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Seltene Metalle

Recycling gegen Rohstofflücke

Den Erneuerbaren Energien droht ein Engpass bei wichtigen Hightech-Metallen. Recycling könnte helfen, doch bisher landen die wertvollen Rohstoffe oft auf dem Müll.

Recycling gegen Rohstofflücke Recycling gegen Rohstofflücke
Denny Rosenthal, energlobe.de

Derzeit sind Hightech-Metalle für Windräder, Elektroautos und Co. knapp und teuer, und auch die Zukunft sieht düster aus. Recycling soll helfen, doch in Deutschland steckt das Wiederaufbereiten noch in den Kinderschuhen.

Das Thema Rohstoffsicherung ist in der Europäischen Union (EU) dieser Tage ein heikles Thema. Während China sich international in Rohstoffunternehmen einkauft, scheint das ressourcenarme Europa zurückzufallen. Das dürften bald auch die Hersteller Erneuerbarer Energien hierzulande zu spüren bekommen: Mit immer schärferen Ausfuhrbeschränkungen verteuert die Volksrepublik zunehmend Hightech-Metalle, sogenannte Seltene Erden, die zum Beispiel für Elektromobile unabdingbar sind. Weltweit stammen 97 Prozent dieser begehrten Materialien aus China.

Auch vor diesem Hintergrund sehen selbst hochrangige Beamte aus Brüsseler Kreisen den Kampf um Rohstoffe für die EU schon verloren. Was den Europäern bleibe, sei das Recycling, heißt es hinter vorgehaltener Hand.

Recycling für rare Hightech-Metalle in den Kinderschuhen

Im arbeitgebernahen Institut der Deutschen Wirtschaft in Köln (IW) sieht man das anders. Der Energieexperte des Hauses, Hubertus Bardt, schätzt die Lage weniger dramatisch ein. „Verloren haben wir den Wettlauf um Rohstoffe noch nicht, aber wir sind etwas spät dran“, sagt der Wissenschaftler im Gespräch mit energlobe.de. Er hat unlängst eine Studie zur Recyclingwirtschaft für den Bundesverband der Deutschen Entsorgungs-, Wasser- und Rohstoffwirtschaft (BDE) erstellt. In der Wiederaufbereitung sieht der Forscher zwar nicht die Lösung des Ressourcen-Problems. Ihre Potenziale seien aber noch lange nicht ausgeschöpft.

Gerade für diejenigen Metalle, die den Herstellern Erneuerbarer Energien derzeit Sorge bereiten, steckt das Recycling noch in den Kinderschuhen: Die Rede ist von Seltenen Erden, die China als quasi-monopolistischer Lieferant mit immer neuen Exportkürzungen rapide verteuert. Zu dieser Rohstoffgruppe gehört zum Beispiel Praseodym, das in Generatoren von Windrädern steckt. Lanthan braucht man für Batterien von Hybrid- oder Elektroautos und Neodym für Elektromotoren. Sind die Produkte erst einmal ausrangiert, landen die begehrten Sondermetalle in der Regel auch auf dem Müll.

Wiederaufbereiten teuer und schwierig

Bisher war es für Unternehmen eher uninteressant, die Hightech-Metalle wiederaufzubereiten, weil es sich nicht rechnete. „Seltene Erden sind häufig stark mit anderen Stoffen vermischt – das macht das Recycling schwierig und teuer“, erklärt Bardt vom IW. Außerdem stecken meist nur winzige Mengen der Metalle in fertigen Produkten.

Auch der große deutsche Metall-Recycler Aurubis bereitet Seltene Erden noch nicht wieder auf. Bisher sei das für die Branche nicht wirtschaftlich, heißt es von Seiten des auf Kupfer spezialisierten Hamburger Unternehmens. Das Thema ist Sache der Forschungsabteilung.

Der Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung (BVSE) bestätigt die Einschätzung von Aurubis. Das Wiederverwerten einiger Seltener Erden beginne sich erst jetzt zu entwickeln. Elektroschrott-Experte Andreas Habel vom BVSE erklärt, der Marktdruck belohne aufwendige Verfahren derzeit nicht. „Solange die Rohstoffpreise nicht explodieren, haben langfristige Recyclingstrategien keine Chance“, so Habel.

Preisexplosion könnte bevorstehen

Eine Preisexplosion könnte aber bevorstehen: Der Versorgungsengpass bei Seltenen Erden, unter dem Zukunftstechnologien wie die Regenerativen leiden, dürfte sich nach Einschätzung von Experten erst in einigen Jahren durch neue Minen in Ländern wie Australien und den USA beheben lassen. Wenn die Kosten für die begehrten Rohstoffe bis dahin nicht in die Höhe schießen, wird das wohl im Jahr 2030 eintreten – vorausgesetzt der Boom der Zukunftstechnologien hält an: Dann würde der Bedarf nach begehrten Hightech-Metallen wie Seltenen Erden das Angebot übersteigen. Es droht eine Rohstofflücke. Das ergaben vergangenes Jahr Berechnungen des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung (ISI) und des Berliner Instituts für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (IZT) im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums.

