Nieuwe technologieën zullen ook op lange termijn in belangrijke mate de wereldwijde vraag naar hightech materialen bepalen. Dit is de uitkomst van de studie van het Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) in Karlsruhe en het Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (IZT) in Berlijn. In opdracht van het Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) werd geanalyseerd voor welke toekomstige technologieën in het jaar 2030 welke hoeveelheid en soort grondstof benodigd is. Ook werd onderzocht welke risico’s er ontstaan bij een beperkte aanlevering van grondstof en welke technologieën specifiek door beperkingen in de levering worden getroffen.
Grondstoffen vormen de basis voor toekomstige technologieën. Ze vormen de essentiële en vaak onvervangbare basis voor innovatieve producten, zoals chroom voor roestvrij staal, kobalt voor slijtvaste legeringen, zilver voor gedrukte RFID-labels, indium voor transparante elektroden van displays en germanium voor lenzen.
Onderzoek naar beschikbaarheid
Tegen deze achtergrond kwalificeerden de onderzoekers circa honderd technologieën voor de toekomst met betrekking tot de stand van de techniek, toegang tot de markt, behoefte aan grondstoffen en recycling mogelijkheden. Daarna analyseerden ze gedetailleerd 32 aparte technologieën, die gevoelig zijn voor beschikbaarheid van grondstoffen. Behalve de inschatting van het industriële gebruik werd ook de verwachte hoeveelheid grondstof in 2030 aangegeven.
Sleuteltechnologieën in het onderzoek vormen het verkeer, informatie- en communicatietechniek, energie-, elektro- en aandrijf techniek, chemie, machinebouw en de medische wereld. Daarbij werd de aandacht gericht op de high-tech metalen koper, chroom, kobalt, titanium, tin, antimoon, niobium, tantaal, platina, palladium, ruthenium, rhodium, osmium, iridium, zilver, neodym, scandium, yttrium, selenium, indium, germanium en gallium.
Centrale rol voor grondstoffen
De studie levert zowel voor de producerende als verwerkende ondernemingen fundamentele gegevens en indicatoren, waarmee de wisselwerking tussen technologische vooruitgang en behoefte aan grondstoffen beter is te begrijpen en tot prognoses is te komen. De indicatoren signaleren de mogelijke toekomstige ontwikkelingen op de wereldmarkt voor grondstoffen. Dat is van belang omdat prijzen van de grondstof en materiaal nu vaak al de grootste kosten vormen in het productieproces.
Voor de geïndustrialiseerde hoge lonenlanden spelen high-tech grondstoffen een centrale rol om de wereldwijde concurrentie door een technologisch overwicht het hoofd te kunnen bieden. Voor leiderschap in technologie is efficiënt gebruik van bronnen en energie zoals grondstof, materiaal en productieprocessen steeds belangrijker.
Als voorbeeld: voor de technische innovaties van dunnelaag fotovoltaïsche cellen, snelle geïntegreerde schakelingen en witte lichtdioden (LED) gaat de studie bij de grondstof gallium tot 2030 uit van een wereldwijde behoefte die zesmaal groter is dan de totale wereldproductie van deze grondstof op dit moment. En daarin is de vraag naar deze grondstof buiten deze geanalyseerde technologie niet opgenomen!
Prioriteit
Voor een high-tech land als Duitsland heeft de blijvende en concurrerende levering van grondstoffen voor de industrie een prioriteit. De industrie is bijzonder kwetsbaar als ze is aangewezen op lastig verkrijgbare grondstoffen. Deze grondstoffen zijn slechts beschikbaar in weinig landen en/of op politiek instabiele locaties.
Fraunhofer ISI zal samen met circa honderd andere instituten uit wetenschap en industrie innovatieve oplossingen zoeken voor energie- en materiaalefficiency met inachtneming van het gehele productieproces en de product levenscyclus, om de concurrentiepositie door technologische toppositie veilig te stellen en te verbeteren.
De 400 pagina dikke studie “Rohstoffe für Zukunftstechnologien” is verschenen bij Fraunhofer IRB-Verlag (ISBN 978-3-8167-7957-5) en kost € 39,00.
| Grondstof | 2006 | 2030 | Technologie van de toekomst (o.a.) |
| Gallium | 0,28 | 6,09 | Dunnelaag fotovoltaïsche cellen, IC’s, witte LED’s |
| Neodymium | 0,55 | 3,82 | Permanente magneten, lasertechniek |
| Indium | 0,40 | 3,29 | Displays, dunnelaag fotovoltaïsche cellen |
| Germanium | 0,31 | 2,44 | Glasvezelkabel, IR optische technologie |
| Scandium | gering | 2,28 | SOFC brandstofcellen, legeringselement voor aluminium |
| Platina | gering | 1,56 | Brandstofcellen, katalyse |
| Tantalium | 0,39 | 1,01 | Microcondensatoren, medische techniek |
| Zilver | 0,26 | 0,78 | RFID, loodvrij zachtsoldeer |
| Tin | 0,62 | 0,77 | Loodvrij zachtsoldeer, transparante elektroden |
| Kobalt | 0,19 | 0,40 | Lithiumionenaccu’s, XtL |
| Palladium | 0,10 | 0,34 | Katalyse, ontzilting van zeewater |
| Titanium | 0,08 | 0,29 | Ontzilting van zeewater, implantaten |
| Koper | 0,09 | 0,24 | Efficiënte elektromotoren, RFID |
| Selenium | gering | 0,11 | Dunnelaag fotovoltaïsche cellen, legeringselement |
| Niobium | 0,01 | 0,03 | Microcondensatoren, ferrolegeringen |
| Ruthenium | 0 | 0,03 | Kleurstof zonnecellen, legeringselement voor titanium |
| Yttrium | gering | 0,01 | Hogetemperatuur supergeleiding, lasertechniek |
| Antimoon | gering | gering | ATO, microcondensatoren |
| Chroom | gering | gering | Ontzilting van zeewater, maritieme technieken |
Wereldwijde behoefte aan grondstoffen voor de geanalyseerde technologieën van de toekomst in de jaren 2006 en 2030 in verhouding tot de totale huidige wereldwijde productiehoeveelheid van de respectievelijke grondstof.
