Die Energiewende in Deutschland ist auch von der Versorgungslage unterschiedlicher Rohstoffe abhängig. Große Mengen dieser Rohstoffe sind nicht nur für Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen erforderlich, sondern auch für Elektroautos und das kommende Wasserstoffzeitalter. Es gibt zahlreiche Gründe, warum Engpässe bei der Rohstoffversorgung möglich sind (Ingenieure: 13.0323).
Wind- und Solarenergieausbau in Deutschland: Rohstoff-Engpässe könnten Herausforderungen darstellen
Die Bundesregierung hat das Ziel, den Ausbau von Solar- und Windparks in Deutschland weiter voranzutreiben. Allerdings stellt die Umsetzung dieser ehrgeizigen Ausbauziele eine Herausforderung dar. Es könnten durchaus Engpässe bei der Rohstoffversorgung auftreten. Ursache dafür könnten nicht nur die knappe Verfügbarkeit, sondern auch politische Turbulenzen sein. Die Herstellung von Windgeneratoren erfordert beispielsweise große Mengen an Kupfer und auch der Bedarf an anderen dringend benötigten Rohstoffen ist insgesamt sehr hoch.
Kritische Rohstoffe für Windgeneratoren: Abhängigkeit von politisch instabilen Ländern und Folgen für Mensch und Umwelt
Nach Schätzungen wird der weltweite Bedarf an wichtigen Seltenerd-Oxiden, insbesondere für Magnete in Windgeneratoren, von 131.500 Tonnen im Jahr 2020 auf 188.300 Tonnen im Jahr 2030 steigen. Eine Analyse des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW) zeigt, dass 94 % der EU-Importe von Seltenen Erden aus politisch kritischen Ländern stammen, allen voran China, das den Weltmarkt bei Abbau und Weiterverarbeitung kontrolliert. Außerdem deckt die Demokratische Republik Kongo 60 % des weltweiten Bedarfs an Kobalt ab, das vor allem von Batterieherstellern benötigt wird. Ökonomin Karin Küblböck von der österreichischen Forschungsstiftung für internationale Entwicklung (ÖFSE) in Wien klagt über Konflikte, Umweltzerstörung und Menschenrechtsverletzungen, die oft mit dem Rohstoffabbau verbunden sind.
Erneuerbare Energien: Kann Deutschland seine ambitionierten Ziele erreichen?
Die Bundesregierung hat das Ziel, bis 2030 in Deutschland eine installierte Windkraftleistung von 145 GW zu erreichen, davon 115 GW an Land und 30 GW auf See. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen innerhalb von acht Jahren Anlagen mit einer Gesamtleistung von etwa 80 GW errichtet werden, ohne die Erneuerung von Altanlagen zu berücksichtigen. Dies würde im Vergleich zum aktuellen Zubau eine Verfünffachung des Tempos bedeuten, mit einer durchschnittlichen Leistung von 10 GW pro Jahr. Die installierte Photovoltaik-Leistung soll in Deutschland bis 2030 sogar noch steiler ansteigen, von derzeit etwas über 60 GW auf 215 GW. Dies würde einer jährlichen durchschnittlichen Leistung von etwa 18 GW entsprechen. Zusätzlich kommen noch Millionen von Elektroautos hinzu.
Rohstoffe für Windenergie: Bedrohen Seltene Erden die Zukunft der Windkraftindustrie?
Die Windindustrie benötigt große Mengen an Rohstoffen für ihre Investitionen, darunter Beton, Stahl, Gusseisen, Kohlenstoff- und Glasfaserverbundwerkstoffe, Zink und Polymere. Laut der Deutschen Rohstoffagentur (Dera) in Berlin sind Engpässe bei diesen Rohstoffen nicht die größte Sorge, obwohl Sand bereits knapp wird. Zum Beispiel macht Beton mit einem Anteil von 0,6 % der globalen Produktion nur einen relativ geringen Teil des Bedarfs der Windindustrie aus. Der Bedarf an Zink (3,9 % der Weltproduktion) und Molybdän (3,5 %) ist jedoch deutlicher. Ein potenziell kritisches Problem könnte die Verfügbarkeit von Seltenen Erden darstellen, zu denen Elemente wie Dysprosium und Neodym gehören, die in den Hochleistungs-Permanentmagneten der Windkraft-Generatoren eingesetzt werden.
Photovoltaik boomt, doch Engpässe bei Rohstoffen werden zur Herausforderung
Im Bereich Photovoltaik (PV) werden neben Stahl und Beton auch große Mengen an Glas, Kunststoff und Aluminium benötigt. Einige Elemente könnten jedoch knapp werden, da ihre Vorkommen begrenzt sind. Aufgrund der Ausbauprognosen werden in Zukunft jedes Jahr etwa 17 Tonnen Tellur, ähnlich viel Cadmium, etwa 10 Tonnen Selen sowie einige Tonnen Indium, Germanium und Gallium benötigt. Die PV-Industrie hat bereits heute beträchtliche Anteile am weltweiten Verbrauch dieser Rohstoffe. Zum Beispiel macht Germanium laut Angaben der Dera 15,6 % und Indium 4,6 % aus.
Elektromobilität und erneuerbare Energien: Rohstoffbedarf steigt dramatisch bis 2030
Bis zum Jahr 2030 sollen etwa 15 Millionen Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen fahren, was zusätzlichen Rohstoffbedarf verursacht. Die erforderlichen Rohstoffe sind dieselben wie in der Wind- und Solarindustrie. Eine Studie des Öko-Instituts in Freiburg und des Analyse- und Beratungsunternehmens Prognos in Basel aus dem Jahr 2019 mit dem Titel „Rohstoffbedarf im Bereich der erneuerbaren Energien“ bestätigt dies. Laut dieser Studie werden Elektrofahrzeuge den Bedarf an Kupfer für jährliche Neuinstallationen von Wind- und Solaranlagen um das Dreifache bis Sechsfache überschreiten.
Rohstoffbedarf der grünen Wasserstoffwirtschaft: Engpässe bei Iridium, Platin und Nickel drohen
Karl Lichtblau, Geschäftsführer der IW Consult am Institut der deutschen Wirtschaft Köln, weist darauf hin, dass auch die Elektrolyseure für die grüne Wasserstoffwirtschaft große Mengen an Rohstoffen benötigen. Der zusätzliche Bedarf könnte zu neuen Knappheiten bei Rohstoffen wie Iridium, Platin und Nickel führen. Bei Kupfer sieht es jedoch zumindest vorübergehend gut aus: Das Kupfer aus den Generatoren der drei stillzulegenden Kernkraftwerke in Deutschland im April 2022 reicht grob geschätzt für Windkraftanlagen mit einer Nennleistung von 500 MW.
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