Kupfer (Cu) ist ein Basismetall, welches im Alltag mit großer ökonomischer Bedeutung eine breite Anwendung findet. Kupfer wird aus Kupfererzen extrahiert. In den vergangenen Jahrzehnten ist die weltweite Kupfernachfrage stark angestiegen. Immer geringere Erzkonzentrationen im Ausgangsgestein gelten als abbauwürdig. Die globalen geogenen Kupfervorkommen werden zunehmend abgeschürft, so dass Kupfer immer knapper wird. Aufgrund seiner einzigartigen chemisch-physikalischen Eigenschaften ist Kupfer in vielen Produkten wie der Energie- und Technologieübertragung, im Automobilsektor, bei stationären Motoren, in der Architektur oder Wasserinstallation ein häufig verwendeter und essentieller Rohstoff. Kupfer gilt als sehr gut rezyklierbar und kann ohne Qualitätseinbußen wiederverwertet werden. Diese Merkmale werden derzeit im globalen Maßstab nur unzureichend genutzt. Das in dieser Arbeit entwickelte System Dynamics-Modell SysCu (System Kupfer) greift diesen Aspekt auf.Ziel ist die Entwicklung eines computergestützten Modells zur Beschreibung des globalen Rohstoffsystems Kupfer. Die verwendete System Dynamics-Methodik ermöglicht eine ganzheitliche Analyse und Simulation komplexer und dynamischer Systeme. Durch die mathematisch-analytische Modellierung können Systemzusammenhänge abgebildet und erklärt werden. Das Systemverständnis und die Interaktionen innerhalb des Rohstoffsystems Kupfer stehen in der vorliegenden Arbeit im Fokus. Das entwickelte Modell SysCu betrachtet neben dem primären Stoffkreislauf (dem Kupferabbau geogener Minen) besonders den sekundären Stoffkreislauf. Dieser ist einerseits durch die Anteile der unterschiedlichen Kupferanwendungen charakterisiert, andererseits von deren Nutzungsdauern und Sammelquoten. In der Vergangenheit bis heute werden viele Produkte nicht oder nur in geringem Umfang recycelt; vielmehr lagern sie ungenutzt als sogenannte Stille Reserve beispielsweise auf Deponien.Der globale Kupferkonsum steht im engen Zusammenhang mit der Entwicklung der Weltwirtschaft und den Bevölkerungszahlen. Diese Aspekte fließen ebenso in das Modell SysCu mit ein wie das primäre und sekundäre Kupferangebot. Durch diese umfassende globale Betrachtungsebene ist es möglich, ein simplifiziertes umfängliches Verständnis des weltweit agierenden Rohstoffsystems Kupfer zu erhalten. Mithilfe der fünf Szenarien Baserun, Hohes Wachstum, Globale Nachhaltigkeit, Pluralismus und Balance können zukünftige Prognosen abgebildet und Aussagen abgeleitet werden.Die Untersuchungen zeigen, dass zwischen 2045 bis 2068 die primären globalen Kupferreserven erschöpft sein werden. Die Menge an nicht verwendetem abgelagertem Kupfer aus den verschiedenen Kupferanwendungen ist hingegen erheblich. Durch die Nutzung der Stillen Reserve könnte eine weltweite Rohstoffsicherung von Kupfer erreicht werden. Diese Möglichkeit wird unter dem Begriff des Urban bzw. Landfill Minings subsumiert. Neben der ökonomischen Bedeutung kann der Gebrauch von sekundärem Kupfer aus Schrott einen erheblichen Beitrag zur globalen Nachhaltigkeit leisten. Durch die Verwendung sekundärer Rohstoffe werden Ressourcen wie Wasser, Luft oder Landschaft erheblich geschützt und somit können die Umweltauswirkungen minimiert werden.Mithilfe des Modells SysCu ist es möglich, Abschätzungen bezüglich der globalen Rohstoffverknappung zu treffen und Alternativen wie eine Erhöhung der Recyclingquoten oder die Ausweitung der Produktlebenszyklen aufzuzeigen. Durch die simplifizierte Modellierung kann das Modell SysCu auch ohne einen wesentlichen Mehraufwand für andere Basismetalle umfunktioniert werden.
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