Die Energiewende wird mehr Seltenerdelemente benötigen. Können wir sie nachhaltig sichern?

Die Mountain Pass-Mine in Kalifornien ist die einzige aktive Abbau- und Verarbeitungsanlage für seltene Erden in den USA. Foto: Tmy350

Um den globalen Temperaturanstieg auf 1,5 Grad Celsius oder annähernd zu begrenzen, müssen alle Länder dekarbonisieren – den Verbrauch fossiler Brennstoffe reduzieren, auf kohlenstofffreie erneuerbare Energiequellen umsteigen und so viele Sektoren wie möglich elektrifizieren. Es wird eine große Anzahl von Windkraftanlagen, Solarpaneelen, Elektrofahrzeugen (EVs) und Speicherbatterien erfordern – alle aus Seltenerdelementen und kritischen Metallen.

Zu den für die Energiewende entscheidenden Elementen zählen die 17 Seltenerdelemente, die 15 Lanthanoide sowie Scandium und Yttrium. Obwohl viele Seltenerdmetalle tatsächlich häufig vorkommen, werden sie als „selten“ bezeichnet, weil sie selten in ausreichenden Mengen vorkommen, um einfach oder wirtschaftlich abgebaut zu werden.

Tabelle der Seltenerdelemente. Bild: Ivtorov

Elemente wie Silizium, Kobalt, Lithium und Mangan sind keine Seltenerdelemente, sondern kritische Mineralien, die auch für die Energiewende unerlässlich sind.

Die nachhaltige Bereitstellung dieser riesigen Mengen an Mineralien wird eine große Herausforderung sein, doch Wissenschaftler erforschen verschiedene Möglichkeiten, um Materialien für die Energiewende bereitzustellen, ohne den Menschen und dem Planeten weniger Schaden zuzufügen.

Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach Seltenerdelementen in den nächsten Jahrzehnten um 400–600 Prozent steigen wird, und der Bedarf an Mineralien wie Lithium und Graphit, die in Elektrofahrzeugbatterien verwendet werden, könnte sogar um bis zu 4.000 Prozent steigen. Die meisten Windkraftanlagen verwenden Neodym-Eisen-Bor-Magnete, die die Seltenerdelemente Neodym und Praseodym zur Verstärkung sowie Dysprosium und Terbium enthalten, um sie resistent gegen Entmagnetisierung zu machen. Es wird erwartet, dass die weltweite Nachfrage nach Neodym bis 2050 um 48 Prozent wächst und das prognostizierte Angebot bis 2030 um 250 Prozent übersteigt. Der Bedarf an Praseodym könnte das Angebot um 175 Prozent übersteigen. Es wird erwartet, dass auch die Nachfrage nach Terbium das Angebot übersteigt. Und um die erwartete Nachfrage nach Graphit, Lithium, Nickel und Kobalt bis 2035 zu decken, wurden laut einer Analyse 384 neue Minen benötigt.

China lieferte einst 97 Prozent der weltweiten Seltenerdelemente. Staatliche Unterstützung, billige Arbeitskräfte, laxe Umweltvorschriften und niedrige Preise ermöglichten es dem Unternehmen, die Produktion von Seltenerdmetallen zu monopolisieren. Heute produziert China 60-70 Prozent der weltweiten Seltenerdelemente und sichert sich auch Abbaurechte in Afrika. Die USA produzieren etwas mehr als 14 Prozent und Australien produziert sechs Prozent der Seltenen Erden.

Im Jahr 2018 waren die USA bei 21 kritischen Mineralien zu 100 Prozent von anderen Ländern abhängig. Nachdem China im Streit den Export von Seltenerdelementen nach Japan eingestellt hatte, machten sich viele Länder Sorgen über die politischen und wirtschaftlichen Auswirkungen der Abhängigkeit von einem Markt und begannen mit der Entwicklung einer eigenen Produktion von Seltenerdelementen. Die Biden-Regierung hat der Entwicklung einer inländischen Lieferkette für Seltenerdmetalle und kritische Mineralien Priorität eingeräumt.

