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Rohstoffe der Zukunft: Wo geht die Reise hin? Zellcheming EXPO - Trendlounge, 25.06.2014 Dr. J. Kappen, PTS

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Rohstoffe der Zukunft: Wo geht die Reise hin?Zellcheming EXPO - Trendlounge, 25.06.2014

Dr. J. Kappen, PTS

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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?

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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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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

10

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