Seltene Erden: Der Schatz im sächsischen Feld
Geschätzte 42.000 Tonnen seltene Metalle für einen Weltmarktpreis von 1,5 Milliarden Euro liegen im sächsischen Storkwitz im Erdreich verborgen.
In Storkwitz bei Leipzig machen sich Sorgen breit: Werden bald tagtäglich LKWs an dem kleinen Dorf vorbeirattern, große Baumaschinen anrollen und ihr einst ruhiges Örtchen zur größten Abbauregion von Seltenen Erden in Mitteleuropa verkommen?
Alles hängt davon ab, ob wirklich unter einem Feld nahe ihrer Gemeinde über 40.000 Tonnen Seltene Erden liegen, oder nicht.
Begehrte Bodenschätze
Die Ressourcen sind heiß begehrt: Zukunftstechnologien, Solaranlagen oder Energiesparlampen etwa, können ohne die Rohstoffe wie Lanthan, Praseodym, Europium oder Yttrium nicht hergestellt werden. Laut einer Schätzung der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe aus dem Jahr 2009, werden in diesem Jahr etwa 189.000 Tonnen Seltene Erden mit einem Marktwert von über zwei Milliarden US-Dollar verbraucht, wahrscheinlich sind es eher mehr.
Sollte sich die Vermutung der Vorkommen bei Storkwitz bestätigen, liegen unter einem Feld Metalle mit einem derzeitigen Weltmarktpreis von etwa 1,5 Milliarden Euro – Tendenz steigend.
Der Name "Seltene Erden" ist irreführend, denn es handelt sich nicht um Erde, sondern um Metalle. Diese Metalle wurden aber zunächst in seltenen Mineralien gefunden und als Oxide, was früher als Erde bezeichnet wurde, isoliert. Doch selbst die seltenen unter den "Seltenen Erden", dazu gehören Thulium und Lutetium, sind in der Erdkruste 200-mal häufiger vertreten als das Edelmetall Gold. Ein Überblick über die wichtigsten der unbekannten Rohstoffe und ihre Verwendung, beinnend mit den "leichten" seltenen Erden. Lanthan Nickel-Metallhydrid-Batterien, wie sie in der derzeitigen Generation von Hybridautos zum Einsatz kommen, enthalten bis zu 30 Kilogramm Lanthan.
Neodym
Neodym ist Ausgangsstoff für starke Permanentmagnete, die in kleinen Mikrophonen und Lautsprechern – etwa in Apples iPhone – stecken. Sie machen auch moderne Audioanlagen erst möglich.
Praseodym
Auch Praseodym ermöglicht die Produktion kräftiger Magneten, die für die Herstellung kompakter Elektromotoren, aber auch von Generatoren für Windkraftanlagen verwendet werden.
Samarium
Samarium ist ebenfalls Ausgangsstoff für Permanentmagnete, die beispielsweise in militärischen Navigationssystemen stecken, wie die US-Armee sie im Kampfpanzer Abrams einsetzt. Damit endet die Vorstellung der ersten vier Vertreter aus der Gattung der „leichten seltenen Erden“, weiter geht's mit den sogenannten „schweren seltenen Erden“.
Terbium
Als grünlicher Fluoreszenzstoff hilft Terbiumden Herstellern von Lampen ohne Glühfaden, die Lichttemperatur einzustellen. So verbrauchen Energiesparlampen bei gleicher Helligkeit weniger Strom.
Gadolinium
In Kernreaktoren dient Gadolinium dazu, überschüssige Neutronen zu absorbieren - entweder für eine Schnellabschaltung oder in Meilern, die nur selten neu bestückt werden, etwa für Atom-U-Boote.
Yttrium
In Radargeräten dienen kristallische Elemente mit Yttriumanteil dazu, die zurückkommenden elektromagnetischen Wellen besser aufzufangen. Als nächstes folgen die seltenen Metalle.
Lithium
Lithium ist der neue Star am Börsenhimmel. Die Anleger kaufen, was auch nur annähernd mit dem begehrten Rohstoff zu tun hat. Papiere von Fördergesellschaften, Explorern und Batterie-Herstellern sind daher kräftig gestiegen. Lithium wird vielseitig verwendet, in der Medizin beispielsweise, in Batterien für Handys, Laptops, Kameras, - und zukünftig auch für Fahrzeuge, darin sehen Experten das meiste Potenzial. Auffällig ist die hohe regionale Konzentration von Lithium. 70 Prozent der Vorkommen befinden sich im Lithium-Dreieck Chile, Bolivien und Argentinien. Die Salzseen Salar de Atacama, Salar de Uyuni und Salar de Hombre Muerto bilden das größte Reservoir. Das Foto zeigt den Lithium-Abbau am Uyuni-Salzsee in Bolivien.