Bergbau verursacht häufig eine Verschmutzung von Land, Wasser und Luft, die Verbreitung giftiger Abfälle, Wassermangel, Entwaldung, Verlust der biologischen Vielfalt und soziale Störungen. Obwohl der Metallabbau bundesstaatlichen und bundesstaatlichen Umweltvorschriften unterliegt, ist er der größte Schadstoffverschmutzer in den USA

Aufgrund der Art und Weise, wie sie gewonnen werden, ist es schwierig, Seltenerdelemente abzubauen, ohne die Umwelt zu schädigen. Eine Methode besteht darin, den Mutterboden zu entfernen und dann ein Auslaugungsbecken anzulegen, in dem Chemikalien eingesetzt werden, um die Seltenerdelemente aus dem Erz zu trennen. Die giftigen Chemikalien können ins Grundwasser gelangen, Erosion verursachen und die Luft verschmutzen. Eine andere Technik besteht darin, in den Boden zu bohren und PVC-Rohre und -Schläuche zu verwenden, um Chemikalien in die Erde zu pumpen. Die resultierende Mischung wird dann zur Trennung in Auslaugungsteiche gepumpt, was zu denselben Umweltproblemen führt.

Ein Absetzbecken in Butte, Montana. Foto: James St. John

Da Seltenerdelemente häufig in der Nähe von radioaktivem Thorium und Uran gefunden werden, enthält der Abfall, der nach der Trennung der Seltenerdelemente vom Erz zurückbleibt – Rückstände – Chemikalien, Salze und radioaktive Materialien. Rückstände werden normalerweise in Teichen gelagert, die auslaufen und Wasserressourcen verunreinigen können.

Die Harvard International Review berichtete, dass bei der Gewinnung einer Tonne Seltenerdelemente fast 30 Pfund Staub, 9.600 bis 12.000 Kubikmeter Abgas, darunter Substanzen wie Flusssäure und Schwefeldioxid, 75 Kubikmeter Abwasser und eine Tonne Staub entstehen radioaktive Rückstände – insgesamt 2.000 Tonnen Giftmüll.

Die weltweit größte Mine für seltene Erden, Bayan-Obo in China, produzierte über 70.000 Tonnen radioaktiven Thoriumabfall, der in einem Absetzbecken gelagert wird, das ins Grundwasser gelangt ist.

Bayan Obo-Mine in China, die weltweit größte Mine für seltene Erden. Foto von : Squishyhippie

Der Boden und das Wasser in Baotouin in der Inneren Mongolei, China – das als weltweite Hauptstadt der Seltenen Erden gilt – sind durch den Bergbau mit Arsen und Fluorit verschmutzt. Dies hat zu Skelettfluorose und chronischer Arsentoxizität in der Bevölkerung geführt. In der Provinz Jiangxi, die ebenfalls durch den Abbau seltener Erden verschmutzt wurde, könnte es laut Experten 50 bis 100 Jahre dauern, bis die Schäden beseitigt und die Umwelt wiederhergestellt sind.

Auch der Abbau anderer Mineralien wie Kobalt (wird für Batterien von Elektrofahrzeugen benötigt) ist umweltschädlich. Beim Extraktionsprozess werden Sulfide in die Luft und das Wasser freigesetzt, wodurch Schwefelsäure entsteht. Dieses saure Wasser kann Bäche verunreinigen oder ins Grundwasser gelangen. Eine Mine im Kobaltgürtel von Idaho, in der Kobalt, Silber und Kupfererz gefördert wurden, verunreinigte das Gebiet und einen Nebenfluss des Salmon River. es ist jetzt eine Superfund-Site.

Angesichts der wachsenden Nachfrage nach Seltenerdelementen und kritischen Mineralien werden umweltschädliche Bergbaupraktiken wahrscheinlich weiterhin anhalten, wenn nicht sogar zunehmen.

„Der Druck ist so groß, dass als erstes die Schutzmaßnahmen außer Acht gelassen und an den Rand gedrängt werden könnten, um den Prozess zu beschleunigen – Umweltschutzmaßnahmen und soziale Schutzmaßnahmen“, sagte Perrine Toledano, Direktorin für Forschung und Politik am Columbia Center on Sustainable Investment , ein gemeinsames Zentrum der Columbia Climate School und der Columbia Law School. „Wir wissen, dass in einigen Ländern, in Afrika und anderswo, großer Druck herrscht, was bedeutet, dass die Regierungen möglicherweise keine Zeit haben, ordnungsgemäße Verfahren anzuwenden. Das könnte uns in Sachen Nachhaltigkeit zurückwerfen.“

Glücklicherweise arbeiten Forscher daran, den Bergbau nachhaltiger oder überflüssig zu machen. Hier sind einige Beispiele – die meisten davon sind noch experimentell und noch nicht reif für eine groß angelegte Anwendung.

