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Rohstoffe der Zukunft: Wo geht die Reise hin?Zellcheming EXPO - Trendlounge, 25.06.2014
Dr. J. Kappen, PTS
21.07.2014
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Rohstoffe der Zukunft: Wo geht die Reise hin?
• Ein Blick in die Zukunft des Altpapiers
• Agrarreststoffe: ein neuer Trend?
• Neue Funktionen – Neue Rohstoffe
• Ausblick – Was ist zu tun?
21.07.2014
Megatrends und ihr Effekt auf die Erzeugung von PapierMegatrend Einfluss auf die Papierherstellung
Steigendes Bewusstsein für Qualität, Gesundheit und Nachhaltigkeit
- Der Bedarf an Verpackungspapier und Karton steigt - Höhere Anforderungen bezüglich Gehalt an
gesundheitsrelevanten Stoffen
Verknappung von Rohstoffen und Energie
- Zunehmende Nutzungskonkurrenz für Holz befördert ein hohes Niveau für den Altpapiereinsatz und die Substitution von Faserstoff durch mineralische Stoffe
Digitalisierung von Information und Kommunikation - Die Produktion von grafischen Papieren geht zurück
Preis- und Kostenorientierung von Konsumenten und Industrie
- Erhöhter Druck zur Umsetzung von Maßnahmen zur Kostenreduzierung; wie Ausbeutesteigerung, Rezepturoptimierung usw.
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21.07.2014
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Trend 1: Änderung der Sortenstruktur in D und die Folgen
Hochrechnung der Trends:
Weniger grafische Papiere werden produziert.
Verpackungspapierewerden wichtiger.
Grafische Papiere vs. Verpackungspapiere
Relative Produktionsmengen
Quelle: INFOR 171
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Die Auswirkungen auf den Rohstoff Altpapier in D
Prognose:
Drastische Veränderung des Rohstoffs für
Verpackungspapiere analog zu den
erzeugten PapiersortenAngenommene AP-Zusammensetzung:40% 1.02 und 60% 1.04
2025 vs. 2012
Zeitungen& ähnliche
Magazine& ähnliche
Verpackungenetc.
h‘fr. Papiere
Quelle: INFOR 171
Änderung des Massenanteils
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Quelle: INFOR 162, 171
Altpapier wird um fast eine Generation älter.
Die wesentlichen Festigkeitseigenschaften verringern sich um 10 -15%.
Die Folgen für die Verpackungspapiererzeugung in D
Die Asche im Produkt steigt deutlich
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Die Folgen für den Recyclingkreislauf7
Die Reststoffmengen steigen schon heute wieder.
spez. Reststoffmenge kg/t
Quelle: INFOR 172 (PTS-VDP-Reststoffumfrage)
?Wo sind die Grenzen?
(ohne Hygiene und sonstige Papiere)
Quelle: INFOR 171
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Welche Rolle wird der Zellstoff spielen?8
Quelle: Pöyry zitiert in “Virgin and Recovered Fiber Competitiveness”: OtavioPontes – Biomaterials Business Area, bvse Altpapiertag 2013, Dusseldorf
Kurzfaserzellstoff aus Südamerika wird den Verfall der Festigkeiten noch verstärken!
Krafthaltige Altpapiere und Langfaserzellstoff sind vermehrt genutzte Auswege.
BKP
Tons *1000
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Zwischenfazit
• Altpapier wird in D als Rohstoff noch dominanter.
• Verschiedene Trends wirken zusammen und führen zu einer deutlichen Verringerung der Festigkeitseigenschaften von Altpapier.
• Wichtiger als die geringere Verfügbarkeit sind die Kosten durch die Substitution, um Festigkeit und Stoffreinheit zu gewährleisten.
• Der Frischfasereinsatz im Bereich der Verpackungspapiere wird vermutlich wieder mehr Bedeutung erlangen, um die hohen Festigkeitsanforderungen zu erfüllen.
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Rohstoffmarkt D in Zahlen
15,4%
0,2%
61,9%
17,8%
4,7%Rohstoffeinsatz in D
Mineralstoffe undAdditivesonstige Faserstoffe
Altpapier
Zellstoff
Holzstoff
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Jahr: 2012; Alle Zahlen: VDP, Leistungsbericht 2013
-1,9%
9,9%
0,4%
-1,9% -4,9%-5%
0%
5%
10%
Änderung der Einsatzmenge in D 2007 – 2012
Was steckt dahinter?
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Getreidespelzen
StrohTreber
Rappen Nussschalen
Kakaobohnenschalen
Viele Fragen:
Saisonale Verfügbarkeit?
