Knappe Rohstoffe: Wann bauen wir das letzte Windrad?

Knappe Rohstoffe: Wann bauen wir das letzte Windrad?

von Thiemo Bräutigam

Auch Windanlagen und Solarzellen sind auf endliche Ressourcen wie Eisen, Aluminium und Kupfer angewiesen. Könnte daran die Energiewende scheitern?

Die Menschheit muss sich einem Teufelskreis stellen. Der Umbau von fossilen Energieträgern hin zu erneuerbaren Energien tauscht die Rohstoffe Öl, Gas und Kohle gegen Metalle und Mineralien ein.

Das wirft eine bisher zu wenig diskutierte Frage auf: Könnte die Energiewende an Rohstoffknappheit scheitern?

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Der Verbrauch von Metallen und Mineralien für erneuerbare Energien ist immens. Das jedenfalls zeigen die französischen Wissenschaftler Olivier Vidal, Nicholas Arndt und Bruno Goffé von den Universitäten Grenoble und Aix-Marseille in einer aktuellen Studie mit dem Titel "Metals for a low-carbon society". Das bedeutet übersetzt soviel wie "Metalle für eine kohlenstoffarme Gesellschaft".

Die wichtigste Aussage des Papiers: Rohstoffe, die zum Bau von Photovoltaik-, Wind-, und Wasserkraftanlagen benötigt werden, sind genauso endlich wie Gas, Öl oder Kohle. Das ist auf den ersten Blick wenig überraschend. Weiß man doch, dass Elemente wie Neodym und Selen, die in Solar- und Windanlagen stecken, im wahrsten Sinne des Wortes seltene Erden sind.

Die Franzosen widmen sich in ihrer Untersuchung aber nicht diesen Exoten, sondern gewöhnlichen Rohstoffen wie Aluminium, Eisen, Kupfer, Sand und Baustoffen wie Zement. Die Ergebnisse ihrer Berechnungen sind erstaunlich: Im Vergleich zu einem herkömmlichen fossilen Kraftwerk mit 1 Megawatt Leistung benötigt zum Beispiel eine gleich große Photovoltaik-Anlage, wie sie in den vergangenen Jahren gebaut wurde, die 15-fache Menge an Zement, 90 Mal mehr Aluminium und das 50-fache an Eisen, Kupfer und Glas. Neuere PV-Anlagen kommen allerdings mit weniger aus.

Um Energie zu erzeugen, verbrauchen wir zuerst EnergieBesonders verschwenderisch mit dem Rohstoff Zement beispielsweise ist die Wasserkraft. Ganze 7644 Tonnen pro Megawatt Leistung benötigt ein Hydrokraftwerk, sagen die Franzosen. Zum Vergleich: Ein Kernreaktor des französischen Modells EPR benötigt nur 194 Tonnen pro Megawatt.

Etwas besser sieht es da bei der schon angesprochenen Photovoltaik aus. Laut Berechnungen der Forscher werden für 1 Megawatt Leistung bei neuen Anlagen insgesamt 1100 Tonnen Zement, 170 Tonnen Eisen, 35 Tonnen Aluminium, 4,5 Tonnen Kupfer und 69 Tonnen Glas benötigt.

Die wichtigste Frage, die Vidal und sein Team mit ihren Berechnungen aufwerfen, ist die: Könnten auch die Rohstoffe, die Wind- und Solaranlagen benötigen, irgendwann zu Ende gehen? Könnte gar die Energiewende an Rohstoffmangel scheitern? Ganz abwegig ist die Frage nicht, wie sich zeigt:

Heutzutage werden weltweit etwa 400 Terawattstunden Strom durch Wind- und Solaranlagen erzeugt. Die Naturschutzorganisation WWF erhofft sich für einen wirksamen Klimaschutz eine Steigerung auf 25.000 Terrawattstunden bis 2050.

Um dieses Ziel zu erreichen, wären 3,2 Milliarden Tonnen Stahl, 310 Millionen Tonnen Aluminium und 40 Millionen Tonnen Kupfer nötig, schreiben die französischen Forscher in ihrer Studie. Nur um sich der Größenordnung bewusst zu werden: Der Eiffelturm besteht aus gut 7000 Tonnen Stahl. Zugespitzt ließe sich sagen, dass wir für die weltweite Energiewende allein an Stahl 500.000 Eiffeltürme brauchen.

Stellt sich die Frage: Haben wir solche Rohstoff-Mengen zur Verfügung?

Grundsätzlich schon, denn die geschätzten Reserven von beispielsweise Aluminium, Kupfer und Eisen sind groß. Entscheidend ist hierbei natürlich auch der Blick auf die Fördermenge und die Recyclingfähigkeit. Derzeit fördern Unternehmen etwa 40 Millionen Tonnen Aluminium pro Jahr. Die Reserven liegen bei 140 Milliarden Tonnen. Daraus ergibt sich, zumindest statistisch, eine Reichweite von 3500 Jahren.

Eisenerz wird mit einer jährlichen Menge von 2,8 Milliarden Tonnen gefördert. Die Reserven des mit Abstand wichtigsten metallischen Werkstoffs der Welt liegen bei 170 Milliarden Tonnen. Daraus ergibt sich eine statistische Reichweite von nur 60 Jahren. Allerdings gelten die Ressourcen als vielfach höher und auch dieser Rohstoff daher als schier unerschöpflich.

Folgt Peak Renewable auf Peak Oil?Beim Kupfer zeichnet sich jedoch ein anderes Bild. Die Fördermenge von gut 16 Millionen Tonnen pro Jahr könnte die Reserven von etwa 500 Millionen Tonnen, rein rechnerisch, in nur 30 Jahren erschöpfen. Die sehr gute Recyclingfähigkeit von Kupfer zögert diese Entwicklung aber noch weit hinaus. In Deutschland werden schon heute bereits 50 Prozent des Bedarfs durch Wiederverwertung gedeckt.

Und dennoch: Die Forscher aus Frankreich malen kein besonders sonniges Bild von der Zukunft. Schließlich müsste die gesamte Fördermenge an Eisen, Stahl und Kupfer von mehreren Jahren in die globale Energiewende gesteckt werden.

In vielen Bereichen bringen die für die Energiewende nötigen Rohstoffe außerdem dieselben Probleme mit sich, wie die fossilen Energieträger. Steigende Preise, Umweltbelastung und die geopolitische Abhängigkeit von Krisenregionen, in denen diese Rohstoffe besonders häufig vorkommen.

Das Fazit der Studie: Der massive Ausbau von erneuerbaren Energien verringert unsere Abhängigkeit von Öl und anderen fossilen Energieträgern. Dafür schreiten wir schneller auf ein anderes Rohstoff-Problem zu, nämlich den enormen Verbrauch von gewöhnlichen Rohstoffen. Ohne Basismetalle wie Eisen, Kupfer und Aluminium stehen die Windräder bald still.

Aber diese Situation lässt sich durchaus vermeiden. Die Mittel der Wahl: Mehr Recycling, weniger Stromverbrauch bei Haushalten und Industrie und ein intelligentes Ressourcenmanagement.

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