Verschiedene Labore auf der ganzen Welt suchen nach Möglichkeiten, die Biologie im Bergbau einzusetzen. Wissenschaftler der Cornell University entwickeln „Biomining“, indem sie Mikroben so programmieren, dass sie organische Säuren produzieren, die Seltenerdelemente aus Erzen oder recyceltem Elektroschrott herauslösen. Sie untersuchen, welche Gene sich am besten für die Biolaugung eignen, und erzwingen dann Mutationen an diesen Genen, um die Mikroben noch effizienter zu machen. Forscher in Harvard verwenden Bakterien aus Meeresalgen auf einem Filter und gießen dann eine Lösung aus mehreren Seltenerdelementen hindurch. Die Bakterien absorbieren alle Elemente. Anschließend wird der Filter mit Lösungen unterschiedlichen pH-Werts gewaschen, die jeweils die Ablösung unterschiedlicher Seltenerdelemente ermöglichen. In Deutschland nutzen Forscher neue Arten von Cyanobakterien, um Seltenerdelemente aus Bergbauabwässern oder recyceltem Elektroschrott zu absorbieren. Diese Methode kann auch bei geringen Konzentrationen an Seltenerdelementen angewendet werden.

Chinesische Forscher nutzen elektrische Ströme, um schwere Seltenerdelemente – solche mit hohen Ordnungszahlen wie Dysprosium und Terbium – aus Erzen zu befreien. Die neue elektrokinetische Methode erzeugt ein elektrisches Feld über und unter dem Boden, was die Effizienz der Auswaschung verbessert, sodass weniger Chemikalien benötigt werden. Die Methode fördert mehr Seltenerdelemente als der herkömmliche Bergbau und belastet die Umwelt weniger.

Wenn Böden reich an Nickel, Chrom und Kobalt sind und ihnen wichtige Nährstoffe fehlen, können sie möglicherweise nicht für die Nahrungsmittellandwirtschaft genutzt werden, aber sie können abgebaut werden. Beim Agromining bzw. Phytomining werden „hyperakkumulierende“ Pflanzen kultiviert, die in ihren Pflanzenteilen Mineralien und Metalle aus dem Boden aufnehmen und speichern können.

Einige Pflanzen – wie diese Pappeln, die in einem durch Trichlorethen kontaminierten Gebiet wachsen – können kontaminierte Böden reinigen. Foto: US DOE

In Frankreich kultivieren Wissenschaftler hyperakkumulierende Pflanzen zur Gewinnung von Nickel, einem wichtigen Bestandteil von Batterien und Technologien für erneuerbare Energien. Nach der Ernte werden die Pflanzen getrocknet und verbrannt. Die dabei entstehende Asche enthält mehr Nickel als jedes Erz. Es wird gewaschen, dann wird Nickel durch eine Säure bei hoher Temperatur extrahiert; Anschließend wird die Lösung filtriert, um die Asche zu entfernen und das Nickel zurückzugewinnen. Der Gesamtprozess verbraucht deutlich weniger Energie als der herkömmliche Bergbau und kann auch zur Dekontaminierung verschmutzter Böden eingesetzt werden, sodass diese fruchtbar genug für den Anbau von Nutzpflanzen werden.

Im Laufe der Jahre haben Forscher weltweit etwa 700 solcher Pflanzen entdeckt, und es werden immer mehr Pflanzen entdeckt und gezüchtet, um ihre Fähigkeit zur Metallabsorption zu verbessern. Die meisten reichern Nickel an, bei anderen wurde jedoch festgestellt, dass sie Thallium, Zink, Kupfer, Kobalt und Mangan absorbieren.

„Bisher war die Technologie für Anwendungen in kleinem Maßstab verfügbar“, sagte Toledano und fügte hinzu, dass dies eine Möglichkeit für lokale Gemeinschaften sei, Einkommen zu erzielen, und für Kleinbergleute eine Möglichkeit, nachhaltiger abzubauen. Aber einige Unternehmen, wie das Startup GenoMines, hoffen, diese Methoden ausweiten zu können.

