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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