Eine Frage & Antwort Katalog zu Rohstoffen

Erstellt im Namen der Fachgruppe Rohstoffe der Scientists for Future

Was ist der Beitrag des Bergbaus zum Klimawandel?

Der Anteil der weltweiten CO2-Emissionen im Bergbau liegt bei ca. 6–8 % inklusive des Abbaus von fossilen Brennstoffen (Umweltbundesamt). Dabei entfallen ca. 2 % auf den Abbau von Industriemineralen & Metallen. Sowohl die Emission durch die Aufbereitung z. B. von Nickel, als auch die Stromerzeugung durch Dieselgeneratoren oder Nutzung von Kohlestrom, sowie die Emissionen durch Fahrzeugflotten und Transport sind dabei die höchsten Faktoren.

Nur ca. 0,5–1 % der Fahrzeugflotten im Bergbau sind derzeit vollelektrisch (der Ingenieur). Erneuerbare Energien werden ebenfalls nur zu einem geringen Anteil in der Stromproduktion von Bergbaubetrieben genutzt.

Durch weltweite Temperaturanstiege und damit verbundene Versteppung von riesigen Landschaftsregionen wird Wasser immer knapper. Bergbau findet häufig in trockenen von Wassermangel betroffenen Gebieten statt, wie z. B. Chile, Australien, Zentralasien, Südafrika. Bergbau und Aufbereitung von Rohstoffen sind starke Wasserverbraucher und verstärken somit den Prozess des steigenden Wassermangels. Daher sind Konzepte zum geschlossenen Wasserkreislauf im Bergbau und der Aufbereitung dringend notwendig.

Der Umstieg auf erneuerbare Energien, geschlossene Produktionskreisläufe, Elektrifizierung der Transportketten und umweltschonendere Abbaumaßnahmen müssen zwingend vorangetrieben werden.

Welche Ressourcennachfrage wird durch Politiken erzeugt, die dem Klimawandel begegnen sollen (Energiewende, Verkehrswende, etc.)?

  • Welche Steigerungsraten sind anzunehmen?
  • Wieviel muss davon aus Primärproduktion kommen?
  • Welche Rohstoffe?
  • Welche Förderländer?

Das durchschnittliche Weltwirtschaftswachstum wird für 2022 mit ca. 4,9 % vorausgesagt und liegt somit leicht über dem durchschnittlichen Wachstum von 3 % über das letzte Jahrzehnt (STATISTA). Einhergehend damit ist der langanhaltende Trend der ständig steigenden Rohstoffverbräuche (DERA 2021). Die Energiewende, die Bewegung zur E-Mobilität, der Kohleausstieg bzw. die Haltung aller Regierung zur deutlichen Einschränkung der Energiegewinnung aus fossilen Brennstoffen (COP26) verändert den Bedarf an Rohstoffen deutlich. Die Steigerungsraten der Rohstoffverbräuche bewegen sich dabei stark über dem durchschnittlichen Weltwirtschaftswachstum.

Obwohl Recyclingquoten von Rohstoffen ebenso zunehmen werden (siehe auch 3 unten), steigt der Verbrauch von Primärrohstoffen aus dem Bergbau exponentiell an und übersteigt bei weitem die vorhersehbaren Recyclingquoten.

Der Rohstoffbedarf an Seltenen Erden (SEE) wird sich bis 2030 verzehnfachen (Fraunhofer ISI 2021), während die Verbräuche von Kupfer und Kobalt langsamer ansteigen und sich wahrscheinlich bis 2030 verdoppeln. Aluminium, Magnesium, Nickel, Tantal und viele andere strategische Elemente erfahren ebenfalls hohe Steigerungsraten (DERA 2021).

Die großen Rohstoffproduzenten der Welt bleiben auch weiterhin China und die führenden Industrieländer wie USA, Russland, Australien. Europa wird durch seine limitierte Bergbauproduktion auch weiterhin stark abhängig von Importen sein.

China nimmt als Raffinadeproduzent eine Dominanzstellung im Weltmarkt ein und bestimmt die Lieferketten mit oftmals mehr als 75 % Anteil (DERA 2021).

Die potenziellen Beschaffungsrisiken von strategischen Elementen steigen weiter an und Europa wird sich diesen Risiken schnell anpassen müssen.

