Kleine Helden im Urban Mining - Wissenschaftsjahr 2020 - Bioökonomie

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13.05.2020

Kleine Helden im Urban Mining

Kurz & Knapp
  • Nachhaltigkeit heißt, kostbare Rohstoffe zurückzugewinnen und in Stoffkreisläufe zu überführen.
  • Spezialisierte Mikroorganismen können eingesetzt werden, um Gold und andere Edelmetalle aus Elektroschrott herauszuholen.
  • Beim Edelmetall-Recycling könnten biotechnologische Methoden künftig die herkömmlichen Methoden ablösen.

Kleine Helden im Urban Mining

Ein Beitrag von Dr. Esther Gabor, BRAIN AG

Edelmetalle wie Gold, Silber oder Kupfer werden seit Jahrhunderten aus ihren natürlichen Vorkommen – aus Gesteinen – gewonnen. Ursprünglich als Schmuck und Zahlungsmittel genutzt, spielen sie heute als Wertanlage, aber auch als Technologie-Rohstoffe eine Rolle.

Im Laufe der Jahrhunderte hat sich die Edelmetallgewinnung zu einer Bergbau-Industrie entwickelt – mit dem Ergebnis, dass inzwischen nur noch Erze übrig sind, deren Edelmetallgehalte so niedrig sind, dass sich diese Art der Rohstoffgewinnung – aus sogenannten Primärressourcen – für Unternehmen immer weniger lohnt. Da außerdem vorrangig andere Länder als Deutschland über die geologischen Lagerstätten verfügen, besteht eine Abhängigkeit im Handel, der sich deutsche Unternehmen ungern ausgesetzt sehen. Hinzu kommen große Umweltbelastungen und soziale Probleme, die die Gewinnung von Edelmetallen aus Erzen mit sich bringt, und die es zu vermeiden gilt.

Köpfe des Wandels

Dr. Esther Gabor ist Biotechnologin und arbeitet seit 2005 für die BRAIN AG. Seit 2016 ist sie als Programm Managerin Green & Urban Mining für die Entwicklung von Verfahren und Produkten zur biotechnologischen Metallgewinnung zuständig.

Eine Tonne Erz für 40 Handys

Was tun? Edelmetalle und auch die sogenannten seltenen Erden werden in immer größeren Mengen für Elektrogeräte benötigt – man denke nur an die Unmengen von Mobiltelefonen und Computern, die jetzt und künftig benötigt werden. Zur Veranschaulichung: Die Herstellung von 40 Mobiltelefonen erfordert ungefähr ein Gramm Gold. Um diese Menge an Gold zu gewinnen, muss etwa eine Tonne Erz abgebaut und verarbeitet werden. Das kostet Energie und fordert viel Chemikalieneinsatz. Und das für Dinge, die im Durchschnitt nur eine zweieinhalbjährige Lebensdauer haben.

Die Alternative liegt auf der Hand – die vormals eingebauten Rohstoffe aus den Geräten herausholen und neu verbauen. „Urban Mining“ nennt man diesen Prozess, wenn Edelmetalle aus „Abfallströmen“ isoliert und dem Stoffkreislauf für eine neue Verwertung wieder zugeführt werden. Zehn Kilogramm E-Schrott fallen pro Person in Deutschland jährlich an – das hat das Statistische Bundesamt berechnet. Ausgangsmaterial (Sekundärressource) ist also theoretisch genug da.

Recycling mit spezialisierten Bakterien

Der Nachhaltigkeitsgedanke, der sich mehr und mehr in Politik und in Wirtschaft aufzeigt, hat die Entwicklung des „Urban Mining“ vorangetrieben, und Systeme zum Recycling von Edelmetallen sind in Deutschland etabliert.

Wie wird E-Schrott derzeit bei uns recycelt? Mit Prozessen, bei denen zum Herauslösen des Edelmetalls viel Energie benötigt wird (pyrometallurgische Verfahren) oder gesundheitsschädliche und umweltschädliche Substanzen eingesetzt werden (insbesondere Säuren und chemische Extraktionsmittel bei hydrometallurgischen Verfahren).

Wir, Naturwissenschaftler und Ingenieure beim Biotech-Unternehmen BRAIN, haben eine nachhaltige, biologische Alternative dazu entwickelt: Wir können mit Hilfe von harmlosen Bakterien Gold z. B. aus vermahlenem Platinen-Schrott oder Shredder-Stäuben (geschredderter und vermahlener Elektronik-Schrott) herausholen. Die Bakterien stammen aus Erzvorkommen, also aus den natürlichen Lagerstätten des Edelmetalls. Dort haben sie sich im Verlauf der Evolution darauf spezialisiert, relativ hohe Mengen an Metallen in ihrem Lebensbereich zu tolerieren. Sie haben sich sogar dahin entwickelt, dass sie Goldpartikel auflösen können, was wir für eine Abtrennung (Extraktion) nutzen. Wir nennen das die „Bioextraktion“.

Mit dem von uns entwickelten Verfahren, das z.B. Recyclingunternehmen einsetzen können, kann mit einem niedrigeren CO2-Ausstoß die gleiche Menge Gold -rückgewonnen werden – verglichen mit herkömmlichen Recycling-Methoden. Auch an anderen Stellen sind ähnliche biotechnologische Rückgewinnungsverfahren denkbar: In der Stahl- und Metallindustrie fallen z. B. jährlich Hunderte Millionen Tonnen (!) edelmetallhaltige Stäube, Schlämme und Aschen an, die alle wieder in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden könnten.

Meine persönliche Hoffnung ist, dass die herkömmlichen Verfahren zur Goldgewinnung, bei denen mehr CO2 freigesetzt wird und die auch in anderer Hinsicht Nachteile für Mensch und Umwelt mit sich bringen, mehr und mehr von biotechnologischen Verfahren verdrängt werden. Das würde uns allen, aber vor allem auch Ländern zu Gute kommen, in denen anfallende giftige Stoffe einfach in der Umwelt landen.

Die hier veröffentlichten Inhalte und Meinungen der Autorinnen und Autoren entsprechen nicht notwendigerweise der Meinung des Wissenschaftsjahres 2020 – Bioökonomie.​