Exposé zur Diplomarbeit - Leuphana Universität Lüneburg

Exposé zur Diplomarbeit
Titel:
Der Stahlmarkt zu Beginn des neuen Jahrhunderts
- Analysen und Entwicklungstendenzen mit Hilfe ressourcenökonomischer Modellierung -
Verfasser:
Jan Kranich
an der
Universität Lüneburg
Betreuung:
Erstprüfer: Junior-Prof. Dr. Ingrid Ott (Lehrstuhl für Innovation und Wachstum)
Zweitprüfer: Prof. Dr. Joachim Reese (Lehrstuhl für Produktion und Wirtschaftsinformatik)

1. Motivation für das gewählte Thema
Wahl und Gestaltung des Themas der Diplomarbeit sind im Wesentlichen durch meine mehrjährige
Berufserfahrung in verschiedenen Zweigen der metallverarbeitenden Industrie motiviert.
Meine derzeitige Tätigkeit bei dem Hamburger Handelsunternehmen für Verbindungstechnik
F. Reyher Nchfg. GmbH & Co. KG, das als Praxispartner das Projekt begleitet, ließ
mich direkt an den derzeitigen Entwicklungen des Stahlmarktes teilhaben. Eine Situation
drastisch gestiegener Rohstoffpreise und spürbarer Angebotsverknappung eines Werkstoffs,
der bisher als unbegrenzt verfügbar galt, weckte in mir wissenschaftliches Interesse.
Aufgrund meiner Studienschwerpunkte Ökonometrie und Volkswirtschaftslehre und dem dort
erworbenen Methodenwissen möchte ich mich der praktischen Problemsstellung von Seiten
der Ressourcenökonomie nähern. Dies liegt nicht nur im Untersuchungsgegenstand begründet,
sondern auch in meinen bisherigen Erfahrungen im Rahmen ressourcenökonomischer
Modellierung.
2. Untersuchungsgegenstand
Im Zentrum der Untersuchungen steht der Stahlmarkt zu Beginn des neuen Jahrhunderts.
Stahl ist eine Legierung des Eisens mit anderen Elementen, wobei der Masseanteil des Eisens
größer als der jedes anderen Elements ist, und der Kohlenstoffgehalt im Allgemeinen weniger
als zwei Masseprozent beträgt. Stahl ist im Vergleich zu anderen Werkstoffen kostengünstig
in der Herstellung und hat hervorragende Eigenschaften in Beständigkeit und Verarbeitung.
Hinsichtlich chemischer Zusammensetzung wird in drei Stahlklassen unterschieden:
Unlegierte Stähle
- Legierungsanteil bleibt unter einem bestimmten Grenzwert.
Andere legierte Stähle
- Legierungsanteil ist größer als der Grenzwert der unlegierten Stähle.
Nichtrostende Stähle
- Masseanteil Kohlenstoff ist unter 1,2% und mehr als 10,5% Chrom. 1
Stahl wird aus Eisen gewonnen, das wiederum aus Eisenerz und i.d.R. mit Kohlenstoff reduziert
wird. Der Produktionsprozess gliedert sich in folgende Phasen:
1. Eisenerzgewinnung (Tagebau oder Untertagebau)
2. Rohstoffvorbehandlung (Aufbereiten, Homogenisieren, Agglomerieren)
3. Transport (per Schiene zum Hafen, Massengutfrachter)
1 Vgl. DIN EN 10020
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4. Roheisenerzeugung (Hochofen, alternativ Direkt- oder Schmelzreduktion)
5. Stahlerzeugung (durch Frischen des flüssigen Roheisens)
6. Nachbehandlung (Sekundärmetallurgie)
7. Urformen (i.d.R. Stranggießen, alternativ: Kokillenguss)
8. Warmformgebung
9. Kaltformgebung
10. Nachbehandlung
Im Wesentlichen wird die Wertschöpfungskette des Stahlherstellung durch zwei Industrien
dominiert: die Eisenerzförderung sowie die Roheisen- und Stahlproduktion. Die Erzeugnisse
der Stahlproduktion sind hauptsächlich warm- und kaltgewalzte Lang- und Flachstähle, Rohre
sowie Ringe, Radreifen und Vollräder. Die Abb. 2.1 zeigt die Stahlerzeugnisse für die Europäische
Union (2002). Wichtigste Klasse bilden mit 43,73% der Gesamterzeugung die Warmbreitstähle
(Breite >600 mm), gefolgt von Walzdrähten (Durchmesser >5mm), Beton- und
Stabstählen.
