- Weltweit werden die Technologie-Rohstoffe knapp.
- Wegen des Umstiegs auf erneuerbare Energien und Elektro-Mobilität werden sie gleichzeitig stärker gebraucht denn je.
- Zusätzlich verstärkt Russlands Krieg gegen die Ukraine das Problem.
- Wo sollen die Elemente in Zukunft herkommen?
Russland liefert nicht nur grosse Mengen Gas und Öl nach Deutschland, der riesige Staat ist auch ein grosser Exporteur von Technologie-Rohstoffen. Allen voran Nickel - ein Metall, das in der Batteriefertigung benötigt wird. Russland liegt auf Platz 3 der grössten Nickel-Exporteure weltweit. Laut einer aktuellen Studie des Institutes der Deutschen Wirtschaft bezieht die Bundesrepublik 40 Prozent seiner Nickel-Einfuhren aus Russland. Zwar gibt es mit Indonesien, Kanada und den Philippinen noch weitere grosse Nickelabbau-Länder auf der Welt, allerdings ist der Preis für das Metall seit Beginn des Ukraine-Krieges beachtlich angestiegen.
Doch nicht nur der Krieg treibt die Preise, bereits seit einigen Jahren ist ein Preisanstieg bei Technologie-Rohstoffen zu beobachten. Eine neue Wortschöpfung dafür gibt es schon: Greenflation heisst sie und steht für eine Inflation, getrieben durch die Energiewende. Konkret müssen Verbraucher für technische Produkte, Fahrzeuge und Energie immer tiefer in die Tasche greifen, weil die dafür nötigen Grundbausteine immer teuer werden.
Technologie-Rohstoffe sind nicht nur in Computern und anderen technischen Geräten verbaut, sondern auch in Antrieben für E-Autos, in Solarmodulen und Windrädern - also jenen Produkten, die weltweit für die Energiewende gebraucht werden. Damit befinden sich die Staaten in einer Zwickmühle. Einerseits haben sie das Pariser Klima-Abkommen unterschrieben und müssen von fossilen Energieträgern wegkommen, andererseits bedeutet eine gleichzeitige Investition in dafür nötige Technologien einen noch stärkeren Run auf Elemente wie Kupfer, Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan und Seltene Erden.
"Da hilft auch der ganze Planungsoptimismus nicht weiter nach dem Motto, die erneuerbaren Energien schaffen das schon", sagt der Wirtschaftswissenschaftler Raimund Bleischwitz vom Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) in Bremen. "Mit Greenflation sind die Risiken grösser geworden. Ganze Einkommensgruppen sitzen in der Falle, weil sie in Zukunft ihre Rechnungen nicht mehr bezahlen und sich bei Neuinvestitionen für Mobilität den Aufpreis für die Umwelt nicht mehr leisten können."
Die gegenwärtige Rohstofflage
Auf den Rohstoffmärkten zeichnet sich derzeit noch ein heterogenes Bild ab. Bei einer Umfrage des Deutschen Industrie- und Handelskammertages aus dem vergangenen Jahr hatten die meisten deutschen Unternehmen Probleme bei der Beschaffung von Stahl, Kunststoffen, Vorprodukten wie Halbleitern sowie teilweise von Aluminium und Kupfer.
Fünf Prozent der Unternehmen klagten über Lieferengpässe bei Kobalt, Lithium, Nickel und Graphit. "Greenflation ist eine reale Gefahr, aber bisher zeigt sie sich nicht so stark wie befürchtet", sagt Jens Gutzmer, Direktor des Helmholtz-Instituts für Ressourcentechnologie in Freiberg.
Einen signifikanten Preisanstieg beobachte er im Moment nur bei einzelnen Rohstoffen. Die Preise für Kupfer etwa seien in den letzten Monaten deutlich angestiegen und viele Analysten sagen, das bleibe auch so. Das Metall wird durch die Elektrifizierung vieler Lebensbereiche seit mehr als 100 Jahren als Stromleiter verwendet. Momentan liegt die Jahresproduktion bei 25 Millionen Tonnen. "Die Qualität der Lagerstätten lässt deutlich nach und sie liegen auch tiefer. Es wird deshalb immer teurer und komplexer, Kupfer zu gewinnen", erklärt Geologe Gutzmer.
