China hortet wichtige Mineralien für Elektroautos

Es gibt Metalle, von denen die globale Kommunikation der Welt abhängt. Um es klar zu sagen: Ohne sie gäbe es kein Internet. Allein deshalb gelten sie als strategisch wichtig, doch wenn man die internationalen Handelsspannungen und die weltweit dominierende Bergbauindustrie in die Gleichung einbezieht, ist das Rezept für einen internationalen Konflikt fertig.

Nach einem Konflikt zwischen China und den USA, bei dem Zölle von bis zu 145 Prozent erhoben wurden, fügte Peking seiner Liste kontrollierter Exporte neben den 17 zugelassenen Seltenen Erden sieben weitere Mineralien hinzu. Hierzu ist eine neue Klassifizierung erforderlich, deren Genehmigung Monate dauern könnte. Bis dahin wird ihr internationaler Handel auf ein Minimum reduziert sein.

Dies geschah bereits Ende letzten Jahres mit Gallium, Germanium und Antimon, Schlüsselelementen der Technologiebranche, insbesondere der Halbleiterindustrie.

Die neuesten von China klassifizierten Elemente sind Samarium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Lutetium, Scandrium und Yttrium. Mit Ausnahme der letzten beiden gehören diese zur Familie der Lanthanoiden (Ordnungszahlen 57 bis 71 im Periodensystem) und finden wichtige Anwendung beim Bau von Bildschirmen, medizinischen und militärischen Geräten sowie in leistungsstarken Magneten, die die Grundlage für Motoren von Elektroautos und Windgeneratoren bilden. Heute werden jährlich etwa 400.000 Tonnen Seltene Erden abgebaut und China dominiert mit 69 % den Weltmarkt.

Peking behauptete, diese Mineralien seien „doppelt verwendbar“, was bedeute, dass sie zwar zivile Anwendungsmöglichkeiten hätten, aber auch für militärische Zwecke eingesetzt werden könnten und deshalb kontrolliert werden müssten. Von den sieben eingeschränkten Mineralien fehlen Neodym und Praseodym, die zur Herstellung starker Magnete verwendet werden. Analysten gehen jedoch davon aus, dass sie zu den am weitesten verbreiteten gehören und dass China mit einem Anteil von 89 % an der weltweiten Verbreitung weiterhin die dominierende Region ist. Es folgen Malaysia mit 8,1 % und die USA mit 1,7 %.

Obwohl Lanthanoide als seltene Erden bezeichnet werden, sind sie in der Erdkruste nicht besonders schwer zu finden. Allerdings sind sie nicht leicht zu raffinieren, da sie normalerweise nicht konzentriert, sondern verstreut vorkommen und komplexe Prozesse zu ihrer Raffination erforderlich sind.

Was Seltenerdelemente so interessant macht, ist ihre innere Zusammensetzung, da sie mehr Elektronen um ihren Kern herum besitzen als dies bei den übrigen Elementen normalerweise der Fall ist. Neodym hat beispielsweise vier „freie“ Atome, die in die gleiche Richtung rotieren. Dadurch werden positive und negative Pole erzeugt und es entstehen praktisch permanente Magnetfelder, deren Kraft für elektrische Anwendungen genutzt werden kann. Neodym ist ein gutes Beispiel, da es auch Energie in Bewegung oder umgekehrt: Bewegung in Energie umwandeln kann, weshalb es in emissionsfreien Fahrzeugen und Windgeneratoren verwendet wird.

Trotz dieser Eigenschaften muss Neodym mit anderen Metallen gemischt werden, um starke Legierungen zu bilden – ein weiterer Vorteil der Seltenen Erden. In seinem reinsten Zustand beginnen die magnetischen Kräfte von Neodym bei Temperaturen über 80 °C nachzulassen – ein Elektromotor überschreitet diese Temperatur problemlos – und es neigt außerdem zu Rost und Rissbildung.

Um die erforderlichen Geschwindigkeiten und Temperaturen eines Elektrofahrzeugs zu erreichen, wird Neodym häufig mit Dysprosium kombiniert. Porsche, dessen Ingenieure sich mit dem Bau von Hochleistungselektromotoren auskennen, stellt fest: „Keine Alternative erreicht die Leistungsdichte und Leistung von Synchronmotoren mit Permanentmagneten aus seltenen Erden. Neodym, Dysprosium und Terbium werden vor allem bei Sportwagen kurzfristig kaum ersetzt werden können.“

In einem Elektroauto stecken etwa 500 Gramm Seltene Erden, Elemente, die in Verbrennermodellen – außer in geringen Mengen für Elektronik und Beleuchtung – kaum vorkommen.

Da die Dekarbonisierung das am schnellsten wachsende Segment der Zukunft ist – nicht nur im Transportwesen, sondern auch im Energiesektor – wird sich die Nachfrage nach Seltenen Erden bis 2040 voraussichtlich verzwanzigfachen.

Neben Seltenen Erden sind Kupfer, Nickel, Mangan, Kobalt, Graphit und Lithium für Elektroautos unverzichtbar. Schätzungsweise enthält jedes Fahrzeug etwa 207 Kilogramm dieser Elemente, fast sechsmal mehr als ein Verbrennungsmotor.

Obwohl China die Verteilung und einen Großteil der Bergbauaktivitäten zur Gewinnung dieser Rohstoffe kontrolliert, liegen viele dieser Aktivitäten außerhalb seiner Grenzen. Ein Beispiel ist Lithium, die chemische Basis von Batterien, dessen Reserven hauptsächlich in Südamerika, in Chile, Bolivien, Argentinien und Brasilien liegen. Die Regierung des letztgenannten Landes hat einen Anreizplan im Wert von 815 Millionen Euro aufgelegt, um die Entwicklung von Projekten im Zusammenhang mit strategischen Mineralien und seltenen Erden zu fördern. Doch geht es nicht nur um den Wunsch der Länder, ihre Position auf einem Markt zu schützen, der spektakuläres Wachstum und Gewinne verspricht. Die Unternehmen sind außerdem bestrebt, Joint Ventures und Raffinerien an strategischen Standorten zu gründen, wie etwa in Kanada, das über eigene Mineralreserven verfügt, aber auch damit begonnen hat, in Regionen in der Nähe des Zentrums für saubere Energieerzeugung – China – zu investieren, wie etwa in Laos.

Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) wird sich die Nachfrage nach Lithium bis 2040 nahezu verdoppeln – schon heute hat die Automobilindustrie die Unterhaltungselektronik als größten Abnehmer dieses Elements überholt –, die Nachfrage nach Kupfer wird um 40 % steigen, die nach Nickel und Kobalt um 70 %. Das Problem für Peking besteht darin, dass es aufgrund der relativ geringen Vorkommen zu Konflikten mit den lokalen Regierungen hinsichtlich der Sicherung der Förderung kommen könnte. Aus diesem Grund haben seine Bergbauunternehmen bereits südamerikanische Betriebe aufgekauft.