Der Rebound-Effekt ist ein Phänomen, bei dem z. B. trotz besserer Energieeffizienz beim Auto, nun größere Autos bevorzugt und mehr Individualkilometer gefahren werden. Daraus entstehen höhere Rohstoffbedarfe (Umweltbundesamt 2021). Der Effekt lässt sich auf viele andere Industriezweige abbilden z. B. Stromverbräuche in Industrie und Privathaushalten.

Quellen

STATISTA – https://de.statista.com/statistik/daten/studie/197039/umfrage/veraenderung-des-weltweiten-bruttoinlandsprodukts/

DERA Rohstoff-Trend Q4/2021 – https://www.deutsche-rohstoffagentur.de/DE/Gemeinsames/Produkte/Downloads/Rohstoff-Trends/rohstoff-trends_04-21.pdf

Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien https://www.isi.fraunhofer.de/de/competence-center/nachhaltigkeit-infrastruktursysteme/projekte/rohstoffbedarf.html#3

DERA – Deutsche Rohstoffagentur in der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (2021): DERA Rohstoffliste 2021. – DERA Rohstoffinformationen 49: 108 Seiten; – Berlin. 

Der Ingenieur – https://www.ingenieur.de/karriere/arbeitsleben/alltag/klimastrategie-was-jeder-ceo-im-bergbau-wissen-sollte/

Umweltbundesamt – https://www.umweltbundesamt.de/themen/abfall-ressourcen/oekonomische-rechtliche-aspekte-der/rebound-effekte

Klimafakten.de – https://www.klimafakten.de/sites/default/files/KLI_IPCC_Bergbau_und_Grundstoffindustrien.pdf

Wie wirkt der Klimawandel auf den Bergbau?

Die Wirkungen des Klimawandels auf den Bergbau sind mit dem KlimRess-Projekt des Umweltbundesamtes (UBA 2019) gut analysiert und dokumentiert worden. Die wesentlichen Einflussfaktoren sind:

Einerseits Extremwetterereignisse, und zwar das vermehrte Auftreten von Hitzewellen, Dürreperioden, Waldbränden, Hochwasserereignissen und Überschwemmungen durch Starkregen, Erosion bzw. Erdrutsche, starkem Wind.

Andererseits langsame Veränderungen, insbesondere der Anstieg von mittlerer Temperatur, geändertes Niederschlagsregime (Menge und Verteilung), Erwärmung des Meeres, Auftauen des Permafrosts, Meeresspiegelanstieg.

Eine Kombination oder Abfolge von Extremereignissen erhöht die Risiken der Umweltauswirkungen von Bergbau- und Aufbereitungsbetrieben.

Diese Einflüsse haben Auswirkungen auf unterschiedliche Bereiche der bergbaulichen Gewinnung und Wertschöpfungskette, so etwa auf

  1. die Störung der Bergwerksinfrastruktur und des Betriebs,
  2. einen veränderten Zugang zu Lieferketten und Verteilungswegen,
  3. als Herausforderungen für Arbeitssicherheit und Gesundheit,
  4. als Herausforderungen für Umweltmanagement und Schadensbegrenzung,
  5. als Auslöser für mehr Konfliktpotenzial bei den Beziehungen zu den Gemeinden oder
  6. hinsichtlich von Exploration und zukünftigem Wachstum (BSR 2009).

In aller Regel sind die Auswirkungen des Klimawandels auf den Bergbau negativ. Einige wenige Fälle zeigen potenziell positive Auswirkungen des Klimawandels in Bezug auf den Produktionsprozess oder die Lieferkette. Lieferrouten in arktischen Regionen können sich im Falle des Abschmelzens des Meereises für die Schifffahrt verändern (Kanada). Die Gewinnung von Salzen durch Evaporation von Solen (z. B. Lithium) kann von steigenden Temperaturen, bzw. von Trockenheit profitieren, jedoch nur so lange, wie noch genügend (Süß-)Wasser für nötige Prozessschritte zur Verfügung steht.

Kleinbergbau ist für diejenigen Menschen ein wirtschaftlicher Rettungsanker, die aufgrund des Klimawandels die Grundlagen ihrer traditionellen Lebensweise (Land- und Viehwirtschaft) eingebüßt haben.

