Laut einer Studie der belgischen Universität KU Leuven werden zur Erreichung des Green-Deal-Ziels der Europäischen Union, nämlich Klimaneutralität bis 2050, 35 Mal mehr Lithium und 7 bis 26 Mal mehr der zunehmend knappen Seltenerdmetalle benötigt, als Europa heute verbraucht.
Die Energiewende wird auch einen weitaus größeren jährlichen Bedarf an Aluminium (30 % des heutigen Verbrauchs in Europa), Kupfer (35 %), Silizium (45 %), Nickel (100 %) und Kobalt (330 %) erfordern, die alle für Europas Pläne zur Herstellung von Elektrofahrzeugen und Batterien, erneuerbaren Wind-, Solar- und Wasserstofftechnologien sowie der für die Klimaneutralität erforderlichen Netzinfrastruktur unerlässlich sind.
Die gute Nachricht: Bis 2050 könnten 40 bis 75 % des europäischen Bedarfs an Metallen für saubere Energie durch lokales Recycling gedeckt werden, wenn Europa jetzt kräftig investiert und Engpässe beseitigt, so die Studie „Metals for Clean Energy“ der KU Leuven, die von Eurometaux, dem europäischen Verband der Metallerzeuger, in Auftrag gegeben wurde.
Aber Europa steht in den nächsten 15 Jahren vor kritischen Engpässen, wenn nicht mehr geförderte und raffinierte Metalle den Beginn seines sauberen Energiesystems versorgen. Es sind schrittweise Maßnahmen erforderlich, um eine langfristige Kreislaufwirtschaft zu entwickeln, die eine Wiederholung der derzeitigen Abhängigkeit Europas von fossilen Brennstoffen verhindert.
Am 8. März forderte die Präsidentin der Europäischen Kommission Ursula von der Leyen die Unabhängigkeit Europas von russischem Öl, Kohle und Gas: „Wir können uns einfach nicht auf einen Lieferanten verlassen, der uns ausdrücklich bedroht. Wir müssen jetzt handeln, um … den Übergang zu sauberer Energie zu beschleunigen. Je schneller wir auf erneuerbare Energien und Wasserstoff umsteigen, kombiniert mit mehr Energieeffizienz, desto schneller werden wir wirklich unabhängig sein und unser Energiesystem beherrschen.“
Die unabhängige Studie der KU Leuven ist die erste, die EU-spezifische Zahlen im Zusammenhang mit der Warnung der Internationalen Energieagentur aus dem Jahr 2021 vor drohenden Versorgungsengpässen bei den Metallen liefert, die für den Ausstieg aus fossilen Brennstoffen benötigt werden.
Der Studie zufolge werden Europas Pläne für die Herstellung sauberer Energietechnologien bis zum Jahr 2050 einen jährlichen Bedarf erfordern:
● 4,5 Millionen Tonnen Aluminium (ein Anstieg um 33 % im Vergleich zum heutigen Verbrauch)
● 1,5 Millionen Tonnen Kupfer (35 %)
● 800.000 Tonnen Lithium (3.500%)
● 400.000 Tonnen Nickel (100%)
● 300.000 Tonnen Zink (10-15%)
● 200.000 Tonnen Silizium (45%)
● 60.000 Tonnen Kobalt (330%) und
● 3.000 Tonnen der Seltenerdmetalle Neodym, Dysprosium und Praseodym (700-2.600%)
„Obwohl sich die EU verpflichtet hat, ihre Energiewende zu beschleunigen und einen Großteil ihrer sauberen Energietechnologien im eigenen Land zu produzieren, ist sie bei einem Großteil des benötigten Metalls weiterhin von Importen abhängig“, heißt es in der Studie. „Und die Besorgnis über die Versorgungssicherheit wächst“.
Risiken für die Versorgung
Der Studie zufolge könnte Europa um das Jahr 2030 mit Problemen konfrontiert werden, die sich aus globalen Versorgungsengpässen insbesondere bei fünf Metallen ergeben: Lithium, Kobalt, Nickel, Seltene Erden und Kupfer. Die Nachfrage nach Primärmetallen in der EU wird um 2040 ihren Höhepunkt erreichen; danach wird die EU durch verstärktes Recycling zu einer größeren Selbstversorgung beitragen, vorausgesetzt, es werden umfangreiche Investitionen in die Recycling-Infrastruktur getätigt und rechtliche Engpässe beseitigt.
