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Ressourcen

Die fünf Rohstoffe der digitalen Welt

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02. Juli 2020

Erdöl, Kohle, Kupfer, Eisen und Aluminium – keine anderen Roh­stoffe werden auf der Erde in so rauen Mengen gefördert, verarbeitet und verwendet. Mit unseren digitalen End­geräten und alter­nativen Antrieben rücken aber auch andere Ressourcen verstärkt in den Fokus des weltweiten Interesses. Wir haben die fünf wichtigsten Tech-Rohstoffe unter die Lupe genommen.

 

Lithium

Wo es drinsteckt

Bis in die 1990er-Jahre fand das leichteste Metall der Erde vor allem in Metall­legierungen der Keramik­industrie, aber auch in Anti­depressiva Verwendung. Mit der Erfindung des Lithium-Ionen-Akkus wurde das reaktive Alkalimetall unverzichtbar: Die leichten, langlebigen und leistungs­fähigen Batterien machten Handys, Laptops und Akkubohrer erst tragbar und das Elektro­auto alltags­tauglich. Auf dem Herd sorgt Lithium dafür, dass Ceran­koch­felder auch bei großer Hitze nicht reißen.

 

Wo man es finden kann

Die Förderung von Lithium hat sich seit 1999 versechsfacht – und der Preis fast verzehnfacht. Der Löwenanteil mit fast 50 Prozent wird aktuell in Australien produziert. Lithium findet sich aber an vielen Orten der Erde – in Deutschland etwa im Erzgebirge –, oft allerdings nur in geringer Konzentration. In Europa verfügt Portugal über die größten Reserven, also über Vorkommen, die schon heute wirtschaftlich gefördert werden können. In Mitteleuropa will Österreich ebenfalls in den Lithiumabbau einsteigen.

Insgesamt werden die weltweiten Reserven auf 14 Millionen Tonnen beziffert. Die größten bekannten und erschließbaren Lagerstätten befinden sich im sogenannten „Lithium-Dreieck“ zwischen Bolivien, Argentinien und Chile. Anders als etwa in Australien oder Portugal wird das Lithium dort nicht im Tagebau aus Spodumerzen gewonnen. Tief unter der trockenen Oberfläche der dortigen Salzseen lagern Wasserschichten mit enorm hoher Salzkonzentration. Diese Solen werden an die Oberfläche gepumpt, wo sie in großen Becken verdunsten. Anschließend wird das enthaltene Lithiumkarbonat mit chemischen Methoden von den anderen Mineralien getrennt.

 

Seltene Erden

Wo sie drinstecken

Smartphones, Laptops, Elektromotoren, Flachbildschirme, Windräder oder LED-Lampen – ohne Seltene Erden würden sie allesamt nicht funktionieren. Diese Metalle werden dabei in nur geringer Dosis eingesetzt – geben aber durch ihre besonderen bzw. „seltenen“ Eigenschaften etwa anderen Metallen den besonderen Dreh. Wird Neodym mit Bor und Eisen verschmolzen, entstehen Supermagnete. Die bringen Festplatten, Elektromotoren und die Generatoren von Windkraftturbinen in Schwung, sorgen im Lautsprecher für bessere Bässe und erregen im Vibrationsalarm des Handys unsere Aufmerksamkeit. Flachbildschirme verdanken ihre brillanten Farben Praseodym, Cerium, Europium, Gadolinium, Yttrium und Terbium.

 

Wo man sie finden kann

17 Metalle werden zu den Seltenen Erden gezählt. Zumeist kommen sie gemeinsam vor – und das fast überall auf der Erdkruste. Ihre vermeintliche Seltenheit verdanken sie einer irreführenden Abkürzung ihres vollen Namens: Die ersten „Metalle der Seltenen Erden“ wurden Ende des 18. Jahrhunderts in Schweden entdeckt. Sie kamen in seltenen Mineralien vor und wurden in Form ihrer Oxide – Sauerstoffverbindungen, die früher auch „Erden“ genannt wurden – isoliert. Auch in Deutschland sind Seltene Erden zu finden, beispielsweise im sächsischen Storkwitz. Doch die Vorkommen sind zu gering, als dass der Abbau sich lohnen würde.