Neuer Bergbau als Folge von Klimawandel: Gold ASM in der Wüste Gobi in der Mongolei: Zwischen 1999 und 2002 haben die traditionellen Hirten in den Dzuds 11 Mio. Stück Nutzvieh verloren: 100.000 Familien verloren dadurch ihre Lebensgrundlage. Die Hälfte der Hirten ist in den Goldbergbau gegangen und konnte so ihre traditionelle nomadische Lebensweise erhalten. Nun jedoch gibt es Konflikte mit Vieh-Nomaden um die Verschmutzung der Brunnen durch Bergbauabwässer (Priester 2021).

Zu den problematischen Auswirkungen zählen folgende:

Geringere Wasserverfügbarkeit, Dürren und Hitze führen zu Konkurrenz um die Ressource Wasser (samt Konflikten mit lokaler Bevölkerung oder negativen Auswirkungen auf Biodiversität). Eine verringerte Wasserverfügbarkeit für Abbau und Aufbereitung kann sich auf die Produktion auswirken (Einschränkungen oder Unterbrechungen). Dürre und Hitze führen zu einer Aufkonzentration von Schadstoffen aus Sauerwässern und Hilfsstoffen oder werden als Hitzewellen problematisch für die Bergarbeiter.

Extreme Niederschlagsereignisse führen zu Überflutungen der Anlagen (und damit Produktionsunterbrechungen, Risiken für Bergarbeiter, Gefahr der Auswaschung von Schadstoffen, Gefährdung von Absatzbecken und Halden, beschädigten Transportrouten an Land und damit einer Unterbrechung der Versorgung des Bergbaustandortes sowie der Auslieferung von Bergbauprodukten.

Ein Beispiel ist der Fall Brumadinho: Der bereits stillgelegte Schlammteich der Eisengrube Mina Córrego do Feijão der brasilianischen Bergbaugesellschaft Vale brach nach Starkregenfällen am 25. Januar 2019: 11,7 Millionen m3 Schlamm, 259 Tote, Fluss- und Ökosystem des Rio Paraopeba zerstört, ca. 6 Mrd. € Entschädigungszahlung musten geleistet werden (mining.com 2021).

Wirbelstürme und Sturmfluten entwickeln zunehmend stärkere zerstörende Kraft (Wind, Überflutung). Projektionen zeigen, dass nicht die Häufigkeit, aber die Intensität der Ereignisse steigt. Sie führen zu überfluteten Tagebauen und Hafenanlagen.

Meeresspiegelanstieg ist als Problem eher langfristig bergbauwirksam (die fernere Zukunft; 2100). Auswirkungen auf Häfen, z. B. durch die Verstärkung von Flutwellen werden wahrscheinlicher.

Veränderung des Temperatur- und Niederschlagsregimes, inkl. Veränderungen in der Grundwasserneubildung führen zu Schwierigkeiten bei der Renaturierung und haben Auswirkungen auf Permafrost und Meereis. Letzteres wirkt sich auf die Destabilisierung von Infrastruktur und Tailing-Anlagen bzw. auf potentielle neue Seerouten (jedoch auch auf Gebiete von indigener Bevölkerung) aus.

Ein Beispiel ist die Renaturierung der mitteldeutschen Braunkohle: die Folgekosten in Milliardenhöhe für Renaturierung und das Befüllen der Tagebaurestlöcher mit Wasser sind durch den Klimawandel weiter gestiegen und nun wohl durch die Allgemeinheit zu tragen (correctiv 2020).

Grundsätzlich sind die Auswirkungen des Klimawandels auf den Bergbau standort- und technologieabhängig: Tagebau ist vulnerabler als Tiefbau, Bergbau in Gegenden mit hohem Wasserstress (z. B. in Wüstengebieten) oder in Gegenden mit bereits häufigen extremen Wettererscheinungen oder in extremen Klimaten (z. B. Arktis) ist besonders stark durch Klimawandelfolgen bedroht. Für Bergbau in Gegenden mit bereits bestehenden Konfliktlagen mit lokaler Bevölkerung oder Gewinnung in Ländern mit schlechter Governancequalität, insbesondere in den Bereichen Rohstoffwirtschaft und Umweltschutz, stellt der Klimawandel eine bedeutende zusätzliche Herausforderung dar.

