Der Druck auf die Versorgung mit Metallen, die für die Herstellung erneuerbarer Energien und Elektrofahrzeuge benötigt werden, steigt, da die Länder darum wetteifern, bis 2050 kohlenstoffneutral zu werden.
In den letzten Monaten unterzeichnete Großbritannien ein Abkommen mit Sambia, Japan eine Partnerschaft mit Namibia und die EU eine Allianz mit Chile. Die EU-Verhandlungsführer arbeiten zudem mit dem Kongo zusammen, während die USA sich der Mongolei zuwenden. Gemeinsames Ziel dieser Bemühungen ist die Beschaffung von Mineralien, die für die Dekarbonisierung benötigt werden – sogenannte „grüne“ Metalle.
Es gibt drei Gruppen „grüner“ Metalle, die in vielen Branchen weit verbreitet sind: Aluminium und Stahl werden zur Herstellung von Solarmodulen und Turbinen verwendet, während Kupfer für alles von Kabeln bis hin zu Autos wichtig ist. Die in Batterien für Elektrofahrzeuge verwendete Gruppe umfasst Kobalt, Lithium und Nickel, aus denen die Kathode besteht, sowie Graphit, den Hauptbestandteil der Anode. Die letzte Gruppe umfasst magnetische Seltene Erden wie Neodym, die in Motoren und Turbinengeneratoren von Elektrofahrzeugen verwendet werden, deren Nachfrage jedoch begrenzt ist.
Laut der Energy Transitions Commission (ETC) haben sich 72 Länder, die für vier Fünftel der weltweiten Emissionen verantwortlich sind, zur CO2-Neutralität bis 2050 verpflichtet. Um dieses Ziel zu erreichen, muss die Windkraftkapazität um das 15-fache, die Solarenergie um das 25-fache, der Umfang der Netzinfrastruktur um das Dreifache und die Zahl der Elektrofahrzeuge um das 60-fache gesteigert werden.
Bis 2030 könnte die Nachfrage nach Kupfer und Nickel um 50 bis 70 Prozent steigen, nach Kobalt und Neodym um 150 Prozent und nach Graphit und Lithium um das Sechs- bis Siebenfache. Insgesamt werden laut der Internationalen Energieagentur bis 2050 jährlich 35 Millionen Tonnen „grüner Metalle“ benötigt, um eine kohlenstoffneutrale Welt zu schaffen. Zählt man die für den Prozess benötigten traditionellen Metalle wie Aluminium und Stahl hinzu, beträgt der Bedarf bis dahin 6,5 Milliarden Tonnen.
Deshalb befürchten viele Länder, dass es bis Ende des Jahrzehnts zu einem weltweiten Mangel an Mineralien kommen könnte. ETC erwartet bis 2030 einen Mangel von etwa 10 bis 15 Prozent bei Kupfer und Nickel und von 30 bis 45 Prozent bei anderen in Batterien verwendeten Metallen.
Wie steht es also um die Versorgung mit diesen Metallen? Stahl wird voraussichtlich weiterhin reichlich vorhanden sein. Auch Kobalt ist reichlich vorhanden. Expertenprognosen zufolge, die im Economist veröffentlicht wurden, wird es bis 2030 jedoch einen Kupfermangel von 2 bis 4 Millionen Tonnen geben, was 6 bis 15 % des potenziellen Bedarfs entspricht. Lithium wird um 50.000 bis 100.000 Tonnen oder 2 bis 4 % des Bedarfs fehlen. Nickel und Graphit sind theoretisch reichlich vorhanden, erfordern aber für Batterien eine hohe Reinheit. Es gibt zu wenige Schmelzhütten, um Bauxit zu Aluminium zu verarbeiten. Und außerhalb Chinas produziert kaum jemand Neodym.
Der Economist nennt drei Lösungsansätze für diese Herausforderungen. Erstens könnten die Produzenten das Angebot bestehender Minen erhöhen, was zwar sofort möglich wäre, aber nur eine begrenzte Kapazität hätte. Zweitens könnten Unternehmen neue Minen eröffnen, was das Problem vollständig lösen würde, aber Zeit in Anspruch nehmen würde.
Diese Einschränkungen machen die dritte Lösung zumindest im nächsten Jahrzehnt zur wichtigsten. Sie besteht darin, Wege zu finden, um „grüne Engpässe“ zu beseitigen. Dazu gehört die Wiederverwendung von mehr Materialien, was bei Aluminium, Kupfer und Nickel am praktikabelsten ist. Die Recyclingindustrie ist noch fragmentiert und könnte bei höheren Preisen wachsen. Es gibt bereits einige Bemühungen, wie beispielsweise die Finanzierung eines Nickelrecycling-Startups in Tansania durch den Bergbaugiganten HP.
