Untersuchung des Einflusses technologischer Innovationen auf Stoffströme am Beispiel von Vanadium für Redox-Flow-Batterien. Jochen Nühlen

       Abbildungsverzeichnis

       Abbildung 1 Geogene Vanadiumreservoire

       Abbildung 2 Anthropogene Vanadiumflüsse

       Abbildung 3 Globale Vanadiumressourcen und Vanadiumreserven

       Abbildung 4 Entwicklung der Vanadiumproduktion

       Abbildung 5 Vanadiumproduktion nach Rohstoff

       Abbildung 6 Grundlegende Vanadiumverarbeitungsschritte

       Abbildung 7 Vanadiumanwendungen und Aufteilung nach Eisenliegerungen

       Abbildung 8 Länderkonzentration und Marktvolumen der Bergwerksförderung

       Abbildung 9 Länderkonzentration und gewichtetes Länderrisiko der Bergwerksförderung

       Abbildung 10 Vanadiumintensität in der Gesamtstahlproduktion

       Abbildung 11 Anthropogener Metallkreislauf

       Abbildung 12 Entwicklung der Ausfallarbeit 2009 bis 2017

       Abbildung 13 Prognosen der zu erwartenden Stromüberschüsse in Deutschland

       Abbildung 14 Klassifikation Energiespeichertechnologien

       Abbildung 15 Speicherkonzepte in Bezug auf Speicherkapazität und Ausspeicherzeit

       Abbildung 16 Redoxreaktion in elektrochemischen Energiespeichern

       Abbildung 17 Gesamtreaktion der VRFB-Zelle

       Abbildung 18 Funktionsprinzip und Aufbau einer VRFB

       Abbildung 19 Prognose des Vanadiumbedarfs und der Speicherkapazität 2020-2030

       Abbildung 20 Elektrolytparameter

       Abbildung 21 Kostenstruktur des Gesamtsystems einer VRFB

       Abbildung 22 Prozessschema Sulfatverfahren

       Abbildung 23 Rohstoffe für die Titandioxidproduktion

       Abbildung 24 Einordnung der Methoden zur Analyse von Wertschöpfungsketten

       Abbildung 25 Untersuchungsaufbau

       Abbildung 26 Systemübersicht generisches Stoffstrommodell von Metallen

       Abbildung 27 Datengrundlage und Output-Stoffstrommodell

       Abbildung 28 Szenariotrichter

       Abbildung 29 Hauptschritte des Szenarioprozesses

       Abbildung 30 Schema der Cross-Impact-Matrix

       Abbildung 31 Schema des Systemgrids

       Abbildung 32 Deskriptorrangfolge

       Abbildung 33 Vorgehensschema zur Erstellung des Modellstandorts

       Abbildung 34 Ergebnisse Modellrechnung weltweit

       Abbildung 35 Ergebnisse Modellrechnung Europa

       Abbildung 36 Ergebnisse Modellrechnung Deutschland

       Abbildung 37 Ergebnisse Modellrechnung Standort

       Abbildung 38 Anwendung von vanadiumhaltigem Stahl

       Abbildung 39 Industrielle Vanadiumverarbeitungsoptionen

       Abbildung 40 Bewertete CIM

       Abbildung 41 Ergebnis System-Grid der CIM

       Abbildung 42 Stoffstrommodell 2019

       Abbildung 43 Stoffstrommodell Trendszenario 2025

       Abbildung 44 Stoffstrommodell Extremszenario A 2025

       Abbildung 45 Stoffstrommodell Extremszenario B 2025

       Tabellenverzeichnis

       Tabelle 1: Vanadiumminerale

       Tabelle 2: Geogene Vanadiumprimärrohstoffe

       Tabelle 3: Vanadiumproduktion 2019 nach Ländern

       Tabelle 4: Vanadiumproduktion und Verbrauch 2019

       Tabelle 5: Anthropogene Vanadiumsekundärrohstoffe

       Tabelle 6: Verschiedene RFB-Typen und Eigenschaften

       Tabelle 7: Vergleich elektrochemischer Speichertechnologien

       Tabelle 8: Auswertung Speicherkapazität in VRFB

       Tabelle 9: Produktionskapazität Titandioxidindustrie 2019

       Tabelle 10: Nebenprodukte des Sulfatverfahrens

       Tabelle 11: Typisierung von MFA

       Tabelle 12: SFA mit Vanadiumbezug

       Tabelle 13: Schema der Deskriptoren und zugehöriger Entwicklungsvarianten

       Tabelle 14: Skala zur Bewertung der Entwicklungsvarianten

       Tabelle 15: Felder des System-Grids

       Tabelle 16: Datenbasis Standortebene

       Tabelle 17: Ergebnis Modellrechnung weltweit

       Tabelle 18: Ergebnis Modellrechnung Europa

       Tabelle 19: Ergebnis Modellrechnung Deutschland

       Tabelle 20: Ergebnis Modellrechnung Standort