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Markus K.F. Wagner:

Ökonomische Bewertung von Explorationserfolgen über Erfahrungskurven

[Empirical assessment of exploration success using curves]

1999. 1. Auflage, V, 225 Seiten, 54 Abbildungen, 16 Tabellen, 21x30cm, 740 g
Language: Deutsch

(Sonderhefte Reihe H - Geol. Jahrb., Heft 12)

ISBN 978-3-510-95843-6, brosch., price: 30.00 €

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RohstoffeEnergiebedarfExploration

Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

Noch vor einigen Jahren beherrschte die Sorge um die Sicherheit einer langfristigen ausreichenden Versorgung mit mineralischen Rohstoffen die Rohstoffpolitik der Industrieländer. Inzwischen ist die Frage der Versorgungssicherheit angesichts eines gegenwärtig funktionsfähigen Welthandels und in überschaubarer Zeit nicht erkennbarer Engpässe in den Hintergrund getreten. Im Vordergrund stehen jetzt Probleme aus dem Spannungsfeld Umwelt und Rohstoffgewinnung.
Die vorliegende Erfassung des Energiebedarfs und der Stoffflüsse bei der Gewinnung mineralischer Rohstoffe mit den wichtigsten Einsatz- und Reststoffmengen bei Abbau der Lagerstätten, Aufbereitung und Verrbeitung der Erze/Minerale (Verhüttung) schafft eine Basis für grundlegende Die konventionelle Bewertung von Bergbauprojekten auf der Grundlage von Wirtschaftlichkeitsrechnungen geht üblicherweise von den vor Beginn des Abbaus nachgewiesenen Vorräten aus. Die Auswertung der Entwicklung der Vorratszahlen zahlreicher Betriebe führt jedoch zu dem Ergebnis, daß durch Exploration im Bereich bekannter Lagerstätten erfahrungsgemäß weitere Vorräte hinzugefunden werden, was sich in einer beträchtlichen Erhöhung des Lagerstättenpotentials niederschlagen kann.
Anhand der fortlaufenden Produktions- und Vorratsangaben ausgewählter Metallerzgruben wird überprüft, inwieweit sich der Explorationserfolg als Funktion der Zeit darstellen läßt und ob, nach vorherigem Erkundungsgrad und Vererzungstyp getrennt, charakteristische Entwicklungen erkennbar sind. Dieser für das wirtschaftliche Gesamtergebnis wichtige Aspekt einer dynamischen Betrachtung der Vorratssituation von Lagerstätten der Metallrohstoffe, wird systematisch in die Bewertung mit einbezogen. Dazu wird das in der Praxis der strategischen Planung und Unternehmensführung bewährte Konzept der Erfahrungs- und Wachstumskurven aufgegriffen, womit der betriebliche Erfahrungszuwachs und der damit einhergehende Rückgang im Faktoreinsatz abgebildet werden kann.
In einem einführenden Teil werden die angewandten Verfahren der Analyse und Prognose abgeleitet und erläutert. Ursachen und Hintergründe der Erfahrungs- und Wachstumskurve werden mit einschlägigen Fallbeispielen aus der Rohstoffexploration und -wirtschaft illustriert, wobei drei Typen von Buntmetallvererzungen, nämlich Blei-Zink-Vererzungen des Mississippi Valley Typs, porphyrische Kupferlagerstätten sowie vulkanogene Massivsulfidlagerstätten näher betrachtet werden. Die jeweiligen geowissenschaftlichen Lagerstättenmodelle werden um ökonomische und explorationstechnische Aspekte erweitert.
Die Untersuchungen gestatten eine Interpretation von Explorationserfolgen als Ergebnisse von Lerneffekten und Erfahrungsgewinnen. Deren Einfluß kann mit Hilfe des Zufunds quantitativ dargestellt werden. Abhängig vom betrachteten Lagerstättentyp zeichnen sich unterschiedliche Entwicklungen ab. Die hierfür maßgeblichen Ursachen sind in der charakteristischen Lagerstättenarchitektur der Untersuchungsobjekte zu suchen. Von dem sprunghaften Verlauf der Erfahrungskurve der Exploration im Fall der porphyrischen Lagerstätten ausgehend, zeichnet sich ein Trend über die S-Kurve der Explorationserfolge in MVT-Lagerstätten hin zu dem nahezu linear-proportionalen Verlauf der Wachstumskurve bei der Erkundung von Massivsulfiderzkörpern ab. Je deutlicher der Kontrast zwischen Lagerstätte und Nebengestein ausgeprägt ist, desto stärker tendiert die Kurve zu einem linearen Verlauf. Anhand der typspezifischen Verlaufsmuster können divergierende Planungsvorgaben abgeleitet werden, die als Sollgrößen den Erwartungshorizont für künftige Explorationsvorhaben markieren.
