Titelaufnahme

Titel
Mines of Tomorrow - evaluating and classifying anthropogenic resources: a new methodology / von Andrea Winterstetter
Weitere Titel
Mines of Tomorrow - eine neue Methodik zur Bewertung und Klassifizierung von Anthropogenen Ressourcen
VerfasserWinterstetter, Andrea
Begutachter / BegutachterinFellner, Johann
ErschienenWien 2016
Umfang130, 25 ungezählte, 12 Seiten : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftTechnische Universität Wien, Univ., Dissertation, 2016
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)mines
Schlagwörter (EN)mines
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-6514 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
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Mines of Tomorrow - evaluating and classifying anthropogenic resources: a new methodology [9.93 mb]
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Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Das Kernstück dieser Dissertation sind anthropogene Ressourcen, die hier als Lager und Flüsse von Materialien definiert werden, die von Menschen geschaffen oder durch menschliche Aktivitäten verursacht werden, und auf welche potentiell zugegriffen werden kann wenn nötig". Verschiedene politische Initiativen der jüngsten Vergangenheit zielen auf die effiziente Nutzung von Ressourcen ab. Sie deuten somit auf ein gesteigertes Bedürfnis hin, ein ganzheitliches Bild über die insgesamt verfügbaren und potentiell abbaubare Rohstoffe zu erhalten, welche sowohl in der Lithosphäre als auch in der Anthroposphäre vorhanden sind. Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit ist es, eine Methode zur Klassifizierung und Bewertung von anthropogenen Ressourcen, d.h. für Abfallströme und Materiallager, in Analogie zu bestehenden Konzepten für geogenen Lagerstätten zu entwickeln. Drei große Themenbereiche werden in dieser Arbeit behandelt. Die erste grundlegende zu beantwortende Frage lautet, ob das Klassifikationssystem "United Nations Framework Classification for Fossil Energy and Mineral Reserves and Resources 2009" (UNFC-2009), prinzipiell auch auf anthropogene Ressourcen angewendbar ist. Das zweite Themenfeld beschäftigt sich mit den Eigenschaften von anthropogenen Lagerstätten, welche im Rahmen ihrer Klassifizierung berücksichtigt werden müssen. In diesem Zusammenhang werden nicht nur die Unterschiede von anthropogenen Ressourcen im Vergleich zu geogenen Lagerstätten untersucht, sondern auch die Unterschiede innerhalb der sehr heterogenen Gruppe von anthropogenen Ressourcen beleuchtet. Der dritte Themenschwerpunkt konzentriert sich auf verschiedene Settings der Klassifizierung von anthropogenen Ressourcen. Ziel ist es, spezifische Methoden, Kriterien und Indikatoren zu entwickeln, um systematisch verschiedene Arten von anthropogenen Rohstoffvorkommen innerhalb der drei Achsen / Dimensionen von UNFC-2009 zu verorten. Diese umfassen 1) das Wissen über die Zusammensetzung und den gewinnbaren Anteil an Materialien, 2) die technische Machbarkeit und den Projektstatus und 3) die sozio-ökonomische Machbarkeit. Drei wissenschaftliche Artikel vervollständigen diese Dissertation. Der erste Artikel präsentiert ein erstes Bewertungsverfahren für die Rückgewinnung von Ressourcen aus obsoleten Lagern anhand einer Fallstudie zum Rückbau einer alten Deponie in Belgien. Damit soll die mögliche Integration von anthropogenen Ressourcen in UNFC-2009 ganz grundsätzlich gezeigt werden. Darauf aufbauend war das Hauptziel der beiden folgenden Artikel, ein allgemeines Konzept für die Bewertung und Klassifizierung von verschiedenen weiteren Arten von anthropogenen Ressourcen zu entwickeln. Während der erste Artikel die grundlegende Frage beantwortet, ob UNFC-2009 auch für die Kllassifizierung von anthropogenen Lagerstätten geeignet ist (Top-Down-Ansatz), wurden im zweiten Artikel verschiedene anthropogenen Rohstoffvorkommen im Detail betrachtet, um sie bestmöglich in ein Klassifikationssystem zu integrieren, welches ursprünglich für geogene Ressourcen geschaffen wurde (Bottom-Up-Ansatz). Der dritte Artikel bringt dann diese beiden Perspektiven zusammen. Um der Heterogenität von anthropogenen Ressourcen Rechnung zu tragen, wurde die neu entwickelte Methodik auf drei Fallstudien angewendet: 1) Rückbau einer Altdeponie (obsolete Lager), 2) Recycling von obsoleten Computern (Abfallströme) und 3) Recycling von Permanentmagneten aus Windturbinen (Lager in Nutzung). Das Anliegen und der wichtigste Beitrag dieser Arbeit ist es, die Grundlage für eine umfassende Wissensbasis bezüglich verschiedener bestehender und potentiell abbaubarer anthropogener Ressourcenbestände zu schaffen. Die Integration von geogenen und anthropogenen Ressourcen in UNFC-2009 ermöglicht eine ganzheitliche Eischätzung und Bewertung der Rohstoffversorgungssituation. Außerdem können Kritikalitätsüberlegungen auf anthropogene Materialbestände ausgeweitet werden. Darüber hinaus können auf Grundlage der Klassifikationsergebnisse abfallwirtschaftliche Entscheidungen sowie das Design von Produkten hinsichtlich potentieller zukünftiger Ressourcen-Rückgewinnung optimiert werden. Diese Methodik wird politische Entscheidungsträger, potentielle Investoren sowie Abfallwirtschaftsunternehmen in Zukunft dabei unterstützen, anthropogenen Rohstoffvorkommen zu klassifizieren und mögliche Extraktionsprojekte in systematischer und transparenter Weise zu priorisieren. Schlagwörter: Anthropogene Ressourcen; Ressourcenklassifizierung; United Nations Framework Classification for Fossil Energy and Mineral Reserves and Resources 2009 (UNFC-2009), Ressourcenpolitik, Urban Mining, Kreislaufwirtschaft