2018 wurden 71 Prozent der Seltenen Erden in China produziert, Australien und die USA folgten mit 12 und 9 Prozent auf den weiteren Plätzen. Dabei lagern im „Reich der Mitte“ nur 37 Prozent der weltweiten Reserven, jeweils 18 Prozent finden sich in Brasilien und im kleinen Vietnam, dann folgen Russland (10 Prozent), Indien (6 Prozent) und Australien (3 Prozent). Wegen ihrer wirtschaftlichen Bedeutung und weil sie in nur wenigen Ländern außerhalb Europas produziert werden, hat die Europäische Union die Seltenen Erden 2011 in die Liste kritischer Rohstoffe aufgenommen.

 

Kobalt

Wo es drinsteckt

Menschheitsgeschichtlich machte Kobalt zunächst vor allem optisch Eindruck: als Glasur für Keramik in Syrien, im Iran und in China oder als Färbemittel für das tiefblaue Kobaltglas der alten Ägypter. Heute ist Kobalt eine wichtige Zutat für sogenannte Superlegierungen und zum Härten von Stahl, der etwa für stark beanspruchte Bauteile von Verbrennungsmotoren verwendet wird. Strategisch bedeutsam ist Kobalt vor allem als Kathodenmaterial im Lithium-Ionen-Akku. Die wachsende Nachfrage ließ Produktion und Preis in die Höhe schnellen. Zwischen 2016 und 2018 vervierfachte sich der Kobaltpreis, und die globale Förderung wuchs um fast die Hälfte.

 

Wo man es finden kann

Das spröde Schwermetall wird fast ausschließlich als Nebenprodukt der Nickel- und Kupferproduktion gefördert. Der global größte Kobaltproduzent ist die Demokratische Republik Kongo. 104.000 Tonnen kamen 2019 aus dem politisch instabilen Land – bei einer Weltproduktion von 140.000 Tonnen. Das Land verfügt über rund 50 Prozent der weltweiten Kobaltreserven von insgesamt 6,9 Millionen Tonnen und wird nach Einschätzung der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe daher auch künftig der weltgrößte Produzent von Kobalt bleiben. Weit hinter dem Kongo folgen aktuell Russland, Australien, die Philippinen und Kuba.

 

Platin

Wo es drinsteckt

Platin ist der Spätzünder unter den Edelmetallen. Bis ins 17. Jahrhundert galt es als unbrauchbar und wertlos. Da es, wie Gold, im Feuer nicht anläuft, wurde es oft zur Goldfälschung verwendet – die spanische Regierung versuchte das Problem durch ein Exportverbot für Platin einzudämmen. Mit einem Schmelzpunkt von 1.772 Grad Celsius entzog sich Platin zunächst allen Verflüssigungsversuchen. 1783 entwickelte der französische Chemiker Louis Bernard Guyton de Morveau dann ein einfaches Verfahren, um Platin industriell zu gewinnen.

Heute wird das grauweiße Edelmetall als Schmuck oder als Wertanlage verwendet. Das dehnbare und korrosionsbeständige Platin steckt aber auch in Laborgeräten, Herzschrittmachern und anderen medizinischen Implantaten. In Fahrzeugkatalysatoren wird es verwendet, um giftiges Kohlenmonoxid in Kohlendioxid umzuwandeln. In Europa kam 2018 die mit Abstand größte Nachfrage nach dem Edelmetall aus der Automobilindustrie, die nach Angaben der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe rund 45,7 Tonnen des Edelmetalls benötigte – 7,5 Tonnen weniger als im Jahr zuvor. Grund ist die sinkende Nachfrage nach Dieselfahrzeugen, in deren Katalysatoren Platin bevorzugt verwendet wird. Auf der Straße dürfte das Edelmetall dennoch auch künftig eine große Rolle spielen. Denn Platin kann seine katalytischen Qualitäten auch in der Brennstoffzelle ausspielen. Aktuell werden rund 30 Gramm Platin pro Brennstoffzelle benötigt, ein Grund für den hohen Preis von Wasserstoffautos. Langfristig soll der Anteil auf fünf Gramm gesenkt werden, um die Brennstoffzellen-Fahrzeuge erschwinglicher zu machen.