Nach den Analysen des KlimRess-Projektes ist die Klimavulnerabilität auch rohstoffabhängig. Gemäß einem Ranking ausgewählter Rohstoffe nach Klimawandel-Vulnerabilität ist diese gering etwa für Platinmetalle oder Lithium, mittel für Rohstoffe wie Eisen, Kokskohle oder Wolfram, hoch jedoch für Zinn, Bauxit, Kupfer oder Nickel (UBA 2019).

Quellen

Was kann der Bergbau tun, um die Risiken durch den Klimawandel zu vermindern?

Der Klimawandel stellt den Bergbau vor zwei bedeutende Herausforderungen, nämlich einmal seinen eigenen Beitrag am Klimawandel zu vermindern, sowie sich gegen die Folgen des Klimawandels für den eigenen Betrieb abzusichern. Dieser letztgenannte Aspekt verfolgt im Wesentlichen drei Ziele, und zwar: die Verbesserung der Risikovorsorge, die Verhinderung von Produktionsausfällen und die Vermeidung von klimawandelinduzierten Konflikten (Priester 2021).

Dazu steht den Betrieben eine Vielzahl unterschiedlicher Maßnahmen zur Verfügung:

Der geänderten Wasserverfügbarkeit durch Dürren oder geänderte Niederschlagsregime können die Betriebe durch geschlossene Wasserkreisläufe, eine optimale Nutzung vorhandener Wasserressourcen, sowie durch die Erschließung neuer Wasserressourcen begegnen (UBA 2019).

Praktische Beispiele sind etwa die Abdeckung von Schlammteichen mit reflektierenden Pontons zur Verminderung der Verdunstung (Priester 2021), der Einsatz von Fest-Flüssig Trennung durch Zentrifugen mit Wasserrückgewinnung anstatt Verbringung von Trüben auf Schlammteiche (was die Rückführung des Prozesswassers erlaubt bei gleichzeitiger erhöhter Standsicherheit der Feststoffhalden gegenüber der Schlammteiche)(Priester, Vasquez 2016) oder etwa die Meerwasserentsalzung für Prozesswasser (besonders im Kupferbergbau in den ariden Regionen Chiles mittlerweile häufig praktiziert) (Priester 2021).

Die Konflikte um den Zugang zu lokalen Ressourcen wie Wasser, Land, Infrastruktur etc., die sich durch den Klimawandel tendenziell verstärken, erfordern eine stärkere Einbeziehung lokaler Kommunen in die Entscheidungs- und Versorgungsprozesse. Gemeinsam mit den betroffenen Gemeinden sollte auch die Entwicklung von Anpassungsstrategien angegangen werden (BSR 2009 und ICMM 2019).

Starkregenereignisse sind durch den Bau von Drainagen und Hochwasserentlastungs-bauwerken zu begegnen. Eine stärkere Absicherung von Böschungen beugt Böschungsrutschungen und Erosion vor.

Die Folgen von Unterbrechungen von Verkehrswegen, z. B. durch Überflutungen, Schlammlawinen (wie etwa den huaycos in Peru und Chile) sollten durch eine Anpassung der Material- und Produktlogistik auf Risiken mit der Verfügbarkeit der Transportinfrastruktur gemindert werden, d. h. eine erweiterte Lagerhaltung von Betriebs- und Hilfsstoffen, sowie die Lagerung von Produkten nicht nur auf der Grube, sondern auch am Hafen.

Auch die Rekultivierung von Bergbauflächen ist betroffen. Hierfür sind klimawandelbedingt trockenresistentere Pflanzen zu wählen, sowie ein höherer Aufwand für das Bewässern der Vegetation in der juvenilen Phase vorzusehen (u. a. Erfahrungen der Grube Meggen).

Anzumerken sei allerdings, dass diese Vorsorgemaßnahmen teilweise nur mit zusätzlichem Energieeinsatz erkauft werden können (z. B. die oben dargestellte Fest-Flüssig-Trennung oder die Meerwasserentsalzung und Pumpen zur Betriebsstätte) und damit negative Auswirkungen auf die Energie- und damit Klimabilanz der Betriebe nach sich ziehen (Reboundeffekt).

Daraus ergibt sich für die unterschiedlichen Akteure ein neuer Handlungsbedarf (Rüttinger und Sharma, 2016; UBA 2019, BSR 2009 und ICMM 2019, RMF 2021).