Bei Lithium stieg die Nachfrage in den vergangenen Monaten ebenfalls stark an. Noch vor zehn Jahren lag die Abbaumenge in den Salzseen Chiles und Argentiniens bei 20.000 Tonnen pro Jahr - der Grossteil wurde für die Keramik- und Glasherstellung verwendet. Mittlerweile ist Lithium ein Schlüsselelement bei der Batterieproduktion für E-Autos, die Abbaumenge ist auf 80.000 Tonnen gestiegen. "Aber es gibt weitere oberflächennahe Rohstoffkörper auf allen Kontinenten, wo Lithium verhältnismässig günstig abgebaut werden kann", erklärt Gutzmer. Der aktuelle steile Preisanstieg reflektiere daher nicht ein geologisches Problem der Verfügbarkeit, sondern reflektiert im Wesentlichen fehlende Investitionen in die Gewinnung und Verarbeitung der Lithium-Rohstoffe aus bereits bekannter Lagerstätten.
Geologische Verfügbarkeit noch kein Problem
Dass einer der Technologie-Rohstoffe irgendwann überhaupt nicht mehr verfügbar ist, sei eher unrealistisch. "Solche Aussagen beziehen sich nicht auf die geologische Verfügbarkeit, sondern auf die Verfügbarkeit zu gegenwärtigen Preisen", sagt Professor Bleischwitz. "Wenn die Preise für Rohstoffe steigen, dann wird auch wieder mehr gefördert und kommt in den Markt. Es gibt noch viele Ressourcen und auch Technologien, um die Erzeugung weiter zu optimieren."
Erschwerend kommt aber hinzu, dass die Technologie-Rohstoffe gegenwärtig nur in minimalen Mengen auf dem Gebiet der Europäischen Union gefördert werden. "Ein grosser Teil dieser Rohstoffe kommt aus Ländern mit einem hohen Abbaurisiko. Ausserdem ist die Marktkonzentration auf der Anbieterseite viel höher als bei den Erdölmärkten", warnt Peter Buchholz, Chef der Deutschen Rohstoffagentur, die für die Bundesregierung die Verfügbarkeit von Rohstoffen und die Preisentwicklungen weltweit beobachtet. So kommt 70 Prozent des Kobalts aus dem Kongo und wird dort unter ethisch und ökologisch schwierigen Bedingungen abgebaut.
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Europäische Rohstoffagentur könnte Lösung sein
Ein anderes Problem ist der Konkurrenzkampf der Industrieländer. China lenkt Rohstoffströme gezielt ins eigene Land oder bremst den Export kritischer Rohstoffe. Das konnte man in den Jahren 2010 und 2011 bei Seltenen Erden beobachten. China hatte entschieden, dass es den Markt dominieren möchte und kaum etwas exportiert - in Europa und Japan standen daraufhin die Bänder in den Fabriken still. "Solche Probleme könnten sich auch bei anderen Rohstoffen abspielen", sagt Ökonom Bleischwitz. "Wenn wir nicht aktiver werden, können wir die schönen Giga-Factories, die überall in Europa aufs Papier gezeichnet werden, nicht mit Rohstoffen versorgen."
Die reine Beobachtung von Rohstoffpreisen und Verfügbarkeiten, wie sie die Deutsche Rohstoffagentur durchführt, reicht Raimund Bleischwitz für die Zukunft nicht mehr aus. "Wir sehen, dass wir in Europa in Bezug auf Rohstoffpolitik sehr inaktiv sind." Seiner Einschätzung nach brauche man eine gemeinsame Einkaufspolitik auf europäischer Ebene, um längerfristige Verträge abschliessen zu können und eine Marktmacht zu haben.
Dieser Meinung ist auch Geologe Gutzmer aus Freiberg. Er schlägt die Gründung einer europäischen Rohstoffagentur nach dem Vorbild der japanischen Agentur Jogmec vor. "Die Agentur stellt die langfristige Rohstoffzufuhr für die japanische Industrie sicher. Jogmec sieht sich weltweit nach Lagerstätten um und stellt Joint Ventures her. Sie wird finanziert durch eine Abgabe der Industrie."
Gibt es in Deutschland Technologie-Rohstoffe?
Kommen wir zu Rohstoffressourcen vor der eigenen Haustür. Die Datenlage dazu ist allerdings schwach. So habe man auf dem Gebiet der westlichen Bundesrepublik vor 40 Jahren aufgehört zu schauen, sagt Gutzmer. Im Osten sei die Suche nach neuen Rohstoffquellen nach der Wende eingeschlafen. "Wir haben jetzt einen Datenrückstand von einer Generation, den wir aufholen müssten, um sagen zu können, was das natürliche Rohstoffpotenzial für mineralische Rohstoffe in Deutschland ist."
