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Seltene Erden : Hightech-Metalle aus dem Müll

Von Sven Titz
Wertvoller Schrott. In ausgedienten Bauteilen von Computern stecken auch Metalle der Seltenen Erden. Neue Verfahren der Wiederverwertung können helfen, diese Rohstoffe zu gewinnen. Foto: Jens Schirenbeck/dpa/gms Foto: picture-alliance / gmsBild vergrößern
Wertvoller Schrott. In ausgedienten Bauteilen von Computern stecken auch Metalle der Seltenen Erden. Neue Verfahren der Wiederverwertung können helfen, diese Rohstoffe zu gewinnen.... - Foto: picture-alliance / gms

China hält Seltene Erden zurück. Fachleute raten daher zum Recycling – auch aus Gründen des Umweltschutzes

Computer-Festplatten werden um bis zu zehn Prozent teurer, Energiesparlampen um bis zu 25 Prozent – das kündigten dieser Tage mehrere Herstellerfirmen an. Die Ursache ist, dass wichtige Rohstoffe knapp geworden sind, Metalle der Seltenen Erden. Die Industrie benötigt die Metalle nicht nur für Festplatten und Lampen oder Handys und Laser, sondern auch für „grüne Produkte“ wie Windkraftanlagen und Motoren von Hybridautos.

Die Metalle der Seltenen Erden haben sich in den vergangenen Monaten enorm verteuert. Der Kilopreis für Dysprosium, eine der begehrtesten Substanzen, kletterte im Laufe des Jahres von rund 400 Dollar auf fast das Zehnfache.

Fachleute suchen deshalb nach Abhilfe. Neben dem verstärkten Abbau Seltener Erden außerhalb Chinas sehen sie drei weitere Lösungen: Man kann die Metalle recyclen, durch andere Substanzen ersetzen oder sparsamer einsetzen.

Die Ursache für den Preisanstieg liegt nicht nur in der Nachfrage, sondern auch in der Rohstoffpolitik Chinas. Dort werden zurzeit etwa 97 Prozent der Metalle aus Seltenen Erden produziert – fast die Hälfte davon in illegalen Betrieben, schätzt die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Hannover. 2010 schränkte das Land die Ausfuhr drastisch ein, offiziell aus Gründen des Umweltschutzes. Fachleute im Westen vermuten aber, man wolle die Rohstoffe, denen eine Schlüsselrolle in vielen Technologien zukommt, in China selbst nutzen.

Jetzt rächt sich, dass andere Länder den Abbau Seltener Erden zuletzt stark vernachlässigt haben. Die Industrie versucht den Mangel durch die Eröffnung von Minen zu lindern. In Westaustralien wurde Anfang August die weltweit größte Mine für Seltene Erden eingeweiht. „Mount Weld“ soll künftig pro Jahr 33 000 Tonnen Erz liefern, das durch verschiedene Konzentrationsverfahren bereits einen erhöhten Gehalt an Metallen der Seltenen Erden aufweist. In Kalifornien wird der Minenbetrieb von Mountain Pass reaktiviert. Neue Minen sind auch in Südafrika, Kanada, der Mongolei und anderen Ländern geplant.

Der Abbau Seltener Erden hat allerdings eine Schattenseite. Er belastet die Umwelt. Zur Aufbereitung des Materials in den Minen werden giftige Substanzen verwendet. Es könnten Schwermetalle, Arsen, Fluorverbindungen und Säuren freigesetzt werden, heißt es in einer Studie des Öko-Instituts in Darmstadt. Das sei gerade in illegalen chinesischen Anlagen ein Problem, wo Umweltschutz missachtet wird. Obendrein enthält das Material, in dem die Seltenen Erden stecken, oft radioaktive Isotope von Uran und Thorium, die nach dem Abbau im Abraum landen. Landwirte in der Umgebung fürchten die Kontamination von Böden und Grundwasser. Diese Umweltprobleme trugen einst dazu bei, dass der Abbau in den USA und anderen Ländern verringert wurde.

Schonender für die Umwelt wäre das Recycling der Metalle, doch entsprechende Verfahren stehen noch sehr am Anfang. Japan und Europa seien die Vorreiter bei Recycling-Projekten für Seltene Erden, sagt der Chemiker Matthias Buchert, Experte für nachhaltiges Ressourcenmanagement am Öko-Institut. Ein Vorbild könne die Wiederverwertung von Platin und Palladium sein, bei denen heute die Hälfte der Produktion aus dem Recycling kommt. Verfahren für Metalle der Seltenen Erden müssten erst noch entwickelt werden. Deutsche und andere europäische Wissenschaftler würden bereits entsprechende Projekte vorbereiten, sagt Bucher. Recycling in industriellem Maßstab werde sich nicht von heute auf morgen durchsetzen. Die Einführung sei ab 2012 zu erwarten – sofern die Preise für die Rohstoffe so hoch bleiben wie zuletzt.

Immerhin kündigten die Firmen Umicore und Rhodia kürzlich ein gemeinsames Pionierprojekt an: In einer Umicore-Fabrik in Antwerpen werden künftig Metalle der Seltenen Erden gebrauchten Nickel-Metallhydrid-Batterien entzogen, um sie anschließend in einer Anlage von Rhodia in La Rochelle für die Wiederverwendung aufzubereiten. Außerdem will Rhodia ab 2012 die raren Substanzen aus Energiesparlampen recyclen. Im japanischen Kosaka schmilzt die Firma Dowa Holdings schon heute Elektrogeräte ein, um Gold und Indium zurückzugewinnen. Am Recycling von Metallen der Seltenen Erden wie Neodym wird dort noch getüftelt.

Im Prinzip hat das Recycling ein großes Potenzial. Das berichteten neulich Xiaoyue Du und Thomas Graedel, die an der Yale Universität forschen: In Produkten, die im Jahr 2007 weltweit in Benutzung waren, steckten etwa 440 000 Tonnen Metalloxide der Seltenen Erden, das Vierfache der jährlichen Abbaumenge. Recycling könnte einen wesentlichen Beitrag zur Produktion der Rohstoffe liefern, schreiben die Forscher im Fachjournal „Environmental Science & Technology“.

Auch der Ersatz der Spezialmaterie durch alternative Materialien ist denkbar, würde jedoch oft ein neues Produktdesign erfordern. Das wäre mit großem Aufwand verbunden und gilt nur als Notlösung. Wünschenswert wäre natürlich, wenn man neue Vorkommen Seltener Erden fände. Kürzlich berichteten japanische Forscher im Magazin „Nature Geoscience“, dass die gesuchten Rohstoffe auch in großen Mengen am Meeresgrund zu finden sind. Das hätten Bohrungen im Pazifik ergeben. Die Wissenschaftler mutmaßen, dass die Menge der Metalle, die auf einem Quadratkilometer Meeresboden gefördert werden könnte, ein Fünftel des jährlichen weltweiten Verbrauchs decken würde. Doch in naher Zukunft dürfte sich der Abbau laut Experten noch nicht lohnen. Denn die benötigten Techniken, wie zum Beispiel Tauchroboter, werden gerade erst entwickelt.

Der Bedarf nach den gefragten Elementen lässt sich daher zunächst wohl nur durch Erschließung von Vorkommen an Land und die Entwicklung von Recycling-Techniken decken.

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