Eine Strategie zur Reduzierung der Nachfrage nach Seltenerdelementen besteht für Hersteller und Produktdesigner darin, Produkte zu entwickeln, die weniger oder keine Seltenerdelemente verwenden, oder Seltenerdelemente durch neue oder andere Materialien zu ersetzen. Beispielsweise haben BMW und Renault einige ihrer Elektrofahrzeuge ohne Seltenerdelemente hergestellt. Während dadurch die Leistung der Batterien möglicherweise abnimmt, benötigen Autos, die hauptsächlich in der Stadt gefahren werden, möglicherweise eine nicht so lange Batterielebensdauer. Kürzlich gab Tesla bekannt, dass seine nächste Generation von Elektromotoren keine Seltenerdelemente verwenden wird. Darüber hinaus hat das Unternehmen seit 2017 den Einsatz schwerer Seltener Erden in seinen Model 3 um 25 Prozent reduziert.

Wissenschaftler der Northeastern University entwickeln ein Ersatzmaterial für Seltenerdmagnete namens Tetrataenit. Tetrataenit kommt nur in Meteoriten vor, aber Forscher versuchen, einen Prozess nachzubilden, der in der Natur Millionen von Jahren gedauert hat, indem sie die atomare Struktur der Nickel- und Eisenkomponenten des Materials im Labor neu ordnen.

Tetrataenit. Foto: Robert M. Lavinsky

Die Wissenschaftler erhalten vom Energieministerium einen Zuschuss in Höhe von 2,1 Millionen US-Dollar, um zu verstehen, wie magnetische Materialien aus „unkritischen Elementen“ in der Natur entstehen.

Forscher am Critical Materials Institute des Ames Laboratory untersuchen auch Magnetersatzstoffe. Sie haben Methoden entwickelt, um vorherzusagen, welche Materialien das Potenzial haben, zu Magneten verarbeitet zu werden. Sie identifizieren diejenigen, die eine gewisse Anziehungskraft auf ein Magnetfeld haben, und fügen dann Legierungen hinzu, um die Materialien in Permanentmagnete umzuwandeln. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass durch diesen Prozess Formen von Cerkobalt (Cer ist ein häufig vorkommendes Seltenerdelement) entstehen können, die Neodym und Dysprosium ersetzen können, die in den stärksten Seltenerdmagneten verwendet werden.

Das UN-Umweltprogramm schätzt, dass im Jahr 2019 über 53 Millionen Tonnen Elektroschrott erzeugt wurden, darunter Rohstoffe im Wert von 57 Milliarden US-Dollar, die mit Seltenerdelementen und Edelmetallen wie Platin, Gold und Silber angereichert sind. Durch die Wiederverwertung dieser wertvollen Elemente und Metalle könnte sich der erforderliche Abbauaufwand verringern. Laut der Union of Concerned Scientists könnte Recycling beispielsweise dazu beitragen, etwa 30 Prozent des künftigen Bedarfs an Neodym, Praseodym und Dysprosium zu decken. Eine Studie aus dem Jahr 2018 ergab jedoch, dass nur etwa ein Prozent der Seltenerdelemente aus den Produkten, in denen sie enthalten sind, recycelt werden. Japan recycelt seit 2010 seinen Elektroschrott aus seltenen Materialien. Die USA, die nach China an zweiter Stelle bei der Produktion von Elektroschrott liegen, recycelten 2019 nur 15 Prozent ihres Elektroschrotts; Im Gegensatz dazu recycelte Europa im selben Jahr 42,5 Prozent seines Elektroschrotts.

Foto: Curtis Palmer

Das Recycling erfolgt entweder durch Säurelaugung zur Abtrennung von Oxiden und Salzen seltener Erdelemente, durch Erhitzen und Schmelzen der Metalle oder durch die Verwendung von Elektrizität zur Trennung der Materialien – daher hat Recycling seine eigenen Auswirkungen auf die Umwelt. Forscher erforschen neue Methoden wie Ultraschalllaugung und Biolaugung.

Das Recycling von Elektroschrott wird jedoch weiterhin durch unzureichende Infrastruktur sowie teure und ineffiziente Sammelprozesse behindert.