Walzdraht
17,05%
Warmbreitband
43,73%
Betonstahl
12,28%
Stabstahl
8,21%
andere Träger
4,06%
Weitere
18,73%
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H-Träger
3,40%
Quartoblech
5,23%
Profile
2,73%
Oberbau
1,57%
Bandstahl
0,70%
Spund-wand
0,70%
Breitflachstahl
0,25%
Warmblech
0,09%
Abb. 2.1: Anteile verschiedener Stahlerzeugnisse an warmgewalzter Gesamtproduktion (EU, 2002) 2
Die Stahlverwendung konzentriert sich in der metallverarbeitenden Industrie. Die Abb. 2.2
gibt den Verbrauch von Stahl in den wichtigsten Branchen wieder. Neben der Metallwarenherstellung,
gefolgt von Ziehereien und Kaltwalzwerken, sind der Fahrzeug- und Maschinenbau
die wichtigsten Abnehmergruppen.
2 Daten entnommen aus Eurostat (2002)

Stahlverwendung in Mio. t
9,00
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
Metallwaren
8,10
Ziehereien und Kaltwalzwerke
6,00
Fahrzeugbau
5,60
4,10
Maschinenbau
3,40
Stahlbau
Abb. 2.2: Stahlverwendung in Deutschland (2002) sortiert nach Branchen 3
3,00
Seite 4 von 10
2,80
Bau
Schiffbau
0,80
Elektrotechnik
Während die stahlverbrauchenden Branchen i.d.R. von einer großen Anzahl von Anbietern,
einer Vielzahl von unterschiedlichen Verarbeitungstechnologien und Fertigprodukten sowie
einer hauptsächlich kleinen oder mittelständischen Betriebsgröße geprägt sind, treten in der
Erzförderung und Stahlproduktion teilweise beträchtliche Konzentrationstendenzen in Erscheinung.
Bei den Stahlproduzenten gibt es zwei gegenläufige Entwicklungen, die durch
unterschiedliche Fertigungstechnologien begründet sind. Die klassische Route der Roheisenerzeugung
im Hochofen und dem Sauerstoffkonverterverfahren zum Frischen des Roheisens
zum Rohstahl wird durch die sogenannte Direktreduktion in Verbindung mit dem Elektrolichtbogenverfahren
ergänzt. Neben der Verwendung von festem Eisenschwamm, dem Output
der Direktreduktion, findet auch Stahlschrott als wichtiger Eisenträger Verwendung im Elektrolichtbogenofen,
der zur Stahlerzeugung dient. Die Hochofenroute ist hochgradig kapitalintensiv,
erfordert eine kontinuierliche Versorgung mit Eisenerz und Reduktionsmitteln in konstanter
Qualität sowie eine bestimmte minimale Ausbringungsmenge, um wirtschaftlich betrieben
werden zu können. Die alternative Route über den Elektrolichtbogen verfügt zwar
über eine geringere Produktivität, benötigt jedoch ein deutlich geringeres Investitionsvolumen,
kann mit unterschiedlichen Eisenträgern betrieben werden und erreicht durch kleinere
Losgrößen eine höhere Flexibilität, die ein kontinuierlich arbeitender Hochofen nicht bieten
3 Daten entnommen aus: http://www.stahl-online.de/wirtschafts_und_Politik/stahl_in_zahlen/2005/Stahlver-
wendung_in_D_2010k.jpg (24.03.2005)
0,30
2,90

kann. Aus diesen Gründen ist der Anteil des Elektrostahlverfahrens an der gesamten Weltstahlproduktion
auf rund 40% gestiegen. 4 Durch den hohen Kapitalbedarf in der Hochofenroute
ist bei entsprechenden Stahlproduzenten eine zunehmende Konzentration durch Fusionen
und Übernahmen zu beobachten, die bedeutendsten waren 2001 der Zusammenschluss
der luxemburgischen Arbed S.A., der spanischen Aceralia Corporacion Siderurgica S.A. und
der französischen Usinor S.A. zum derzeitig größten Stahlproduzenten der Welt, der Arcelor
S.A., sowie 2004 der niederländischen Unternehmen LNM Group und ISPAT International
N.V. mit der amerikanischen International Steel zu Mittal Steel.
