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18. März 2011 |

Nicht selten, aber immer knapper

Chinesische Zeitungen schreiben vom "neuen Goldrausch": China diktiert Exportquoten und Preise der Seltenen Erden, ohne die zahlreiche Hightech-Produkte nicht funktionieren. Eine im Januar 2011 veröffentlichte Studie des Öko-Instituts plädiert für ein europäisches Recyclingprogramm, das die Rohstoffversorgung sichert und die Abhängigkeit von Importen lockert.
Europa sucht nach Wegen aus der Abhängigkeit von Seltenen Erden aus China

18.03.2011 – Chinesische Zeitungen schreiben vom „neuen Goldrausch“: China diktiert Exportquoten und Preise der Seltenen Erden, ohne die zahlreiche Hightech-Produkte nicht funktionieren. Eine im Januar 2011 veröffentlichte Studie des Öko-Instituts plädiert für ein europäisches Recyclingprogramm, das die Rohstoffversorgung sichert und die Abhängigkeit von Importen lockert.

Ihre Namen kennt vermutlich nicht mal jeder Chemiker: Dysprosium, Samarium, Thulium oder Holmium. Die 17 Seltenen Erden sind tatsächlich nur wenigen bekannt, im Grunde aber allgegenwärtig. Sensoren im Auto enthalten Yttrium, Cer ist ein Additiv für Benzin und für Stahllegierungen, Dysprosium ist wichtig für die Funktion von Magneten, Europium wird für LCD-Bildschirme gebraucht, Thulium für Röntgengeräte, in Generatoren von Windkraftanlagen kommen Neodym-Magnete zum Einsatz.

Seltene Erden sind nicht selten. Cer, Yttrium und Neodym kommen beispielsweise häufiger vor als Blei, Molybdän oder Arsen. Der Name der Gruppe stammt aus der Zeit ihrer Entdeckung im 18. und 19. Jahrhundert, als die Elemente zuerst in seltenen Mineralien gefunden und in Form ihrer Oxide (früher „Erden“ genannt) isoliert wurden. Der US-amerikanische Geological Survey schätzt die weltweiten Reserven aller Seltene Erden-Oxide, die wirtschaftlich genutzt werden könnten, auf knapp 100 Millionen Tonnen. Pro Jahr werden derzeit rund 124.000 Tonnen gefördert, die Reserven würden rein rechnerisch also rund 800 Jahre ausreichen.

Allerdings: Die Elemente sind in der Erdkruste sehr ungerecht verteilt. In China lagern knapp 40 Prozent der bekannten Vorkommen, in den USA 13, in den Ländern der früheren Sowjetunion 20 Prozent. Europa geht mehr oder weniger leer aus. Und nur ganz wenige Länder fördern bislang Seltene Erden. Über 97 Prozent werden derzeit in chinesischen Minen rund um den Globus gewonnen, weitere zwei Prozent in Indien. „Der Nahe Osten hat Öl, China hat Seltene Erden“, soll der ehemalige Parteiführer Deng Xiaoping bereits 1992 erkannt haben – zu einer Zeit, als die Metalle noch kaum jemandem ein Begriff waren.

Das Quasi-Monopol von China versetzt viele Industrienationen in Unruhe. Kalifornien und Australien haben angekündigt, eigene Minen in Betrieb zu nehmen, selbst in Grönland ist die Förderung von Seltenen Erden geplant. Die EU-Kommission hat im Sommer vergangenen Jahres 14 Metalle und Mineralien definiert – darunter die Gruppe der Seltenen Erden -, die für den europäischen Wirtschaftsraum besonders wichtig, aber schwer zu beschaffen sind.

Komplizierter Abbau mit Folgen

Dass Seltene Erden bislang nur an wenigen Stellen der Erde gefördert werden, hat seine Gründe. Ihre Gewinnung ist aufwändig und umweltschädlich. Sie kommen im Erz meist in nur kleinen Konzentrationen von einem bis zehn Prozent vor, so dass beim Abbau große Mengen an Abraum anfallen. Dieser Abraum ist giftig, weil die Elemente oft im Verbund mit Uran und Schwermetallen auftreten. Die Seltenen Erden müssen bei der „Veredelung“ daher mit ätzenden Chemikalien behandelt, von den Begleitstoffen befreit und in mehreren Schritten aufkonzentriert werden. Dabei entstehen schwermetallhaltiger Staub, Schlämme und giftige Abwässer. Uran, Arsen und andere Schwermetalle gelangen leicht in Luft, Boden und Grundwasser.

