere Verbesserung werde in Zukunft die flächendeckende Einführung der Wertstofftonne sorgen, davon war Thomas Schmid-Unterseh vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) überzeugt. Dem pflichtete auch Wilms bei, denn der Verbraucher könne eigentlich ganz gut trennen, wenn klar ist „Was ist Papier? Was ist Glas?“. Was er aber nicht könne, sei zum Beispiel in eine Kunststofftonne nur Verpackungskunststoff und keinen anderen Kunststoff zu werfen. Diese Unterscheidung sei zu schwierig und würde mit der Wertstofftonne vereinfacht.

Ein großes Stichwort in der Diskussion war auch das so genannte „Design for Recycling“, also das Herstellen von Produkten schon mit Blick auf das Ende des Lebenszyklus‘. Schmid-Unterseh meinte, dass man auch die Hersteller in die Pflicht nehmen und sie zum Recycling der eigenen Produkte zwingen müsse. Das würde dann zwangsläufig zu recycling-fähigen Produkten führen. Gleichzeitig merkte er aber auch an, dass eine Rückführung an die Hersteller praktisch und ökologisch unsinnig sein könne, wenn diese in Übersee sind. Lox erklärte zu diesem Thema, dass man bei Umicore teilweise Hersteller einlädt, um ihnen zu zeigen, wie ihre Produkte anschließend verwertet werden. Zuletzt sei das mit Herstellern von Lithium-Ionen-Batterien der Fall gewesen, wo die Hersteller sehen konnten, dass bestimmte verklebte Elemente schwer bis unmöglich zu trennen seien. Auch diese Treffen würden also zum „Design for Recycling“ beitragen.

Ein großes Problem von Recycling-Materialien sprach Wilms im Weiteren an. Die Verwerter haben keinen Einfluss auf die Ausgangsmaterialen, müssten damit aber die „hochqualitativen Anforderungen der abnehmenden Industrie“ zufriedenstellen. Teilweise sei diese Qualität aus Haushaltsabfällen nicht zu erreichen. Als Beispiel nannte Wilms die Papierverwertung. Für Haushaltspapier mit kurzen Papierfasern würden 80 Euro pro Tonne bezahlt, für Stanzabfälle der Industrie mit langen Fasern – und damit deutlich höherer Qualität – aber 600 Euro pro Tonne.

Am Ende der Diskussion wurde sogar darüber spekuliert, dass in Zukunft möglicherweise nicht mehr der Bürger für die Abfallentsorgung bezahlt, sondern dass er Geld von den Entsorgern für die Überlassung des Abfalls erhält. Dieses Konzept sei zwar im Moment laut Faulstich noch nicht rentabel, könnte aber mit zukünftigen Rohstoffpreisen durchaus attraktiv werden. Lox ergänzte, dass das bei hochpreisigen Produkten wie Edelmetallen aktuell schon gemacht würde. Faulstich sagte zum Abschluss „Möglich ist alles, es ist nur noch nicht wirtschaftlich.“

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von Dr. Thomas Track, DECHEMA e.V.

Müllwagen oder Wertstofftransport? [Bild: Norbert Schnitzler über Wikimedia Commons]

Mit der kontroversen Fragestellung setzten sich rund 70 Fachleute aus verschiedenen Disziplinen und mit ganz unterschiedlichen Hintergründen über vier Tage beim 51. Tutzing-Symposium auseinander. Schnell wurde klar, dass das stoffliche und energetische Potential, das in Abfall steckt, beachtlich ist. Für alle Bereiche, angefangen von biologischen Reststoffen über Bauschutt bis hin zum Hightech-Elektronikschrott, konnten Nutzungsszenarien aufgezeigt werden.

Vielfältiger waren jedoch schon die Ansichten über die geeigneten Wege dorthin und  mögliche Probleme bei der Realisierung. Was ist sinnvoller und nachhaltiger: Knappe Rohstoffe möglichst im Land zu halten und die Gefahr von Mülltourismus zu verhindern, oder über die Zweit- und Drittnutzung die Nutzungseffizienz von Produkten möglichst hoch zu halten und damit einen wertvollen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten? Schnell trat hier die technische Diskussion immer wieder in den Hintergrund und die enge Verknüpfung mit sozialen wie auch Klimaschutz-Aspekten stand im Mittelpunkt.

Ein weiterer interessanter Punkt, der in den Diskussionen immer wieder auftauchte, war die Dissipation – also der Verbrauch von Rohstoffen in Form von nicht auszugleichenden Verlusten, z. B. Korrosion und Abrieb  – die die Rohstoffproblematik verschärft. Ein Problem, das auch durch die zunehmende Effizienz in der Produktion verursacht wird, da Rohstoffe in immer kleineren Mengen für ein Produkt eingesetzt werden. Auch hier besteht also ein Konflikt, der durch einen an sich sinnvollen Ansatz verursacht wird und so die Komplexität der Thematik widerspiegelt.

Dass Abfallrecycling und -verwertung auch ganz andere Facetten haben können, zeigte die Diskussion mit dem Fotografen Heinrich Wegmann (Bozen/Italien), der über seine Erfahrungen bei der mehrmonatigen Begleitung brasilianischer „Catadores“ berichte, Menschen die auf Abfalldeponien leben und dort im Müll nach wieder verwertbaren Materialien suchen, um sie dann zu verkaufen.

Das Fazit: Eine fachlich brillante, hochkarätig besetzte, spannende Veranstaltung, die das Thema „Abfall – Hinterlassenschaft oder Ressourcenreservoir?“ aus vielen Perspektiven beleuchtet und Lust auf eine Fortsetzung – voraussichtlich im Herbst 2013 – gemacht hat.

Mehr zum Abfall / Urban Mining auf der ACHEMA:

Podiumsdiskussion „Abfall als strategische Ressource von morgen“ am 19. Juni

Plenarvortrag „Recycling of technology metals – a key contribution to secure a sustainable supply“ am 20. Juni

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