„Für Elektroschrott braucht es zunächst einmal eine Sammelinfrastruktur, die noch nicht richtig ausgebaut ist, und man braucht Anreize, damit der Hersteller verpflichtet und beauftragt wird, den Elektroschrott zurückzuholen“, sagte Toledano. „Wenn der Hersteller zu Beginn weiß, dass es eine Verpflichtung zur Rückgewinnung des Konsumguts geben wird, wird er damit beginnen, das Produkt so zu gestalten, dass es wiederverwertbar ist. In Europa gibt es die verwandte Idee, dass man beauftragt werden sollte, Elektronikgeräte zu entwickeln, die nicht auf Veralterung ausgelegt sind, um den Abfall zu begrenzen. Bei der Kreislaufwirtschaft [bei der alle Ressourcen recycelt und wiederverwendet werden] geht es darum, Abfälle zu vermeiden, bevor man mit dem Recycling beginnt, denn Recycling ist viel technologieintensiver und teurer.“

Die Magnete in Elektrofahrzeugen und Windkraftanlagen könnten relativ einfach zurückgewonnen und recycelt werden. Da sie jedoch auf eine lange Lebensdauer ausgelegt sind, wird es Jahrzehnte dauern, bis genügend recycelte Magnete vorhanden sind, um den wachsenden Bedarf zu decken. Es gibt jedoch Unternehmen, die sich darauf vorbereiten, die Batterien der ersten Generation ausrangierter Elektrofahrzeuge zu recyceln. Beispielsweise baut das Canadian Li-Cycle Corps seine dritte Anlage zum Recycling von Lithium-Ionen-Batterien, und weltweit starten Dutzende neuer Recycling-Batterieprojekte.

Forscher der Purdue University haben eine innovative und kostengünstige Möglichkeit entwickelt, Kohlenasche zu recyceln, um Seltenerdelemente zurückzugewinnen. Kohlenasche sei genauso reich an Seltenerdelementen wie manche Erze, sagen die Wissenschaftler. Sie haben eine neue Methode zur Trennung seltener Erdelemente von anderen Verunreinigungen mithilfe kostengünstiger und effizienter Materialien entdeckt. Wenn die Technik skaliert werden kann, könnte sie theoretisch wertvolle Materialien aus den 129 Millionen Tonnen Kohleasche gewinnen, die die USA jährlich produzieren.

Die MP Materials-Mine in Mountain Pass, Kalifornien, ist derzeit die einzige seltene Erden produzierende Mine in den USA. MP Materials hat sich zum Ziel gesetzt, eine vollständige Lieferkette für seltene Erden zu schaffen, schickt sein Erz jedoch immer noch nach China, das nach wie vor den weltweiten Markt für seltene Erden dominiert Elementverarbeitung.

Niob, das das Potenzial hat, die Lebensdauer von Batterien zu verlängern, Scandium, Titan und andere Seltenerdelemente könnten bald in Elk Creek, Nebraska, abgebaut werden. Viele Einheimische dort halten es für ihre patriotische Pflicht, die Mine zu beherbergen, damit die USA ihre heimische Versorgung mit Seltenerdmetallen und Mineralien ausbauen können. Zu den weiteren in Arbeit befindlichen Minen gehört ein Standort im Westen von Montana in der Nähe des Quellgebiets des Bitterroot River, einem bekannten Forellenfischereigebiet. Die US Critical Materials Corp behauptet, dass das Gebiet über die „hochgradigste Seltenerdvorkommen“ in den USA verfügt, sieben Quadratmeilen Bergbau-Claims im Bitterroot National Forest besitzt und mit Explorationsaktivitäten begonnen hat. Im Südosten von Wyoming glaubt das australische Unternehmen American Rare Earths, die größte bekannte Lagerstätte für seltene Erden in Nordamerika entdeckt zu haben. Ziel dieses Unternehmens ist es, irgendwann eine Aufbereitungsanlage für das Erz zu bauen, die neue, weniger umweltschädliche Methoden nutzt.

Beim Lithiumabbau wird viel Wasser in Verdunstungsbecken wie diesem in Nevada verbraucht. Foto: Ken Lund

Die größte Lithiumlagerstätte der USA in Thacker Pass in Nevada ist umstritten. Die Lagerstätte befindet sich auf heiligem indigenem Land und die Stämme geben an, dass sie nicht ordnungsgemäß konsultiert wurden. Nachdem jedoch ein Bundesgericht die Anträge der indigenen Gruppe auf eine einstweilige Verfügung abgelehnt hatte, wurde mit dem Bau der Mine begonnen. Piedmont Lithium fördert Lithium in North Carolina und hat vom Energieministerium einen Zuschuss in Höhe von 141,7 Millionen US-Dollar für die Entwicklung einer zweiten Anlage in Tennessee erhalten. Wenn beide Anlagen in Betrieb gehen, erwartet das Unternehmen eine Vervierfachung der derzeitigen inländischen Lithiumproduktion.