Die enormen Umweltbelastungen beim Abbau sind auch in China mittlerweile ein Thema. Die Regierung hat angekündigt, zumindest in den großen Minen die Emissionen in Wasser und Luft durch Filtertechnologien zu mindern. Vor allem sollen die zahlreichen kleineren und illegalen Minen nach und nach geschlossen werden. Das wird nicht einfach – die Gewinnspannen der illegalen Händler sind nach Schätzung von Experten mittlerweile mit den Profiten von Drogenbossen vergleichbar.

Die Umweltprobleme durch die Förderung ändern nichts daran, dass die Bedeutung der Seltenen Erden steigt. Denn die Elemente haben begehrte Eigenschaften. Sie sind sehr reaktionsfähig, können Gase wie Wasserstoff speichern, sind bei tiefen Temperaturen magnetisch und haben hervorragende optische Eigenschaften. Daher sind sie bei zahllosen High-Tech-Produkten – ob Laser, Windkraftanlage, Elektroauto oder Plasmabildschirm – das Zünglein an der Waage: Obwohl die Elemente im Produkt meist nur in winzigen Mengen verarbeitet werden, sind sie für das Funktionieren unverzichtbar.

Kostenexplosion befeuert Forschung nach Recyclingtechnologien

Das weiß China für sich zu nutzen. Seit Mitte 2010 haben sich die Preise für einige Seltene Erden um den Faktor zwei bis sechs verteuert. Der Grund: die steigende weltweite Nachfrage und die Verknappung der chinesischen Exporte. Experten gehen davon aus, dass für fünf bis sieben Elemente die ersten Versorgungsengpässe bereits in den kommenden zwei bis drei Jahren spürbar werden, darunter Seltene Erden für Permanentmagneten, Autobatterien und Industriekatalysatoren. „Das schafft zum ersten Mal den Anreiz, die Substanzen effizient zu nutzen und Recyclingstrukturen in Europa zu schaffen“, sagt Dr. Doris Schüler vom Öko-Institut Darmstadt, die gemeinsam mit Kollegen für das Europäische Parlament eine Studie über Seltene Erden verfasst hat.

Einfach ist das allerdings nicht, denn bisher gibt es in Europa wenig spezifisches Know-how und kaum gezielte Forschungsprojekte, weder großtechnische Recyclinganlagen noch flächendeckende Sammelsysteme für Altprodukte, die Seltene Erden enthalten. Die Rückgewinnung der Elemente ist zudem technisch anspruchsvoll, denn die Metalle und Oxide sind meist nur in sehr geringen Mengen im Produkt vorhanden und müssen aus komplexen Materialverbunden durch thermische und chemische Schritte unter Einsatz großer Energiemengen herausgelöst werden. Erste Recyclingansätze vor allem in Japan zeigen, dass die bisher getesteten Prozesse teuer und die Ausbeuten bescheiden sind.

In fünf bis zehn Jahren wäre dennoch ein europäisches Recyclingsystem möglich, glaubt Schüler. Das würde allerdings voraussetzen, dass alle beteiligten Akteure kooperieren. Die Politik müsste Stoffstromanalysen und den Aufbau eines Kompetenznetzwerks fördern, die Forschung spezifische Projekte initiieren, Recyclingbranche und Verarbeiter müssten erste Verfahren und Anlagen entwickeln. Ein europäisches Recyclingprogramm hätte jedenfalls gewichtige Vorteile: Die Abhängigkeit von China würde gemildert, die Umweltbelastungen durch die Wiedernutzung gesenkt und zugleich würden wichtige Kenntnisse über die Verarbeitung von Seltenen Erden gewonnen.

Foto: XtravaganT/fotolia.de

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