Bergbau führt oft zu Umweltzerstörung, ganz unabhängig davon, wofür die abgebauten Rohstoffe verwendet werden. Gegner des Ausbaus der erneuerbaren Energien führen dies immer wieder ins Feld. Wie eine neue Studie von Greenpeace International zeigt, können wir die Energiewende schaffen – und zwar ohne Ökosysteme an Land und im Meer zu opfern und ohne Landraub an indigenen Völkern zu begehen.
Text: Beat Kohler
Im Zusammenhang mit dem Abbau von Rohstoffen, die für den Bau von Batterien und Anlagen für erneuerbare Energien erforderlich sind, werden immer wieder Menschenrechts- und Umweltbedenken laut. Nicht zu Unrecht, auch wenn sie oft von Gegnern des Ausbaus erneuerbarer Energien mit entsprechenden Absichten erhoben werden. Bei der Gewinnung von Rohstoffen werden Menschenrechte verletzt und Umweltstandards missachtet. Bergbauprojekte entziehen Anwohnern durch Verschmutzung von Luft, Wasser und Böden die Lebensgrundlagen. Zu oft verstossen sie zudem gegen Mitbestimmungsrechte indigener Gemeinschaften.
Energiewende ohne Umweltzerstörung
Mit dem beschleunigten Ausbau der erneuerbaren Energie steigt auch die Nachfrage nach den entsprechenden Rohstoffen deutlich an. Diese Entwicklung muss weitergehen, wenn die Energiewende erreicht werden soll. Doch müssen dafür bald ganze Ökosysteme geopfert werden? Die neue Studie von Greenpeace International «Beyond Extraction: Pathways for a 1.5°C-aligned Energy Transition with Less Minerals» bestätigt dies. Bei ihrer Betrachtung konzentriert sich die Studie auf neun Mineralien, die für den Ausstieg aus der fossilen Energie wichtig sind: Kobalt, Kupfer, Dysprosium, Graphit, Lithium, Mangan, Neodym, Nickel und Vanadium. Die Autorinnen und Autoren der Studie stellen fest, dass mit verstärkt kreislaufgerecht designten Produkten und ambitioniertem Ausbau von Recycling der Bergbau nicht unendlich ausgeweitet werden muss. Wichtig sei dabei, dass Mineralien für wesentliche Bedürfnisse der Energiewende eingesetzt werden. Dafür müssen laut Studie auch Anreize für neue Batterietechnologien geschaffen werden, die mit weniger Lithium, Kobalt und Nickel auskommen. Mit diesen Massnahmen werde es auch nicht notwendig, dass neue Abbaugebiete am Meeresgrund erschlossen werden, die die empfindlichen Ökosysteme gefährden. «Die Bergbauindustrie hat an Land Grenzen überschritten, die wir im Ozean niemals überschreiten dürfen», sagt Iris Menn, Meeresbiologin und Geschäftsleiterin von Greenpeace Schweiz. Anders als bei der fossilen Brennstoffindustrie bestehe beim Tiefseebergbau die Chance, «eine unnötige und zerstörerische Industrie zu stoppen, bevor sie überhaupt entstanden ist».
In Portugal gibt es mit die grössten Lithium-Vorkommen in Europa. Aufgrund der entstehenden Umweltschäden bei deren Abbau sind die Minen aber bei Umweltschutzorganisationen sehr umstritten.
Recycling ist der Schlüssel
Wie Greenpeace Schweiz auf Nachfrage erklärt, vergleicht die Studie den Bedarf für verschiedene Szenarien für die Energiewende mit den Schätzungen der weltweiten Reserven des United States Geological Survey. Gleichzeitig betrachtet die Studie Gebiete – beispielsweise Schutzgebiete –, die aufgrund ihrer ökologischen, naturräumlichen und sozialen Bedeutung für den Abbau gesperrt bleiben sollten. In einer räumlichen Analyse hat die Studie erfasst, wo Entwicklungsdruck in Bezug auf Nickel, Kobalt und Lithium entstehen könnte und ob geschützte Gebiete betroffen sein könnten. «Ein Vergleich dieser Schätzungen mit den Prognosen zur Mineraliennachfrage zeigt die krassen Unterschiede zwischen den Szenarien», erklärt Roland Gysin, Sprecher von Greenpeace Schweiz. Ohne Recycling würden die geschätzten Lithium- und Kobaltvorkommen ausserhalb der Gebiete, die für den Bergbau gesperrt sein sollten, nicht ausreichen. Bei den Szenarien mit Recycling lässt sich dieser Anteil deutlich reduzieren. Je nach Szenario sind also genügend Mineralien vorhanden, um ambitionierte Ziele der Energiewende zu erreichen, ohne in kritischen Ökosystemen Rohstoffe abbauen zu müssen – sei es an Land oder in der Tiefsee. Ökosysteme zu Land und zu Wasser sind beide für Menschen und Umwelt von unschätzbarem Wert und spielen eine entscheidende Rolle für das Klima. «Es sind vor allem die hochspekulative Tiefseebergbau-Industrie beziehungsweise deren Protagonisten, die sagen, der Tiefseebergbau habe weniger Auswirkungen als der Bergbau an Land. Das ist eine nicht beweisbare Behauptung», so Roland Gysin.
