Ob Industrieprodukte, Infrastruktur oder Konsumgüter – Metalle sind in allen Bereichen des täglichen Lebens präsent. Ihr Verbrauch hat sich seit der industriellen Revolution stetig beschleunigt und im Rahmen der Energiewende nimmt die Nachfrage nach den Ressourcen weiter zu. Guillaume Pitron, Autor des Buches „La guerre des métaux rares“, warnt: „Die Unterstützung des Wandels unseres Energiemodells […] erfordert in den nächsten dreißig Jahren die Gewinnung von mehr Metallen, als die Menschheit in den letzten 70000 Jahren gewonnen hat“. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) wird die Nachfrage nach den drei kritischen Metallen Kupfer, Nickel und Lithium bis 2030 um das 1,5- bis 7-fache steigen, da sich viele Länder bis 2050 Null-Emissions-Ziele gesetzt haben. In diesem Artikel analysiert Alcimed die bestehenden Herausforderungen bei der Gewinnung dieser drei für die Energiewende entscheidenden Metallen.
Kupfer wird aufgrund seiner Leitfähigkeit häufig in Technologien für erneuerbare Energien eingesetzt und macht 70 % des Gesamtverbrauchs an kritischen Metallen für die Energiewende aus. 2021 wurden mehr als 31 Mio. Tonnen Kupfer verwendet (Quelle: ICSG). Aufgrund seiner strategischen Verwendung ist es offensichtlich, dass Kupfer in die Liste der kritischen Materialien der Europäischen Kommission für 2023 aufgenommen wurde. Der Bedarf an diesem Metall soll bis 2030 um 45 % steigen, was einem jährlichen Anstieg von etwas mehr als 1 Mio. t/Jahr entspricht.
Die IEA schätzt, dass die erwartete Lücke zwischen der Primärproduktion und der weltweiten Nachfrage im Jahr 2030 auf 5 Mio. Tonnen ansteigen wird, wenn keine zusätzlichen Investitionen in den Abbau getätigt werden [1]. Um diese Lücke zu schließen, wird man auch auf das Recycling angewiesen sein, da recyceltes Kupfer laut ICSG im Jahr 2021 etwa 33 % des weltweiten Verbrauchs ausmachte. Kupfer ist eines der wenigen Materialien, die ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften während des Recyclingprozesses beibehalten können.
Lithium spielt bei der Energiewende eine entscheidende Rolle, da es für die Herstellung von Batterien für Elektrofahrzeuge und die Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien, der nur zeitweise erzeugt wird, unerlässlich ist. Diese Technologien, die im Jahr 2021 nur 45 % der Lithiumnachfrage ausmachten, dürften bis 2030 bis zu 90 % das Bedarfs ausmachen [1]. Die Nachfrage nach Lithium dürfte in den nächsten zehn Jahren um das Fünf- bis Siebenfache steigen, wobei der Bedarf in einem NZE-Szenario (Net Zero Emission) auf mehr als 680 kt geschätzt wird.
Angesichts dieses Anstiegs schätzt die IEA, dass ohne zusätzliche Investitionen bis 2030 eine Lücke von 35 % zwischen der Primärproduktion und dem Bedarf entstehen könnte. Neben den Investitionen in den Abbau besteht die Herausforderung bei Lithium darin, dass derzeit 60 % der weltweiten Produktion auf nur fünf Unternehmen konzentriert ist: zwei amerikanische (Livent und Albermale), ein chilenisches (SQM) und zwei chinesische (Tianqi und Jiangxi Ganfeng Lithium).
Schließlich bleibt das Recycling eine große Herausforderung für Lithiumbatterien. In Europa will die Europäische Kommission den Rückstand aufholen, da sie plant, die Verwertung von Lithium aus Altbatterien bis 2027 auf 50 % zu erhöhen und die Beimischung von Recyclingmaterial verpflichtend machen will.
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Nickel, das hauptsächlich für die Herstellung von rostfreiem Stahl verwendet wird (70 % der Verwendung), ist eines der wichtigsten Metalle für die Produktion zahlreicher Komponenten, insbesondere von elektrischen Batterien. Mit der zunehmenden Elektrifizierung des Verkehrs wird der Bedarf an Nickel, abhängig von den verschiedenen politischen Mobilitätsstrategien, bis 2030 voraussichtlich um einen Faktor zwischen 9 und 20 steigen [1]. Dieses plötzliche Wachstum gibt Anlass zur Sorge, ob der Bergbau in der Lage sein wird, genügend Metalle für die Batterieproduktion bereitzustellen.
Im Rahmen eines NZE-Szenarios prognostiziert die IEA bis 2030 ein Defizit von 40 % zwischen der Produktion von veredeltem Nickel und der Nachfrage. Mit Blick auf diese Prognosen wurde dieses Metall, dessen Versorgung dank der Herstellung in 33 Ländern im Jahr 2021 zwar verteilt ist, dennoch von der Europäischen Kommission für 2023 als kritisches Material eingestuft. Darüber hinaus geht der Trend dahin, mehr von dem Metall in Lithium-Ionen-Batterien zu verwenden, um die Energiedichte zu erhöhen und den Kobaltgehalt der Kathoden zu senken.
Die zukünftige Nachfrage nach kritischen Metallen wird durch den Ehrgeiz des öffentlichen und privaten Sektors bei der Umsetzung der Energiewende bestimmt, um den Verbrauch an fossilen Brennstoffen zu senken. Paradoxerweise führt derselbe Ehrgeiz zu einem explosionsartigen Anstieg des Bedarfs an Metallen, deren Gewinnung und Verarbeitung Probleme in Bezug auf Umwelt, Geopolitik und Versorgung aufwirft. Wenn Sie ermitteln möchten, welche Auswirkungen die Energiewende auf Ihren Bedarf an Rohstoffen hat, steht Ihnen Alcimed gerne zur Seite. Zögern Sie nicht, unser Team zu kontaktieren!
Über die Autorin,
Mai-Xuan, Senior Consultant in Alcimeds Energie-, Umwelt- und Mobilitätsteam in Frankreich
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