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Produktart: Buch
Verlag: Diplomica Verlag
Erscheinungsdatum: 09.2015
AuflagenNr.: 1
Seiten: 76
Abb.: 24
Sprache: Deutsch
Einband: Paperback

Inhalt

Deutschland stehen große Veränderungen bevor. Die bisher auf der Technologie eines Verbrennungsmotors basierende Fahrzeugflotte soll schrittweise durch verschiedene Formen der Elektromobilität ersetzt werden. So ist es das Ziel der Bundesregierung, eine Million Elektroautos bis 2020 auf deutschen Straßen rollen zu lassen. Durch die Elektrifizierung der Mobilität sollen bisherige Abhängigkeiten von Erdöl reduziert und Emissionen minimiert werden. Die Marktdurchdringung der Elektromobilität ist jedoch untrennbar mit Konsequenzen für den Ressourcenbedarf verbunden. Das neue System löst zwar bisherige Abhängigkeiten von Öl und Nachwachsenden Rohstoffen, es erzeugt jedoch auch grundlegende Dependenzen in anderen Rohstoffsektoren. Elektrofahrzeuge besitzen neue, ressourcenintensive Bauteile wie Elektromotoren und Hochleistungsbatterien, die auf der Verwendung verschiedener Hauptelemente und kritischer Ressourcen basieren. Besonders die Batterie stellt einen entscheidenden Faktor für die zukünftige Verbreitung der Elektromobilität dar. Gelingt es Forschung und Entwicklung, bisherige technische Defizite weiterzuentwickeln und zu verbessern, könnte die Elektromobilität eine enorme Marktdurchdringung erfahren. Die Bewertung der Zukunftsperspektiven der Elektromobilität soll anhand der Kriterien Ressourcenkritikalität und Umweltproblematik ermittelt werden. So wird die Ressourcenkritikalität anhand von drei Rohstoffkomponenten analysiert, die für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge relevant sind. Dazu ist eine Bestandsaufnahme der Rohstoffmärkte durchzuführen. Zudem erfolgt die weitergehende Analyse vor dem Hintergrund der politischen Rahmenbedingungen in Deutschland, sodass eine weitergehende Beschränkung auf den Bezugsraum Deutschland erfolgt. Für die drei gewählten Komponenten wird anhand eines eigens entwickelten Bewertungssystems eine umfassende Markt- und Rohstoffanalyse durchgeführt, die auch die Berücksichtigung der häufig vernachlässigten sozialen und ökologischen Dimensionen umfasst. Neben der Erstellung einer umfassenden Analyse der gewählten Rohstoffe wird eine Hochrechnung des Rohstoffverbrauchs für den Bezugsraum Deutschland erstellt, um den Rohstoffbedarf der Elektromobilität abschätzen und eine Aussage über die Rohstoffkritikalität und die zukünftige Rohstoffsicherheit abgeben zu können.

