Zukunft made in Germany / Teil 3 Anthrazitgrau und leicht schmierig, aber voller Möglichkeiten

Schön ist der Werkstoff nicht. Der Graphit, wie ihn die SGL Carbon AG herstellt, ist anthrazitfarben, also dunkelgrau, und leicht schmierig. Wer ihn das erste Mal sieht, wird sich wundern, daß man ihn nicht längst durch einen schönen Kunststoff ersetzt hat.

Das geht aber nicht, auch wenn Graphit, jedenfalls der Kunstgraphit, wie ihn die SGL verarbeitet, ebenfalls ein Erdöl- oder Kohleprodukt ist: SGL verarbeitet Koks, der bei der Kohlegewinnung oder der Erdölverarbeitung anfällt, zunächst zu Kohlenstoff. Dabei wird Koks zusammen mit Pech (Steinkohleteer) als Bindemittel bei mehr als 100 Grad Celsius gemischt und unter Sauerstoffabschluß bei 800 Grad verkokt. Das Ergebnis ist ziemlich reiner Kohlenstoff - und daher eben schwarz und leicht schmierig. Graphit entsteht, wenn man diesen Kohlenstoff unter Luftabschluß auf bis zu 3000 Grad Celsius erhitzt. Dann ordnen sich die Kohlenstoffkristalle schichtförmig an, was dem Material zusätzliche Eigenschaften verschafft. Graphit ist säurebeständig, hitzebeständig, relativ korrosionsfrei, leitet Wärme und Strom und ist verschleißfest.

Innovationsgrad nicht immer hoch

Schmutzig, schmierig, Kohle? Auch, aber nicht nur. Hariolf Kottmann, Vorstandsmitglied der SGL Carbon AG in Wiesbaden und zuständig für den Bereich Spezialgraphite, nennt als Anwendungsmöglichkeiten für Graphit viel lieber die Stichworte Chipherstellung, Kernkraftwerke, Lithium-Ionenbatterien oder die energiesparenden Leuchtdioden LED. In diesem Bereich bewegt sich derzeit die Anwendungsforschung des Bereichs Spezialgraphite von SGL im Werk Bonn. Der Innovationsgrad war im Bereich Spezialgraphit nicht immer so hoch.

Erst kürzlich hat man sich von der Fertigung von Kohlebürsten getrennt, für die das Unternehmen 1872 von Siemens gegründet worden war. Im Jahr 2003 ist auch aus diesem Grund der Umsatz des Geschäftsbereichs Spezialgraphite innerhalb der SGL um 11 Prozent gesunken. Mit 174 Millionen Euro Umsatz ist man aber nach Graphitelektroden für Elektrostahlwerke (mit 560 Millionen Euro Umsatz der größte Einsatzbereich des Graphits) der zweitgrößte Geschäftsbereich, dicht gefolgt vom Bereich Technologies.

Bandbreite ist groß

Man muß sich also anstrengen, um zum einen innerhalb des Konzerns seine Stellung zu behaupten und um sich am Markt durchzusetzen. Hauptabnehmer der Produkte ist die Chipindustrie (Halbleiter), also ein durchaus moderner und zukunftsträchtiger Industriezweig. Ausruhen kann man sich aber dennoch nicht. "Seit zwei Jahren gibt es einen gesteuerten Innovationsprozeß, um neue Anwendungen zu finden", bestätigt Werksleiter Christfried Schlosser die in den vergangenen Monaten verstärkten Bemühungen, den Standort über neue Produkte zu sichern und auszubauen.

Die Bandbreite ist groß. Angesichts der 600 Mitarbeiter in Bonn sogar sehr groß. Sie reicht von der Entwicklung eines neuen, noch festeren und daher noch verschleißärmeren Graphits (einer gemeinsamen Entwicklung mit den chemischen Werken Rüttgers und der Universität Stuttgart) einerseits bis zu einem feinstkörnigen Material für den Einsatz in Lithium-Ionen-Batterien, wie sie Sanyo für den Einsatz in Handys oder Camcordern benötigt, andererseits.

Vielversprechendes Arbeitsfeld

Gerade der Batteriebereich verspricht Wachstumspotential. Hier denkt man in Bonn an Autos oder Rollstühle, an Fahrräder und Werkzeuge, die alle Batterien mit langer Lebensdauer und relativ großem Speichervolumen brauchen. "Die Herausforderung ist, die Speicherkapazität des Anodenmaterials für Lithiumionen zu erhöhen", sagt Schlosser.

Daran arbeite das Unternehmen gemeinsam mit dem Zentrum für Sonnen- und Wasserenergie in Ulm und dem Bundesamt für Materialforschung in Berlin sowie einer französischen Universität. Die Entwicklung speicherfähigerer Batterien ist ein vielversprechendes Arbeitsfeld. Aber gerade deshalb arbeiten daran auch andere, darunter so geldkräftige Großkonzerne wie Volkswagen oder japanische Autohersteller. Über den Entwicklungsstand der japanischen Hersteller weiß man kaum etwas.

