DERA: Weltweiter Rohstoffbedarf steigt bis 2040 kräftig

Studie über Zukunftstechnologien belegt wachsende Nachfrage für viele Edelmetalle, Strategische Metalle und Seltene Erden. Abhängigkeiten von einzelnen Staaten groß.

Ruthenium könnte bis 2040 einen echten Nachfrageboom erleben. Der globale Bedarf an dem unter anderem für Rechenzentren, Superlegierungen und Synthetische Kraftstoffe benötigten Edelmetall könnte in den kommenden zwanzig Jahren – je nach zugrunde gelegtem Zukunftsszenario – um das bis zu neunzehnfache steigen. Auch Scandium könnte bis dahin deutlich stärker nachgefragt werden: um das nahezu achtfache.

Berechnet haben diese Werte Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI und des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM. Im Auftrag der Deutschen Rohstoffagentur (DERA) haben sie die Ergebnisse in der Studie „Rohstoffe für Zukunftstechnologien 2021“ zusammengefasst.

Das Besondere an der Studie: Sie schlüsselt die künftigen Rohstoffbedarfe nicht nur nach fünf verschiedenen Einsatzschwerpunkten (Cluster) auf, darunter „Mobilität, Luft- und Raumfahrt“, „Digitalisierung und Industrie 4.0“ sowie „Energietechnologie und Dekarbonisierung“. Auf der Grundlage von Zukunftsszenarien zeigt die Studie auch auf, wie sich unterschiedliche Pfade globaler Entwicklungen konkret auf die Nachfrage einzelner Rohstoffe auswirken könnten. Der Ruthenium-Bedarf beispielsweise steigt laut Studie bei einer nachhaltigkeitsorientierten weltweiten Entwicklung nur um das 2,4-fache, bei einer fossil orientierten hingegen um das 19-fache. Bei Scandium haben die Szenarien gegenteilige Auswirkungen: Eine nachhaltigkeitsorientierte Entwicklung treibt die Nachfrage um das 7,9-fache, eine fossil orientierte nur um das 0,7-fache.

Fünf Szenarien für sozioökonomische Entwicklungen

Die Zukunftsszenarien, auf denen die Studie aufsetzt, stammen vom Weltklimarat. Dieser hat bereits 2011 damit begonnen, sogenannte Shared Socioeconomic Pathways  (SSPs), zu Deutsch: sozioökonomische Entwicklungspfade, zu entwickeln. Die SSPs beschreiben fünf verschiedene Szenarien, wie sich Weltwirtschaft und Gesellschaft in den kommenden 20 Jahren entwickeln könnten – von nachhaltigkeitsorientiert (SSP1) bis zu weiterhin fossilgetrieben (SSP5).

Das Nachhaltigkeits-Szenario (SSP1) geht dabei – sehr grob zusammengefasst – davon aus, dass sich „die Welt allmählich, aber tiefgreifend, auf einen nachhaltigeren Weg“ verschiebt und eine „integrative Entwicklung betont, die die wahrgenommenen ökologischen Grenzen respektiert“. Der künftige Konsum orientiert sich in diesem Szenario an „niedrigem materiellem Wachstum und geringer Ressourcen- und Energieintensität“.

Auf der anderen Seite der SSP-Skala steht der weiterhin fossil angetriebene Entwicklungspfad SSP5. In diesem Szenario setzt die Welt „zunehmend Vertrauen in wettbewerbsfähige Märkte, Innovationen und schnellen technologischen Fortschritt“. Die globalen Märkte sind zunehmend integriert, gleichzeitig „geht das Streben nach wirtschaftlicher und sozialer Entwicklung einher mit der Ausbeutung reichlich vorhandener fossiler Brennstoffressourcen und der Übernahme ressourcen- und energieintensiver Lebensstile auf der ganzen Welt“. Die SPPs 2 bis 4 liegen in den Annahmen zwischen diesen beiden Extremen.

