Die Entwicklung unserer Gesellschaften beruht auf der Nutzung der natürlichen Ressourcen, die uns zur Verfügung stehen. Eine Ressource kann ein Weizenfeld, ein Erdölvorkommen oder ein Fluss sein. Seltene Erden sind eine Art von Ressourcen, von denen immer mehr die Rede ist: Sie sind für zahlreiche alltägliche Aktivitäten unentbehrlich. Wir finden sie überall – von unseren leuchtenden Bildschirmen bis zu den Generatoren unserer Elektrofahrzeuge.
Seltene Erden: Was ist das?
Yttrium, Europium, Terbium, Neodym oder Dysprosium gehören alle zur Gruppe der seltenen Erden. Diese Gruppe besteht aus Scandium, Yttrium und den Lanthanoiden.
Jedes dieser Elemente spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung digitaler Objekte aller Art. Die magnetischen Eigenschaften von Neodym und Dysprosium machen sie zu unverzichtbaren Elementen der Energiewende: Die elektrischen Generatoren in Windkraftanlagen wie auch in Elektroautos verdanken ihre Effizienz diesen Elementen, insbesondere ihrer Eigenschaft als Permanentmagnet.
Das Trio Yttrium-Terbium-Europium wiederum ermöglicht es, unsere Lieblingsserien in Farbe auf Bildschirmen zu sehen. Das Grün unserer Pixel wird von Terbium erzeugt, das Blau von Europium und das Rot durch die Verbindung von Europium mit Yttrium.
Eine zunehmend ausgebeutete Ressource …
Wir haben diese metallischen Ressourcen zunächst aus oberflächennahen Adern gewonnen. Mit dem technischen Fortschritt und dem Einsatz fossiler Energieträger haben wir immer tiefere Minen gegraben, um genügend reichhaltige Erze zu fördern. Wie alle nicht erneuerbaren Ressourcen unseres Planeten sind die Vorräte an seltenen Erden jedoch endlich.
Um die Herausforderungen, vor denen wir stehen, präziser zu fassen (und die Frage zu beantworten: «Wie viel Zeit bleibt uns?»), ist der Begriff des Cut-off-Gehalts zu klären. Er entspricht der Mindestmenge an Metall (oder Wertmaterial), die das geförderte und verarbeitete Erdreich enthalten muss, damit der Abbau rentabel ist. Dieser Schwellenwert hängt von vielen Faktoren ab – etwa Förderstrategien, Finanzierung (Bankkredite), wirtschaftlichen Rahmenbedingungen (Finanzinstitutionen) oder technischen Aspekten (Hangneigung in Tagebauen, Grösse der Geräte usw.). Der Schwellenwert variiert also je nach abbauender Firma … oder dem Börsenkurs. Der Cut-off-Gehalt ist somit eine Schätzung der zu einem ausreichend wirtschaftlich vertretbaren Aufwand abbaubaren Erzmenge.
… und zunehmend kritisch!
Genau das ist die Herausforderung: In unmittelbarer Zukunft droht uns nicht das Ende dieser Vorräte – aus einem einfachen Grund: Wir sind dazu nicht in der Lage! Das liegt an der ungleichmässigen Verteilung der Reserven in der Erdkruste: Erze sind in grossen Mengen für zwei unterschiedliche Konzentrationsbereiche seltener Erden vorhanden (die beiden «Höcker» in der Abbildung unten). Der eine (eingekreiste) Höcker stellt die Menge der reichhaltigsten Erze dar, die daher leichter abbaubar sind. Schätzungen zufolge wurden zwei Drittel dieser Erze bereits abgebaut. Der andere Höcker (umrahmt) repräsentiert die Erze mit geringeren Konzentrationen seltener Erden. Die «Senke» zwischen den beiden Höckern wird mineralogische Barriere genannt: In der Erdkruste fehlen Erze mit Konzentrationen seltener Erden zwischen diesen beiden Bereichen.
