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Ausgabe - 41 - 2012 - Produktion

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11. Oktober <strong>2012</strong> · Nr. <strong>41</strong> · <strong>Produktion</strong> · Trends & Reports · 21<br />

Seltene Erden I<br />

Angebot und Nachfrage passen nicht zusammen<br />

<strong>Produktion</strong> Nr. <strong>41</strong>, <strong>2012</strong><br />

In der Automatisierungstechnik sind Seltene Erden ein unverzichtbarer<br />

Einsatzstoff. Neben der China-Problematik sind aber auch deren<br />

Gewinnung und Einsatz, geologisch, technologisch und für die Umwelt<br />

problematisch, so das Ergebnis einer Analyse von Quest Research.<br />

Bochum (sp). Zwei geologisch bedingte<br />

Eigenarten der Seltenen Erden<br />

haben weitreichende Folgen:<br />

Zum einen kommen die 17 Metalle<br />

nur gemeinsam vor und können<br />

auch nur gemeinsam abgebaut<br />

werden. Und zweitens sind die jeweiligen<br />

Anteile dieser 17 Metalle<br />

in den Vorkommen höchst unterschiedlich.<br />

Man unterscheidet die<br />

leichten und die schweren Seltenen<br />

Erden. Die leichten Elemente<br />

haben in den Lagerstätten Anteile<br />

von 90 % und mehr, während die<br />

schweren nur auf Anteile zwischen<br />

1,4 % bis 4 % kommen. Diese geologische<br />

Eigenart hat eine disproportionale<br />

Angebotsstruktur an Seltenen<br />

Erden zur Folge. Struktur von<br />

Angebot und Nachfrage passen<br />

zusammen wie zwei linke Hände.<br />

Wenn diese geologisch bedingte<br />

disproportionale Angebotsstruktur<br />

auf die Nachfrage trifft, entsteht<br />

ein weiteres Strukturproblem.<br />

Die meisten Hightech-Anwendungen<br />

kombinieren nämlich die<br />

leichten Elemente, die in den Vorkommen<br />

zu 90 % auftreten mit den<br />

schweren Elementen, die in den<br />

Vorkommen zu weniger als 5 %<br />

auftreten. So brauchen Synchronmotore<br />

das relativ häufige leichte<br />

Element Neodym, aber gleichzeitig<br />

auch das relativ seltene schwere<br />

Element Dysprosium.<br />

Eine Prognose von Dudely<br />

Kingsnorth, dessen Marktanalysen<br />

von Seltenen Erden als ‚Benchmark<br />

für die Industrie‘ gelten, zeigt,<br />

dass kein allgemeiner Angebotsengpass<br />

dieser Elemente für die<br />

Automatisierungstechnik zu erwarten<br />

ist. Vielmehr treten bis 2016<br />

gleichzeitig Unter- und Überdeckungen<br />

des Bedarfs auf. Stattdessen<br />

ist eine leichte Überdeckung<br />

bei Neodym (Angebot zu Nachfrage<br />

118 %) und eine deutliche Unterdeckung<br />

bei Dysprosium (Angebot<br />

Anwendung<br />

Hybrid, Plug-In, und<br />

Elektrofahrzeuge<br />

Fahrer-Assistenzsysteme<br />

(konventionell u.<br />

Elektro-Kfzs)<br />

Generatoren für<br />

Wind- and Wasserkraftwerke<br />

Energiesparlampen,<br />

Leuchtstoffe, LEDs,<br />

LCD- und Plasmabildschirme<br />

Dringend gesucht: Innovationen zur Substitution von Seltenen Erden, nur so ließen sich die Versorgungs- und Strukturprobleme<br />

wirkungsvoll umgehen. Noch in den Kinderschuhen stecken Recyclingtechnologien. Tabelle: <strong>Produktion</strong>/REITA<br />