Batterien müssen sich verändern
Um den Bergbau nicht auf Kosten von Ökosystemen immer weiter auch in die Tiefsee auszubreiten, fordert Greenpeace unter anderem Anreize für den Umstieg auf Batterietechnologien, die weniger Lithium, Kobalt oder Nickel erfordern. Solche technologischen Innovationen haben die Märkte in den letzten Jahren bereits stark verändert. Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP), die mittlerweile weitverbreitet sind, kommen ohne Kobalt und Nickel aus und entlasten damit die entsprechenden Lieferketten. Gleichzeitig entwickeln sich Natrium-Ionen-Batterien (Na-Ionen-Batterien) rasant weiter und bieten einen Weg, den Mineralbedarf an Lithium erheblich zu senken. Andere aufkommende Chemien wie Redox-Flow-Batterien für die stationäre Speicherung bieten ebenfalls Lösungen, die den Einsatz von Schlüsselmineralien vermeiden. Ein weiteres Marktwachstum dieser Alternativen in den kommenden Jahren kann Versorgungslücken erheblich verringern und den potenziellen Entwicklungsdruck für neue Minen mindern. Innovative Energiespeichersysteme, die keine dieser Schlüsselmineralien benötigen, könnten den Bedarf an Batterien im Stromnetz weiter senken. Dafür gibt es Beispiele, die sich bis jetzt am Markt noch nicht durchgesetzt haben. Beispielsweise wenn Energie in Form von Wärme in einem Sandbunker gespeichert wird, oder in Form von Druckluft, die beim Entladen wieder Strom produziert. Solche Anwendungen benötigen keine seltenen Mineralien.
Für den Lithium-Abbau in den trockensten Gebieten Südamerikas wird viel Wasser verwendet, das der Bevölkerung fehlt und der Natur entzogen wird. Entsprechend hoch ist die Umweltbelastung.
Grosse Vorteile für die Photovoltaik
Erfreulich sind die Resultate der Studie für die Photovoltaik. Es ergaben sich keine problematischen Ressourcenengpässe, selbst bei sehr ambitionierten Ausbauszenarien. «Beobachtet werden muss Silber, das für die Kontakte zwischen den Solarzellen genutzt wird», erklärt Roland Gysin. Doch es gibt Alternativen zu Silber, wie zum Beispiel Aluminium. Die Studie zeigte einmal mehr, dass die Photovoltaik eine nachhaltige und ökologisch hochwertige Technologie ist. Solarzellen aus mono- und polykristallinem Silizium sind mit einem Marktanteil von rund 94% heute die bedeutendste Photovoltaik-Technologie in der Schweiz. Ein kleiner Anteil der Module wird mit anderen Halbleitermaterialien gefertigt, die Rohstoffe wie Cadmium, Gallium, Selen oder Indium enthalten können. Ihr Einsatz ist aber nicht notwendig. Silizium ist das zweithäufigste Element der Erdkruste und ungiftig. Silizium und in der Elektronik verwendete Metalle wie Kupfer, Blei oder Aluminium sind nach dem Gebrauch vollständig wiederverwertbar. Natürlich entstehen aber auch beim Abbau dieser Rohstoffe für die erneuerbaren Energien Emissionen. Sie sind im Vergleich zu fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl oder Gas weitaus geringer. Swissolar nennt für Silizium-Module rund 42 g CO2-Äquivalente pro kWh. Zum Vergleich: Das ist deutlich unter den Emissionen fossiler Stromerzeugung und auch unter dem Schweizer Verbrauchermix, den Swissolar mit 128 g CO2-Äquivalenten pro kWh angibt. Photovoltaik produziert über die Lebensdauer deutlich mehr Energie, als für Herstellung, Betrieb und Recycling benötigt wird. Die Anlagen amortisieren sich energetisch nach rund 15 Monaten Betrieb; über 25 Jahre Lebensdauer erzeugen sie demnach etwa 15- bis 20-mal mehr Energie, als für ihre Herstellung nötig war. Und Schweizer Windstrom stösst bis zu 70-mal weniger CO2 aus als importierter Strom, wie Suisse Eole schreibt. Er schneidet damit rund viermal besser ab als die Photovoltaik in der Schweiz.
