Der Druck auf die Versorgung mit Metallen, die für die Herstellung erneuerbarer Energien und Elektrofahrzeuge benötigt werden, wächst, da die Länder darum wetteifern, bis 2050 kohlenstoffneutral zu werden.
In den letzten Monaten unterzeichnete Großbritannien ein Abkommen mit Sambia, Japan ist eine Partnerschaft mit Namibia eingegangen und die EU hat sich mit Chile verbündet. Die EU-Verhandlungsführer haben zudem begonnen, mit dem Kongo zusammenzuarbeiten, 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 und nur wenig nachgefragt sind.
Laut der Beratungsfirma 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, die Netzinfrastruktur um das Dreifache und die Zahl der Elektrofahrzeuge um das 60-fache erhöht werden.
Bis 2030 könnte die Nachfrage nach Kupfer und Nickel um 50–70 %, nach Kobalt und Neodym um 150 % und nach Graphit und Lithium um das Sechs- bis Siebenfache steigen. Insgesamt werden laut der Internationalen Energieagentur bis 2050 für eine kohlenstoffneutrale Welt jährlich 35 Millionen Tonnen „grüner Metalle“ benötigt. Zählt man die ebenfalls für diesen 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 zum Ende dieses Jahrzehnts zu einer vollständigen Verknappung der weltweiten Mineralienvorräte kommen könnte. Bis 2030 erwartet ETC 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, über die der Economist berichtete, wird es bei Kupfer bis 2030 jedoch einen Mangel von 2 bis 4 Millionen Tonnen geben, was 6 bis 15 % des potenziellen Bedarfs entspricht. Bei Lithium wird es einen Mangel von 50.000 bis 100.000 Tonnen geben, was 2 bis 4 % des Bedarfs entspricht. 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 stellt praktisch niemand Neodym her.
Der Economist nennt drei Lösungsansätze für diese Herausforderungen. Erstens können die Produzenten die vorhandenen Minen erweitern. Dies ist zwar sofort möglich, die zusätzliche Produktion ist jedoch begrenzt. Zweitens können Unternehmen neue Minen eröffnen. Dies kann das Problem zwar vollständig lösen, dauert aber lange.
Diese Einschränkungen machen die dritte Lösung zur wichtigsten, zumindest im nächsten Jahrzehnt. Sie besteht darin, Wege zu finden, „grüne Engpässe“ zu beseitigen. Dazu gehört die Wiederverwendung von mehr Materialien, was am ehesten bei Aluminium, Kupfer und Nickel der Fall sein wird. 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 in einem Jahrzehnt 50 Prozent der gesamten Kupferversorgung ausmachen könnte – heute sind es nur 35 Prozent. Rio Tinto investiert zudem in Aluminium-Recyclingzentren. Im vergangenen Jahr sammelten Start-ups im Bereich Batteriemetall-Recycling die Rekordsumme von 500 Millionen 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 (zwei Prozent der weltweiten Kapazität) stillgelegt. Ein Anstieg der Aluminiumpreise um 25 Prozent wird laut Graeme Train, Chefanalyst für Metalle und Mineralien beim Rohstoffhändler Trafigura, weitere 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 eine Million Tonnen Kupfer zusätzlich 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, weitere Projekte im Wert von fast 20 Milliarden Dollar sind angekündigt.
Daria Efanova, Forschungsleiterin beim britischen Finanzunternehmen Sucden, schätzt, 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 einige Zeit dauert. Weltweit gibt es 382 Kobalt-, Kupfer-, Lithium- und Nickelprojekte, für die zumindest vorläufige Machbarkeitsstudien begonnen wurden. Sollten sie bis 2030 betriebsbereit sein, könnten sie laut der Unternehmensberatung McKinsey die Nachfrage ausgleichen.
Weltweit sind derzeit rund 500 Kobalt-, Kupfer-, Lithium- und Nickelminen in Betrieb. Um die 382 neuen Minen termingerecht in Betrieb zu nehmen, müssen zahlreiche Hürden überwunden werden. Zunächst fehlt es an Geld. 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 schätzt, dass die Ausgaben allein für Kupfer bis 2027 22 Milliarden Dollar erreichen werden. Zwischen 2016 und 2021 waren es durchschnittlich 15 Milliarden Dollar. Die Investitionen der großen Bergbauunternehmen steigen zwar, aber nicht schnell genug. Zudem dauert die Erschließung neuer Minen lange: vier bis sieben Jahre für Lithium und durchschnittlich 17 Jahre für Kupfer. Aufgrund der knappen Genehmigungen könnte sich die Verzögerung noch verlängern.
Da Aktivisten, Regierungen und Regulierungsbehörden Projekte zunehmend aus Umweltgründen blockieren, dauerte es zwischen 2017 und 2021 durchschnittlich 311 Tage, bis neue Minen in Chile genehmigt wurden, verglichen mit 139 Tagen zwischen 2002 und 2006.
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 daher von Inputeinsparungen abhängen. Wie hoch diese ausfallen werden, ist jedoch schwer vorherzusagen, da dies von der Innovationsfähigkeit der produzierenden Unternehmen abhängt.
Hersteller von Elektroautos und Batterien beispielsweise haben 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 Primärmetalle bei CRU, rechnet damit, dass die nächste Batteriegeneration nur noch 21 bis 50 kg benötigen könnte, wodurch bis 2035 jährlich bis zu zwei Millionen Tonnen Kupfer eingespart werden könnten. Auch der Lithiumbedarf in Batterien könnte bis 2027 halbiert werden.
Neben Einsparungen und 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 keine großen Reichweiten mit einer einzigen Ladung benötigen.
Graphitanoden werden auch mit Silizium (das reichlich vorhanden ist) dotiert. Tesla will Motoren ohne Seltene Erden bauen. Natrium-Ionen-Batterien, die Lithium durch Natrium (das sechsthäufigste Element auf der Erde) ersetzen, könnten erfolgreich sein.
Auch die Vorlieben der Verbraucher werden eine Rolle spielen. Heutzutage wollen die Menschen mit ihrem Elektroauto 600 Kilometer mit einer einzigen Ladung fahren, doch nur wenige unternehmen regelmäßig so lange Strecken. Angesichts der knappen Lithiumvorräte könnten Autohersteller Autos mit kürzerer Reichweite und austauschbaren Batterien entwickeln, was die Größe der Batterie drastisch reduzieren würde. Bei einem angemessenen Preis könnte die Akzeptanz schnell steigen.
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 den Absatz von Telefonen und Waschmaschinen, die ebenfalls Kupfer enthalten, schneller reduzieren als den 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 den grünen Wandel wie geplant voranzutreiben. 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. Doch mit widerstandsfähigen Käufern, starken Regierungen und etwas Glück dürfte die steigende Nachfrage nach „grünen“ Metallen laut Simulationen von Liberum Capital (UK) keine katastrophalen Einbrüche verursachen.
Phien An ( laut The Economist )
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