Liesbet Gregoir, Hauptautorin an der KU Leuven, kommentierte: „Europa muss dringend entscheiden, wie es die sich abzeichnende Versorgungslücke bei Primärmetallen schließen will. Ohne eine entschlossene Strategie riskiert es neue Abhängigkeiten von nicht nachhaltigen Lieferanten“.
Die kohlebetriebene chinesische und indonesische Metallproduktion wird das weltweite Wachstum der Raffineriekapazitäten für Batteriemetalle und seltene Erden dominieren. Auch bei der Versorgung mit Aluminium, Nickel und Kupfer ist Europa derzeit von Russland abhängig.
In der Studie wird empfohlen, dass Europa sich mit nachweislich verantwortungsbewussten Lieferanten zusammenschließt, die ihre Umwelt- und Sozialrisiken beherrschen, und es wird die Frage gestellt, warum der Block noch nicht anderen Weltmächten wie China gefolgt ist, die in externe Minen investieren, um ESG-Standards direkt zu fördern.
Lokale Herausforderung
Es ist ein Paradigmenwechsel erforderlich, wenn Europa neue lokale Lieferquellen mit hohem Umwelt- und Sozialschutz entwickeln will. Heute sehen wir weder die Zustimmung der Gemeinschaft noch die geschäftlichen Bedingungen für den Kontinent, um seine eigenen starken Lieferketten aufzubauen. Das Zeitfenster verengt sich; die Projekte müssen in den nächsten zwei Jahren wirklich vorangetrieben werden, um bis 2030 bereit zu sein“.
Der Studie zufolge gibt es ein theoretisches Potenzial für neue einheimische Minen, die zwischen 5% und 55% des europäischen Bedarfs für 2030 decken könnten, wobei die größten Projektpipelines für Lithium und seltene Erden bestehen. Die meisten angekündigten Projekte haben jedoch trotz der vergleichsweise hohen Umweltstandards in Europa eine ungewisse Zukunft, da sie mit dem Widerstand der lokalen Bevölkerung und mit Genehmigungsproblemen zu kämpfen haben oder auf unerprobten Verfahren beruhen.
Europa müsste auch neue Raffinerien eröffnen, um die abgebauten Erze und Sekundärrohstoffe in Metalle oder Chemikalien umzuwandeln. Die Energiekrise in Europa macht Investitionen in neue Raffinerien schwierig, und die in die Höhe schießenden Strompreise haben bereits zur vorübergehenden Schließung von fast der Hälfte der bestehenden Raffineriekapazitäten für Aluminium und Zink auf dem Kontinent geführt, während die Produktion in anderen Teilen der Welt gestiegen ist.
Globale Bedenken
Die mit Kohle betriebene chinesische und indonesische Metallproduktion wird den Prognosen zufolge im nächsten Jahrzehnt das weltweite Wachstum der Raffineriekapazitäten für Batteriemetalle und seltene Erden dominieren. Nach der Invasion in der Ukraine steht Europa im Rampenlicht und ist für einen Großteil seiner Aluminium-, Nickel- und Kupferimporte auf Russland angewiesen.
In der Studie wird empfohlen, dass Europa sich mit nachweislich verantwortungsbewussten Lieferanten zusammenschließt, die ihre Umwelt- und Sozialrisiken beherrschen, und es wird auch die Frage gestellt, ob der Block Investitionen in externe Minen unterstützen sollte, um ESG-Standards direkt zu fördern.
Die heute untersuchten Metalle tragen mit rund 3 % zu den weltweiten Treibhausgas-Emissionen bei. Metall- und Bergbaubetriebe müssen die Auswirkungen auf die biologische Vielfalt, die Abfälle und das lokale Verschmutzungspotenzial in den Griff bekommen und gleichzeitig die Menschenrechte wahren.
Recycling
Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass bis 2050 drei Viertel der in Europa hergestellten Batteriekathoden, alle Pläne für die Produktion von Dauermagneten sowie erhebliche Mengen an Aluminium und Kupfer aus lokal recycelten Metallen hergestellt werden könnten.