Die Suche nach Lagerstätten nimmt aber wieder Fahrt auf. Grössere Kupferbestände werden beispielsweise bei Spremberg an der sächsisch-brandenburgischen Landesgrenze vermutet. Nach Angaben der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe sind für das Jahr 2022 weitere Probebohrungen im dortigen Kupferschiefer geplant. Neben Kupfer wird in dem mineralisierten Gestein auch Blei, Zink, Gold und Silber vermutet.
150 Kilometer südlich von Spremberg, im Osterzgebirge, liegt auf deutscher und tschechischer Seite eine der grössten Lithium-Lagerstätten weltweit - bis zum Ende des Zweiten Weltkrieges war die Region um Zinnwald der grösste Versorger von Lithium für den Weltmarkt. Danach wurde der Bergbau im Vergleich zur Lithium-Produktion in den Salzseen Südamerikas zu teuer. Doch das dürfte sich aufgrund langfristig steigender Lithium-Preise ändern, schätzt Jens Gutzmer.
Komplett neue Fördertechnologien werden ebenfalls erforscht. Christian Bücker, Vizepräsident der Deutsche Geophysikalische Gesellschaft, nennt als Beispiel Geothermie-Projekte im Oberrheingraben, die mit der Lithium-Produktion kombiniert werden. "Bei der Gewinnung von Erdwärme aus der Tiefe wird sehr viel Flüssigkeit mit Lithium-Gehalten entnommen, dessen Exploration sich lohnt. Bevor es wieder in den Untergrund verpresst wird, lässt sich Lithium herausfiltern", erklärt der Geophysiker. Diese Technologie habe grosses Potenzial.
Europa ist generell nicht arm an Technologie-Rohstoffen. Neben Zinnwald gibt es grosse Lithium-Vorkommen in Spanien, Portugal und Serbien. "Was Lithium angeht, könnte sich Europa auf absehbare Zeit selbst versorgen", sagt Gutzmer und ergänzt, dass der Abbau in den europäischen Gesteinen weit umweltschonender sei als in den Salaren Südamerikas, wo Unmengen an Wasser verbraucht werden. Daneben gebe es in Skandinavien und Südosteuropa weitere grosse Rohstoffvorkommen, die zunächst systematisch erforscht werden müssten.
Welches Potenzial hat die Tiefsee?
Bei neuen Rohstoffquellen taucht immer mal wieder das Thema Tiefseeförderung auf. Am realistischsten scheint dabei das Ernten von sogenannten Mangan-Knollen, die in 4.000 bis 5.000 Metern Tiefe liegen. Dabei handelt es sich um kartoffelgrosse Sedimentgesteine, aus denen sich neben Mangan auch Kupfer, Kobalt, Nickel und Zink gewinnen lassen. Eine grosse Lagerstätte befindet sich in der Clarion-Clipperton-Zone südwestlich von Mexiko.
Bei der Förderung in den Ozeanen ist allerdings unklar, welche Schäden der Abbau auf dem Meeresboden verursacht. Vor 40 Jahren hatte man in der Tiefe Erntemaschinen fahren lassen. Bis heute kann man die Spuren noch sehen. Jens Gutzmer mahnt deshalb zur Vorsicht bei künftigen Abbauplänen in der Tiefsee: "Solange wir nicht wissen, welche Schäden wir dort anrichten, sollten wir vorsichtig sein." Zumal das Potenzial seiner Einschätzung nach nicht so gross sei wie bisher angenommen. "Bei Rohstoffen wie Kupfer ist das Potenzial zu vernachlässigen. Bei Kobalt und Nickel sind die Vorkommen vielleicht interessant, aber auch nicht wahnsinnig wichtig", schätzt der Geologe.
Gutzmer sieht in den nächsten zehn Jahren auch keine Genehmigungen für einen Rohstoffabbau in der Tiefsee - zumindest für Staaten der westlichen Welt. Er hoffe, dass sich andere Länder wie China nicht einfach über Verbote hinwegsetzen. Für Deutschland jedenfalls mahnt er zur Zurückhaltung: "Wir sollten aber an der Technologie mit entwickeln und uns nicht ganz abkapseln", sagt der Geologe.
Raimund Bleischwitz hält ebenfalls wenig vom Rohstoffabbau in den Meeren. "Der Ozean ist viel zu wichtig für uns Menschen und den Klimaschutz. Fast ein Drittel der weltweiten CO2-Emissionen werden dort gespeichert. Diese Schutzfunktion zu bewahren ist viel wichtiger, als Rohstoffe vom Meeresboden zu holen und dadurch möglicherweise die Ökosysteme an den Kipppunkt zu bringen."