Eine entscheidende Rolle für ein sprunghaftes Anwachsen der Zufund- oder Fündigkeitsrate kommt dem gemeinhin als Paradigmawechsel bezeichneten Phänomen zu. Die Neuinterpretation der geologischen Verhältnisse führt zur Entdeckung neuer, bis dahin unbekannter Proximitätsindikatoren und damit zu einer Revision der Explorationsstrategie. Die Auswirkungen in Form eines wachsenden Explorationserfolges sind dabei sowohl auf regionaler Ebene als auch bei der Betrachtung des Einzelprojekts nachvollziehbar.
Eine Betrachtung der Chronik von "off-site"-Explorationsprojekten vor der Investitionsentscheidung über Erfahrungskurvenmodelle ermöglicht eine finanzmathematische Bewertung. Auf der Grundlage des wachsenden Erkundungsgrades und der statistischen Erfolgswahrscheinlichkeit läßt sich der notwendige Explorationsaufwand als Funktion des Zeitpunktes einer Entdeckung ermitteln. Unabhängig von den untersuchten Lagerstättentypen zeichnet sich ab, daß die " on-site" -Exploration während der Laufzeit eines Rohstoffprojektes | spätestens dann neue Ansätze zur Erhöhung der Vorräte und erfolgreichen Fortsetzung des Projektes entwickelt haben muß, wenn die initialen Vorräte zu zwei Dritteln erschöpft sind. Der Frage, wo das wirtschaftliche Optimum der Dauer für einen Abbau von La gerstättenvorräten unter Berücksichtigung der Erfahrungskurve liegt, wird mit einem im Rahmen dieser Untersuchungen entwickelten und in ein DV-System implementierten Planungsmodell nachgegangen. Dieses gestattet die iterative Ermittlung der 1 wirtschaftlich vorteilhaftesten Lebensdauer eines Modellbergwerks bei dynamischer Vorratsentwicklung. Das hierfür verwendete Beurteilungskriterium ist die aus der Kapital wertfunktion ableitbare und im anglo-amerikanischen Raum verbreitete Kennziffer des Present value ratio.
Die abschließende Adaptierung der Wachstumskurvenmodelle in einer Modellrechnung ergibt, daß die auf Basis der Anfangsreserven bestimmte optimale Projektlaufzeit ausreichend f ist, um die vorteilhafteste Lebensdauer unter Berücksichtigung des Zufunds zu erreichen. Eine Streckung der ursprünglich geplanten Lebensdauer wird demnach nicht empfohlen. Vielmehr legt dieses Ergebnis nahe, in Antizipation des Zufunds das Projekt mit einer höhe ren Kapazität und damit einer kürzeren Lebensdauer zu starten. Verschiedene Beispiele zeigen, daß das Konzept der Wachstumskurve bereits Einzug in die ', Bergbaupraxis hält. Zumindest was gut erkundete Reviere mit einer langen Bergbautradition betrifft, werden schon jetzt extrapolierte Zufundraten bei der Planung berücksichtigt. Doch auch bei Projekten auf unverritzter Lagerstätte ermöglicht der hier vorgeschlagene Ansatz, den Erwartungshorizont für den Explorationserfolg über die Lebensdauer des Betriebes ~ abzuschätzen. Resümierend sind Anwendungsmöglichkeiten einer Bewertung von Explorationserfolgen über Erfahrungskurven denkbar im Rahmen der Projektfinanzierung oder einer Akquisition sowie im Rahmen des Monitorings laufender Betriebe und Bergbaureviere.
Die Anwendung der nach Lagerstättentyp spezifizierten Wachstumskurven-Modelle als zusätzlicher Indikator für die Kapazitätsplanung zukünftiger Bergwerksprojekte liefert einen neuartigen Ansatz, die Kriterien des ökonomischen Prinzips im Bereich der wirtschaftlichen Bewertung von Lagerstätten auf geowissenschaftlicher Basis zu objektivieren.

