Sie brauchen Seltene Erden? Schauen Sie im Müll nach!

Über die Knappheit von Seltenen Erden im Westen ist viel geschrieben worden, was erhebliche negative Auswirkungen auf die Produktion von leistungsstarken Permanentmagneten (ca. 29 %) für Elektroautos und Windkraftanlagen, Katalysatoren (20 %), Polituren, Legierungen, Batterien und Spezialglas hat. Sie sind unverzichtbar für Smartphones, Bildschirme, medizinische Geräte (MRT) und Verteidigungstechnologien.

Dabei gäbe es eine einfache, wenn auch nicht ganz billige Lösung vor Ort – unsere Müllhalden! Aber dazu später mehr.

Zuerst muss uns klar sein, dass China derzeit mehr als 60 % des weltweiten Abbaus und fast 90 % der Verarbeitung kontrolliert und seine Dominanz in einer Phase wachsender geopolitischer Spannungen weiter ausbaut. Seit 2007 hat China die Ausfuhr von Seltenen Erden (REE) beschränkt und Ausfuhrzölle eingeführt, um Ressourcen zu schonen und chinesischen Herstellern Vorrang zu geben.

Im Jahr 2009 deckte China mehr als 96 % der weltweiten Nachfrage. Insbesondere die Amerikaner befürchten, dass die Welt nicht so stark von einem einzigen Lieferland abhängig sein sollte, da Seltene Erden für einige Hightech-, Erneuerbare-Energien- und Verteidigungstechnologien unverzichtbar sind.

Erschwerend kommt hinzu, dass China 2010 stillschweigend ein Verbot für den Export von Seltenen Erden nach Japan erlassen hat, was vermutlich eine Vergeltungsmaßnahme für die Verhaftung eines chinesischen Fischereikapitäns in einem Territorialstreit durch Japan war. Da Japan und China derzeit die einzigen Lieferanten für Seltenerd-Magnetmaterialien sind, die in den USA verwendet werden, würde eine dauerhafte Unterbrechung der chinesischen Seltenerd-Lieferungen nach Japan China zum einzigen Lieferanten machen.

Lange Zeit war der Westen froh, China diese Drecksarbeit für sich erledigen zu lassen. Aber irgendwann wurde die Abhängigkeit von China zu groß, und die USA und andere westliche Länder reagierten darauf, indem sie begannen, eigene Strategien zur Sicherung dieser kritischen Rohstoffe zu entwickeln.

Japan gewinnt Seltene Erden aus den Tiefen des Meeres. China kontrolliert jedoch nicht nur den Abbau, sondern vor allem auch die Veredelung, die Trennung der Elemente sowie die Magnet- und Hightech-Verarbeitung. Genau diese Schritte sind teuer, giftig und politisch unpopulär.

Australien ist einer der größten Produzenten weltweit. Die wichtigste Mine ist Mount Weld (Lynas) in Westaustralien. Sie ist für die westlichen Lieferketten von großer Bedeutung. Proteste der Bevölkerung aufgrund von Befürchtungen, dass bei der Verarbeitung der gelieferten Seltenerdoerkontzentrate radioaktives Thorium freigesetzt werden könnte, haben die Genehmigung und Inbetriebnahme der Anlage erheblich verzögert.

Die USA verfügen über die größten Vorkommen an Seltenen Erden, diese gelten jedoch als hochgiftig und gefährlich, was den Abbau erschwert. Die Hauptmine befindet sich in Mountain Pass, Kalifornien, 85 km südwestlich von Las Vegas, Nevada. Im Jahr 2020 lieferte die Mine 15,8 % der weltweiten Seltenerdproduktion. Sie ist die einzige Anlage zur Gewinnung und Verarbeitung von Seltenen Erden in den Vereinigten Staaten. Es war die größte bekannte Lagerstätte solcher Mineralien. Die Erden werden hier im Tagebau abgebaut, aber die Verarbeitung erfolgt seit langem in China. Der Abbau wurde jedoch wiederholt durch Bürgerproteste unterbrochen.

• Japan hat vor kurzem mit dem Abbau von Seltenen Erden in der Tiefsee begonnen, was jedoch teuer und umweltschädlich ist.
• Russland verfügt über große Vorkommen (insbesondere auf der Kola-Halbinsel), die bisher als unterentwickelt und politisch sensibel gelten.
• Myanmar ist ein überraschend großer Lieferant, aber die meisten Minen sind illegal oder schlecht reguliert. Der größte Teil des Materials wird direkt nach China zur Verarbeitung geliefert.
• Auch Indien verfügt über große Mengen, die jedoch bisher kaum ausgebotet wurden. Auch Brasilien, Vietnam und Madagaskar verfügen über große Mengen, die kaum oder gar nicht genutzt werden.