„Recycling ist die beste Chance für Europa, seine langfristige Selbstversorgung zu verbessern. Es ist ein Fortschritt, dass unser sauberes Energiesystem auf dauerhaften Metallen basiert, die unbegrenzt recycelt werden können, im Vergleich zur heutigen ständigen Verbrennung fossiler Brennstoffe“. Der Block muss jedoch „jetzt entschlossen handeln, um die Recyclingquoten zu erhöhen, in die notwendige Infrastruktur zu investieren und wichtige wirtschaftliche Engpässe zu überwinden“.
Die Studie stellt fest, dass das Recycling von Metallen im Durchschnitt zwischen 35 % und 95 % der CO2-Emissionen im Vergleich zur Primär-Metallproduktion einspart.
Recycling „wird jedoch erst nach 2040 eine tragfähige EU-Versorgungsquelle für Europas Elektrofahrzeugbatterien und Technologien für erneuerbare Energien darstellen“, stellt die Studie klar. „Diese Anwendungen und ihre Metalle kommen gerade erst auf den Markt und werden erst in den nächsten 10-15 Jahren für das Recycling zur Verfügung stehen“.
Technologische Entwicklungen und Verhaltensänderungen werden ebenfalls einen wichtigen Einfluss auf die Metallnachfrage nach 2030 haben, konnten aber in der Studie aufgrund fehlender Szenarien nicht bewertet werden.
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KU Leuven
The Katholieke Universiteit Leuven is a research university in Leuven, Belgium. It conducts teaching, research, and services in computer science, engineering, natural sciences, theology, humanities, medicine, law, canon law, business, and social sciences.
Eurometaux, the European Association of Metal Producers
Based in Brussels, Eurometaux represents Europe’s non-ferrous metals producers and recyclers, promoting sustainable production, use and recycling of non-ferrous metals and a supportive business environment.
Übersetzt von Christian Freuer für das EIKE
Kommentare zum Artikel
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@ Wolfgang Pöschl 06.05.2022 - 04:21
Nach Ihren eigenen Worten:
Mit Kernreaktoren der 4. Generation vom Typ "Dual Fluid Reaktor" gewinnt man also netto das 2.000-fache der Energie, die man ursprünglich in diese Anlagen hineinstecken muss.
Es gibt es also doch, das Perpetuum-Mobile.
Das Windkraftanlagen bereits das 20-40 fache schaffen, je nach Typ und Standort ist wohl nachgewiesen. Wir kennen sowohl den Energieaufwand für die Herstellung als auch den Jahresenergieertrag und die Gesamtlaufzeit heutiger WKA.
Der große (entscheidende) Unterschied zu den Fossilen und Ihrer Atomkraft-Dampfmaschine:
Die Erneuerbaren verbrauchen keinen Brennstoff im laufenden Betrieb, die Fossilen verbrauchen irreversibel Öl, Gas, Kohle und AKWs eben ihre Brennelemente, wenn man die Systemgrenze um den gesamten Planeten Erde legt.
Ein angeblicher Erntefaktor von 2.000 ist reine Augenwischerei, sie ignorieren dabei den laufenden Brennstoffverbrauch während des Betriebs.
Es ist wieder die übliche Haarspalterei , wenn im EIKE-Milieu sogar vereinzelt behauptet wird, selbst die Fossilen wären ja erneuerbar, da aus nachwachsender Biomasse ursprünglich entstanden. Richtig, aber:
Zwischen der Umwandlung von organischer Biomasse in Kohlenwasserstoffe, wie wir sie in Öl, Kohle und Erdgas vorfinden und der unmittelbar photovoltaischen Umwandlung der Solarenergie in elektrischen Strom liegt ein Zeitfaktor von 1 zu mehreren Millionen Jahren.
Nur Haarspalter, Erbsenzähler und Dipfelesschisser kommen auf die Idee, das wäre trotzdem dasselbe.
Aber wie man überhaupt auf einen Erntefaktor >1 bei den Fossilen und der Kernenergie kommt,
bleibt mir ein Rätsel, ich dachte immer, ein Perpetuum Mobile kann es nicht geben.