Dies erfordert nicht nur für Bergbauunternehmen auch eine Anpassung der Managementinstrumente an den Klimawandel:

  • Die Anpassung an den Klimawandel sollte ein zentraler Bestandteil der Richtlinien, Verfahren und Strategien von Bergbauunternehmen und den zuständigen nationalen Umweltbehörden sein. Dazu gehört auch die Entwicklung bzw. Anpassung der Notfallpläne an Risiken aus dem Klimawandel
  • Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Beziehungen zu den lokalen Gemeinden und die Rehabilitierung von Bergbauflächen müssen bei Gestaltung und Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen berücksichtigt werden.

Auch Bergbaualtlasten stellen im Zusammenhang mit dem Klimawandel eine besondere Herausforderung dar:

  • Angesichts der potenziell katastrophalen Folgen von Dammbrüchen großer Altschlammteiche erfordern diese besondere Überwachungs- und Sicherungsmaßnahmen.
  • Aufgrund erheblicher Auswirkungen des Klimawandels auf stillgelegte Grubenstandorte müssen auch für diese geeignete Anpassungsinitiativen entwickelt werden.

Der Kleinbergbau im handwerklichen Maßstab (Artisanal Smallscale Mining – ASM) ist ebenfalls betroffen und erfordert neue Instrumente zum Umgang mit den Auswirkungen des Klimawandels:

  • Die Auswirkungen des Klimawandels auf den ASM-Sektor müssen besser verstanden werden, um geeignete Anpassungsmaßnahmen zur Unterstützung dieses Sektors entwickeln zu können.

Schließlich spielen Investoren und Kreditinstitute eine bedeutende Rolle:

  • Die potenziellen Auswirkungen des Klimawandels auf Bergbau und Aufbereitung sollten Teil des Risikobewertungsprozesses für Investitions- und Anlageentscheidungen sein. Das trifft sowohl auf direkte Investitionen in Bergbauprojekte zu wie auch auf ETF´s und Fonds mit Rohstoffbeteiligungen.

Quellen

Weiterführende Literatur:

Was kann der Bergbau tun, um den eigenen Beitrag zum Klimawandel zu minimieren?

Der Bergbau trägt aktuell etwa 7 % des künstlichen CO2-Eintrags in die Atmosphäre bei. Deshalb sollte es dem modernen Bergbau gelingen, diesen Beitrag zu senken. Ziele sind dabei die Dekarbonisierung, die Verminderung des Beitrags des Bergbaus zum Klimawandel und die Steigerung der Effizienz der Gewinnung.

Die Aufgaben sind gewaltig, denn wesentliche Trends stehen dem entgegen. Solche mit Auswirkung auf Energieeinsatz und Klimawirkung sind: der zunehmende Trend zu tagebaulicher Gewinnung, die sinkenden Erzgehalte im Abbau, die zunehmende Gewinnung in kaum infrastrukturell erschlossenen Regionen und in Entwicklungsländern, sowie die Nachfrageentwicklung insbesondere für Technologiemetalle (Priester 2021).

Dennoch existieren Methoden, den Klimabeitrag des Bergbaus zu reduzieren:

Wesentlich ist der Umstieg auf CO2-freie Energieversorgung durch den Aufbau bzw. die Verwendung alternativer Energiequellen; Z. B. Solar, Wind, Wasserkraft (BSR 2009, ICMM 2019, McKinsey 2020).

  • Praktische Beispiele sind der Verzicht auf Energiegewinnung durch Dieselgeneratoren mittels Anschluss ans zentrale Stromnetz. Dies ist insbesondere in den Ländern günstig, in denen der Anteil erneuerbarer Energien im nationalen Netz, z. B. in Peru durch starke Wasserkraftnutzung (jahreszeiten- und klimaabhängig 45–55 %), besonders hoch ist. Ein Beispiel ist Sotrami in Peru, wo mit der Installation von Hochspannungsleitungen und Ersatz der Dieselgeneration die Klimagasemission um 62 % gesenkt werden konnte (Priester, Vasquez 2017).

