Verwendung für Neodymmagneten, Bild: Siemens

Eine Verwendung für Neodymmagneten sind Generatoren von Windkraftanlagen. Bild: Siemens

Etwa 100 Innovationen haben zurzeit das Potenzial zur Zukunftstechnologie mit Einfluss auf den Rohstoffmarkt, so eine Studie des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI. Gesucht wird dabei der Rohstoffbedarf durch einen veränderten Nachfrageimpuls im Jahr 2030. Erreicht der Faktor wie beim Magnetfeld verstärkendem Metall Neodym den Wert 3,8, dann wird die Nachfrage etwa 3,8-mal so hoch sein wie die heutige gesamte Weltjahresproduktion.

Der Internationale Währungsfonds prognostiziert ein jährliches Wachstum der Weltwirtschaft von 3,5 Prozent. Treiber werden wohl auch in den nächsten Jahren die Entwicklungen der Schwellenländer wie Indien oder China sein, weil hier ein erheblicher Nachholbedarf besteht. Für dieses Wachstum werden insbesondere häufig verwendete Metalle wie Eisen, Kupfer und Chrom benötigt. Die Zukunftstechniken werden auch durch die Verfügbarkeit von Metallen wie Gallium, Neodym, Indium, Germanium und vielleicht Scandium bestimmt. Gerade diese Rohstoffe werden im Jahr 2030 stark nachgefragt werden.

Dabei ist Gallium ein Nebenprodukt bei der Aluminiumherstellung. Die Gewinnung von reinem Gallium ist bislang sehr energie- und arbeitsaufwendig. Daher wird dieses in Ländern mit geringen Kosten für den Prozess durchgeführt, wie etwa der Volksrepublik China. Gallium ist ein Basisstoff für LED-Leuchten. Diese Systeme sollen die Zukunft der Beleuchtungstechnik sein, mit einer langen Lebensdauer und hoher Energieeffizienz.
Die zugrunde liegenden Halbleiterbauteile bestehen teilweise auch aus Gallium. Für die Größe einer etwa ein Quadratmillimeter großen LED werden 0,53 Milligramm Gallium benötigt. Wie aktuell das Gebiet ist, beweist auch der Physik-Nobelpreis aus dem Jahr 2014 für die LED-Technik. Dies untermauern auch die jüngst publizierten Quartalszahlen des Beleuchtungsspezialisten Osram. Dessen Umsatz erhöhte sich um drei Prozent. Das Wachstum wird auch gerade dem Geschäftsbereich LED-Komponenten zugeschrieben. Zurzeit liefern die zumeist chinesischen Minen 280 Tonnen Gallium jährlich. Doch könnten es schon bald 420 Tonnen pro Jahr sein. Dabei wird 2030 mit einem Bedarf von 600 bis 800 Tonnen pro Jahr gerechnet. Noch liegt der Preis konstant bei 300 Euro pro Kilogramm, Experten rechnen mit einem Anstieg. Auch zeichnen sich weitere Anwendungen im Bereich der 3D-Drucker und Dünnschicht-Photovoltaik ab.

Glasfasernetze revolutionieren den Datentransfer, Bild: Telekom
Glasfasernetze revolutionieren den Datentransfer. Ihr Ausbau ist ein Treiber für den steigenden Germaniumbedarf. Bild: Telekom

Neodym für Dauermagnete

Ein Metall, das schon vor einiger Zeit Schlagzeilen machte, ist Neodym. Es gehört zu den seltenen Erden und ist in einer Legierung mit Bor und Eisen für die bislang stärksten Dauermagneten der Welt verantwortlich. So finden sich zahlreiche Anwendungen in Gleichstrommotoren, Linearmotoren sowie Generatoren. Der Anteil von Neodym wird auf bis zu 20 Kilogramm pro Hybridfahrzeug geschätzt. Bis 2030 soll allein für Hybridfahrzeuge bei einem entsprechenden Marktwachstum der Bedarf bei etwa 7100 Tonnen liegen.

Bei seinen Windkraftanlagen verbaut Siemens etwa 1,5 Tonnen Magnetmaterial pro Drei- bis 3,2-Megawatt-Anlage. Dabei liegt der Neodym-Anteil unter 30 Prozent, so Bernd Eilitz von Siemens Windpower. Damit werden jedoch pro Windkraftanlage mehrere 100 Kilogramm Neodym verbaut. Der Preis des Metalls liegt bei ungefähr 54 Euro pro Kilogramm.

Jedoch kann die Produktion durchaus als kritisch angesehen werden, weil fast das gesamte Neodym aus China stammt. Zu Anfang des Jahrzehnts verknappten die Chinesen schon einmal die Neodym-Produktion künstlich, was zu erheblichen Preissteigerungen geführt hat. Im Jahr 2012 lag der Neodym-Preis schon einmal bei 300 Euro pro Kilogramm Neodymoxid.

Dr. Harald Elsner ist Geologe an der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Deutsche Rohstoffagentur (BGR). Die BGR beobachtet und analysiert in den Bereichen Rohstoff- und Wirtschaftsgeologie laufend die internationalen Rohstoffmärkte. Sie untersucht im Vorfeld industrieller Aktivitäten Rohstoffpotenziale und entwickelt Szenarien zur Versorgungssituation. Gerade für die vielen kleinen Unternehmen im mittelständischen Bereich ist BGR für Informationen um Rohstoffe sehr hilfreich, um dann weiter in die strategische Planung eines Unternehmens hineinzugehen. Elsner ist Experte für Neodym bei der BGR und sieht mittel- und kurzfristig keine Verknappung bei dem Metall, auch weil viel Neodymoxid aus China herausgeschmuggelt wird. Eine Prognose bis zum Jahr 2030 will der Geologe jedoch nicht wagen.

Mit steigenden zu übertragenden Datenvolumen steigt auch der Bedarf an Glasfasernetzen. Bild: Telekom
Mit dem steigenden zu übertragenden Datenvolumen steigt auch der Bedarf an Glasfasernetzen. Bild: Telekom