Huw McKay, Chefökonom bei HP, schätzt, dass Altmetall innerhalb eines Jahrzehnts 50 % der gesamten Kupferversorgung ausmachen könnte – heute sind es nur 35 %. Rio Tinto investiert zudem in Aluminium-Recyclingzentren. Im vergangenen Jahr sammelten Start-ups im Bereich Batteriemetall-Recycling die Rekordsumme von 500 Millionen US-Dollar ein.
Der bessere Weg ist die Wiederinbetriebnahme stillgelegter Minen, wobei Aluminium am vielversprechendsten ist. Seit Dezember 2021 haben die steigenden Energiekosten in Europa die jährliche Aluminiumschmelzkapazität von 1,4 Millionen Tonnen (2 % der weltweiten) stillgelegt. Ein Anstieg der Aluminiumpreise um 25 % würde laut Graeme Train, Chefanalyst für Metalle und Mineralien beim Rohstoffhändler Trafigura, mehr Minen zur Wiedereröffnung bewegen.
Die größte Hoffnung liegt in Technologien, die das knappe Angebot optimal nutzen. Unternehmen entwickeln Verfahren namens „Tail Leaching“, bei denen Kupfer aus Erzen mit geringem Metallgehalt gewonnen wird. Der großtechnische Einsatz dieser Technologie könnte laut Daniel Malchuk, Vorstandsmitglied des US-amerikanischen Rohstofftechnologieunternehmens Jetti Resources, jährlich zusätzlich Millionen Tonnen Kupfer kostengünstig produzieren.
Ein Arbeiter arbeitet in einer Nickelverarbeitungsanlage in der indonesischen Provinz Südsulawesi. Foto: Reuters
In Indonesien, dem weltgrößten Nickelproduzenten, nutzen Bergbauunternehmen ein Verfahren namens „Hochdruck-Säurelaugung“, um minderwertiges Erz in ein für Elektroautos geeignetes Material umzuwandeln. Drei Anlagen im Wert von mehreren Milliarden Dollar wurden bereits gebaut, und weitere Projekte im Wert von fast 20 Milliarden Dollar wurden angekündigt.
Daria Efanova, Forschungsleiterin beim britischen Finanzunternehmen Sucden, geht davon aus, dass Indonesien bis 2030 rund 400.000 Tonnen hochgradiges Nickel produzieren könnte und damit eine erwartete Versorgungslücke von 900.000 Tonnen teilweise schließen könnte.
Neue Technologien sind jedoch noch unsicher und können Nachteile wie Umweltverschmutzung mit sich bringen. Daher wird die Eröffnung neuer Minen höhere Gewinne bringen, auch wenn es Zeit braucht. Weltweit gibt es 382 Kobalt-, Kupfer-, Lithium- und Nickelprojekte, für die zumindest vorläufige Machbarkeitsstudien begonnen haben. Sollten sie bis 2030 in Betrieb gehen, könnten sie laut der Beratungsfirma McKinsey die Nachfrage decken.
Weltweit gibt es derzeit rund 500 aktive Kobalt-, Kupfer-, Lithium- und Nickelminen. Um die 382 neuen Minen fristgerecht in Betrieb zu nehmen, müssen mehrere Hürden überwunden werden. An erster Stelle steht der Geldmangel. Laut McKinsey müssten sich die jährlichen Investitionen in den Bergbau bis 2030 auf 300 Milliarden Dollar verdoppeln, um die Versorgungslücke zu schließen.
Das Beratungsunternehmen CRU prognostiziert, dass die Ausgaben allein für Kupfer bis 2027 22 Milliarden Dollar erreichen werden, verglichen mit durchschnittlich 15 Milliarden Dollar zwischen 2016 und 2021. Die Investitionen der großen Bergbauunternehmen steigen zwar, aber nicht schnell genug. Zudem dauert die Erschließung neuer Minen lange: Lithium benötigt vier bis sieben Jahre, Kupfer durchschnittlich 17 Jahre. Aufgrund der knappen Genehmigungen könnte sich die Verzögerung noch verlängern.
Da Aktivisten, Regierungen und Regulierungsbehörden Projekte zunehmend aus Umweltschutzgründen blockieren, dauerte es zwischen 2017 und 2021 durchschnittlich 311 Tage, bis neue Minen in Chile genehmigt wurden. Im Vergleich dazu betrug die Genehmigungszeit zwischen 2002 und 2006 139 Tage.