Scandium und Lithium in nachhaltigkeitsorientierter Welt gefragt

Es wundert also nicht, um nochmal beim Beispiel Scandium zu bleiben, dass das Seltenerdmetall in einer nachhaltigkeitsorientierten Welt deutlich mehr gebraucht werden würde als in einer fossilen Welt. Schließlich gilt Scandium vor allem für Zukunftstechnologien wie die Energiegewinnung aus Brennstoffzellen als unerlässlich. Gleiches gilt auch für einige andere Strategische Metalle: Die Nachfrage nach Lithium etwa, das insbesondere für Hochleistungsakkus in der E-Mobilität gebraucht wird, soll in einer nachhaltigkeitsorientierten Welt um das 5,9-fache steigen (in einer fossil geprägten Welt nur um das 0,9-fache), der Bedarf an Iridium, ein wichtiger Rohstoff für die nachhaltige Energiegewinnung mittels Elektrolyse, um das 5-fache (fossil 0,3-fach).

In einer fossilgeprägten Welt hingegen gehen die Forscher davon aus, dass – neben Ruthenium – vor allem Platin eine deutliche Nachfragezunahme erfährt. Genau gesagt: um das 4,3-fache (im nachhaltigorientierten Szenario nur um das 0,3-fache). Das mag auf den ersten Blick verwirren, hat aber einen triftigen Grund. Denn der Klimarat geht davon aus, dass der fossil geprägte Entwicklungspfad zugleich der digital am weitesten entwickelte sein wird. Mit anderen Worten: Im fossilen Szenario treiben die Nutzung digitaler Technologien und Produkte sowie die dadurch immens großen Mengen weltweit ausgetauschter Daten den Bedarf an Rechenzentren und damit auch die Nachfrage nach Ruthenium und Platin besonders stark an.

Seltene Erden werden in beiden Welten gebraucht

Bei anderen Technologiemetallen hingegen sowie bei zahlreichen Seltenen Erden ist die prognostizierte Bedarfsspanne zwischen den verschiedenen Szenarien weitaus kleiner. Viele Rohstoffe würden laut Studie in beiden möglichen Welten nahezu gleich stark nachgefragt. So soll der Bedarf an Dysprosium und Terbium, die die DERA als HSE (Schwere Seltene Erden) zusammenfasst, um das 5,5-fache (nachhaltigkeitsgetriebenes Szenario) beziehungsweise um das 6,4-fache (fossil) steigen. Denn gebraucht werden Dysprosium und Terbium nicht nur für Traktionsmotoren in der Elektromobilität und für Windkraftanlagen, sondern auch für die Halbleiterherstellung und in der Nuklearindustrie. Allein für die globale Produktion elektrischer Traktionsmotoren für Kraftfahrzeuge soll die gebrauchte Menge der HSE auf 34.000 Tonnen (Nachhaltigkeits-Szenario) beziehungsweise knapp 32.000 Tonnen (fossil) steigen. Zum Vergleich: 2018 lag der Wert noch bei nur 1.430 Tonen.

Ebenfalls in beiden Zukunftsszenarien steigen soll der Bedarf an Neodym und Praseodym, von der DERA als LSE (Leichte Seltene Erden) zusammengefasst. Sie werden neben E-Mobilität und Windkraft unter anderem auch für die Smartphoneherstellung gebraucht. Ihr Bedarf soll um das 2,2-fache wachsen beziehungsweise von 500 Tonnen auf 5.140 Tonnen (nachhaltig) oder 7.680 (fossil)

IEA warnt vor Abhängigkeiten

Was sich so trocken liest, verfolgt sehr praktische und konkrete Ziele. Die DERA schreibt: „Zentrales Anliegen dieser Studie ist die Identifizierung relevanter Technologien- und Rohstofffelder, um weiterführende Arbeiten zu motivieren, welche sich einerseits intensiver mit den Herausforderungen der einzelnen Technologien und Rohstoffen beschäftigt und andererseits konkrete Maßnahmen erarbeiten bzw. entwickeln“. Will heißen: Unternehmen und Hersteller, die auf die zunehmend nachgefragten Rohstoffe angewiesen sind, können und müssen sich frühzeitig auf künftige Engpässe einstellen beziehungsweise geeignete Schritte einleiten, um Engpässe zu vermeiden. Regierungsverantwortliche können und müssen Maßnahmen und Regularien einleiten, um ihre Volkswirtschaften auf den steigenden Bedarf zukunftsrelevanter Rohstoffe einzustellen.