Des Weiteren wirkt sich die Steigerung der Energieeffizienz in der Mine positiv auf die Klimabilanz aus, z. B. durch Verminderung von Druckluftverlusten, Optimierung von Sprengschemen, Steigerung des Wertstoffausbringens in der Aufbereitung, etc. (Priester, Vasquez 2016).

Der Schutz und die Wiederherstellung der Senkenfunktion der Landschaft für CO2 und NO2 (Verzicht auf Rodungen, Renaturierung/Rekultivierung) sind weitere Elemente klimasensiblen Handelns (UBA 2019, ICMM 2019).

Die Erhöhung des Roherzgehalts durch selektive Gewinnung und eine Vermeidung von Erzverdünnung wirkt sich extrem auf die Energieeffizienz aus, da etwa 50 % des Energieeinsatzes in der Gewinnung in der Zerkleinerung anfallen (Norgate und USDOE, sowie Priester und Vasquez 2017).

Quellen

Weiterführende Literatur:

Wie sieht es mit Einsparpotenzialen durch Recycling aus? Welche Hürden bestehen, um Recyclingquoten zu steigern?

Den wenigsten Menschen ist bewusst, wie viele Rohstoffe sie im täglichen Leben gebrauchen. Der Bundesverband Mineralische Rohstoffe (MIRO) hat zu diesem Thema einen Kurzfilm mit dem Titel: „1 Kilo Steine pro Stunde“ erstellt (BV Miro 2018). Von der Straße, dem Haus über das Auto, dem Geschirr in der Küche zum Smartphone, überall begegnen einem ständig Dinge, die es ohne Rohstoffe nicht gäbe. Viele dieser Rohstoffe werden nicht in Deutschland, sondern im Ausland abgebaut. Die Umweltauswirkungen des Abbaus und der Weiterverarbeitung sind also hier für uns nicht sichtbar. Der Transport dieser Rohstoffe und Produkte sorgt aber für einen CO2-Ausstoß.

Der Rohstoff Naturwerkstein (beispielsweise genutzt für Küchenarbeitsplatten, Grabsteine, Hausfassaden oder als Bodenbelag) wird häufig aus fernen Ländern importiert. Durch lange Transportwege verschlechtert sich seine Ökobilanz. Für den Transport von einer Tonne Gesteinsmaterial aus China werden so insgesamt 265 kg CO2 emittiert. Bei Verwendung heimischer Naturwerksteine würde sich diese Menge auf 1/60 reduzieren (Deutscher Naturwerksteinverband 2010).

Quellen

Recyclingquoten

Blei

Da Altbatterien an Sammelstellen zurückgenommen und dem Recycling zugeführt werden, hat Blei weltweit eine sehr hohe Recyclingrate. Sie liegt in Europa und den USA bei etwa 99 %. Neue Bleiakkumulatoren werden zu 60–80 % aus recyceltem Blei und Polypropylen (PP) hergestellt (ILA 2021; Umweltwirtschaft 2021).

Aluminium

Aluminium wird aus Bauxit gewonnen. Für die aufwendige Herstellung des Metalls (primäres Aluminium) wird eine große Menge Strom benötigt, bei der Verwendung von recyceltem Aluminium reduziert sich die Menge der eingesetzten Energie um ein Vielfaches. Damit lässt sich bei der Herstellung bis zu 95 % der Energie sparen. Für die Erzeugung einer Tonne Primäraluminium sind rund 13,5 MWh Strom nötig. (WV-Metalle 2021; Novelis 2021; DERA 2019). In Deutschland gibt es vier Aluminiumhütten, drei davon gehören der Firma Trimet Aluminium SE. Ihr jährlicher Strombedarf beträgt bei Vollauslastung 6 TWh, das entspricht 6 Mrd. KWh. Mittels flexibler An- und Abschaltungen tragen die Elektrolysestandorte in Deutschland deutlich zur Stabilisierung und Absicherung der Stromnetze bei und gleichen Lastspitzen von unvorhergesehenen Ereignissen und wetterbedingte Schwankungen der Stromproduktion aus. Die Energiewende führt voraussichtlich zu einem Zusatzbedarf an Aluminium für den Bau von Hochspannungsleitungen, Windkraftanlagen und Photovoltaikmodulen (Trimet 2021).