Der Metallgehalt von Kupfererzen, die in günstigeren Ländern gefördert werden, sinkt. Unternehmen müssen sich daher nach schwierigeren Standorten umsehen. Zwei Drittel des bis 2030 erwarteten neuen Angebots werden in Ländern liegen, die im „Ease of Doing Business“-Index der Weltbank zu den 50 schlechtesten gehören.
All dies bedeutet, dass ein neues Angebot nur eine langfristige Lösung sein kann. Ein Großteil der Anpassung im nächsten Jahrzehnt wird durch Einsparungen bei den Vorleistungen erreicht werden. Wie hoch diese sein werden, lässt sich jedoch nur schwer vorhersagen, da dies von der Innovationsfähigkeit der produzierenden Unternehmen abhängt.
Hersteller von Elektroautos und Batterien haben beispielsweise große Fortschritte bei der Reduzierung des Metallverbrauchs erzielt. Eine typische Elektroautobatterie enthält heute nur noch 69 kg Kupfer, gegenüber 80 kg im Jahr 2020. Simon Morris, Leiter der Abteilung für Basismetalle bei CRU, rechnet damit, dass die nächste Batteriegeneration nur noch 21 bis 50 kg benötigen könnte, was bis 2035 eine jährliche Kupfereinsparung von bis zu zwei Millionen Tonnen ermöglichen würde. Auch der Lithiumbedarf in Batterien könnte bis 2027 halbiert werden.
Neben Einsparungen gibt es Alternativen. In Batteriekathoden werden Nickel-Mangan-Kobalt-Chemikalien, die gleiche Mengen Kobalt und Nickel enthalten (NMC 111), schrittweise durch NMC 721 und 811 ersetzt, die mehr Nickel, aber weniger Kobalt enthalten. In China hingegen erfreuen sich günstigere, aber weniger energieintensive Lithium-Eisenphosphat-Mischungen (LFP) großer Beliebtheit, da Stadtbewohner dort keine großen Reichweiten mit einer einzigen Ladung benötigen.
Graphitanoden werden auch mit Silizium (das reichlich vorhanden ist) dotiert. Tesla kündigt an, Motoren ohne Seltene Erden zu bauen. Natrium-Ionen-Batterien, die Lithium durch Natrium (das sechsthäufigste Element auf der Erde) ersetzen, könnten erfolgreich sein.
Auch die Präferenzen der Verbraucher werden eine Rolle spielen. Heute wünschen sich viele Menschen, dass ihre Elektroautos mit einer Ladung 600 Kilometer weit fahren, doch nur wenige unternehmen regelmäßig so lange Strecken. Angesichts der Lithiumknappheit könnten Autohersteller Autos mit kürzeren Reichweiten und austauschbaren Batterien entwickeln, was die Batteriegröße drastisch reduzieren würde. Bei einem angemessenen Preis könnte die Einführung schnell erfolgen.
Die größte Herausforderung ist Kupfer, das sich nur schwer aus dem Netz entfernen lässt. Ein verändertes Verbraucherverhalten könnte jedoch Abhilfe schaffen. CRU schätzt, dass die Kupfernachfrage für „grüne“ Zwecke von heute 7 % auf 21 % bis 2030 steigen wird. Steigende Metallpreise könnten die Verkäufe von Telefonen und Waschmaschinen – die ebenfalls Kupfer enthalten – schneller zurückgehen als die von Stromkabeln und Solarmodulen, insbesondere wenn der Markt für grüne Technologien staatlich subventioniert wird.
Bis Ende der 2030er Jahre könnte es genügend neue Minen und Recyclingkapazitäten geben, um die grüne Wende wie geplant zu ermöglichen. Das Risiko liege jedoch in anderen Störungen, so der Economist .
Da das Angebot auf wenige Länder konzentriert ist, können lokale Unruhen, geopolitische Konflikte oder sogar schlechtes Wetter Auswirkungen haben. Ein Bergarbeiterstreik in Peru oder eine dreimonatige Dürre in Indonesien könnten die Preise beeinflussen oder das Kupfer- und Nickelangebot um 5–15 % reduzieren, wie Simulationen von Liberum Capital (UK) zeigen. Doch mit robusten Käufern, starken Regierungen und etwas Glück dürfte die steigende Nachfrage nach den „grünen“ Metallen keine katastrophalen Einbrüche verursachen.
Phien An ( laut The Economist )
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