Der Tiefseebergbau könnte bald grünes Licht erhalten, da die Internationale Meeresbodenbehörde an der endgültigen Festlegung von Vorschriften für den Abbau des Meeresbodens der Tiefsee arbeitet. Nauru Ocean Resources Inc., eine Tochtergesellschaft eines kanadischen Metallunternehmens, will polymetallische Knollen vom Meeresboden zwischen Hawaii und Mexiko abbauen. Diese Knötchen enthalten Kobalt, Nickel, Kupfer und Mangan, die für die Herstellung von Batterien unerlässlich sind.

Knötchen im Meeresboden des Pazifiks. Foto: Philweb

Um sie zu sammeln, wären große Maschinen erforderlich, die den Meeresboden abkratzen, Sedimentwolken erzeugen und möglicherweise die Meeresökosysteme stören. Einige Experten sagen, dass dies die von Meeresmikroben bereitgestellten Ökosystemleistungen, die Grundlage des Nahrungsnetzes und die Fähigkeit des Ozeans, Kohlenstoff zu speichern, gefährden könnte, bevor Wissenschaftler überhaupt das volle Ausmaß ihrer Vorteile verstehen. Ein neuer Bericht der Naturschutzorganisation Fauna & Flora International besagt, dass der Tiefseebergbau umfangreiche und irreversible Schäden verursachen würde.

Toledano behauptet jedoch, dass die Wissenschaft über den Tiefseebergbau unklar sei.

„Die Wissenschaft, die uns sagen könnte, dass ein Teil davon ungefährlich ist, erhält nicht viel Aufmerksamkeit, weil jeder große Angst davor hat, dorthin zu gehen“, sagte sie. Eine Expertin, die an einer großen Untersuchung von Meeresmineralien arbeitete und dabei auch die Umweltauswirkungen des Tiefseebergbaus bewertete, sagte ihr, dass es in dieser Tiefe nicht viel Leben gebe. Darüber hinaus können die Knollen ohne Graben geborgen werden, sodass die in den Sedimenten lebenden Lebewesen möglicherweise nicht stark beeinträchtigt werden. Deutschland, Frankreich, Spanien, Chile, Neuseeland, Costa Rica, mehrere pazifische Inselstaaten und andere fordern jedoch ein Verbot des Tiefseebergbaus, bis die Auswirkungen auf die Meeresumwelt vollständig abgeschätzt werden können.

Da die Umweltauswirkungen des Bergbaulandes und des Meeresbodens zunehmen, könnte der Weltraumbergbau zu einer praktikablen und nachhaltigeren Option werden. Treibhausgasemissionen würden im Weltraum keine Rolle spielen und es gäbe keine Ökosysteme, die geschädigt werden könnten, obwohl der Bergbau unberührte Umwelt schädigen würde. Der Weltraumvertrag von 1967, der von 113 Ländern unterzeichnet wurde, besagt, dass der Weltraum allen Ländern zur Erforschung und Nutzung freisteht und dass keine Nation Anspruch auf Besitz von Himmelskörpern erheben kann. Es ist jedoch nicht klar, wie sich dies auf die Ausbeutung von Ressourcen auf dem Mond auswirken würde oder Asteroiden. Die Vereinten Nationen haben eine Gruppe gebildet, die Grundsätze für die Erforschung und Nutzung von Weltraumressourcen entwickeln soll.

Regolith, der Boden auf der Mondoberfläche, enthält zahlreiche wertvolle Elemente, darunter Silizium, das für Sonnenkollektoren und Computerchips benötigt wird, Eisen, Magnesium, Aluminium, Mangan, Titan, Neodym und Elemente der Platingruppe. Auf der Erde gibt es eine größere Menge an Seltenerdelementen, aber auch der Mond könnte Seltenerdelemente in geringen Konzentrationen enthalten.