Auf der anderen Seite ermöglicht der Einsatz von Elektrostahlwerken (auch als Ministahlwerke
bezeichnet), Ländern mit hinreichender Elektrizitätsversorgung und Infrastruktur den Einstieg
in die Stahlproduktion durch Unabhängigkeit von flüssigem Roheisen, geringerem Kapitalbedarf
und kleinere bis mittlere Fertigungskapazitäten. Aufgrund dieser gegenläufigen
Tendenzen werden weitere Übernahmen in der Stahlerzeugung erwartet, doch in Anbetracht
der Tatsache, dass gegenwärtig die 30 größten Stahlhersteller nicht einmal die Hälfte des
weltweiten Outputs produzieren, wird die Marktkonzentration wahrscheinlich moderat bleiben.
Anders gestaltet sich die Situation bei den eisenerzfördernden Anbietern. So stellen die
drei größte Minengesellschaften (die brasilianische CVRD, und die australische Rio Tinto und
BHP) rund 70% des weltweiten Eisenerzangebots. Wesentliche Ursachen bilden hier das enorme
Investitionsvolumen und Zeiträume von der Exploration bis Förderbeginn von bis zu
zehn Jahren. Unter diesen Bedingungen stehen den Minengesellschaften unter großem wirtschaftlichen
Druck, ihre Förderkapazitäten weitgehend auszunutzen, um die getätigten Investitionen
wieder einzufahren. Durch den Bedarf der Stahlhersteller nach einer kontinuierlichen
Rohstoffversorgung für den Betrieb ihrer Hochöfen besteht zwischen Erz- und Stahlproduzenten
ein gegenseitiges Abhängigkeitsverhältnis, was z.B. durch Langzeitlieferkontrakte geregelt
wird.
Gegenwärtig ist die Situation auf dem Stahlmarkt durch ein historisch hohes Preisniveau angespannt.
Als Ursachen dieser Entwicklung werden u.a. folgende Aspekte benannt: 5
Nachfrageanstieg durch den enormen Verbrauch im wachsenden Markt Chinas
4
vgl. Stahlfibel (2002), S.53
5
vgl. z.B. „China hält die Rohstoffmärkte auf Trab“, Handelsblatt vom 02.03.04, „Luxusgut Stahl“, Die Zeit
vom 02.12.2004, „Gier nach Erz und Öl“, Die Zeit vom 19.05.2004, „Rohstoffmärkte erleben eine Renaissance“,
Handelsblatt vom 03.12.2004, Bericht zur Lage auf dem Stahlmarkt, IV. Quartal 2004, Wirtschaftsverband für
Stahl- und Metallverarbeitung e.V., 10.11.2004, „Stahlindustrie erwartet neues Rekordjahr“, Handelsblatt vom
28.12.2004, „Rohstoffe bieten gute Perspektiven“, Handelsblatt vom 19.01.2005
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Vollständig ausgelastete Produktions- und Fertigungskapazitäten
Verknappung von Eisenerz, Koks und Legierungselementen durch unzureichende
Förderkapazitäten
Aber auch: oligopolistisch-strategisches Verhalten der Eisenerz- und Stahlproduzenten.
3. Kurze Literaturübersicht
Der Stahlmarkt aus Perspektive der Ressourcenökonomie wurde bisher noch nicht betrachtet.