zu Nachfrage 88 %) bis 2016 zu erwarten.<br />

Schließlich enthalten die Preisstrukturen<br />

zu Seltenen Erden noch<br />

ein weiteres Problem. Die <strong>Produktion</strong><br />

von Seltenen Erden ist mit 100 bis<br />

1 000 Verfahrensschritten sehr prozessintensiv.<br />

Diese technischen Anforderungen<br />

mögen sich bisher in<br />

Technologie mit<br />

Seltene Erden<br />

Permanentmagnete<br />

Permanentmagnete<br />

Permanentmagnete<br />

Seltene Erden-<br />

Phosphore<br />

den Preisen der Seltenen Erden widergespiegelt<br />

haben. Nicht aber der<br />

Umweltschutz: Große Mengen von<br />

Säuren werden zur Herauslösung<br />

der Seltenen Erden aus den Erzen<br />

benötigt. Und die meisten Lagerstätten<br />

enthalten radioaktive Materialien,<br />

insbesondere Thorium. Der<br />

Schutz von Mensch und Natur vor<br />

Wirkungsweise<br />

Elektromotoren<br />

ersetzen / ergänzen<br />

Verbrennungsmotoren<br />

Geringerer Verbrauch<br />

durch Entlastung der<br />

Antriebssysteme<br />

Getriebelose Generatoren<br />

sorgen für höhere<br />

Verlässlichkeit<br />

und Verfügbarkeit<br />

70 % weniger Energieeinsatz<br />

um Farbe<br />

und Helligkeit zu<br />

erzeugen<br />

Verwendete<br />

Elemente<br />

Nd, Pr, Dy, Tb<br />

Nd, Pr, Dy, Tb<br />

Nd, Pr, Dy, Tb<br />

Y, Eu, Tb<br />

diesen Giften ist derzeit nicht oder<br />

nur ungenügend gewährleistet. Die<br />

Berücksichtigung des Umweltschutzes<br />

wird zu höheren Preisen<br />

der Seltenen Erden führen. Allerdings<br />

sind solche Preisanpassungen<br />

von den Preisexplosionen des<br />

Jahres 2011 zu unterscheiden, die<br />

spekulationsgetrieben waren.<br />

Seltene Erden II<br />

Seltene Erden in Drohnen<br />

<strong>Produktion</strong> Nr. <strong>41</strong>, <strong>2012</strong><br />

In den verschiedensten Hightech-<br />

Anwendungen stellen Seltene Erden<br />

einen – zum Teil – unverzichtbaren<br />

Bestandteil. Unterschätzt<br />

wird häufig ihre Bedeutung für<br />

militärische Anwendungen.<br />

Bochum (sp). Seltene Erden bestehen<br />

aus 17 Metallen, die in vielen<br />

Hightech-Anwendungen verwendet<br />

werden:<br />

▶ Militärisch genutzt werden Seltene<br />

Erden in der Leit- und Antriebstechnik<br />

von Drohnen,<br />

Cruise Missiles, Zerstörern,<br />

Kampfwagen und Bomben<br />

ebenso wie bei Displays von<br />

Nachtsichtgeräten oder Cockpits<br />

von Kampfflugzeugen.<br />

▶ Permanenterregte Synchronmotoren<br />

brauchen Neodym<br />

(Nd) für hochmagnetische Wirkung<br />

und gleichzeitig Dysprosium<br />

(Dy), damit die starke magnetische<br />

Wirkung auch bei Temperaturen<br />

oberhalb von 80 Grad<br />

Celsius anhält. Anteil Seltene<br />

Erden an den Magnetwerkstoffen:<br />

gut 30%.<br />

▶ Mikromotoren für Sensoren<br />

oder Festplatten arbeiten mit<br />

Neodym, Dysprosium sowie Terbium<br />

(Tb) und Praseodym (Pr).<br />

▶ Glasfaserkabel benötigen Yttrium<br />

(Y), Terbium (Tb), Erbium<br />

(Er) und Europium (Eu).<br />

▶ Flachbildschirme brauchen für<br />

brillante Farben Praseodym,<br />

Cerium (Ce), Europium und Gadolinium<br />

(Gd) sowie Yttrium<br />

und Terbium.<br />

▶ In Hybrid- und Elektrofahrzeugen<br />

sowie in den Start-Stopp-<br />

Automatiken werden Neodym<br />

und Praseodym sowie Dysprosium<br />

und Terbium eingesetzt. Dabei<br />

kommen ca. 1 – 2kg Magnete<br />

pro Fahrzeug zum Einsatz.<br />

▶ Wind- und Wasserkraftanlagen:<br />

Neodym, Praseodym, Dysprosium<br />

und Terbium.<br />

Seltene Erden in militärischen Anwendungen<br />

Wird das Thema Seltene Erden politisch<br />

so hoch aufgehängt, weil sie<br />

ein unverzichtbarer Bestandteil<br />

von Flugzeugen, Panzern und<br />

Raketen stellen? Bild: Rare Earth<br />

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