Seltene Erden und Platinmetalle: Kann Europa sich selbst versorgen?

In unserer Serie schauen wir, inwiefern sich Deutschland und Europa von Import-Abhängigkeiten lösen könnten. Wie ist es bei Platinmetallen und Seltenen Erden?

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Zwei Finger ergreifen einen Stein

(Bild: Shutterstock)

Von
  • Rainer Kurlemann

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Die Seltenen Erden und die Platinmetalle sind die Zauberkünstler unter den chemischen Elementen. Sie können einem Material ganz besondere Eigenschaften verleihen und dadurch den Weg für neue Anwendungen öffnen. Fast jede Zukunftstechnologie ist deshalb eng mit einem dieser Metalle verknüpft: Scandium wird in Brennstoffzellen verwendet. Iridium lässt sich in den Elektroden einer Elektrolysezelle zur Wasserstoffgewinnung kaum ersetzen. Neodym, Dysprosium, Terbium und Praseodym verstärken die Magnete, die für Windkraftturbinen und Motoren in Elektroautos eingesetzt werden. Tantal erhöht die Leistungsfähigkeit von Festplatten, Displays und elektrischen Kondensatoren. Ruthenium ist ein wichtiges Metall für den Aufbau von Hochleistungsrechenzentren. Lanthan steckt in Feststoffbatterien und Supraleitern.

Über Rohstoffe und De-Globalisierung:

Shenzhen, Hafen von Yantian

(Bild: zhangyang13576997233 / Shutterstock.com)

Die vergangenen Monate haben schmerzlich gezeigt, dass die Abhängigkeit von Ressourcen einen hohen Preis hat. Doch lässt sich das Rad noch zurückdrehen? Werfen wir also einen Blick auf die Versorgungslage. Wie weit sich Europa mit strategisch wichtigen Rohstoffen selbst versorgen könnte und was das für die Industrie bedeutet, wollen wir mit einer Rohstoff-Artikelserie erkunden.

Diese Aufzählung ist nur ein kleiner Ausschnitt der Vielfalt. Mehr als 30 Metalle gehören zu dieser Gruppe, die von Chemikern als Übergangsmetalle bezeichnet werden. Doch Scandium, Neodym, Dysprosium, Terbium, Praseodym, Tantal, Ruthenium und Lanthan ragen heraus, weil der Bedarf an diesen Metallen in den kommenden Jahrzehnten rasant steigen wird. Die Deutsche Rohstoffagentur (DERA) geht in ihrem Gutachten über Rohstoffe für Zukunftstechnologien davon aus, dass beispielsweise der Bedarf an Ruthenium im Jahr 2040 fast zwanzigmal größer sein könnte als die derzeitige jährliche Förderung. Bei Scandium, Dysprosium, Terbium und Iridium erwarten die Experten eine Steigerung um den Faktor fünf bis acht.

Weder Deutschland noch Europa werden diesen wachsenden Bedarf mit eigenen Ressourcen decken können. Das ist schon heute nicht möglich. Der Mangel an Übergangsmetallen könnte die Verbreitung von Zukunftstechnologie weltweit gefährden. Die wenigen Länder, die über Lagerstätten verfügen, können sich vermutlich aussuchen, wen sie beliefern wollen und wer leer ausgeht.

Das Beispiel von Ruthenium und Iridium erklärt das Problem: Weltweit gibt es nur drei größere Vorkommen, wo diese als Erze abgebaut werden. In Südafrika und in Simbabwe wurden die Erze mit Magma vor zwei Milliarden Jahren an die obere Erdkruste transportiert und reicherten sich dort während der Abkühlungsphase an. In der Region um Krasnojarsk in Russland gehören die beiden Metalle zu den Nebenprodukten der sibirischen Kupfer- und Nickelminen. Die DERA schätzt die globale Produktion im Jahr 2020 von Ruthenium auf 33 Tonnen, bei Iridium auf etwa sieben Tonnen. Weil so wenig Anbieter am Produktionsprozess beteiligt sind, gibt es kaum offizielle Zahlen. Die Vorräte in den drei Ländern werden aber als groß genug eingeschätzt, dass sie den Bedarf über eine langen Zeitraum decken können.