Verschwendung und Knappheit verstärken sich gegenseitig, was schwerwiegende Folgen in Regionen wie Südostasien hat, insbesondere im vom Krieg zerrütteten Myanmar, wo bewaffnete Gruppen und Milizen nach den sagenumwobenen Seltenerdmetallen suchen – was den Konflikt verschärft, die Ökosysteme zerstört und den sozialen Zusammenbruch vorantreibt. Die Eröffnung weiterer Minen könnte diese Probleme verschlimmern und zu mehr Verschwendung führen, während sie kaum zur Sicherung der westlichen Versorgung beitragen würde.

Die größten Vorkommen an Seltenen Erden befinden sich jedoch hier bei uns im guten alten Europa! Schweden verfügt über große Vorkommen (in der Region Kiruna), die jedoch kaum genutzt werden. Auch Norwegen könnte große Mengen liefern, zögert jedoch aufgrund der politischen Sensibilität. Grönland verfügt ebenfalls über große Vorkommen, doch der Abbau ist höchst umstritten – einer der Gründe, warum Donald Trump so an Grönland interessiert ist!

All dies ignoriert die Tatsache, dass wir auf riesigen Mengen an Seltenen Erden sitzen. Sie befinden sich auf unseren Mülldeponien, wie die New York Times kürzlich berichteten! Sie befinden sich in ausgemusterten Passagierflugzeugen, stillgelegten Schiffen und veralteten Elektronikgeräten, wo sie in Metalllegierungen, Flugzeugrahmen, Schiffsrümpfen, Verkabelungen, Batterien, Magneten, Leiterplatten und anderen Komponenten eingebettet sind.

Die Eröffnung einer rentablen Seltenerdmine ist schwierig. Abgesehen von den Umweltgefahren sind die Renditen gering, vor allem weil es schwierig ist, mit den staatlich unterstützten Bergbauunternehmen Chinas zu konkurrieren. Es kann Jahre dauern, bis Minen produktiv werden. Seit 2010 wurden weltweit Hunderte von Projekten vorgeschlagen, die jedoch aufgrund der Herausforderungen stillschweigend auf Eis gelegt oder in einigen Fällen an China verkauft wurden.

Dennoch sorgt der regelmäßige Hype um potenzielle Seltenerd-Fundgruben in Grönland, Afghanistan, Nordkorea, auf dem Meeresboden und sogar im Weltraum dafür, dass der Bergbau weiterhin im Fokus steht.

Diese Fixierung ignoriert das schmutzige kleine Geheimnis der Branche: Sie ist enorm verschwenderisch. Studien zu Chinas Seltenerd-Minen haben ergeben, dass zwischen 50 Prozent und 70 Prozent der abgebauten Seltenerden als Abfall entsorgt werden, bevor sie überhaupt die Endproduktion erreichen.

Die Rückgewinnung von Mineralabfällen findet derzeit mehr Beachtung, aber immer noch werden weniger als 1 Prozent der weltweit verbrauchten Seltenen Erden recycelt. Dabei liegen potenziell hunderttausede von Tonnen Seltener Erden im Elektroschott auf unseren Deponien, aber keiner beutet sie aus!

Natürlich ist das teuer. Aber der Erdabbau auch! Produktion und Verarbeitung kann zwischen ~$20 und ~$200 pro kg. Minen in China sind oft günstiger, weil dort Infrastruktur, Erfahrung und staatliche Unterstützung hoch sind. Strengere Vorgaben in Europa/Nordamerika erhöhen Kosten deutlich. Um 1 kg Seltenen Erden (Oxide) aus Müll zurückgewinnen kostet das typischerweise zwischen 15 USD und 35 USD nur für den Prozess. Das ist zwar teurer als der Erzabbau in China, aber das liegt vor allem daran, dass es bei uns viel zu selten praktiziert wird.

Das Ziel des Forschungsprojekts „REEaLIGN“, geleitet von der BOKU Wien und dem IMC Krems, ist die Entwicklung eines neuartigen Recyclingverfahrens, das Biolaugung, Biosorption und Bioakkumulation kombiniert und eine nachhaltige, umweltfreundliche Rückgewinnung von Seltenen Erden aus Elektroschrott ermöglicht.

Die Europäische Union und die Vereinigten Staaten sollten die Produktion in ihren bestehenden Minen steigern. Große neue Investitionen sollten jedoch nicht in die Eröffnung weiterer Minen fließen, sondern in den Aufbau der heimischen Kapazitäten zur Verarbeitung von kritischen Mineralien, die längst an China abgetreten wurden, und gleichzeitig neue Wege im Recycling von Seltenen Erden und anderen kritischen Mineralien beschreiten. Dies könnte die Preise für Seltene Erden senken, die Umweltbelastung verringern und dazu beitragen, die metallreiche Verschmutzung in Gemeinden in den Vereinigten Staaten und im Ausland zu beseitigen.

Alle Länder haben ein gemeinsames Interesse daran, wohin dies führt: zu einer nachhaltigeren und sichereren Lieferkette für Seltene Erden, die weniger von China abhängig ist.