Recycling verringert Abhängigkeit
«Klar ist, jede Bergbautätigkeit hat negative ökologische und soziale Auswirkungen. Deshalb müssen wir in erster Linie die Menge der gewonnenen Materialien durch den Übergang zu einer ressourceneffizienten, geschlossenen Kreislaufwirtschaft minimieren», so Roland Gysin. Dies sei erreichbar, indem wir mehr recycelte Materialien verwenden und Materialien grundsätzlich effizienter nutzen. Gleichzeitig müssten wir auf politische und gesellschaftliche Veränderungen hinarbeiten, die auf eine Reduktion des Energie- und Materialverbrauchs abzielten – auf individueller Ebene genauso wie auf kommunaler, nationaler und internationaler. Angesichts der weltpolitischen Lage sind zumindest in Europa Anstrengungen in Richtung mehr Recycling zu erkennen. Dies nicht in erster Linie der Umwelt zuliebe, sondern um die Abhängigkeit von China als grossem Rohstofflieferanten zu verringern. Denn ein grosser Teil der benötigten Rohstoffe liegt bereits in Europa: in alten Batterien, Elektroschrott, ausrangierten Fahrzeugen und abgerissenen Gebäuden. Bis 2050 könnten Europas Abfälle nach Berechnungen des Forschungsprojekts «FutuRaM», an dem auch die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) beteiligt ist, mehr als die Hälfte des Bedarfs an kritischen Rohstoffen decken. Das würde nicht nur die Versorgung stabilisieren, sondern auch den Druck senken, immer neue Minen zu erschliessen. Im Jahr 2022 kamen Produkte mit rund 5,2 Millionen Tonnen kritischer Rohstoffe neu auf den Markt. Im selben Jahr fielen Abfälle mit etwa 2,1 Millionen Tonnen dieser Materialien an. Zurückgewonnen wurden jedoch lediglich rund 1,4 Millionen Tonnen. Nach den Berechnungen könnte sich das deutlich ändern. Bis 2050 rechnen die Experten mit einer jährlichen Rückgewinnung von 4,1 bis 5,7 Millionen Tonnen.
Müll ist wertvoller Rohstoff
Besonders stark wächst das Potenzial bei Batterien. In den kommenden Jahrzehnten erreichen Millionen Akkus aus Elektroautos und Energiespeichern das Ende ihrer Lebensdauer. Viele enthalten große Mengen wertvoller Metalle. Ähnliche Entwicklungen erwarten die Forscher bei Windkraftanlagen. In ihren Generatoren stecken seltene Erden wie Neodym und Dysprosium. Insgesamt sind bis zu 90% einer Windenergieanlage leicht wiederverwertbar, bis hin zu den Faserverbundstoffen, aus denen die Rotorblätter bestehen. Ausgediente Rotorblätter werden in Zementwerken verbrannt und die entstehende Asche dient als Zuschlagsstoff für den Zement. Zudem werden immer mehr Rotorblätter aus wiederverwendeten Faserverbundstoffen hergestellt. Leider gehen in vielen Stoffkreisläufen immer noch viel zu viel Materialien und Rohstoffe verloren, insbesondere beim Elektroschrott, wie die Verfasser der Studie von «FutuRaM» festhalten: Fast die Hälfte des Elektroschrotts sei 2022 ausserhalb der Recyclingsysteme entsorgt worden, wodurch Europa rund 500 000 Tonnen kritische Rohstoffe verloren gegangen seien. Auch Batterien verlassen häufig Europa, bevor ihre Rohstoffe vollständig zurückgewonnen werden. Gemäss dem Forschungsteam könnten innerhalb der nächsten 24 Jahre insgesamt 17 kritische Rohstoffe Rückgewinnungsraten von mehr als 80% erreichen. Dazu gehören Kobalt, Lithium und mehrere seltene Erden. Für Europa eröffnet sich damit eine Rohstoffquelle, die bereits existiert. Sie liegt nicht tief unter der Erde, sondern in ausrangierten Geräten, alten Batterien, Industrieabfällen und maroden Bauwerken.