Anfang März 2022 soll innerhalb der Vereinten Nationen ein Abkommen abgeschlossen werden, mit dem bis zu 30 Prozent der Ozeanfläche geschützt werden. Das ist zwar nicht lückenlos. Dieser Schritt zeigt aber, dass das Problem auf der Ebene des Völkerrechts erkannt wird.
Niedrige Recyclingquoten bisher
Eine wahre Goldgrube könnte das Recycling von Rohstoffen aus ausgedienten Produkten werden. Eins der grössten Probleme dabei ist, dass die Produkte komplex zusammengesetzt sind. Die Lösung liegt nach Ansicht von Raimund Bleischwitz im Design der Produkte. "In den Industriestandards muss stehen, dass bestimmte Komponenten wiederverwertbar sein müssen. Zudem müssen die Produkte auf längere Lebensdauer ausgerichtet werden."
Momentan lohnt sich Recycling nur für teure Metalle wie Gold, Platingruppen-Metalle und Kupfer. Oder es handelt sich um Metalle, die man einfach durch Magnete herausholen kann, wie Eisen und Stahl. "Der Rest der 60 chemischen Elemente, die in einem Laptop enthalten sind, werden verschlackt", sagt Gutzmer. Das bedeute einen massiven Verlust der Technologie-Metalle wie Seltene Erden, Niob, Tantal und Lithium.
"Das Recycling von Lithium ist sehr gering", sagt der Wissenschaftler. In den kommenden Jahren sieht der Geologe Verbesserungen durch Forschungsprojekte wie das Green-Batterie-Cluster des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), bei dem das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien vorangetrieben wird.
Auch Volkswagen will in diesem Bereich vorangehen. Anfang 2021 hat der Autokonzern in Salzgitter eine Pilotanlage zum Recycling von ausgedienten Lithium-Ionen-Batterien eröffnet. Ziel ist nach eigenen Angaben ein geschlossenes Kreislaufverfahren zur Rückgewinnung wertvoller Rohstoffe, wie Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt sowie eine Wiederverwertungsquote von 90 Prozent für Aluminium, Kupfer und Kunststoff.
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In einer Veranstaltung der Deutschen Rohstoffagentur erklärte VW-Umweltexperte Dr. Markus Gernuks, dass Recycling ab 2030 den Einkauf von Primärrohstoffen deutlich entspannen könne. In den vergangenen Jahren habe der Konzern bereits den Anteil von Kobalt und Mangan in seinen Batterien durch einen höheren Nickel-Anteil gesenkt - aus Umweltgründen aufgrund des hohen CO2-Fussabdruckes von Kobalt. "Wir haben bei gleichem Materialaufwand auch eine höhere Energiedichte", sagt Gernuks.
Eine andere Technologie, mit der Ressourcen gespart werden können, ist der 3D-Druck. So hat beispielsweise die englische Firma Equipmake einen E-Motor gedruckt, der nur 10 Kilogramm wiegt und 299 PS leistet. Das Verfahren erlaubt Rohstoffeinsparungen bei Aluminium und den Magneten. Auch die Firma Additive Drives aus Dresden entwickelt Elektro-Motoren im 3D-Drucker. Nach eigenen Angaben wird für die Herstellung weniger Kupfer, weil die gedruckten Motoren effizienter sind und damit für die gleiche Leistung kleiner ausfallen.
Verwendete Quellen:
- Telefonat mit Dr. Jens Gutzmer, Direktor des Helmholtz-Instituts für Ressourcentechnologie in Freiberg
- Telefonat mit Professor Raimond Bleischwitz vom Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung in Bremen
- Telefonat mit Dr. Christian Bücker, Vizepräsident der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft
- Umfrage des Deutschen Industrie- und Handelskammertages zu Rohstoffmangel bei deutschen Unternehmen
- Bericht zur Rohstoffsituation in Deutschland von der Bundesanstalt für Geowissenschaften von 2020
- Analyse über Angebotskonzentration bei mineralischen Rohstoffen der Deutschen Rohstoffagentur 2021
- Vortrag von Dr. Peter Buchholz, Leiter der Deutschen Rohstoffagentur, über Rohstoffknappheit und weltweite Konkurrenz
- Vortrag von VW-Umweltexperte Dr. Marko Gernuks zu Rohstoffversorgung und Recycling am Beispiel Automobilindustrie
- Pressemitteilung von Volkswagen zu einer neuen Pilotanlage zum Recycling von Batterien
- automobil-industrie.vogel.de: Artikel über 3-D-Druck im Fahrzeugbau
- Telefonat mit Philipp Arnold, Geschäftsführer von Additive Drives aus Dresden
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