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Recyclingstrategien für Seltene Erden und andere kritische Metalle entwickeln

Für Metalle der Seltenen Erden ist bis zum Jahr 2030 ein überproportionaler Bedarf zu erwarten. Daher müssen alternative Technologiekonzepte entwickelt werden, die ohne spezielle Rohstoffe auskommen. Zudem gilt es, effiziente Lösungen für deren Recycling zu finden. Das sind zentrale Ergebnisse eines Forschungsprojektes zu ressourcenpolitischen Aspekten der Elektromobilität. Durchgeführt hat das Vorhaben das Öko-Institut in Zusammenarbeit mit den Unternehmen Daimler und Umicore sowie mit der Technischen Universität Clausthal im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU).

Zwölf Metalle

Zunächst identifizierten die Projektpartner zwölf Metalle, die für die Herstellung von Elektrofahrzeugen wichtig sind. Dazu zählen Kupfer für alle Komponenten, die Metalle der Seltenen Erden wie Neodym, Praseodym, Dysprosium und Terbium für die Elektromotoren sowie Indium, Gallium, Germanium, Gold, Silber, Platin und Palladium für die übrigen Komponenten wie die Leistungselektronik. Anschließend bemaß das Projektteam den möglichen zukünftigen Bedarf durch die Elektromobilität an den prioritären Metallen, wie das Öko-Institut erläutert.

"Wir sehen für eine Reihe der untersuchten Metalle einen zum Teil stark steigenden Bedarf bis zum Jahr 2030. Einer der Gründe dafür ist die Elektromobilität, wenn deren Marktdurchdringung so verläuft, wie sie in globalen Strategien skizziert oder innerhalb der Nationalen Plattform Elektromobilität angedacht wird", erläutert Dr. Matthias Buchert, Projektleiter am Öko-Institut und Leiter des Institutsbereichs Infrastruktur und Unternehmen, Büro Darmstadt, die Ergebnisse der Szenarienanalysen. Am markantesten habe sich der Anstieg bei Dysprosium gezeigt.

Dem knappen Angebot an Dysprosium, das heute vorwiegend in China produziert wird, steht laut Institut ein stetig wachsender Bedarf gegenüber: zum einen für die Elektromobilität, zum anderen aber vor allem in Anwendungsbereichen wie etwa der Herstellung von Neodym-Eisen-Bor-Magneten, die für die stark wachsende Produktion von Windkraftanlagen benötigt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass im Vergleich zur gesamten Primärproduktion der Metalle im Ausgangsjahr 2010 vor allem die Seltenen Erden wie Neodym, Praseodym und Terbium sowie Gallium als besonders relevant auffielen. So komme Gallium außer in der Elektromobilität auch in der Photovoltaik oder in LED zum Einsatz.

Strategien gegen Versorgungsengpässe

Das Öko-Institut nennt zwei Strategien, um mittel- und langfristig Versorgungsengpässe einzudämmen. So müssten zum einen Ressourcen effizienter eingesetzt und wo möglich durch andere Technologie ersetzt werden. Zum anderen gelte es Recyclingstrategien für Metalle der Seltenen Erden und andere kritische Metalle zu entwickeln und zur Marktreife zu bringen, um auf lange Sicht Verknappungen zu vermeiden.

"Die Rückgewinnung wichtiger Edelmetalle zum Beispiel aus den Katalysatoren von Altautos kann bereits heute die Nachfrage und die Umwelt deutlich entlasten", führt Buchert an. "Gerade die im vergangenen Jahr stark angestiegenen Preise auf den Weltmärkten für Seltene Erden zeigen die Potenziale für ein neues Herangehen an das Bewahren der Rohstoffe, die uns nicht unendlich zur Verfügung stehen."

Darüber hinaus sei es wichtig, neue Lagerstätten vor allem von Seltenen Erden zu erkunden und zu erschließen, um kritische Situationen wie durch eine nahezu ausschließliche Förderung in einem Land zu vermeiden. "Ein umweltverträglicherer Bergbau, Recycling, Substitution sowie die effiziente Förderung und der Einsatz von kritischen Metallen wird eine permanente Aufgabe für den Forschungs- und Technologiestandort Deutschland sein", fasst Professor Dr. Daniel Goldmann, Institut für Aufbereitung, Deponietechnik und Geomechanik der TU Clausthal, zusammen. "Nur so können wir die 'ökologischen Früchte', die mit der Verbreitung der Elektromobilität angestrebt werden, tatsächlich ernten".

(Bild: Stephan Wengelinski / pixelio.de)
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