Aluminiumverpackungen werden häufig dem Materialkreislauf wieder zugeführt und haben in Deutschland eine Recyclingquote von 93,2 % (Recyclingmagazin 2021). Die Aluminium-Getränkedose ist die am häufigsten recycelte Getränkeverpackung der Welt. Novelis führt als weltweit größtes Recyclingunternehmen für Aluminium und Hersteller von flachgewalzten Aluminiumprodukten jährlich mehr als 74 Mrd. Dosen innerhalb von nur 60 Tagen wieder der Kreislaufwirtschaft zu (Novelis). Für Aluminium-Getränkedosen ergibt sich in Deutschland nach einer Studie von der Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung (GVM) im Auftrag von DAVR GmbH, Forum Getränkedose GbR und der ThyssenKrupp Rasselstein GmbH auch dank des Pfandsystems sogar eine Recyclingquote von 99,3 % (GV-Online 2021).

Weißblech

Verpackungsstahl-Behälter aus Metall werden „verzinnt“. Dieses sogenannte „Weißblech“ wird als Dose für Lebensmittel, Tiernahrung und Getränke, als Verschlüsse von Konservengläsern oder Kronkorken, als Sprühbehälter für Aerosole oder in Form von Verpackungen für chemisch­technische Produkte verwendet. Dieser Verpackungsmüll wird in Deutschland über den gelben Sack oder die gelbe Tonne entsorgt und dem Recycling wieder zugeführt, dies führt dazu, dass Weißblech mit 91 % hierzulande eine sehr hohe Recyclingrate erreicht. Es lässt sich leicht wiederverwerten (Weissblech kommt weiter 2021; Thyssenkrupp-steel 2021).

Weitere Rohstoffe

Auch bei anderen Rohstoffen sollten solch gute Recyclingquoten erreicht werden, daher ist es wichtig, dass jeder Müll richtig getrennt wird, damit er der Kreislaufwirtschaft wieder zugeführt werden kann. Je mehr Rohstoffe recycelt werden, desto weniger primäre Rohstoffe müssen abgebaut werden, beispielsweise in Tagebauen. Außerdem wird dadurch Wasser und Energie eingespart. Für die Industrie sollte daher selbstverständlich sein, Produkte und Verpackungen zu produzieren, die man einfach recyceln kann. Dazu muss man zuerst wissen, aus was sie bestehen, damit man sie richtig entsorgen kann. Es sollte also überall draufstehen, in welche Tonne die Verpackung gehört. Zweitens müssen die Komponenten leicht getrennt werden können, also sollten verschiedene Materialien möglichst nicht verklebt sein. Ein Beispiel dafür sind die Rotorblätter von Windkraftanlagen. Sie bestehen aus glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) und kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK). Hierfür gibt es derzeit noch keine Recyclingmöglichkeit (in4climate 2021).

Weiterhin ist es notwendig, dass Reststoffe und Beiprodukte, die bei der Herstellung eines Produkts in Firma A anfallen, in der Firma B für eine andere Anwendung zum Einsatz kommen, sodass sie weiterverwendet und nicht entsorgt und deponiert werden müssen.

Wichtig zu wissen ist, dass bei einigen Produkten derzeit nicht wirtschaftlich ist, ein Element aus dem Schrott zurückzugewinnen, weil der Gehalt dieses Elements in dem Produkt sehr gering ist und zum Teil noch unterhalb der Gewinnungsgrenze einer primären Lagerstätte liegen. Beispielsweise kann dieser Umstand bei alten LED-Lampen beobachtet werden (Ritthoff 2021): die Gehalte einiger Elemente, die zu den kritischen Rohstoffen gehören und zwingend für dieses Produkt benötigt werden, liegen zum Teil deutlich unterhalb ihrer Clarke-Werte (das ist der mittlere Anteil dieses Elements an der Erdkruste).