Eine kleine Firma aus Sachsen richtet sich schon jetzt auf eine zukünftige Rohstofflücke ein: Loser Chemie aus Sachsen arbeitet an dem vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Projekt „Life-Cycle-Strategien und Recycling Seltener Metalle mit Strategischer Bedeutung“. Dazu will das Unternehmen unter anderem Seltene Erden aus dem Leuchtpulver von Energiesparlampen gewinnen. Der kreative Kopf der Firma ist der Chemiker Wolfram Palitzsch. „Ich konnte gar nicht fassen, dass man bei Energiesparlampen alles recycelt, aber für den Leuchtstoff keine Verwertungswege hat“, sagt Palitzsch.

Loser Chemie arbeitet an Recycling-Netzwerk für Seltene Erden

Das Vorhaben ist nicht einfach. Das zeigt schon die Suche nach Forschungspartnern. Nach Palitzschs Erfahrung kennt sich in Europa kaum jemand mit dem Thema aus. „Ich habe bisher nur eine Diplomandin in Deutschland und eine Wissenschaftlerin in Bulgarien gefunden, die sich aktuell damit beschäftigen“, berichtet er.

Da das Leuchtpulver für die Forschung irgendwo herkommen muss, baut Palitzsch gerade über die vom BMBF geförderte Innovationsinitiative ein gemeinsames Recycling-Netzwerk auf: Er braucht Lieferanten, die Abfälle mit Spuren von Seltenen Erden zur Verfügung stellen. Zudem sucht er Firmen, die die wiederaufbereiteten Produkte verwerten. „Man kann der Rohstoffklemme bei seltenen Metallen mit Recycling entgegenwirken, aber nur, wenn man zusammenarbeitet“, so Palitzsch.

Recycling von Dünnschicht-Solarzellen bereits patentiert

Das Projekt wird sich rechnen, da ist sich Palitzsch sicher: Schließlich sieht es beim Recycling von Dünnschicht-Solarzellen bereits so aus, als ob es sich lohnt. In den Solarmodulen steckt eine kleine Menge seltener Metalle: Dazu gehören Gallium und Indium, die auf der aktuellen EU-Liste kritischer Rohstoffe stehen. Allein der Bedarf an Indium für Hightechprodukte wird 2030 mit 1.911 Tonnen achtmal höher sein als noch im Jahr 2006.

Seit drei Jahren hat Loser Chemie patentierte Wiederaufbereitungs-Lösungen für diesen Photovoltaikschrott. Die Firma trennt das Glas der Module vom Kunststoff und löst dann in einem chemischen Prozess die winzigen Mengen von wertvollen Hightech-Metallen ab. „So lassen sich fast 100 Prozent der verwendeten Materialien einer sinnvollen Verwertung zuführen“, erläutert Palitzsch. Bei allen Arten von nicht auf Silizium basierenden Dünnschicht-Photovoltaiksystemen sei das mit einem universellen Verfahren möglich.

Ganzheitlicher Ansatz soll Kostenproblem lösen

Und die Kosten? Das Problem will Loser Chemie mit einem ganzheitlichen Ansatz lösen: „Wir wollen  nicht nur Gallium und Indium einer Verwertung zuführen, sondern es geht um die Gesamtabfallmenge “, erklärt der Chemiker. Beim Recyceln entstehe vor allem Glas, etwas Kunststoff und ein Metallsalzkonzentrat, in dem auch Gallium und Indium stecken. Die seltenen Metalle sieht der Chemiker dabei eher als Zubrot. „Wenn wir das Glas gut verkaufen  könnten, würde das schon einen erheblichen Teil unserer Kosten decken.“ Mitte November will Loser Chemie die ersten 25 Tonnen aus Solarzellen recyceltem Glas verkaufen, die restlichen Materialien werden vorerst noch gesammelt.

Palitzsch rechnet damit, dass die steigenden Preise das Recycling Seltener Erden und anderer begehrter Metalle nun befördern werden. Er hofft, dass sein kleines, innovatives Unternehmen nicht das Nachsehen hat, wenn große Firmen auf den Zug aufspringen. Doch Palitzsch hat einen Vorteil: Er und der Firmeninhaber Ulrich Loser glauben an ihre Idee von Recycling und Nachhaltigkeit. Sie sind sich einig: „Es kann nicht sein, dass wir etwas herstellen, ohne durch Recycling den Kreislauf zu schließen – wir sind schließlich eine moderne Gesellschaft.“

Die Erneuerbare-Energien-Branche dürfte langfristig davon profitieren. Gelingt das Projekt, würde die EU im Wettlauf um Rohstoffe einen weiteren Schritt Richtung Versorgungssicherheit machen.

Weitere Informationen:

Financial Times Deutschland: „Mit Recycling aus der Rohstoffklemme“, www.ftd.de

Studie zum Rohstoffbedarf für Zukunftstechnologien von Fraunhofer-Institut und IZT, www.isi.fraunhofer.de

Studie zur Recyclingwirtschaft des IW Köln auf der Seite des BDE, www.bde.de

»DIE KRISE DER IDEE VON EINER WELTORDNUNG

(IST) DAS ULTIMATIVE INTERNATIONALE

PROBLEM VON HEUTE«

Henry Kissinger,„World Order”, August 2014