Zusammenfassung (Englisch)

This PhD thesis is concerned with anthropogenic resources, which are defined here as -stocks and flows of materials created by humans or caused by human activity, which can be potentially drawn upon when needed-. Various recent policy initiatives, promoting the efficient use of resources, indicate an increasing need for a comprehensive picture of totally available and potentially minable raw materials originating from both the lithosphere and the anthroposphere. The overall goal of this thesis is to develop a method for the classification and evaluation of anthropogenic resources, meaning for waste flows and material stocks, in analogy to existing concepts used for geogenic resource deposits. To achieve this goal, three major topics are tackled in this PhD thesis. The first fundamental question to be answered is, whether the "United Nations Framework Classification for Fossil Energy and Mineral Reserves and Resources 2009" (UNFC-2009) can in principle be applied to anthropogenic resources. The second topic deals with the general characteristics of anthropogenic resource deposits, which are to be considered for their classification. In this context, not only the differences of anthropogenic resources compared to geogenic resource deposits are taken into account, but also the differences within the heterogeneous group of anthropogenic resources. The third knowledge area investigates different settings of anthropogenic resource classification, to provide specific methods, indicators and criteria in order to systematically map different types of anthropogenic resource deposits within the three axes / dimensions of UNFC-2009, i.e. "knowledge on composition and extractable material content", "technical and project feasibility" and "socioeconomic viability". This thesis comprises three research papers. The first paper presents an initial evaluation procedure for mining obsolete stocks, more specifically for a case study on landfill mining, to facilitate the integration of anthropogenic resources into UNFC-2009. Building on these results, the main goal for the following two research papers was to develop a general concept that allows for evaluating and classifying various other types of anthropogenic resources, by going beyond landfill mining. While the first paper answers the basic question, whether the framework is generally suitable for anthropogenic deposits (top-down approach), the focus of the second paper was more on the nature of various anthropogenic resource deposits, to see, how they can be fit into a classification system, that has originally been designed for geogenic resources (bottom-up approach). The third paper brings those two perspectives together. In order to account for the heterogeneity of anthropogenic resources, the newly developed method was applied to case studies for landfill mining (obsolete stocks), recycling of obsolete personal computers (waste flows) and recovering materials from in-use wind turbines (in-use stocks). The major contribution of this PhD thesis is to lay a foundation for a comprehensive knowledge base of various existing potentially minable anthropogenic resources. The integration of geogenic and anthropogenic resources into UNFC-2009 will facilitate complete and comprehensive assessments of raw material supply. Also, criticality considerations can be extended by including anthropogenic material stocks. In addition, waste management as well as product designs can be optimized, based on the classification results, to facilitate future resource recovery. This methodology will assist governments, potential investors and waste management companies in the future to classify anthropogenic resource deposits and prioritize potential extraction projects in a systematic and transparent way. Keywords: Anthropogenic resources; Resource classification; United Nations Framework Classification for Fossil Energy and Mineral Reserves and Resources 2009 (UNFC- 2009); Resource policy, Urban Mining, Circular Economy