Leseprobe

Textprobe: Kapitel 7.2.4 Ökonomische Verfügbarkeit: Graphit weist ein nur begrenztes Recyclingpotential auf. Durch die hohe Beständigkeit von Graphit ist das bei Metallen angewendete Recycling durch Einschmelzen oder Verhüttung nicht möglich (vgl. ChemSys 2013). Es bestehen jedoch verschiedene Möglichkeiten zur Weiterverwendung von Graphit. Graphit wird in Hauptproduktion abgebaut und unterliegt somit nicht den Marktinelastizitäten der Koppelproduktion. Die Substituierbarkeit von Graphit ist aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften nur schwer möglich (vgl. RWI Essen et al. 2005, S.89). Die ökonomische Verfügbarkeit ist im Gesamtvergleich dennoch als unkritisch zu bewerten, da Graphit neben enormen geologischen Vorkommen auch durch industrielle Produktion hergestellt werden kann und damit fehlende oder mangelhafte Recyclingstrukturen und Substitutionsmöglichkeiten ausgeglichen werden können (vgl. RWI Essen et al. 2005, S.89). 7.2.5 Soziale Verfügbarkeit: Die soziale Verfügbarkeit von Graphit wird anhand der in den rohstoffproduzierenden Ländern vorherrschenden Sozialstandards gemessen. Sozialstandards definieren Standards bei der Ausgestaltung von Arbeitsverträgen mit Kriterien wie Arbeitszeit, Lohn oder Sozialversicherung und für Arbeitnehmerrechte (vgl. Deutscher Bundestag 2002, S.169). Auch hier beschränkt sich die Analyse weitgehend auf das produktionsstärkste Land China. Aufgrund fehlender Daten über Sozialstandards im Bergbau Chinas, erfolgt eine qualitative Approximation der Thematik aus allgemeinen Länderinformationen. China weist, trotz des außergewöhnlich starken Wachstums der Wirtschaft in den letzten Jahren, noch immer erhebliche Kontraste der Wohlstandsverteilung und Defizite der sozialen und ökonomischen Entwicklung auf (vgl. BMZ o.J., S.11). Diesen unzureichenden sozialen Standards versucht die chinesische Regierung entgegenzuwirken. Neben einem Fünfjahresplan 2006-2011, der auf den Abbau regionaler und sozialer Unterschiede zielt, wurde 2008 ein neues Arbeitsvertragsgesetz eingeführt, das eine Verbesserung des Schutzes der Arbeitnehmer gesetzlich verankert (vgl. BMZ o.J., S.12). Allerdings ist China in der Umsetzung noch weit von den Zielvorgaben entfernt. Ein neues Instrument der Rohstoffpolitik ist die Zertifizierung von Handelsketten im Bereich mineralischer Rohstoffe, was in China ein großes Potenzial aufweist: Neben den gegebenen Voraussetzungen für eine stärkere Verbreitung durch lokale Behörden, sind der Erhalt und der Ausbau des Exportmarktes mit Europa und den USA sowie der Druck von multinationalen Konzernen als hauptsächliche Treiber der Verbreitung von Zertifizierungsprogrammen zu nennen (vgl. BMZ o.J., S.13). Über die Verbreitung von Kinderarbeit im Graphitbergbau sind keine Statistiken vorhanden, weswegen auf die allgemeinen Daten der Kinderarbeit zurückgegriffen wird. In der gesamten Region Asien und Pazifik ist Kinderarbeit ein weit verbreitetes Problem, 2008 waren 20,4% aller Kinder in Beschäftigungsverhältnissen, davon rund 5,6% in gefährlicher Arbeit (vgl. Internationales Arbeitsamt 2010, S.28). Allerdings ist China auch das Land, das absolut betrachtet, am meisten Menschen von Armut befreit hat und in dem den meisten Kindern eine Schulbildung ermöglicht wird (vgl. Internationales Arbeitsamt 2010, S.97). Anhand dieser Grundlagen ist die Einhaltung sozialer Standards im Graphitbergbau kritisch zu bewerten. Aufgrund der landesweiten sozialen Ungleichgewichte ist nicht davon auszugehen, dass der Graphitbergbau eine positive Ausnahme darstellen könnte. 