MfG, HPK
Diese Zahlen belegen das Scheitern der Energiewende an der Materialknappheit. Der gigantische Materialaufwand für das Einsammeln der "dünnen Energien" aus Wind und Sonne ist neben der Ineffizienz der Methoden und neben den zufälligen Schwankungen der verfügbaren Leistung ein weiterer Beleg für ein Scheitern der Energiewende. Alleine in Deutschland sind ca. 48 Mio. PKW angemeldet. Würde man diese alle auf mit Batterien betriebene E-Autos umstellen, dann würden mindestens 48 Mio. Batterien benötigt mit einem Gewicht von je mind. 500 kg. Das wären also dann Batterien mit einem Gesamtgewicht von mind. 24 Mio. Tonnen. Dieses Material in Form von Li, Co, Cu, Pb etc. muss ja irgendwo herkommen. Was wäre erst, wenn die anderen Länder auch so töricht wären und ihren gesamten Straßenverkehr auf E-Autos umstellten. Es gibt rd. 1 Mrd. PKW auf der Erde. Dann bräuchten wir für die Umstellung dieser PKW auf E-Autos 500 Mio. t Material für die Herstellung der Batterien. Soviel Lithium existiert nicht auf unserem Planeten. Das waren jetzt nur die PKW. Wir hätten dann noch die LKW, die WKA und die Solaranlagen, die zur Umstellung der gesamten Welt auf sog. "Erneuerbare" erst noch gebaut werden müssten. Es ist völlig irre. Solaranlagen haben einen EROI von 1,6 und Windkraftanlagen einen von 3,9. Das liegt deutlich unterhalb der Wirtschaftlichkeitsgrenze von 7. Mit Solaranlagen gewinnt man also netto nur 60 % der Energie, die man ursprünglich in diese Anlagen hineinstecken muss. Die in der Entwicklung befindlichen neuen Kernreaktoren der 4. Generation vom Typ "Dual Fluid Reaktor", werden einen EROI von 2.000 haben. Der gesamte Reaktor passt in einen Würfel aus Stahlbeton mit einer Kantenlänge von gerade mal 34 m und liefert in dieser Größe eine elektrische Leistung von 1,5 GW bei einem Wirkungsgrad von 60 % - weil er bei über 1.000 °C arbeitet und deswegen einen sehr hohen thermodynamischen Wirkungsgrad erreicht. Mit einer Befüllung läuft so ein Reaktor mind. 60 Jahre durch und beseitigt/spaltet dabei unseren gesamten Atommüll. Aufgrund seiner Kompaktheit und hohen Energiedichte wird verhältnismäßig wenig Material für den Bau solcher Reaktoren benötigt. Es würden auch weniger Stromleitungen benötigt werden, wenn man solche Reaktorblöcke ungefähr gleichmäßig über das Land verteilt - und vor allem auch dort, wo der Strom benötigt wird. Die Stromkabel für das Einsammeln der Elektrizität von den vielen übers Land verteilten Windrädern würden wegfallen.
Die Stichworte ( : Reizworte ?) Ressourcenschonung, Recycling, Kreislaufwirtschaft, Ressourceneffizienz, Materialintensität, u.a. scheinen ja langsam anzukommen und nun sogar Einzug in den EIKE-Wortschatz zu finden.
Da deutet sich an, dass langsam auch bei EIKE die wahren Probleme beim Namen genannt werden und nun ergebnisorientiert nach den besten Lösungen gesucht wird.
Alles Neu macht der Mai: Das wäre nichts weniger als ein Weg pauschaler Ablehnung von allem, was im Kontext der europäischen Energiewende seit Jahren diskutiert wird.
Sind die Zeiten der Fundamentalkritik somit langsam vorbei ?
Das wäre schön.
Was anderes bleibt Ihnen (EIKE) wohl auch nicht mehr übrig, wenn Sie (EIKE) überhaupt im Diskurs bleiben und mitreden wollen.
Das bisherige Image des "leugnens", verharmlosens, die ganze "nach mir die Sintflut" Einstellung, all das ist auf Dauer ein Irrweg, den Jeder schleunigst verlassen sollte, will er/sie den Rest des Daseins nicht nur noch mosernd, motzend, meckernd und miesepeternd auf den Abstellgleisen der Gesellschaften eigenbrötlerisch dahin wursteln und im Zustand geistiger Umnachtung von einer vermeintlich schöneren Vergangenheit phantasieren bzw. halluzinieren.
MfG, HPK