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Zusammenfassung I
Vorwort V
1 Einleitung 1
1.1 Fragestellung und Zielsetzung 3
1.2 Vorgehensweise und Datenbasis 6
2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen im Bereich Exploration und Bergbau 10
2.1 Lagerstätten und ihre wertbestimmenden Kenngrößen 13
2.1.1 Klassifikation von Lagerstättenvorräten 16
2.1.2 Lebensdauer von Lagerstättenvorräten 23
2.1.3 Zur Ermittlung der optimalen Betriebsgröße 25
2.2 Dynamische Investitionsrechenverfahren bei der Bewertung von
Rohstoffprojekten 31
2.2.1 Kapitalwertmethode (Net present value) 35
2.2.2 Kapitalwertrate (Present value ratio) 38
2.2.3 Methode des Internen Zinsfußes (Internal rate of return) 39
2.2.4 Zur Problematik der Anwendung dynamischer Investitionsrechen-
verfahren in der Bewertung von BergWerksprojokten 39
3 Exploration von Lagerstätten mineralischer Rohstoffe als betrieblicher
Leistungsprozeß 42
3.1 Grundbegriffe der Aufsuchung und Erkundung von Lagerstätten 43
3.2 Produktivität der Exploration 46
3.2.1 Explorationserfolg 47
3.2.2 Explorationsaufwand und Entdeckungskosten 49
3.3 Abschätzung des Explorationsrisikos 51
3.3.1 Methode des erwarteten Geldwertes 52
3.3.2 Risikoabschätzung mit Hilfe der Spieltheorie 53
4 Darstellung und Interpretation des Explorationserfolges mit
- dem Konzept der Wachstums- und Erfahrungskurve 55
4.1 Theorie und Hintergründe von Wachstums- und Erfahrungskurven 58
4.1.1 Mathematische Grundlagen 60
4.1.2 Lerneffekte und Ubungsgewinne 62
4.1.3 Paradigmawechsel als Erfolgsfaktor 63
4.1.4 Technischer Fortschritt und Innovation 68
4.1.5 Betriebsgrößeneffekte 77
4.1.6 Rationalisierungsmaßnahmen 81
4.2 Meßgrößen zur Bestimmung des Explorationserfolgs 84
4.2.1 Der Zufund als Meßgröße des Lernerfolges in der Exploration 85
4.2.2 Die Zufundrate als Kennziffer zur Planung der Lebensdauer von
Grubenbetrieben 91
4.2.3 Bewertung von Explorationserfolgen in Abhängigkeit der Zeit 94
4.2 Zusammenfassende Betrachtung der Interpretation von
Explorationserfolgen über Wachstums- und Erfahrungskurven 102
5 Vorratsentwicklung ausgewählter Lagerstättentypen 103
5.1 Blei-Zink-Lagerstätten des Mississippi Valley Typs 103
5.1.1 Fallbeispiel Magmont 106
5.1.2 Fallbeispiel Nanisivik 108
5.1.3 Fallbeispiel Newfoundland Zinc / Daniel's Harbour 11l
5.1.4 Wachstumskurven bei der Exploration von MVT-Lagerstätten 112
5.2 Porphyrische Kupferlagerstätten 114
5.2.1 Fallbeispiel Afton l25
5.2.2 Fallbeispiel Bell Copper 127
5.2.3 Fallbeispiel Brenda 129
5.2.4 Wachstumskurven bei der Erkundung von porphyrischen Lagerstätten 130
5.3 Vulkanogene Massivsulfidlagerstätten 131
5.3.1 Fallbeispiel Myra Falls l37
5.3.2 Fallbeispiel Temagami 140
5.3.3 Fallbeispiel Uchi Lake 142
5.3.4 Wachstumskurven bei der Erkundung von VMS-Lagerstätten 144
5.4 Vergleichende Betrachtung der Wachstumskurvenmodelle 146
6 Modellrechnung zur Optimierung der Lebensdauer von Bergwerken 152
6.1 Definition der Zielkriterien und Fragestellung l54
6.2 Grundlegende Annahmen 156
6.2.1 Abschätzung der initialen Vorräte 157
6.2.2 Entwicklung der Vorratsmengen 160
6.2.3 Entwicklung der Gehalte des Fördererzes 162
6.2.4 Annahmen zur Entwicklung der Abraumbewältigung 166
6.2.5 Annahmen über Metallpreise l68
6.3 Modellierung von Cash flow-Reihen 172
6.3.1 Lagerstättentyp-spezifische Einnahmen 173
6.3.2 Lagerstättentyp-spezifische Ausgaben 176
6.4 Beurteilung der Projoktvarianten 181
7 Zusammenfassende Bewertung 185
8 Literatur 189
8.1 Informationssysteme, Statistische Quellen und Jahrbücher 203
8.2 Geschäftsberichte 203
Anhang
I Meilensteine bei der Erkundung von Lagerstätten 205
I.1 Porphyrische Kupferlagerstätten in British Columbia 205
I.2 Kanadische Mississippi Valley Typ Lagerstätten 207
II Datenbasis der Gehalts- und Tonnagemodelle 209
III Angaben zur Produktion und den Vorräten der Lagerstättenbeispiele
als Zeitreihen 212
III.1 Mississippi Valley Typ Lagerstätten 212
III.2 Vulkanogene Massivsulfidlagerstätten 213
III.3 Porphyrische Kupferlagerstätten 215
111.4 Lagerstätten anderer Vererzungstypen 218
IV Kostendaten 220
IV.1 Investitionskosten von Bergbauprojekten 220
IV.2 Betriebskosten von Bergbauprojekten 222
V Metallpreise 223
VI Verzeichnis der Symbole 225