Der heutige Stand der Technik erlaubt uns nicht, diese Reserven (und damit den grössten Teil dieser seltenen Erden) zu vertretbaren Kosten zu erschliessen. Die mineralogische Barriere führt deshalb dazu, dass nach dem vollständigen Verbrauch des Volumens im hochkonzentrierten Höcker andere Lösungen gesucht werden müssen.
Welche Zukunft für diese Ressourcen?
Man kann zu Recht oder zu Unrecht annehmen, dass ein grosser technologischer Durchbruch es ermöglicht, seltene Erden aus weniger konzentrierten Erzen zu gewinnen oder sie durch andere Materialien zu ersetzen. Man kann auch hoffen, dass Fortschritte beim Recycling es uns erlauben, weiterhin in grossem Stil digitale Werkzeuge herzustellen. All diese Hypothesen setzen jedoch voraus, dass andere Ressourcen in unbegrenzten Mengen oder besonders im Überfluss verfügbar sind und ohne grossen Aufwand erlangt werden können – also energiereiche Träger wie Erdöl, Kohle oder Uran, die den Grossteil unserer Energie liefern. Das Problem zeigt sich aber bereits: Auch hier handelt es sich um Ressourcen, deren Vorräte endlich und deren Erschöpfung wenig wünschenswert ist (Quelle von Treibhausgasen, strategische Konflikte usw.).
Auch wenn wir trotz Ölkrisen weiterhin Treibstoff in den Tank unserer Autos füllen können, wird dessen Förderung doch zunehmend teurer. Hinzu kommen die Herausforderungen sozialer und politischer Abhängigkeit sowie die klimatischen Implikationen.
Diese Problematik lässt sich leider auf alle abiotischen Ressourcen – also mineralische, nicht biologischen Ursprungs – übertragen. Je mehr neue Technologien sich entwickeln, desto mehr brauchen wir eine grosse Vielfalt und Menge mineralischer Elemente. All diese Ressourcen sind mit sozialen, wirtschaftlichen und politischen Spannungen verknüpft, die grosse Unsicherheiten hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit mit sich bringen. Diese von einer Vielzahl von Faktoren abhängige Schwankung der Ressourcenverfügbarkeit wird unter dem Begriff Kritikalität diskutiert.
Wollen wir Ähnliches für seltene Erden in Kauf nehmen? Die Schwierigkeit, sie aus immer ärmeren Erzen zu gewinnen, dürfte – unter anderem – in naher Zukunft Preisspitzen ähnlich den Ölkrisen verursachen.
Kritikalität
Die Kritikalität umfasst somit die Gesamtheit der Faktoren, die eine mineralische Ressource auf dem Markt unverfügbar machen können. Über die Abbaubarkeit hinaus zählen dazu Faktoren wie das Monopol eines Landes in der Produktion, die weltweite Nachfrage, geopolitische Spannungen oder die Möglichkeit, eine Ressource durch eine andere mit ähnlichen Eigenschaften zu ersetzen.
Nehmen wir das Beispiel von Neodym, einer der oben erwähnten seltenen Erden, die für die Energiewende unverzichtbar sind. Laut Schätzungen des Europäischen Parlaments werden 97% der weltweiten Produktion dieser Ressource in China hergestellt. Angenommen, diese Weltmacht würde aus strategischen Gründen jegliche Neodym-Exporte einstellen – ähnlich wie Russland kürzlich entschied, Polen und Bulgarien nicht mehr mit Gas zu beliefern. Die katastrophalen Folgen einer solchen Entscheidung sind leicht vorstellbar – nicht nur für den Energiemarkt, sondern auch für alle abhängigen Sektoren (Luftfahrt, Automobil usw.).
Unsere Welt ist also eine, in der Millionen oder gar Milliarden Menschen einer für ihr Überleben essenziellen Ressource beraubt werden können, weil eine einzelne Person am anderen Ende des Planeten beschlossen hat, den Hahn zuzudrehen.
Wann also kommt die Unabhängigkeit?