Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien

Wichtige Zukunftstechnologien sind häufig an seltene metallische Rohstoffe geknüpft. So ist beispielsweise Platin ein essentieller Rohstoff für die Entwicklung und Nutzung der Brennstoffzellentechnologie und für Katalysatoren in Autos, Tantal ist ein unverzichtbarer Rohstoff für die Miniaturisierung elektronischer Schaltungen, das knappe Indium
wird benötigt für die Displaytechnik, für die Halbleiterindustrie sowie zukünftig für die Dünnschicht-Photovoltaik. Doch volkswirtschaftlich bedeutsame Rohstoffe wie z.B. Platin, Tantal oder Indium gelten gleichzeitig als „vulnerabel“, da ihr Vorkommen auf wenige Länder beschränkt ist und diese zum Teil in einer politisch instabilen Region liegen.

Im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums untersuchte das IZT in einem Forschungsverbund potentielle Versorgungsrisiken bei zukünftig wichtigen, nicht energetisch genutzten Rohstoffen. Zeithorizont für die Abschätzungen des künftigen Rohstoffbedarfs ist das Jahr 2030. Die Wissenschaftler begaben sich dabei auch auf die Suche nach einer adäquaten Vorschaumethode, die zum Ausgleich von Angebot und Nachfrage und damit zur Beruhigung der Rohstoffmärkte beitragen könnte.

Die Industriestaaten gewinnen als Hochlohnländer im globalen Markt durch technische Innovationen Wettbewerbsvorteile. Der durch diese Rahmenbedingungen ausgelöste Forschungs- und Entwicklungswettlauf erhöht die Innovationsgeschwindigkeit laufend und nachhaltig. Zugleich war die deutsche Wirtschaft nicht nur bei Energierohstoffen sondern auch bei Metallen beinahe vollkommen von Importen abhängig. Der Erfolg Deutschlands im Export seiner Produkte der Hoch- und Spitzentechnologie, und damit der Wohlstand der Gesellschaft, waren deshalb essentiell auf eine störungsfreie Versorgung mit Rohstoffen zu angemessenen Preisen angewiesen.

Die Lage auf den Rohstoffmärkten war in den zurückliegenden Jahren hoch turbulent. Neue Marktteilnehmer aus den Schwellenländern, allen voran China, haben zum Teil dramatische Disparitäten zwischen Rohstoffangebot und Rohstoffnachfrage ausgelöst. Die aufgetretenen Verwerfungen ließen viele Rohstoffpreise sprunghaft steigen.

Vor diesem Hintergrund erhob sich die Frage, welche Risiken von der Rohstoffversorgung für die Entwicklung von Zukunftstechnologien ausgehen. Es galt aber auch zu prüfen, welche Impulse die Entwicklung und industrielle Nutzung solcher Technologien auf die Rohstoffnachfrage auslöste und ob es gelang, ein Instrumentarium zu entwickeln, das solche Nachfrageschübe vorausschauend zu erkennen gestattet. Eine adäquate Vorschaumethode könnte zum Ausgleich von Angebot und Nachfrage und damit zur Beruhigung der Rohstoffmärkte beitragen.

Während die Märkte der Energierohstoffe seit der ersten Ölkrise 1973 im Zentrum der Aufmerksamkeit stehen, sind die Märkte für Metalle und Mineralien erst in jüngster Zeit in das Blickfeld gerückt. Das vorliegende Projekt beschäftigte sich deshalb ausschließlich mit nicht energetisch genutzten Rohstoffen. Zeithorizont ist das Jahr 2030.

Potenzielle Versorgungsrisiken gehen von vulnerablen Rohstoffen aus. Vulnerabel sind Rohstoffe, wenn sie von hoher Bedeutung für die Volkswirtschaft sind, ihre Vorkommen auf wenige Länder beschränkt sind und diese in einer politisch instabilen Region liegen. Weil es in erster Linie diese Rohstoffe sind, welche die Entwicklung und industrielle Nutzung von Zukunftstechnologien hemmen könnten, standen sie im Fokus der Aufmerksamkeit. So ist beispielsweise Platin ein essentieller Rohstoff für die Entwicklung und Nutzung der Brennstoffzellentechnologie, Tantal ein unverzichtbarer Rohstoff für die Miniaturisierung elektronischer Schaltungen, das knappe Indium für die Entwicklung der Displaytechnik, die Halbleiterindustrie sowie die Photovoltaik und Kupfer für Hybrid- und Elektrofahrzeuge.

Das Startset des Rohstoffportfolios im Projekt schloss die Rohstoffe Chrom, Zinn, Kupfer, Platinmetalle, Germanium, Indium, Tantal, Niob, Antimon, Kobalt und industriell genutzte Seltene Erden ein. Es wurde im Verlauf des Projekts ergänzt, wenn weitere Rohstoffe als bedeutsam für die Entwicklung von Zukunftstechnologien erkannt wurden. Zukunftstechnologien sind industriell verwertbare technische Fähigkeiten, die revolutionäre Innovationsschübe weit über die Grenzen einzelner Wirtschaftsbranchen auslösen und langfristig tiefgreifend die Wirtschaftsstrukturen, das Sozialleben und die Umwelt verändern. Zukunftstechnologien lassen sich nicht auf wenige Innovationen eingrenzen, sondern finden sich in vielfältiger Ausprägung in allen Wirtschaftsektoren. Dies unterstreicht das Bemühen der industrialisierten Hochlohnländer, im globalen Wettbewerb durch technologische Exzellenz zu bestehen.

Das Projekt startete mit einer breiten Recherche nach Zukunftstechnologien, für deren Entwicklung die Versorgung mit vulnerablen Rohstoffen entscheidend war. Das zu Anfang breite Technologieportfolio wurde im weiteren Projektverlauf in mehreren Stufen eingeengt und zugleich die Analyse vertieft. Die Bearbeiter rechneten mit erheblichen Schwierigkeiten bei der Gewinnung technologiespezifischer Rohstoffinformationen, weil dieser Analysegegenstand bisher kaum Beachtung gefunden hatte. Ein zentrales methodisches Instrument der Informationsgewinnung bildeten Interviews mit Fachleuten der Industrie und anwendungsnahen Forschungseinrichtungen. Dabei wurden technologiespezifisch der Rohstoffgehalt, der Entwicklungsstand, der Zeitpunkt der Markteinführung und die erwartete Marktdiffusion eingegrenzt.

Das Projekt wurde Ende 2008 abgeschlossen und die Ergebnisse wurden Anfang 2009 der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.