Großes Umsatzpotential

Marktnäher könnte die Entwicklung im Bereich Kraft-Wärme-Kopplung sowohl im Auto als auch in der häuslichen Heizung sein. Hier ist SGL Partner der Berliner Enginion AG, die abgasarme Kraft-Wärme-Kopplungssysteme (Steam-Cells) entwickelt. Diese Geräte, die gleichzeitig Strom und Wärme abgeben, arbeiten mit einem Porenbrenner für flüssige und gasförmige Brennstoffe, zu dem SGL wichtige Teile aus Graphit zuliefert.

Wenn hier die Vorhersagen eintreffen, daß im Jahr 2010 in Europa 40 000 Heizungsanlagen auf dieser Basis der Kraft-Wärme-Koppelung gebaut werden und bis dahin auch Autos damit ausgestattet werden können, dann ist nach Kottmanns Worten für 2010 ein Umsatz von etwa 40 Millionen Euro mit dieser Anwendung zu erwarten. Großes Umsatzpotential hat auch ein neuer in Südafrika entwickelter Kugelhaufenreaktor. Wenn auch nur einige der inzwischen austauschbedüftigen Kernkraftwerke auf diese Entwicklung, hinter der führende westliche Kernkraftwerksbetreiber stehen, zurückgreifen, profitiert SGL davon in hohem Maße. Für eine Einheit werden 1300 Tonnen Spezialgraphit benötigt für etwa 27 Millionen Euro.

Graphit hat Vorteile

Ein wahrer Massen- oder Volumenmarkt könnte die Verwendung von Graphitelektroden im Formenbau werden. Heute werden Urmodelle noch überwiegend in Kupfer erstellt. Gegenüber Kupfer hat Graphit nach Aussage von Peter Dohmen, dem Leiter des sogenannten EDM-Demonstrationszentrums in Bonn, aber zwei große Vorteile. Graphit bleibt selbst in kleinsten Abmessungen formstabil, und die Graphitelektrode fräst sich schneller in den Stahlblock als Kupfer.

Daher wird es für feinste Elektroden schon heute eingesetzt, so bei der Herstellung von Werkzeugen für Spielfiguren der Marke Playmobil, für Siemens-Handys oder für die Nadeln von Hochleistungsdruckern. Während in Europa schon ein Drittel des Marktes auf Graphit entfällt, sind es in Asien erst 3 Prozent. Daß dieser Markt schnell von einem Mitbewerber weggenommen wird, befürchtet Dohmen nicht, denn "ein Maschinist braucht sieben Jahre, bis er eine Anlage zur Elektrodenerstellung perfekt bedienen kann".

Später Durchbruch

Daß forschende Unternehmen einen langen Atem brauchen, hat auch die Ridurid-Fertigung von SGL gezeigt. Ridurid ist ein graphitgefüllter Kunststoff und eignet sich als Metallersatz beispielsweise für die Pumpenherstellung. Ridurid hat entsprechend seinem hohen Graphitanteil von 70 Prozent gegenüber Metall den Vorteil, daß sich bewegliche Teile auch ohne Schmieren nie festfressen. Diese Pumpen, wie man sie im Auto einsetzen könnte, bedürfen also nur geringer Wartung, und es gibt keine Verunreinigungen durch Schmiermittel.

Der Durchbruch vor allem als Automobilzulieferer dauerte aber 20 Jahre. "Das Produkt Ridurid war 1982 schnell entwickelt, aber die Markteinführung hat lange gedauert", konstatiert Maik Baumblüth, Business Analysis Manager bei SGL. Erste Umsätze habe man 1990 erzielt. Derzeit liegt der Jahresumsatz bei 6,5 Millionen Euro "mit guten Renditen".

Neue Ideen nötig

"Um unsere Arbeitsplätze in Deutschland zu erhalten, müssen wir unserem Werkstoff immer wieder neue Anwendungen eröffnen", faßt Kottmann die Entwicklungsarbeiten zusammen. Daß er sich dabei eventuell verzetteln könnte zwischen Graphittiegeln für das Ziehen von Siliziumkristallen einerseits und der Herstellung von Hüllen für Nuklearstäbe in Kernkraftwerken andererseits und am Ende dann doch nicht über die notwendigen exklusiven Produkte verfügt, vermag er nicht zu erkennen. Bei Graphit sei auch für ein mittelständisches Unternehmen eine große Zahl von Entwicklungsprojekten handhabbar, weil fertigungsbedingt die Arbeiten immer wieder für längere Zeiten unterbrochen werden müssen, in denen sich der gleiche Mann anderen Projekten zuwenden kann.

Und daß die Ideen ausgehen, befürchtet er auch nicht. "Es gibt keinen Industriezweig, in dem man nicht Kohlenstoff einsetzen kann." Den größten technischen Vorsprung habe man im Nuklearbereich. "Hier gibt es weltweit keinen Mitbewerber, der mit uns mithalten kann", sagt er selbstbewußt. Und in anderen Bereichen fürchtet er mehr die Konkurrenz außerhalb der eigenen Branche, also die Konkurrenz durch andere Materialien. Daß sich neue Graphithersteller etablieren, sei unwahrscheinlich. "Graphit braucht Erfahrung, das geht nicht auf der grünen Wiese", sagt Kottmann.