Der Aufwand des Recyclings ist oft hoch, der Schrott muss zerlegt, sortiert und das Material identifiziert werden. Dies lohnt sich nur, wenn es große Mengen einheitlichen Materials betrifft, das immer in etwa die gleiche Zusammensetzung aufweist. Nicht immer kann der sekundäre Rohstoff wieder in die gleichen Produkte umgewandelt werden (wie beim Behälterglas), oft ist nur eine qualitativ schlechtere Nutzung möglich. Einige Werkstoffe sind nicht recycelbar, wie Keramik oder Verbundwerkstoffe (Ritthoff 2021). Für manche Elemente gibt es auch noch keine passende Technologie, um sie zu recyceln, dementsprechend niedrig (<1 %) ist ihre Recyclingrate. Dies betrifft vor allem „Spezial- und Sondermetalle“, wie Selten-Erd-Elemente, Tantal, Hafnium, Thallium, Yttrium, Scandium, Osmium, Tellur, Gadolinium, Gallium aber auch Vanadium, Barium, Bismut, Germanium, Indium, Strontium, Zirconium, Selen, Beryllium, Bor und Lithium (UNEP 2011).

Des Weiteren ist zu beachten, dass einige Rohstoffe, beispielsweise im Straßen- oder Gebäudebau, erst nach vielen Jahrzehnten dem Recycling wieder zugeführt werden können, da sie in der Zwischenzeit bestimmungsgemäß benutzt werden. Und wie viele alte Handys und andere Elektrogeräte schlummern noch in euren Schubladen, Dachböden und Kellern, die seit Jahren darauf warten, (nach dem Löschen eurer Daten) von euch zum Wertstoffhof gebracht zu werden…?

Quellen

Graphit

Für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien wird Graphit als Anodenmaterial benötigt. Mehr als 80 % des Anodenmaterials kommt aus China, das bedeutet, wir sind von China abhängig sind und bei einem Exportstopp kommt es zu Lieferengpässen (vergleichbar mit dem derzeitigen Chipmangel). Natürlicher Flockengraphit kommt in China, Brasilien, Madagaskar und Norwegen vor, aber auch in Deutschland. Trotzdem wird derzeit fast der gesamte Anodengraphit in China hergestellt. Bei der Herstellung (chemische und thermische Aufbereitung des gewonnenen Graphitmaterials) bedarf es großer Mengen an Energie, denn es werden dabei sehr hohe Temperaturen benötigt. Darüber hinaus erfolgt die Reinigung und Erhöhung des Kohlenstoffgehalts unter Benutzung von giftigen Flüssigkeiten (zweistufige Säurebehandlung: heiße Flusssäure zum Reinigen des Graphits, Zwischenneutralisieren, heiße Säuremischung, Neutralisation). Der Graphit wird anschließend mit Pech beschichtet und bei Temperaturen von 1300 °C karbonisiert und final weiterbearbeitet. Synthetischer Graphit wird durch Verkoken kohlenstoffhaltiger Materialien produziert. Dazu eignen sich zum Beispiel Braunkohle, Steinkohle, Erdöl und Peche. Es entstehen graphitierbare Kohlenstoffe, die bei sehr hohen Temperaturen noch graphitiert werden müssen, um zu Graphit zu werden. Natürlicher Graphit hat einen besseren CO2-Fußabdruck als synthetisch hergestellter Graphit. Es werden derzeit ca. zwei Drittel synthetischer und ein Drittel natürlicher Graphit für die Anoden verwendet, durch Peis und besserer Ökobilanz wird der Anteil von Naturgraphit aber wahrscheinlich steigen (Frey 2021, Roschger 2021).

Quellen
  • Christoph Frey, Pro Graphite GmbH, Vortrag „Naturgraphit für Lithium-Ionen-Batterien“ am 25.11.2021 beim DERA Industrieworkshop Graphit.
  • Dr. Peter Roschger, SGL Carbon, Vortrag „Synthetic Graphite Anode Materials“ am 25.11.2021 beim DERA Industrieworkshop Graphit.

Weiterführende Literatur:

Kontakt:

EurGeol Christian Masurenko, Koordinator FG Rohstoffe

E-Mail:

Autoren:innen:

M. Sc.Corinna Eicke

Dr. Michael Priester

EurGeol Dipl. Geol. Christian Masurenko

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Scientists For Future (S4F) ist ein überparteilicher und überinstitutioneller Zusammenschluss von Wissenschaftler:innen, die sich für eine nachhaltige Zukunft engagieren. Scientists for Future bringt als Graswurzelbewegung den aktuellen Stand der Wissenschaft in wissenschaftlich fundierter und verständlicher Form aktiv in die gesellschaftliche Debatte um Nachhaltigkeit und Zukunftssicherung ein. Mehr Informationen unter: https://de.scientists4future.org/




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