Stattdessen gibt es einige Studien über den Eisenerzmarkt aus Sicht der Spieltheorie. Die letzte
Veröffentlichung durch Tamvakis (1999) untersucht die Handelsströme zwischen erzimportierenden
und –exportierenden Ländern in oligopolistischen Marktstrukturen und testet ein
entsprechendes ökonometrisches Modell. Zwei Jahre zuvor legte Hellmer (1997) im Rahmen
seiner Dissertation zwei Papiere vor, von denen das erste Cournot-Verhalten testet und das
zweite die Wettbewerbsposition des schwedischen Produzenten LKAB analysiert. Im Rahmen
ressourcenökonomischer Betrachtung wurden häufiger Rohstoffe wie Erdöl, Kupfer und Aluminium
untersucht. 6 Wesentliche Grundlagen für diese Arbeit sind neben verschiedenen
Werken der Industrieökonomie die Arbeiten von Pindyck (1978) und Hartwick (1989). 7
4. Warum Ressourcenökonomie?
Obwohl Eisen mit 5,6% das vierthäufigste Element der Erdkruste ist, sind die Reserven nicht
unbegrenzt verfügbar. Zum einen wird die Förderung durch begrenzte Kapazitäten begrenzt,
zum anderen müssen die bekannten und erschlossenen Lagerstätten durch weitere Exploration
ausgedehnt und nutzbar gemacht werden. Eisengehalt des Erzes, Lagerstättengröße, Anbindung
an den internationalen Markt und standortgebundene Faktorkosten, wie bspw. Löhne,
sind wettbewerbsrelevante Einflussgrößen.
Eisenerz wird nahezu exklusiv für die Eisen- und Stahlgewinnung verwendet und ist zudem
für die Weltwirtschaft ein essentieller Rohstoff. Eine Verknappung im Angebot durch begrenzte
Förderkapazitäten und Exploration bilden einen interessanten Anhaltspunkt für eine
ressourcenökonomische Analyse.
6 vgl. z.B. Adelmann, M.A.: Mineral depletion, with spezial reference to petroleum, Review of Economics and
Statistics 72, 1990, S.1-10; Svedberg, P., Tilton, J.E.: The real real price of nonrenewable resources: copper
1870-2000, Seminar Paper 723, Institute of International Economic Studies, Stockholm University, 2003
7 vgl. auch Literaturliste (aktueller Stand)
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5. Zielsetzung und Aufbau der Diplomarbeit
Im Rahmen der Diplomarbeit sollen folgende Zielsetzungen verfolgt werden:
Ausführliche Beschreibung der Eisenerz- und stahlerzeugenden Industrie mit den
notwendigen Rohstoffen und Fertigungsverfahren, der Kostenstruktur und technologischen
Entwicklungen
Erklärungsansätze für bestehende Marktstrukturen, insbesondere der Konzentration,
auf Basis der Mikro- und Industrieökonomie
Entwicklung eines ressourcenökonomischen Modells für die Erklärung der Marktdynamik,
insbesondere der Preisentwicklung
Zusammenfassung und Ableitung möglicher Entwicklungsszenarien
Um der Komplexität des Themas als auch alternativer Erklärungsansätze gerecht zu werden,
bemühe ich mich um eine breite industrie- und mikroökonomische Fundierung, da Charakteristika
von Kosten- und Technologiestrukturen i.d.R. auf künftige Entwicklungspfade einen
wesentlichen Einfluss haben und somit die ressourcenökonomisch-theoretischen Erkenntnisse
einen umfassendere Erklärungskraft erreichen.
