Original paper

Mineral and energy resources: Economic factor and motor for research and development

[Mineralische und Energieressourcen: Wirtschaftsfaktor,Forschungsmotor]

Wellmer, Friedrich-Wilhelm; Leifeld, Dietmar; Röhling, Simone; Wagner, Hermann

Abstract

We use mineral resources continually in our daily lives: construction materials for our homes and the infrastructure of our communities, energy resources for heating and transportation, mineral fertilizers for our foods. The first steps of adding any value in our economy require natural resources. Even the service sector requires mineral resources for transmission lines and computers. A PC, for example, requires 31 different raw materials. The world uses 32 billion tonnes of mineral resources with a value of about A 800 billion every year. Construction materials and energy resources for our basic needs form the base of a pyramid, with the noble metals and electronic metals at the top. The metals at the top of the pyramid are absolutely necessary for the control technology needed for the efficient use of resources further down in the pyramid. The reserves/production ratio is used to estimate the availability of mineral resources and is interpreted as reserves' lifetime. This is an unreliable interpretation, however, because the reserves are a dynamic parameter that is continually changing. This ratio is governed by a number of parameters ­ from the intensity of exploration by the industry, to the cost of production,to the type of deposit and the statistical development of deposit size.For this reason, this ratio is different for different mineral resources: about 20 years for Pb and Zn, 40 years for crude oil, 60 years for natural gas, and nearly 400 years for potash. There is an equilibrium ratio for each resource. The goal of the exploration industry must be to maintain this equilibrium, the challenge is great. Taking the large deposits (the top 10 % percentile) as a basis, a new porphyric copper deposit has to be discovered every nine months, a new Pb/Zn deposit every six years in order to maintain this equilibrium. This is a significant incentive for research by the mining and exploration industries. Although a decrease in exploration efficiency is repeatedly prophesied, an analysis of the long term character of successful exploration, i.e.the cyclicity of success, shows no decrease. And this is not to be expected in the foreseeable future. It is important in exploration to pass rapidly through the learning curve. As Canadian statistics show, small, autonomous companies are often able to do this remarkably quickly by using unconventional thinking.

Kurzfassung

Unser tägliches Leben beruht auf Rohstoffen: Baurohstoffe für unsere Häuser und Infrastruktur, Energierohstoffe für Transport und Wärme, Düngemittelrohstoffe für unsere Ernährung. Jede Wertschöpfung in der Wirtschaft benötigt Rohstoffe in den Vorstufen,selbst der tertiäre Dienstleistungssektor braucht Übertragungsleitungen oder Computer. 31 verschiedene Rohstoffe enthält ein PC.Insgesamt 32 Mrd.t Rohstoffe mit einem Wert von ca.800 Milliarden A benötigt die Menschheit jedes Jahr. In einer Mengenpyramide bilden die Bau- und Energierohstoffe für unsere Basisbedürfnisse das Fundament, an der Spitze die Edelmetalle und elektronischen Metalle, die beim Einsatz in der Regeltechnik für den effektiven Verbrauch der Rohstoffe tiefer in der Pyramide unerlässlich sind. In der Wertpyramide bilden die Energierohstoffe die Basis, spezielle Nichtmetallrohstoffe die Spitze. Zur Abschätzung der Verfügbarkeit von Rohstoffen wird das Verhältnis Reserven/Produktion als Kennziffer verwendet und als Reichweite der Reserven interpretiert ­ eine völlig unzuverlässige Interpretation, da die Reserven eine dynamische Größe sind, die sich fortlaufend weiter entwickelt. Dieses Verhältnis ist bestimmt durch eine Vielzahl von Parametern, angefangen bei der Explorationsintensität der Industrie, über die Kostenstruktur der Gewinnung bis hin zu Lagerstättentyp und statistischer Größenentwicklung der Lagerstätten. Daher schwankt diese Zahl je nach Rohstoff stark von ca.20 Jahren bei Pb und Zn, 40 Jahren bei Erdöl, 60 Jahren bei Erdgas bis fast 400 Jahren bei Kali. Für jeden Rohstoff gibt es sozusagen eine Gleichgewichtslinie als Zeitreihe.Ziel der Explorationsindustrie muss es sein, dieses Gleichgewicht zu halten. Die Herausforderungen an die Explorationsindustrie sind groß: Nimmt man Großlagerstätten als Maßstab (oberste 10 % percentile der Lagerstättenverteilung),so müsste in der Spannbreite von z.B.allen 9 Monaten eine porphyrische Kupferlagerstätte oder alle 6 Jahre eine Pb/Zn-Lagerstätte in Karbonaten entdeckt werden,um dieses Gleichgewicht zu halten,ein wesentlicher Antrieb für den Forschungsmotor in der Lagerstätten- und Explorationsindustrie.Obwohl ein Nachlassen der Explorationseffizienz immer wieder prognostiziert wurde,zeigt eine Langzeitanalyse,die den Charakter der erfolgreichen Exploration, d.h.die Zyklizität der Erfolge, in Betracht zieht,bisher kein Nachlassen der Erfolge. In absehbarer Zukunft ist dies auch nicht zu erwarten. Ein wichtiges Element in der Exploration ist das schnelle Durchschreiten von Lernkurven. Wie kanadische Statistiken zeigen, gelingt dies kleineren, autonomen Gruppen, die unkonventionell denken, oft bemerkenswert schnell.

Keywords

mineral resourcesenergy resourcestransportationglobal tradeexplorationexploration efficiencylife indexreserves/consumption ratiocyclicity of explorationjunior companieslearning curves