Unverzichtbare Metalle

Stahl, von dem es nach Angaben der Worldsteel Association, des Dachverbandes der Stahlindustrie, mittlerweile mehr als 3.500 verschiedene Arten gibt, ist der mengenmäßig am meisten verwendete metallische Werkstoff. Wie Worldsteel im Januar 2015 bekanntgab, wuchs die globale Rohstahlerzeugung im Jahr 2014 im Vergleich zum Vorjahr um 1,2 Prozent auf knapp 1,7 Mrd. Tonnen. Fachleute erwarten, dass der weltweite Stahlverbrauch im Jahr 2015 um rund 2 Prozent zunehmen wird. Allerdings gerät die Schere zwischen Kapazität und Nachfrage immer stärker auseinander, wie es in der Studie „Challenging Conventional Wisdom in Steel“ heißt, die vom Marktforschungsunternehmen Roland Berger Strategy Consultants im August 2014 veröffentlicht wurde. Problematisch für Stahlhersteller sind eine teilweise stagnierende oder gar rückläufige Nachfrage in wichtigen Abnehmerbranchen wie der Automobilindustrie, dem Maschinenbau und der Bauwirtschaft, individuelle strukturelle Schwächen von Stahlwerken und eine teilweise schwache Auslastung. Wolfgang Eder, Worldsteel-Präsident und CEO des Stahlherstellers Voestalpine, beziffert die Überkapazitäten der europäischen Stahlindustrie auf rund 40 Millionen Tonnen. Für deren Unternehmen kommt belastend hinzu, dass der Stahlbedarf in Europa sinkt, weil Automobilhersteller einen Teil ihrer Produktion von Europa nach Asien und Amerika verlagern, wodurch sich die Problematik der Überkapazitäten in Europa weiter verschärft, und energiepolitische Vorschriften der EU, die Wettbewerbsfähigkeit europäischer Stahlwerke erschweren.

Gefragtes Kupfer

Auch Nichteisenmetalle (NE-Metalle) verzeichnen eine große Nachfrage, mengenmäßig allen voran Buntmetalle wie Kupfer und Kupferlegierungen und Leichtmetalle wie Aluminium mitsamt seinen Legierungen. Kupfer wird wegen seiner hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit für eine Vielzahl von elektrischen Systemen genutzt. Nicht zuletzt deshalb hat sich die Nachfrage nach Kupfer in den letzten Jahren vervielfacht. Da aber die Fördermengen nur langsam erhöht werden konnten, stieg der Kupferpreis bis über die Marke von 10.000 US-Dollar pro Tonne Kupfer. Eine Folge davon ist, dass beispielsweise die Hersteller von Automobilkabeln dazu übergehen, Leitungen aus reinem Kupfer durch das ebenfalls gut leitfähige, aber leichtere Aluminium oder aber durch höherfeste Kupferlegierungen zu ersetzen. Das muss die Kupfer- und Kupferdraht-Industrie dennoch nicht übermäßig beunruhigen. Mit Blick auf fest verlegte Stromleitungen, wo das Gewicht eine untergeordnete Rolle spielt, hat das European Copper Institute (ECI), Brüssel, kürzlich die interessante „ECI Ecodesign Study for Power Cables in Indoor Electrical Installations“ vorgelegt: Nach Aussagen dieser Studie entfallen schätzungsweise 2 Prozent des gesamten Stromverbrauchs in der Europäischen Union auf Verluste, die während der Stromübertragung in Leitungen auftreten. Diese Menge könnte halbiert werden, würde man den Leiterquerschnitt bis zu einem wirtschaftlichen Optimum vergrößern. Dies wiederum würde sich positiv auf Gesamtkostenbetrachtungen (TCO) auswirken, außerdem ergäbe sich wegen der Einsparung an Stromverlusten auch eine Reduzierung der Treibhausgas-Emissionen in Höhe von bis zu 10 Millionen Tonnen pro Jahr.

Kupferwerkstoffe werden auch wegen ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit und ihrer hohen Beständigkeit gegenüber chemisch aggressiven Medien in großem Maße benötigt, beispielsweise für Rohrleitungen, Armaturen und Sanitäreinrichtungen. Wegen seiner antimikrobiellen Wirkung wird Kupfer in Krankenhäusern und anderen öffentlichen Gebäuden für Haltegriffe und Türklinken eingesetzt, um die Übertragungen von Krankheitskeimen zu verhindern.

