Chalmers-Universität warnt vor Metallknappheit für E-Fahrzeuge
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Da immer mehr Elektroautos gebaut werden und auf den Straßen Europas unterwegs sind, führt dies zu einer Zunahme des Bedarfs an kritischen Metallen, die für Komponenten wie Elektromotoren und Elektronik erforderlich sind. Mit dem aktuellen Niveau der Rohstoffproduktion werde es in Zukunft nicht mehr genug von diesen Metallen geben – nicht einmal, wenn das Recycling zunimmt. Dies zeigen die Ergebnisse einer großen Umfrage, die von der schwedischen Chalmers University of Technology im Auftrag der Europäischen Kommission durchgeführt wurde.
Elektrifizierung und Digitalisierung führen demnach zu einem stetigen Anstieg des Bedarfs an kritischen Metallen in der EU-Fahrzeugflotte. Darüber hinaus wird derzeit nur ein kleiner Teil der Metalle aus Altfahrzeugen recycelt. Die besonders begehrten Metalle wie Dysprosium, Neodym, Mangan und Niob seien für die EU von großer wirtschaftlicher Bedeutung, während ihr Angebot begrenzt ist und es Zeit braucht, die Rohstoffproduktion zu steigern. Die zunehmende Abhängigkeit von ihnen sei daher aus mehreren Gründen problematisch.
„Die EU ist stark von den Importen dieser Metalle abhängig, da die Gewinnung in einigen Ländern wie China, Südafrika und Brasilien konzentriert ist. Die mangelnde Verfügbarkeit ist sowohl ein wirtschaftliches als auch ein ökologisches Problem für die EU – und riskiert den Übergang zu Elektroautos und ökologisch nachhaltigen Technologien zu verzögern“, sagt Maria Ljunggren, außerordentliche Professorin für nachhaltiges Materialmanagement an der Chalmers University of Technology. „Da viele dieser Metalle knapp sind, riskieren wir außerdem, den Zugang zu ihnen für zukünftige Generationen zu erschweren, wenn wir nicht in der Lage sind, das zu verwenden, was bereits im Umlauf ist.“
Eine ernste, aber nicht hoffnungslose Situation
Ljunggren weist darauf hin, dass die ernste Situation, die Europas kritische und strategische Rohstoffe betrifft, im kürzlich von der Europäischen Kommission vorgelegten Critical Raw Materials Act ebenfalls unterstrichen wird. Das Gesetz betont die Notwendigkeit, die Zusammenarbeit mit zuverlässigen externen Handelspartnern zu vertiefen und dass die Mitgliedstaaten das Recycling sowohl kritischer als auch strategischer Rohstoffe verbessern müssen. Es betont auch die Relevanz der europäischen Länder, ihre eigenen geologischen Ressourcen zu erforschen.
In Schweden berichtete das staatliche Bergbauunternehmen LKAB zu Beginn des Jahres über vielversprechende Lagerstätten von Seltenerdmetallen in Kiruna. Eine erfolgreiche Exploration ermöglichte es dem Unternehmen, Bodenschätze von mehr als einer Million Tonnen Oxide zu identifizieren – die sie jetzt als die größte bekannte Lagerstätte ihrer Art in Europa beschreiben.
„Dies ist äußerst interessant, insbesondere die Entdeckung von Neodym, das unter anderem in Magneten in Elektromotoren verwendet wird. Die Hoffnung ist, dass uns dieser Fund auf lange Sicht weniger abhängig von Importen machen wird“, sagt Ljunggren.
Erheblicher Anstieg der Verwendung kritischer Metalle
Zusammen mit den Schweizerischen Bundeslaboratorien für Materialwissenschaft und -technologie, EMPA, hat Ljunggren die Metalle untersucht, die derzeit in der europäischen Fahrzeugflotte verwendet werden. Der Auftrag stammt von der Gemeinsamen Forschungsstelle (GFS) der Europäischen Kommission und hat zu einer umfangreichen Datenbank geführt, die die Verwendung von Metallen im Laufe der Zeit in Neufahrzeugen, in Gebrauch befindlichen Fahrzeugen und in recycelten Fahrzeugen zeigt.
Die Auswertung, die bis ins Jahr 2006 zurückreicht, zeigt, dass der Anteil kritischer Metalle bei Fahrzeugen deutlich gestiegen ist; eine Entwicklung, von der die Forscher annehmen, dass sie sich fortsetzen wird. Einige der Seltenerdelemente gehören zu den Metallen, deren Gebrauch am meisten zugenommen hat.
„Der Verbrauch von Neodym und Dysprosium ist in diesem Zeitraum bei Neuwagen um rund 400 bzw. 1700 Prozent gestiegen, und das noch bevor die Elektrifizierung aufgenommen wurde. Gold und Silber, die nicht als kritische Metalle aufgeführt sind, aber einen großen wirtschaftlichen Wert haben, sind um etwa 80 Prozent gestiegen“, sagt Ljunggren.
Die Idee hinter der Auswertung und der Datenbank ist es, Entscheidungsträgern, Unternehmen und Organisationen eine Evidenzbasis zur Verfügung zu stellen, um eine nachhaltigere Nutzung von kritischen Metallen in der EU zu unterstützen. Eine große Herausforderung bestehe darin, dass diese Materialien, die in sehr geringen Konzentrationen in jedem Auto zu finden sind, schwer wirtschaftlich zu recyceln seien.
Recycling erfüllt nicht die Anforderungen
„Wenn das Recycling zunehmen soll, müssen Autos so konzipiert werden, dass diese Metalle zurückgewonnen werden können, während Anreize und flexible Prozesse für mehr Recycling eingeführt werden müssen. Aber das ist nicht die aktuelle Realität“, sagt Ljunggren, die betont, dass eine Reihe von Maßnahmen erforderlich sei, um mit der Situation umzugehen.
„Es ist wichtig, das Recycling zu erhöhen. Gleichzeitig ist klar, dass eine Zunahme des Recyclings allein die Anforderungen in absehbarer Zeit nicht erfüllen kann, weil der Bedarf an kritischen Metallen in Neuwagen so stark zunimmt. Daher muss ein größerer Fokus darauf liegen, wie wir diese Metalle durch andere Materialien ersetzen können. Aber kurzfristig wird es notwendig sein, die Gewinnung in Minen zu erhöhen, wenn die Elektrifizierung nicht zurückgehalten werden soll“, sagt sie.
Mehr über die Umfrage und die Datenbank
Die Untersuchung von Metallen in der EU-Fahrzeugflotte wurde von Maria Ljunggren in Chalmers in Zusammenarbeit mit den Schweizerischen Bundeslabors für Materialwissenschaft und -technologie, EMPA, im Auftrag der Gemeinsamen Forschungsstelle (GFS) der Europäischen Kommission durchgeführt. Die Ergebnisse sind in einer Datenbank enthalten, die 60 Fahrzeugtypen unter 3,5 Tonnen aus allen EU-Mitgliedstaaten abdeckt. Die Umfrage umfasst elf verschiedene Metalle in Neufahrzeugen, im Einsatz befindlichen Fahrzeugen und recycelten Fahrzeugen. Die Auswertung deckt den Zeitraum von 2006 bis 2023 ab, wobei die letzten drei Jahre eine Prognose sind.
Quelle: Chalmers – Pressemitteilung vom 07.06.2023
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