Supply risks and environmental concerns drive the interest in critical raw material recycling in the European Union. Globally, waste electrical and electronic equipment (WEEE) is projected to increase by almost 40% until 2030. This waste stream can be a source of secondary raw materials. The determination of the economic feasibility of recycling and recovering specific materials is a data-intensive, time-consuming, and case-specific task. This study introduced a two-part evaluation scheme consisting of upper continental crust concentrations and raw material prices as a simple tool to indicate the potential and limitations of critical raw material recycling. It was applied to the case of light-emitting diodes (LED) lamps in the EU. A material flow analysis was conducted, and the projected waste amounts were analyzed using the new scheme. Indium, gallium, and the rare earth elements appeared in low concentrations and low absolute masses and showed only a small revenue potential. Precious metals represented the largest revenue share. Future research should confirm the validity and usefulness of the evaluation scheme.

The German government has set itself the target of reducing the country's GHG emissions by between 80 and 95% by 2050 compared to 1990 levels. Alongside energy efficiency, renewable energy sources are set to play the main role in this transition. However, the large-scale deployment of renewable energies is expected to cause increased demand for critical mineral resources. The aim of this article is therefore to determine whether the transformation of the German energy system by 2050 ("Energiewende") may possibly be restricted by a lack of critical minerals, focusing primarily on the power sector (generating, transporting and storing electricity from renewable sources). For the relevant technologies, we create roadmaps describing a number of conceivable quantitative market developments in Germany. Estimating the current and future specific material demand of the options selected and projecting them along a range of long-term energy scenarios allows us to assess potential medium- or long-term mineral resource restrictions. The main conclusion we draw is that the shift towards an energy system based on renewable sources that is currently being pursued is principally compatible with the geological availability and supply of mineral resources. In fact, we identified certain sub-technologies as being critical with regard to potential supply risks, owing to dependencies on a small number of supplier countries and competing uses. These sub-technologies are certain wind power plants requiring neodymium and dysprosium, thin-film CIGS photovoltaic cells using indium and selenium, and largescale redox flow batteries using vanadium. However, non-critical alternatives to these technologies do indeed exist. The likelihood of supplies being restricted can be decreased further by cooperating even more closely with companies in the supplier countries and their governments, and by establishing greater resource efficiency and recyclability as key elements of technology development. (C) 2015 The Authors. Published by Elsevier Ltd.

Fur die Umsetzung der Energiewende und speziell den Ausbau erneuerbarer Energien sind nicht nur energiewirtschaftliche oder Klimaschutz-Kriterien masgeblich. Zu einer umfassenden Nachhaltigkeitsbewertung gehort unter anderem auch die Ressourcenbewertung. Hier ist unstrittig, dass die Gesamt-Ressourceninanspruchnahme eines Energiesystems generell erheblich niedriger ist, wenn dieses nicht auf fossilen, sondern auf erneuerbaren Energien basiert (und dabei nicht hauptsachlich auf Biomasse ausgerichtet ist). Bisher wurde jedoch insbesondere der Verbrauch und die langfristige Verfugbarkeit der mineralischen Rohstoffe, die in der Regel zur Herstellung von Energiewandlern und Infrastruktur benotigt werden, wenig untersucht. Im Rahmen des Projekts KRESSE wurde daher erstmals analysiert, welche kritischen mineralischen Rohstoffe fur die Herstellung von Technologien, die Strom, Warme und Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien erzeugen, bei einer zeitlichen Perspektive bis zum Jahr 2050 in Deutschland relevant sind. Die Einschatzung als kritisch umfasst dabei die langfristige Verfugbarkeit der identifizierten Rohstoffe, die Versorgungssituation, die Recyclingfahigkeit und die Umweltbedingungen der Forderung. Die Studie macht deutlich, dass die geologische Verfugbarkeit mineralischer Rohstoffe fur den geplanten Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland grundsatzlich keine limitierende Grose darstellt. Dabei kann jedoch moglicherweise nicht jede Technologievariante unbeschrankt zum Einsatz kommen.

The Wuppertal Institute developed, in the early 1990s, an input-oriented lifecycle-wide resource accounting method, the “Material Input per Service-Unit” concept (MIPS), today also referred to as “Material Footprint”. The official handbook applicable to products, services, and processes describes a MS Excel-based sequential approach for calculating MIPS. Today’s computing power, available to every researcher, and access to software and databases dedicated to lifecycle analysis make calculating MIPS using matrix inversion possible. This also opens up possibilities for enhancing MIPS-models programmatically: parameterizing the foreground and background systems, batch modeling for producing time series, and computational algorithms enhancing interpretation. The article provides (1) an overview of the methods and tools used for calculating MIPS from its origins to today, and (2) demonstrates some of the programmatically enhanced capabilities offered to MIPS-practitioners.

Im Zentrum dieser Untersuchung steht die Aufbereitung der Erfahrungen mit den Elektrofahrzeugen in Einzelprojekten der Modellregionen Phase I hinsichtlich der energiebezogenen Parameter und der nach Fahrzeugsegmenten differenzierte Vergleich mit herkommlichen Fahrzeugen. In der Literatur finden sich fur die Klimabilanz von Elektrofahrzeugen unterschiedliche Bewertungsmethoden, deren Ergebnisse kurzfristig stark streuen und sich erst mittel- bis langerfristig perspektivisch annahern. In der vorliegenden Untersuchung werden drei Varianten zur Bilanzierung der klimarelevanten Emissionen gerechnet: a) Werden Elektrofahrzeuge mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben, ist ihre Klimabilanz deutlich besser als diejenige fossil betriebener Pkw. Wann, inwieweit und unter welchen Voraussetzungen (Herkunftsnachweis) eine direkte Zuordnung des Fahrstroms zu einer Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien moglich ist, ist heute allerdings umstritten. b) Unter pragmatischen Gesichtspunkten bietet die Strommixmethode eine gute Orientierung fur die klimabezogene Bewertung von Elektrofahrzeugen. Aufgrund der auf der Zeitachse planungsgemas zunehmenden Anteile erneuerbarer Energien im Strommix fuhrt dies fur die Zeiten, in denen eine signifikante Durchdringung mit Elektrofahrzeugen zu erwarten ist, zu einer gegenuber heute deutlichen Verbesserung der spezifischen CO2-Emissionen und respektive Vorteilen gegenuber mit fossilen Kraftstoffen betriebenen Fahrzeugen. c) Legt man dem Kraftwerkseinsatz Merit Order als Regel des okonomischen Betriebs zugrunde und betrachtet den Stromverbrauch von Elektrofahrzeugen als zusatzlichen Verbrauch gegenuber einem Zustand ohne Elektrofahrzeuge, stellt sich die Klimabilanz nicht so gunstig dar.