Modellvariante
Zusammenfassung
Ergebnisse
Optimierung
Modellstruktur
Prämissen
Marktstruktur
Kostenstruktur
Rohstoffe Technologie
Abb. 5.1: Gliederung und Aufbau
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Ressourcenökonomie
Industrieökonomie
Ökonometrie

Die Abb. 2.1 stellt den Aufbau der Diplomarbeit schematisch dar. Zunächst sollen Rohstoffe
und Produktionsprozesse betrachtet werden, auf dieser Basis sollen dann Schlussfolgerungen
für die resultierenden Kostenstrukturen gezogen, die die Basis für die Marktstrukturen innerhalb
der Wertschöpfungskette legen. Die einzelnen Abschnitte werden jeweils zusammengefasst
und in wesentlichen Tatbeständen formuliert. Die Analysen werden industrieökonomisch
fundiert, sämtliche Erkenntnisse und Schlussfolgerungen werden sowohl durch deskriptive
Statistik als auch mittels Regressionsverfahren abgesichert. Auf Grundlage der praktischen
Bestandsaufnahmen soll dann ein ressourcenökonomisches Modell aufgebaut werden, wobei
die Tatbestände des vorangegangenen Abschnitts die Modellprämissen bestimmen, auf denen
die Modellstruktur aufbaut. Aus der Modelloptimierung bzw. Modellvariationen sollen dann
Schlussfolgerungen gezogen werden, die in einer Zusammenfassung aller Ergebnisse münden.
Abschließend wird ein konkreter Bezug zum Praxisfall genommen und mögliche Entwicklungsszenarien
entwickelt.
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6. Literaturverzeichnis
AME Mineral economics, Rmeeting the challenges, Report on Iron & Steel, 1994
Ameling, D.: Technisch-wissenschaftliche Gemeinschaftsarbeit (report on the cooperative
technical and scientific work), in: Stahl und Eisen, Ausgabe 12, 2002, S.72-92
Barsch, H., Bürger, K.: Naturressourcen der Erde und ihre Nutzung, Justus Perthes Verlag,
Gotha, 1996
Bundesverband Deutscher Stahlhandel (BDS) (Hrsg.): Stahl-Lexikon, 20. Auflage, Vertriebsgesellschaft
des BDS mbH, Bochum, 1978
Clarke, R.: Industrial Economics, Basil Blackwell, Oxford und New York, 1985
Daniëls, B.: Transition paths towards CO2 emission reduction in the steel industry,
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Entscheidung der Kommission vom 30. Oktober 2001 zur Erklärung der Vereinbarkeit mit
dem Gemeinsamen Markt und dem EWR-Abkommen (Sache COMP/M.2420 – Mitsui/CVRD/Caemi),
Aktenzeichen K(2001) 3363, veröffentlicht im Amtsblatt der Europäischen
Union, L92/50 vom 30.03.2004
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Newco Steel (Sache EGKS.1351– Usinor/Arbed/Aceralia), Aktenzeichen K(2001) 3696,
veröffentlicht im Amtsblatt der Europäischen Union, L88/1 vom 04.04.2003
Eurostat (Hrsg.): 50 Jahre EGKS-Vertrag, Kohle und Stahlstatistiken, Ausgabe 2002, Europäische
Gemeinschaften, 2002
Fritsch, M., Wein, T., Eewers, H. J.: Marktversagen und Wirtschaftspolitik, 5. überarbeitete
und ergänzte Auflage, Vahlen-Verlag München, 2003
Hartwick, J.M.: Non-renewable Resources Extraction Programs and Markets, harwood
academic publishers, chur et al., 1989
Hellmer, S.: Competitive Strength in Iron Ore Production, Doctoral thesis, Luleå
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Hoel, M.: Resource extraction under some Alternative Market Structures, Verlag Anton
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International Iron and Steel Institute (IISI): Steel Statistical Yearbook 2004, Brüssel, 2004
Lüngen, B., Schmöle, P.: Hochofenbetrieb ohne Koks und Kohlenstoff, in: Stahl und Eisen,
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Perman R. et al.: Natural Resource and Environmental Economics, Pearson Education
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Schumann, J., Meyer, U., Ströbele, :W.: Grundzüge der mikroökonomischen Theorie, 7.
Auflage, Springer Verlag, Berlin, 1999
Shy, O.: Industrial Organization, MIT Press, Cambridge, 1999
Tamvakis, M. N.: An Economic Model of the Iron Ore Trade, British Thesis Service,
West Yorkshire, 1999
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Düsseldorf, 2002
Wied-Nebbeling, S.: Markt- und Preistheorie, 3. Auflage, Springer Verlag, Berlin et al.,
1997
Wied-Nebbeling, S.: Das Preisverhalten in der Industrie. Ergebnisse einer erneuten Befragung,
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Internetquellen:
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