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Ressourcengewinnung: Nachhaltige Mineralien und Metalle

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Autor: Isabell Hochstrat

Jedes Jahr werden weltweit 150 Milliarden Tonnen Gestein abgebaut, um 65 Milliarden Tonnen mineralische Erzeugnisse zu produzieren.
Foto: AdobeStock/sashagrunge
Ressourcengewinnung: Nachhaltige Mineralien und Metalle
17.08.2023 Ι Die übermäßige Nutzung und Gewinnung natürlicher Ressourcen steht im Mittelpunkt von zwei Veranstaltungen, die im September in Genf stattfinden: Dem World Resources Forum 2023 in Zusammenarbeit mit der Empa, der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) und dem International Resource Panel (IRP), sowie dem UNEP Intergovernmental Meeting on Minerals and Metals.

„Mineralien und Metalle bilden das Rückgrat der wichtigsten Branchen für den Grünen Wandel, darunter Energie, Bauwesen, Mobilität und Elektronik”, sagt WRF-Geschäftsführer Mathias Schluep. „Wenn internationale Regierungen und Branchenführer diese Rohstoffe nicht langfristig nachhaltig beschaffen und nutzen, wird es keinen grünen Wandel geben. Dieses Thema überschattet die Klimadebatte und verdient weit grössere Aufmerksamkeit.”

Patrick Wäger, Leiter des „Technologie und Gesellschaft”-Labors der Empa in St. Gallen, fügt hinzu:

„Der Übergang zu erneuerbaren Energien erfordert die Mobilisierung grosser Mengen an Rohstoffen, wobei einige davon als kritisch angesehen werden. Es wird entscheidend sein, die Dynamik gemeinsamer Energie- und Materialübergänge zu verstehen und angemessen zu beeinflussen, um die Belastungsgrenzen der Erde zu respektieren.”

Wesentliche Komponenten für eine saubere Energiewende

Ein typisches Elektroauto erfordert sechsmal so viele mineralische Rohstoffe wie ein Auto mit Verbrennungsmotor – hauptsächlich Kupfer, Graphit, Kobalt und Nickel für das Batteriesystem. In einer mittelgrossen Offshore-Turbine sind rund 67 Tonnen Kupfer enthalten. Um diese Menge an Kupfer zu gewinnen, müssen Minenarbeiter fast 50.000 Tonnen Erde und Gestein bewegen, was etwa dem fünffachen Gewicht des Eiffelturms entspricht.

Mineralien und Metalle sind wesentliche Komponenten für unseren Übergang zu sauberer Energie und einer grünen Wirtschaft. Jedes Jahr werden weltweit 150 Milliarden Tonnen Gestein abgebaut, um 65 Milliarden Tonnen mineralische Produkte herzustellen. Dabei fallen auch 72 Milliarden Tonnen Abraum und 13 Milliarden Tonnen Aufbereitungsrückstände in der Form von Tailings an. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) wird sich die globale Nachfrage nach kritischen Rohstoffen bis 2040 vervierfachen – im Falle von Lithium wird sogar mit einem Anstieg um den Faktor 42 gerechnet.

Da internationale Unternehmen grosse Investitionen tätigen, um den Nachfrageboom nach Mineralien und Metallen zu bewältigen, wird die Nachhaltigkeitsleistung großer Bergbauprojekte zunehmend kritisch geprüft. Viele Mineralien und Metalle sind in nur wenigen Ländern konzentriert, und die Suche nach weiteren Rohstoffvorkommen führt Unternehmen in entlegene Regionen etwa in der Gebirgskette der Anden oder in der unerschlossenen Arktis, was neue ökologische und soziale Herausforderungen mit sich bringt.

Dringend notwendig: Engagement für internationale Zusammenarbeit

Derzeit sind die Gewinnung und Verarbeitung von Material-Ressourcen für 90 % des Verlusts an Biodiversität, 50 % der weltweiten Treibhausgasemissionen und 30 % der Auswirkungen der Luftverschmutzung verantwortlich. Die Energiewende und das Wachstum des weltweiten Infrastrukturbestands bergen die Gefahr, dass diese Umweltprobleme noch akuter werden.

An der 5. Umweltkonferenz der Vereinten Nationen, die im März 2022 in Nairobi stattfand, diskutierten Delegierte dieses Thema und verabschiedeten eine Resolution zu den Umweltaspekten des Managements von Mineralien und Metallen.

Diese Resolution wurde von der Schweiz gemeinsam mit Argentinien, der Demokratischen Republik Kongo, Ghana und Senegal initiiert. Die Mitgliedstaaten betonten die „Notwendigkeit verstärkter Massnahmen zur Unterstützung des umweltverträglichen Managements von Mineralien” entlang ihres gesamten Lebenszyklus, von der Gewinnung bis zum Ende ihrer Nutzungsdauer. Seitdem hat die Schweiz gemeinsam mit Pakistan den Vorsitz des zwischenstaatlichen Prozesses übernommen.

Die Wertschöpfungsketten von Mineralien und Metallen sind naturgemäß global, was bedeutet, dass Herausforderungen und Verantwortlichkeiten von allen Beteiligten gemeinsam getragen werden. Dies betrifft die Akteure, die Ressourcen extrahieren, bis hin zu jenen, die mit diesen Ressourcen handeln und sie verbrauchen. Die Suche nach nachhaltigen Lösungen erfordert daher ein beispielloses Engagement für internationale Zusammenarbeit, einschliesslich öffentlich-privater Partnerschaften und sektorübergreifender Innovationen.

Übergang zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft

Eine Kreislaufwirtschaft für Mineralien und Metalle ist ein vielversprechender, aber derzeit noch nicht genügend erforschter Weg, um den Bedarf an neuen Rohstoffen zu verringern. Die Wiederverwendung, Wiederverwertung und das Recycling von Komponenten aus bereits im Umlauf befindlichen Produkten versprechen aber tatsächlich mehrere umwelt-, wirtschafts- und sozialpolitische Vorteile.

Der Übergang zu einer ressourceneffizienteren und kreislauforientierten Wirtschaft kann zu einer erhöhten Rückgewinnungsrate von wertvollen Mineralien und Metallen, einer Verringerung der weltweiten Nachfrage nach primärer Rohstoffgewinnung und einer nachhaltigen Nutzung von Ressourcen über den gesamten Lebenszyklus von Produkten hinweg führen.

Als interdisziplinäres Forschungsinstitut des ETH-Bereichs betreibt die Empa Spitzenforschung in den Bereichen Materialien und Technologie. Ein schonender und verantwortungsbewusster Umgang mit unseren natürlichen Ressourcen sowie das Denken in geschlossenen Kreisläufen sind Kernelemente der Empa-Forschung.

Unter anderem zielt das «Technologie und Gesellschaft» -Labor der Empa in St. Gallen darauf ab, den Übergang zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft zu unterstützen, indem es die Bedingungen für eine Kreislaufwirtschaft innerhalb der planetaren Grenzen identifiziert und die Verfügbarkeit und Rückgewinnung seltener und kritischer Rohstoffe untersucht, wobei der Schwerpunkt auf Batterien, elektrischer und elektronischer Ausrüstung sowie Fahrzeugen liegt.

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