Neue Wege zu wichtigen Rohstoffen
Jeder besitzt gerne das neueste iPhone oder ein Notebook mit extra flachem Bildschirm. Doch für solch moderne Technik werden so genannte Hochtechnologiemetalle benötigt, die weltweit immer knapper werden. Das neue Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie soll die Rohstoffversorgung der deutschen Wirtschaft sichern.
Die Entwicklung der Rohstoffpreise für Hochtechnologiemetalle kannte in den vergangenen Jahren nur eine Richtung: nach oben. Hochtechnologiemetalle, das sind die so genannten Seltenen Erden wie Scandium oder Neodym und Sondermetalle wie Indium, Germanium oder Gallium. In der Wirtschaft wurden sie bis vor wenigen Jahren kaum nachgefragt. Doch das hat sich geändert: Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften sind diese Metalle beliebt wie nie zuvor. Sie stecken in Handys, Fernsehern, Laptops, Leuchten, Röntgengeräten oder Elektroautos. Ohne die Seltenen Erden Neodym und Dysprosium kann keine leistungsstarke Windkraftanlage gebaut werden, ohne Indium kein Flachbildschirm. Und Gallium wird unter anderem für die Herstellung weißer Leuchtdioden und von Solarzellen benötigt.
Effizienz steigern, Umwelt bewahren
Damit haben die Hochtechnologiemetalle nicht nur eine besondere Bedeutung für den Konsum, sondern auch für boomende Zweige der deutschen Wirtschaft wie die Solar- und Windenergie. „Die Gründung unseres Instituts ist eine Konsequenz aus der Not der Industrie, die ihre Versorgung nicht mehr gewährleisten kann“, sagt der Direktor des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie, Professor Jens Gutzmer. „Wir wollen über die Entwicklung innovativer Technologien metallische und mineralische Ressourcen effizienter nutzbar machen“, beschreibt er den Forschungsauftrag der neuen Einrichtung, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit bis zu fünf Millionen Euro pro Jahr unterstützt wird. Das Institut bündelt dafür die Kompetenzen der TU Bergakademie Freiberg und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf.
Wir wollen über die Entwicklung innovativer Technologien metallische und mineralische Ressourcen effizienter nutzbar machen
Prof. Jens Gutzmer, Direktor des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie
Effizienz ist dabei in dreifacher Hinsicht gefragt: Die neuen Technologien sollen die Rohstoffeffizienz erhöhen, also so viel Metall wie möglich aus dem Rohstoff gewinnen, dazu so energieeffizient wie möglich arbeiten und die Umweltverträglichkeit verbessern. „Wir müssen bei den Umweltstandards vorangehen. Wir dürfen nicht weggucken und sagen: Hauptsache, die Seltenen Erden sind billig“, sagt Jens Gutzmer angesichts der massiven Umweltverschmutzung, die beim Abbau Seltener Erden in China durch giftige Chemikalien und radioaktive Substanzen immer wieder auftritt. „Die Umweltaspekte sind jedoch absolut beherrschbar – wenn man sich frühzeitig und gewissenhaft darum kümmert“, betont Gutzmer. Dies wird eine der Kernaufgaben des neuen Helmholtz-Instituts sein, das im August 2011 von der Bundesregierung gegründet wurde.
Potenziale bei Recycling und Abbau nutzen
„In der gesamten Bundesrepublik gibt es kein solches Institut“, freut sich Jens Gutzmer. Die Freiberger schließen gemeinsam mit der Deutschen Rohstoffagentur (DERA), die Daten über den globalen Rohstoffhaushalt sammelt, eine Lücke in der Forschungslandschaft. „Wir betreiben hier zunächst Grundlagenforschung“, sagt Gutzmer. Sein Team erkundet, wie die Hochtechnologiemetalle eigentlich verteilt sind – primär und sekundär, also in der Erdkruste und bereits verbaut in fertigen Produkten. Danach wollen sie Technologien entwickeln, diese effizienter zu gewinnen. „Wir sind auch mit der Industrie im Gespräch, um Recyclingpotenziale zu realisieren und Abfälle in der Produktion zu minimieren“, sagt Jens Gutzmer.
Einen Königsweg zu einer nachhaltigen Rohstoffstrategie gibt es für ihn nicht. Beides ist wichtig: neue Recyclingtechnologien zu entwickeln und neue Rohstoffvorkommen zu erschließen. Und beides stellt die Forscherinnen und Forscher vor große Herausforderungen. So können etwa die Metalle, die in einem Handy oder Laptop als Rohstoff gebunden sind, sehr viel schwerer herausgelöst werden als die Rohstoffe, die man aus der Erde gewinnen kann. Innovative, wirtschaftliche Technologien zur Wiedergewinnung müssen erst noch entwickelt werden. Und auch der Abbau aus der Erde muss gesteigert werden, weil die Nachfrage der Metalle aus Ländern wie China oder Indien steigt. „Diesen weltweiten Mehrbedarf können wir nicht über Recycling abdecken“, betont Jens Gutzmer. Vor dem Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie liegt also viel spannende Forschungsarbeit.
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