7.2.6 Ökologische Verfügbarkeit: Die ökologische Verfügbarkeit von Graphit wird neben dem quantitativen Indikator Environmental Performance Index EPI auch über die qualitative Auswertung der Umweltauswirkungen der Graphitproduktion ermittelt. Der EPI ist ein von der Yale University, USA erstellter Index zur Bilanzierung der ökologischen Leistungen auf Länderebene (vgl. Yale University, Columbia University 2012, S. 11ff). Auf einer Skala von 0 bis 100 wird die Bewertung des Zustands und der Dynamik des Ökosystems anhand verschiedener Indikatoren zu Umweltgesundheit, Luftqualität, Wasser, Biodiversität, Energie und natürlichen Ressourcen auf Länderebene vollzogen (vgl. Yale University, Columbia University 2012, S.15f). Der EPI wird zur Bewertung des ökologischen Risikos mit den weltweiten Produktionsanteilen der rohstoffproduzierenden Länder gewichtet. Der gewichtete EPI von Graphit lag 2001 bei 42,32 und konnte bis 2011 einen Zuwachs auf 44,81 verzeichnen. Insgesamt liegt der EPI jedoch in den Graphit produzierenden Ländern relativ niedrig. Dies lässt sich aus der schlechten ökologischen Bilanzleistung des Marktführers China erklären, der inzwischen rund drei Viertel des weltweit abgesetzten Graphits produziert (vgl. USGS 2013b). Neben dieser rein qualitativen Betrachtung der ökologischen Risiken von Graphit werden zudem die Auswirkungen der Produktion von Graphit auf die Qualität der Ökosysteme genauer untersucht. Durch die hohe Konzentration des Rohstoffmarktes auf China beschränkt sich die Analyse der Umweltauswirkungen weitgehend auf den Weltmarktführer. Die Primärproduktion von Graphit führt zu ökologischen Implikationen, besonders für die Schlüsselressourcen Boden und Wasser, aber auch für die Luftqualität. Aufgrund fehlender Informationen über die Luftverschmutzung wird auf Untersuchungen über die Auswirkungen des Kohlebergbaus zurückgegriffen, der, durch die ähnliche chemische Zusammensetzung von Kohle und Graphit, die Annahme vergleichbarer Umweltauswirkungen zulässt. Der Abbau von Kohle führt zu Luftverschmutzung durch Staubeintrag sowie zum Ausstoß von weiteren Schadstoffen in einem besorgniserregenden Ausmaß (vgl. Feng 2007, S.3). Die Luftverschmutzung ist allerdings zu wesentlichen Teilen reversibel und so könnte bei konsequenterer Umsetzung der Umweltgesetze eine nachhaltige Besserung der Luftqualität erreicht werden (vgl. Baum 2008, S.59f). Anders hingegen ist die Degradation von Boden und Luftqualität zu bewerten. In Kongruenz zu dem Abbau von Kohle ist von einer Verunreinigung des Oberflächen- und Grundwassers durch Grubenwasser und Aufbereitungswasser in Aufbereitungsanlagen auszugehen (vgl. Feng 2007, S.3). Das überregionale Gewässernetz weist eine schlechte Wasserqualität auf, wodurch auch die Böden durch Niederschläge von Schadstoffeinträgen eine Degradation aufweisen. Zusätzlich führt der unterirdische Bergbau zu unterschiedlichen Massenbewegungen von Gesteinen und Böden (vgl. Feng 2007, S.3). Kapitel 7.2.7 Veränderungen des Rohstoffmarktes durch Elektromobilität: Graphit findet in Lithium-Ionen-Batterien als Anodenmaterial Verwendung. Pro Kilowattstunde ist bei derzeitigem Stand der Forschung von einem Graphitverbrauch von 1,2 bis 1,6kg Graphit auszugehen (vgl. Moores 2012, S.18). Für die Berechnung des Graphitbedarfs von einer Million Elektrofahrzeugen wird als Bezugsmodell auf Forderung der Kapazitätsgröße von 25kWh für einen Kleinwagen zurückgegriffen (vgl. Rennhak, Nufer 2012, S.20). Für eine Batterie mit einer Kapazität von 25kWh ist demnach von einem gemittelten Graphitverbrauch von 35kg Graphit auszugehen. Durch die Vorgabe der Bundesregierung, bis 2020 eine Million Elektroautos in Deutschland umzusetzen, würden alleine für diese Fahrzeuge 35.000 t Graphit benötigt. Die Graphitproduktion betrug 2011 1.150.000t Graphit im Jahr (vgl. USGS 2013b), wäre als bei Vernachlässigung der anderen Verwendungen von Graphit ausreichend für jährlich 330 Mio. Elektrofahrzeuge. Der Anteil der von der Bundesregierung geforderten Anzahl an Elektroautos ist also im Vergleich zur jährlichen Produktion verschwindend gering. Der Einfluss der Elektromobilität auf den Graphitmarkt ist, allein durch diese politische Zielvorgabe, als gering zu bewerten.

Über den Autor

Barbara Hedeler, B.Sc., wurde 1991 in München geboren. Ihr Studium der Geographie an der Universität Augsburg schloss die Autorin im Jahre 2013 mit dem akademischen Grad des Bachelor of Science erfolgreich ab. Bereits während des Studiums sammelte die Autorin umfassende theoretische und praktische Erfahrungen in der Energiewirtschaft. Fasziniert von den Entwicklungen im Spannungsfeld Energie, Gesellschaft und Umwelt, motivierte sich die Autorin, sich der Thematik des vorliegenden Buches zu widmen.

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