 

Wo man es finden kann

2017 wurden weltweit 199 Tonnen Platin gefördert, davon 143 Tonnen in Südafrika, 22 Tonnen in Russland und 14 Tonnen in Simbabwe. Das United States Geological Survey (USGS) schätzt die förderfähigen Reserven der Platinmetalle, zu denen auch Palladium, Iridium, Osmium, Rhodium und Ruthenium zählen, auf weltweit 69.000 Tonnen, wovon 63.000 Tonnen allein in Südafrika liegen.

 

Gold

Wo es drinsteckt

Sattgelb, selten, gut zu schmelzen, bequem zu bearbeiten und glänzend ohne Ende: Gold gilt seit Anbeginn der Menschheits­geschichte als Edel­metall Nummer eins. Über Jahr­tausende wurde es vor allem als Schmuck, Zahlungs­mittel, Wert­anlage und Währungs­reserve verwendet. Weil Gold Infra­rot­licht sehr gut reflektiert, kommt es heute auch als wärme­reflektierende Beschichtung auf Gläsern, Laser­spiegeln und den Hitze­schutz­visieren von Feuer­wehr­leuten und Stahl­gießern zum Einsatz. Seine hohe elektrische Leit­fähigkeit, seine große Dehn­barkeit und Korrosions­beständigkeit hat in den vergangenen Jahr­zehnten auch die Elektronik­industrie für sich entdeckt.

 

Gold glänzt auf den High-End-Steckern von Hi-Fi- oder HDMI-Kabeln, als Kontakt auf Leiter­platten und verbindet, als haarfeine Bond­drähte, Chips mit den Anschlüssen integrierter Schalt­kreise der Mikro­elektronik. Das Gold steckt dabei vor allem in den Haupt­prozessoren von PCs, Laptops und Handys. In einem PC-Speicher­chip finden sich durch­schnittlich 2/10 Gramm Gold. Allein in deutschen Schubladen lagen 2017 nach Experten­schätzungen 120 Millionen ungenutzte Handys, die 2,9 Tonnen des Edel­metalls enthielten.

 

Wo man es finden kann

Von den 3.300 Tonnen Gold, die 2018 gefördert wurden, stammen etwa 43 Prozent aus China, Australien, Russland, den USA und aus Kanada. Die tiefsten Goldbergwerke der Welt liegen in Südafrika. In der Mponeng-Mine bei Johannesburg wird das Edelmetall fast 4.000 Meter unter der Erdoberfläche abgebaut. Rund hundert Jahre war Südafrika die größte Goldmine des Globus. 1970 wurde dort die Rekordmenge von 1.000 Tonnen gefördert, heute ist die Goldproduktion am Kap der Guten Hoffnung um 89 Prozent eingeschrumpft. Die weltweiten Goldreserven belaufen sich auf 50.000 Tonnen. Davon liegen 10.000 Tonnen in Australien, 5.300 in Russland, 3.200 in Südafrika, 3.000 in den USA und 2.600 in Indonesien. Die rumänischen Golderzvorkommen gelten als die größten Europas, sind international aber eher unbedeutend.

 

Herkunftsnachweis für sämtliche Rohstoffe

Um zu wissen, ob ein Rohstoff ökologisch, ethisch und nach­haltig produziert, verarbeitet und gehandelt wurde, muss man seine Herkunft kennen. Aber Handels­ketten sind lang und gehen um den gesamten Globus. Die TÜV-NORD-Tochter DMT entwickelt daher gemeinsam mit TÜV NORD CERT und mehreren Universitäten und Forschungs­zentren ein ganz­heitliches und transparentes Zertifizierungs­system, das den gesamten Weg von der Förderung bis zum fertigen Produkt in den Blick nimmt.

„CERA“, so der Name, garantiert die sichere Rück­verfolgung von Roh­stoffen, zum Beispiel durch „Finger­printing“ – die Erkennung von Materialien anhand der Verteilung ihrer Spuren­elemente. Um Handel und Transport­wege verlässlich und lücken­los zu verfolgen setzen die Experten dabei auch auf die Blockchain-Technologie. Ihr Ziel ist ein universell akzeptiertes internationales Zertifizierungs­system für alle berg­baulich gewonnenen Rohstoffe.