Eine imaginäre Mondbergbauanlage. Foto: NASA/SAIC/Pat Rawlings

Eine Reihe von Unternehmen erforscht den Mondabbau, und AstroForge, ein Startup für den Asteroidenabbau, plant, in diesem Jahr zwei Missionen zu starten, um Bergbau-Asteroiden zu erkunden, von denen man annimmt, dass sie reichlich Elemente der Platingruppe enthalten.

Der Weltraumbergbau hätte immer noch einige Auswirkungen auf die Umwelt der Erdatmosphäre, aber viel weniger als der Bergbau auf der Erde selbst. Im Jahr 2018 berechneten Forscher der Universität Paris-Saclay in Frankreich die Treibhausgasemissionen durch Raketenstarts, die Verbrennung von Raketentreibstoff und den Wiedereintritt in die Atmosphäre. Der Abbau eines Kilogramms Platin aus einem Asteroiden würde zur Freisetzung von 150 Kilogramm CO2 in die Erdatmosphäre führen, während die Produktion eines Kilogramms Platin auf der Erde 40.000 Kilogramm CO2 erzeugen würde.

Beide politischen Parteien sind sich einig, dass die USA ihre inländische Versorgung mit seltenen Erden und kritischen Mineralien erhöhen müssen. Die Bergbauindustrie macht sich dies zunutze, indem sie sich für eine Lockerung von Umweltprüfungen und -vorschriften einsetzt. Aber genau jetzt müssen politische Entscheidungsträger, Bergbauunternehmen und alle Hersteller grüner Technologien Wege entwickeln, um die Beschaffung von Materialien für die Energiewende nachhaltiger zu gestalten.

Da der Bergbau lokal erfolgt, hat er große Auswirkungen auf die Klimaresistenz und die Lebensqualität vor Ort, und Bergbau findet oft dort statt, wo die Menschen weniger Einspruchsrechte haben. Ein nachhaltigerer Bergbau bedeutet, dass lokale Interessenvertreter in der Lage sein sollten, sich zu potenziellen Bergbauprojekten zu äußern. Die betroffenen Gemeinschaften müssen eine freie vorherige und informierte Einwilligung einholen, ein Grundsatz, der durch internationale Menschenrechtsstandards geschützt ist.

Regierungen sollten die Forschung und Entwicklung von Produkten unterstützen, die geringere Mengen an Seltenerdelementen verbrauchen oder knappe Ressourcen durch reichlich vorhandene ersetzen können. Darüber hinaus sollten politische Entscheidungsträger Anreize schaffen, um die Entwicklung nachhaltigerer Techniken zur Gewinnung und Verarbeitung sowie zum Recycling von Elektroschrott zu fördern. Die Erhebung einer Steuer auf Bergbauabfälle würde auch einen Anreiz bieten, Möglichkeiten zur Reduzierung der Umweltverschmutzung zu entwickeln.

Toledano glaubt, dass der Schlüssel zu einem nachhaltigeren Bergbau in der Entwicklung der Kreislaufwirtschaft liegt – einer Wirtschaft, die darauf abzielt, Abfall und Umweltverschmutzung zu vermeiden, indem Materialien, Produkte und Dienstleistungen so lange wie möglich im Umlauf gehalten werden.

„Die Kreislaufwirtschaft hat noch einen langen Weg vor sich, um in der Wertschöpfungskette von Mineralien und Materialien richtig zu funktionieren, aber sie wird eine gemeinsame Umweltlösung in dem Sinne sein, dass man sich letztendlich weniger auf die Neugewinnung verlassen wird“, sagte er Toledano. „Wir werden mit der Kreislaufwirtschaft nie unseren gesamten Bedarf decken, aber wir können trotzdem große Fortschritte machen.“

Ich denke, Sie werden feststellen, dass lokale Gemeinschaften, insbesondere wenn sie mit umweltorientierten NGOs zusammenarbeiten, mehr Macht haben können als vermutet, wenn es darum geht, Einfluss auf die US-Umweltschutzbehörde EPA zu nehmen und das US-Rechtssystem zum Widerstand gegen Minengenehmigungen zu nutzen. Daher das Problem des letzten Jahrzehnts für neue US-Minen usw. innerhalb der US-Grenzen (z. B. Keystone, Pebble Mill und Willow). Außerdem steht die Biden-Administration jetzt vor einem großen politischen Dilemma (z. B. innerhalb der US-Grenzen zu bleiben oder „freundlich“ für kritische Metallrohstoffe zu sein). GLTA – Investor für seltene Erden.