Scandium stammt derzeit aus China, den Philippinen oder Australien. Bei diesem Metall fällt Europas Abhängigkeit von den Exportländern geringer aus. Wissenschaftler haben auch in den USA, Kanada, Madagaskar, Russland, Kasachstan und Norwegen nennenswerte Lagerstätten gefunden, die derzeit aber noch nicht abgebaut werden. Ähnliches gilt für Tantal: Die wichtigsten Produktionsorte sind Minen in Kongo, Ruanda und Brasilien. Aber auch in anderen Staaten Südamerikas und Afrikas sind große Tantalvorkommen bekannt.

Für Lanthan, Yttrium, Cer und die Magnet-Metalle Neodym, Dysprosium, Terbium und Praseodym beherrscht China seit Jahren den Markt. Diese Metalle kommen häufig gemeinsam in Mineralien vor, beispielsweise im Bastnäsit. Seit der Jahrtausendwende beträgt der chinesische Anteil der weltweiten Bergwerksförderung mehr als 80 Prozent, davon stammt der bei weitem größte Teil aus dem Bergbaugebiet Bayan Obo in der Inneren Mongolei im Norden des Landes. Die offiziellen Abbaumengen der staatlichen Firmen werden von der Regierung festgelegt. Nach Expertenangaben stammen aber zwischen 25 und 50 Prozent der chinesischen Produktion aus illegal betrieben Minen, die von den Behörden toleriert werden.

Im Jahr 2010 versuchte China seine Monopolstellung auszunutzen und den Weltmarktpreis nach oben zu treiben. Als internationale Reaktion wurden daraufhin Minen in Kalifornien, Australien, Russland, Indien, Vietnam, Thailand und Malaysia wieder so ausgestattet, dass sie einen Teil der Förderung übernehmen könnten. Doch die Produktion der Übergangsmetalle ist nicht sehr beliebt, denn die Verfahren zur Aufarbeitung der Erze benötigen große Mengen von Schwefel- und Flusssäure, zwei Chemikalien, die gemeinsam mit den großen Mengen giftigen Abraum aus dem Tagebau die Umwelt erheblich belasten. Die Umweltschäden waren so groß, dass die chinesische Regierung unter Druck geriet und in der 2010er Jahren strengere Umweltauflagen erließ. China importiert auch Erze aus den USA und Myanmar, die im Land aufbereitet werden.

An Europa geht dieser Markt mit Ausnahme der Fertigung von Elektromotoren fast vollständig vorbei. Hier werden überwiegend fertige Produkte importiert und nicht die Metalle als Ausgangsmaterialien. China verarbeitet einen großen Teil der Produktion selbst, die wichtigsten Exportpartner sind Japan, Südkorea und die USA. Die EU hat Ende 2020 einen Plan aufgestellt, wie die Abhängigkeit von China bei diesen Metallen verringert werden kann – wohlwissend, dass die Produktionskosten in Europa deutlich höher liegen werden als in China. Die Europäische Rohstoffallianz (ERMA) schlägt vor, dass die Hersteller von Komponenten, die Seltene Erden verwenden, einen Teil der Rohstoffe in Europa einkaufen müssen. Die Bergwerke könnten in Skandinavien (vor allem in Finnland und Grönland) teils wiedereröffnet werden, die Aufarbeitung soll in Polen und Estland stattfinden. Dort soll weniger umweltbelastend produziert werden als an vielen globalen Standorten üblich.

Auf diesem Weg könnte ein Selbstversorgungsgrad von 20 Prozent erreicht werden. Allerdings muss dazu mit dem Recycling von Produkten, die seltene Erden oder Platinmetalle enthalten, begonnen werden. Dort gibt es zwar Patente, aber nach Angaben der DERA werden diese Recyclingprozesse aber erst ab dem Jahr 2040 wirtschaftlich rentabel sein. Das Problem: Der Anteil am wertvollen Rohstoffen ist bezogen auf die Gesamtmasse sehr gering. Ausnahmen gelten für Produktionsabfälle und für besonders große Teile aus Legierungen oder Motoren sowie Magneten. Derzeit werden die unter erheblichen Umweltschäden gewonnenen Rohstoffe trotz ihrer Bedeutung nur einmal verwendet. Das Recycling ist wohl der einzige Weg, die Import-Abhängigkeit Europas zu vermindern.

(jle)