Konkurrenznutzung?
Lagerstabilität?
Vorbehandlung?
Trend 2 – Nutzung von Agrarreststoffen als Ersatzstoffe
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Kein neuer Trend12
Quelle: Studie Austausch-Rohstoffe des Institutes für Zellstoff und Papier
Heidenau (1950 – 1954)
Not macht erfinderisch.
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Treiber für die Suche nach Alternativen zum Altpapier
Haupttreiber:
Die Hoffnung auf Kosteneinsparungen
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KostenKosten Eigen-schaftenEigen-
schaften
Ökolo-gie
Ökolo-gie
Image / Markt
Image / Markt
Tatsächliche Rohstoffkosten:
Marktpreis: 2 /120 €/t
Nach Aufbereitung: 74 / 186 €/t
(Kakaobohnenschalen/ Haselnussschalen)
Quelle: EcoPaper
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Ergebnisse14
Der Nachweis: Haselnussschalen in der Mittellage eines industriell erzeugten Kartons
30% Agrarreststoff. vorextrahiert und gemahlen70% Altpapier
RK-Blätter 120 g/m²; Mahlung mit Jokro-Mühle
Volumengewinn möglich Festigkeiten gehen verloren
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Zwischenfazit15
LandwirtschaftLandwirtschaft
3. Säule der Rohstoffe?
Chance: Attraktive, „grüne“ Produkte
Prozessfähigkeit?
Bedeutung im Altpapier-Neupapier-Kreislauf?
WaldWald
APAP
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Mehr Informationen? Seminar der PTS zum Thema
• Daten
• Fakten
• Akteure
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Trend 3 – Neue Produkte - neue Rohstoffe
• Treiber ist die Chance auf mehr Wertschöpfung
• Ziel ist die Erschließung von neuen Anwendungen und Märkten für Papierfaser basierte Produkte.
• Neue Funktionen sind erforderlich, um Papier zu qualifizieren.
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Faserprodukte mit neuen / verbesserten Eigenschaften
Abschirmung
Wärmespeicherung
Leichtbau
Brandschutz
Barriere
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Brandschutzplatte auf Basis hochgefüllter mineralischer Papiere
Carbonfaserpapiere als Halbzeuge für Faserverbundwerkstoffe
Papier-Blechverbund für Leichtbau-anwendungen
PCM-haltige Papiere zum Wärmemanagement
Elektromagnetische Abschirmung mit metallgefülltem Papier
Keramische Leichtbaustrukturen für Filterelemente
Quelle: Projekt CFK-Halbzeuge und weitere
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Ein vollkommen verändertes Rohstoffportfolio
Beherrschung der Materialien
Was passiert im Recycling?
Weiterhin: die Funktionalisierung bekannter Rohstoffe
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MetallpulverVerstärkungsfasern PCM-Kapseln
Mineralfasern
AdsorberSynthesefasern
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Fragen warten auf eine Antwort
• Werden Verpackungspapiere zukünftig die Papierwirtschaft nennenswert mit Frischfasern „beatmen“?
• Ist unsere Faserkaskade dann noch aufrecht zu erhalten?
• Wie viele Agrarreststoffe verträgt unsere Kreislaufwirtschaft?
• Welche Erkennungsverfahren haben wir für neue Fasern und Füllstoffe im Altpapier?
• …
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Ausblick – Was ist zu tun?• Der Kompetenzerwerb für die Beherrschung des Rohmaterials wird
wichtiger denn je.
• Rohstoffe werden mehr Möglichkeiten eröffnen. Diesen Chancen stehen aber auch Risiken gegenüber, die zu bewerten sind.
• Einige Koordinaten für die Gestaltung des Neupapier –Altpapierkreislaufs müssen verändert oder neu gesetzt werden.
• Im Mittelpunkt muss die Erhaltung der Kreislaufwirtschaft stehen. Dies fordert das vorausschauende Handeln als gesamte Branche.
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Dank
Den Mitarbeitern der PTS und des PMV Darmstadt für ihre Beiträge:
• Constanze Seidemann, Lydia Tempel, Holger Jung, Dr. Wolfram Dietz, Dr. Fokko Schütt, Angelika Endres, Dr. Hans Putz und Saskia Runte
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Der Europäischen Kommission zur Förderung des Projektes
EcoPaper
Dem BMWi für die Förderung der Projekte
SUBWEX und CFK-Halbzeuge
Dem Kuratorium für Forschung und Technik für die Förderung der Arbeiten im Rahmen der INFOR-Projekte 162, 171 und 172
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