Aluminium: leicht und beständig

Aluminium zeichnet sich durch eine gute elektrische Leitfähigkeit, ein relativ geringes Gewicht und Korrosionsbeständigkeit aus und ist auch als Verpackungsmaterial für Lebensmittel und Getränke sehr beliebt. Die IKB Deutsche Industriebank, Düsseldorf, erwartet laut einer im Juni 2014 veröffentlichten Studie für das Jahr 2015 eine global leicht ansteigende Aluminiumproduktion auf 50 Millionen Tonnen. Die Nachfrage nach Primär- wie auch Sekundäraluminium wächst weiter, wobei der Fahrzeugbau aus den schon erwähnten Gewichtsgründen eine wichtige Rolle spielt. In den nächsten Jahren sollen beim Neuanlauf von Serien in größerem Umfang Teile aus Aluminium anstelle von Stahl eingesetzt werden. Laut einer Studie aus dem Jahr 2012, an der die European Aluminium Association (EAA) mitwirkte, hat sich der Anteil an Aluminium pro Automobil zwischen den Jahren 1990 und 2012 von 50 kg auf 140 kg nahezu verdreifacht und könnte bis zum Jahr 2020 auf bis zu 180 kg ansteigen, wenn der Werkstoff auch zunehmend in kleineren Fahrzeugen eingesetzt wird.

Legierungen mit besten Eigenschaften

Auch die anderen NE-Metalle, beispielsweise Nickel, Zink und Blei, sind wegen ihrer spezifischen Eigenschaften jeweils für sich allein oder als Legierungselement gefragt – und das umso mehr, je mehr die technische Weiterentwicklung voranschreitet und immer anspruchsvollerer Eigenschaftskombinationen verwirklicht werden.

Beispiele für künftige Anwendungsfälle von NE-Metallen sind etwa metallische Gläser für medizintechnische Werkzeuge und Komponenten, Luft- und Raumfahrtkomponenten sowie mikromechanische Bauteile, zellulare metallische Werkstoffe für Leichtbaukomponenten und diverse Legierungen für die Medizintechnik, beispielsweise neue Titan-Legierungen für permanente Implantate und Herzschrittmacher, Nickel-Titan-Legierungen für Stents sowie Magnesium-, Calcium- oder Eisenbasis-Legierungen für biologisch abbaubare Implantate.

Ob Stähle, andere Eisenwerkstoffe oder NE-Metalle: Sie bleiben in vielen Anwendungsgebieten auch gegenüber neueren alternativen Werkstoffen weiter wettbewerbsfähig. Alle Branchen müssen aber ständig mit einem wachsenden Kosten- und Preisdruck fertig werden. Worldsteel-Präsident Eder empfiehlt jedenfalls den europäischen Stahlproduzenten, sich auf Spitzentechnologie und Innovationsführerschaft zu konzentrieren, um international wettbewerbsfähig sein zu können. Hierzu gehören neue Anlagen, mit denen sich ständig wechselnde Auslastungen bewältigen und Rohstoffe effizienter verarbeiten lassen.

Darüber hinaus kommen neue Fertigungstechniken wie die Herstellung von „tailored produced products“, deren Eigenschaften ideal auf die konstruktiven Erfordernisse des Weiterverarbeiters zugeschnitten sind, zum Einsatz.

Energiebedarf reduzieren

Allen Metallen ist gemeinsam, dass deren Herstellung und Verarbeitung sehr energieintensiv und mit hohen CO₂-Emissionen verbunden ist. Durch die weitere Optimierung von Produktionsabläufen ließe sich der Energieverbrauch mitsamt den damit verbundenen Kosten reduzieren. Da Metalle sehr gut recycelbar sind, lässt sich auch durch Verwendung von Sekundärrohstoffen der Ressourcen- und Energiebedarf reduzieren. So wird beispielsweise durch die Preisentwicklung von Kupfer das Recycling von Alt-Kupfer immer interessanter. Auch Überlegungen, das mittlerweile weithin diskutierte Thema „Industrie 4.0“ in der metallurgischen Industrie verstärkt zu realisieren, um Arbeitsabläufe, aber auch Wertschöpfungsnetzwerke zu optimieren, dürfte Kostensparpotentiale erschließen. Und nicht zuletzt können Unternehmen der metallurgischen Industrie auch durch angepasste Lagerhaltung, individuelle Zahlungsbedingungen und zusätzliche Dienstleistungen flexibler werden und Kunden beispielsweise durch „production on demand“ einen Mehrwert anbieten.