Die Autoren der DERA-Studie nennen „zur Sicherstellung der Rohstoffversorgung für die Wirtschaft“ insbesondere vier Maßnahmen:

• Ausbau und Effizienzsteigerung von Erzabbau beziehungsweise Metallgewinnung
• Substitution auf Material- und Technologieebene
• Ressourceneffizienz in Produktion und Anwendung
• Recycling, gewährleistet durch recyclinggerechtes Design, Rückführungsstrategien und effiziente Recyclingtechnologien

Wie wichtig die Sicherung der Rohstoffversorgung ist, zeigt die Coronapandemie gerade sehr deutlich. Monatelange massive Lieferengpässe etwa bei Halbleitern setzen die Automobilindustrie, aber auch andere Branchen derzeit massiv unter Druck. So rechnet Hans-Dieter Pötsch, Aufsichtsratsvorsitzender des VW Konzerns, mit negativen Auswirkungen der Chipkrise noch bis in das erste Halbjahr 2022 hinein. Ola Källenius, Vorstandvorsitzender Mercedes-Benz, geht sogar erst für 2023 von einer Entspannung der Situation aus.

Dabei sind Krisen wie die Coronapandemie und die generell steigende Nachfrage nicht die einzigen Faktoren, die das weltweite Rohstoffmanagement herausfordern. Auch die Abhängigkeit von einigen wenigen Staaten, bei denen sich Abbau und Produktion zahlreicher zukunftsrelevanter Rohstoffe konzentrieren, kann Industrienationen vor erhebliche Probleme stellen. Schon im Mai warnte die Internationale Energiebehörde (IEA) deshalb vor wachsenden Abhängigkeiten. Bei der Präsentation einer neuen Studie verwies Fatih Birol, Chef der IEA,  auf eine „wachsende Diskrepanz“ zwischen den strenger werdenden Klimazielen sowie der Verfügbarkeit kritischer Mineralien und Seltener Erden, die für die Verwirklichung dieser Ziele essentiell seien (Rohstoff.net berichtete).

In Deutschland hat die Bundesregierung im Januar 2020 bereits die zweite Auflage ihrer Rohstoffstrategie veröffentlicht (die erste Rohstoffstrategie stammt aus dem Jahr 2010). In der Neuauflage heißt es: „Ohne eine sichere Rohstoffversorgung droht Deutschland bei wichtigen Zukunftstechnologien wie der Elektromobilität, der Digitalisierung und der Energiewende an Wettbewerbsfähigkeit zu verlieren. Denn Rohstoffe stehen am Anfang der industriellen Wertschöpfung und haben damit einen großen Einfluss auf nachgelagerte Wirtschaftsbereiche.“ Ziel der Rohstoffstrategie sei es, die Unternehmen bei einer sicheren, verantwortungsvollen und nachhaltigen Rohstoffversorgung zu unterstützen. Zu den 17 Maßnahmen, die die Bundesregierung dazu beschlossen hat, zählt neben der F&E-Förderung von Projekten im Bereich der Rohstoffverarbeitung auch die Einrichtung eines „Runden Tisches“ mit dem Ziel, gemeinsam mit der Wirtschaft den Einsatz von mineralischen Sekundärrohstoffen aus dem Recycling zu erhöhen.

Die wichtigsten Abbauländer

Ob derlei Maßnahmen ausreichen, um auf dem immer härter umkämpften globalen Rohstoffmarkt erfolgreich agieren zu können, bleibt abzuwarten. Zumal auch Weltpolitische Entwicklungen bei der Entstehung von Engpässen immer wieder eine große Rolle spielen. Bei den Seltenen Erden etwa ist das besonders deutlich: Über 80 bis 90 Prozent des weltweiten Bedarfs an Seltenen Erden werden in China abgebaut und produziert. Wenn also China – aus welchen Gründen auch immer – die Fördermengen steigert oder drosselt, bekommen das Industrien rund um den Globus zu spüren. Aber nicht nur China steht als Lieferant im Fokus der globalen Volkswirtschaften. Auch andere Staaten haben bei zahlreichen zukunftsrelevanten Rohstoffen großes Gewicht. Im Auftrag des Bundeswirtschaftsministerium haben die Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) und die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) Anfang des Jahres eine aktualisierte Aufstellung für einige Kernrohstoffe veröffentlicht. Danach ist Chile derzeit mit 28 Prozent des weltweiten Bedarfs größtes Abbauland für Kupfer, die DR Kongo mit 72 Prozent für Kobalt, Australien mit 63 Prozent für Lithium und mit 29 Prozent für Bauxit. Südafrika liefert 31 Prozent des weltweiten Bedarfs an Mangan und Indonesien 26 Prozent des Bedarfs an Nickel.

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