Werkstoffe

Metallrohstoffe

Eisen, Aluminium und Kupfer zählen zu den bekanntesten Metallen. Inzwischen gewinnen auch unbekanntere an wirtschaftlicher Bedeutung, etwa die Metalle der Seltenen Erden. Sie sind inzwischen entscheidender Bestandteil von Werkstoffen für moderne Technik.

Von Dieter Engelmann

Ein Auto mit Elektromotor fahren, mit neuester Technik mobil telefonieren, Fernsehen in bester Bildqualität: Voraussetzung dafür sind Metalle wie Neodym, Iridium oder Lithium. Zahlreiche Metalle sind inzwischen entscheidender Bestandteil von Werkstoffen, die modernste Technik erst ermöglichen.

"Homo rohstoffus"

"Steinzeit", "Bronzezeit", "Eisenzeit": Schon die Begriffe, mit der wir unsere Ur- und Frühgeschichte unterscheiden, machen deutlich, wie eng die Entwicklung des Menschen mit der Gewinnung und Nutzung von Rohstoffen verbunden ist. Feuerstein, Bronze oder Eisen ermöglichten unseren Vorfahren, Werkzeuge und Waffen herzustellen, mit denen sie besser für das Überleben gewappnet waren.

Funde aus der Altsteinzeit belegen, dass bereits der Frühmensch Erdöl kannte: In eingedickter Form wurde es etwa als Kleber für die Verbindung von Steinklingen und Holzstiel eingesetzt.

Der Bedarf an Rohstoffen ließ die ersten Handelsbeziehungen entstehen, führte aber auch zu kriegerischen Auseinandersetzungen, wie etwa zwischen unseren keltischen und germanischen Vorfahren, die sich in vorchristlicher Zeit um Eisen-Lagerstätten stritten.

Industrialisierung

Mit der industriellen Revolution wuchs der Bedarf an Rohstoffen sprunghaft. Gleichzeitig verbesserten technische Neuerungen und wissenschaftliche Erkenntnisse die Entdeckung und Ausbeutung neuer Rohstoffvorkommen. Immer mehr Nutzungsmöglichkeiten wurden entdeckt und entwickelt und damit die Palette der Rohstoffe beständig vergrößert.

Inzwischen sind moderne Industrienationen auf eine Vielfalt an Rohstoffen angewiesen, die weltweit abgebaut und gehandelt werden. Rohstoffengpässe, wie etwa die Ölkrise in den 1970er-Jahren, offenbarten die damit verbundenen Abhängigkeiten und machten der Öffentlichkeit deutlich, dass kein Rohstoff unbegrenzt zur Verfügung steht.

Lagerstätten und ihre Ausbeutung

Rohstoffe lassen sich prinzipiell überall in der Natur nachweisen, aber erst ihre deutliche Anreicherung in Form von sogenannten Lagerstätten macht ihren Abbau wirtschaftlich sinnvoll. Generell ist die Ausbeutung einer Lagerstätte immer auch eine Preisfrage: Ist der Weltmarktpreis hoch genug, können sich auch aufwändigere Abbaumaßnahmen letztendlich rechnen.

Für die Natur ist der Abbau von Rohstoffen meist mit extrem negativen Folgen verbunden, wie zum Beispiel die Ölkatastrophe im Golf von Mexiko im Jahr 2010 gezeigt hat. Aber auch der normale Alltag sorgt für erhebliche Umweltbelastungen.

So werden etwa Gold oder die begehrten Seltenen Erden nach wie vor mit giftigen Lösungsmitteln aus den Erzen gewonnen. Diese Lösungsmittel fallen als Abfallprodukte in riesigen Mengen an und werden oft nur notdürftig gelagert.

Verwendung

Je moderner und komplexer die Technik, umso umfangreicher die Palette der Rohstoffe, die bei der Herstellung zum Einsatz kommen. So stecken in einem Handy neben dem Erdöl für die Kunststoffe auch Kupfer, Zinn, Kobalt, Gold, Silber, Platin und Tantal.

Im Akku ist jede Menge Lithium enthalten – ein Metall, welches in den vergangenen Jahren einen regelrechten Boom erlebte. Ob für Unterhaltungselektronik oder die Entwicklung künftiger E-Autos: Lithium ist der Rohstoff, wenn es um die Speicherung elektrischer Energie geht.

Auch Metalle der Seltenen Erden, wie Lanthan oder Neodym, stecken in einem Handy. Die Seltenen Erden sind in den vergangenen Jahren in den Fokus der Elektrotechnik geraten, da sie für moderne elektronische Bauteile inzwischen unersetzlich sind.

Hauptlieferant ist die Volksrepublik China, die den Rohstoff über viele Jahre extrem günstig auf dem Weltmarkt anbot. Doch inzwischen hat ein Umdenken stattgefunden und die Preise für Seltene Erden sind seitdem deutlich gestiegen.

Recycling statt Ausbeutung

Durch die Energiegewinnung werden fossile Rohstoffe wie Kohle, Gas oder Öl unwiderruflich vernichtet. Im Gegensatz dazu sind die meisten Metallrohstoffe nach ihrer Verwendung wieder verwertbar. Voraussetzung ist allerdings ein fachgerechtes Recycling.

2017 wurden knapp 837.000 Tonnen Elektroschrott eingesammelt und in das Recycling weitergeleitet. Schätzungen zufolge ist das etwa die Hälfte des angefallenen Elektromülls. Der Rest verschwindet illegal, als Müll oder Gebrauchtware deklariert, in die östlichen EU-Staaten oder in Drittweltländer nach Asien oder Afrika.

Bei Handys ist die Quote noch deutlich schlechter: Gerade einmal fünf Prozent schaffen den Weg ins Recycling. Etwas besser sieht es beim Auto-Recycling aus: Fast die Hälfte der Autos wird bei uns recycelt. Doch mehr als die Hälfte der Schrottwagen verschwindet im Ausland – und mit ihnen die darin enthaltenen Rohstoffe. Dabei sind inzwischen 80 Prozent des Fahrzeugs recycelbar.

Auslaufmodell Wegwerfgesellschaft

Natürliche Rohstofflager sind endlich und ihre Ausbeutung wird künftig immer aufwändiger und damit teurer werden. Die Wegwerfgesellschaft wird damit zum Auslaufmodell. Schließlich lassen sich Rohstoffe, die einmal gewonnen wurden, in der Regel mit deutlich geringerem Aufwand recyceln und so wieder der Produktion zuführen. Recycling wird damit zur kostengünstigeren Alternative und zusätzlich bietet es größere Unabhängigkeit von den Weltmarktanbietern.

Doch noch besteht großer Entwicklungsbedarf, da viele Rohstoffe mit der heutigen Technik noch nicht recycelt werden können. In der Forschung ist man bereits noch einen Schritt weiter: "Urban Mining" heißt hier das Stichwort.

Dahinter verbirgt sich das Potenzial für eine künftige Nutzung der Rohstoffquelle Mülldeponie. Schließlich schlummern auf so mancher Halde längst vergessene Schätze aus einer Zeit, in der Rohstoffe scheinbar grenzenlos zur Verfügung standen.

(Erstveröffentlichung 2011, letzte Aktualisierung 15.07.2020)