Tantal
Das zur Vanadiumgruppe zählende graphitgrau-glänzende Metall Tantal wird vorwiegend für Kondensatoren mit hoher Kapazität bei gleichzeitig geringer Größe verwendet. Es wurde 1802 von einem Finnen entdeckt und zunächst für Glühfaden in Glühlampen verwendet, später wurde es in Gleichrichtern und in Radioröhren eingesetzt. Das Erz ist schwer zu gewinnen, es kommt Tantal grundsätzlich nur in Verbindung mit verschiedenen anderen Mineralen vor.
Germanium
Germanium, nach dem Heimatland seines Entdeckers Clemens Winkler benannt, gehört zu den Kohlenstoffen und ist nah mit Silizium verwandt. Es ist zwar weit verbreitet, kommt aber in Mineralien, Erzen und sogar einigen Pflanzen nur in sehr geringen Konzentrationen vor. Es kommt zur Anwendung in der Elektronik, bei der Waffenherstellung und in der Infrarotoptik, hauptsächlich aber bei der Herstellung von Lichtwellenleitern. Darüber hinaus findet es sich auch in verschiedenen Nahrungsergänzungsmitteln.
Zinn
Der jährliche Verbrauch an Zinn liegt weltweit bei etwa 300.000 Tonnen. Davon werden etwa je ein Drittel für Lote, für Weißblech und für Chemikalien und Pigmente eingesetzt. Das extrem weiche und silberweiß glänzende Schwermetall lässt sich dank seines sehr niedrigen Schmelzpunktes schon über einer Kerzenflamme im Teelöffel schmelzen. Das Material wird mit Kupfer zu Bronze legiert und u.a. seit Jahrhunderten schon (als Zinnblech) zur Herstellung von Orgelpfeifen verwendet.
Hafnium
Hafnium ist sehr chemisch eng mit Zirconium verwandt und wurde 1923 erstmals in Kopenhagen nachgewiesen. Das silbergrau glänzende, korrosionsbeständige Metall ist sehr schwer zu gewinnen. Sein Einsatzgebiet ist hauptsächlich die Kerntechnik, wo Hafnium bei der Regulierung der Kettenreaktion in Kernreaktoren Verwendung findet.
Zirkonium
Ist zwar als Mineral durch den Schmuckstein Zirkon bereits seit der Antike bekannt, wurde aber als Element erst 1789 von Martin Heinrich Klaproth entdeckt. Es ist zwar in der Erdkruste weit verbreitet, findet sich aber meist nur in geringen Mengen und in sehr kleinen Kristallen, hauptsächlich in Brasilien, Südafrike, den USA und Australien. Zwar ist das Haupt-Einsatzgebiet die Herstellung von Hüllen für Uran-Brennstäbe, doch Zirconium löst beim Aufprall auf Metalloberflächen auch einen Funkenschwall ab und ist brennbar. Daher wird es vom Militär in einigen Munitionssorten und für Special Effects in der Filmtechnik genutzt.
Indium
Indium, das 1863 von den deutschen Chemikern Ferdinand Reich und Theodor Richter entdeckt wurde, gilt als eines der ersten Elemente, dessen Verwendung schon jetzt zu einer zunehmenden Verknappung führt und dessen natürliche Vorkommen bald vollständig erschöpft sein werden. Das seltene, silberweiße und weiche Schwermetall wird fast ausschließlich als Nebenprodukt bei der Produktion von Zink oder Blei gewonnen. Auf Grund der geringen natürlichen Vorräte von geschätzten 11.000 Tonnen bei gleichzeitig hoher Nachfrage zählt Indium zu den knappsten Rohstoffen auf der Erde. Der größte Teil des produzierten Indiums wird zu Verbindungen weiterverarbeitet. Diese wurden früher oft als Schutzbeschichtungen für Gleitlager in Automobilen oder Flugzeugen verwendet. Seit dem deutlichen Anstieg des Indiumpreises ist dies jedoch nicht mehr wirtschaftlich.
Gallium
Gallium, das chemisch eng mit Indium und Aluminium verwandt ist, kommt ebenfalls nur sehr selten in der Erdekruste vor. Das silberweiße Metall wurde erst im späten 19. Jahrhundert entdeckt und kommt nie rein, sondern immer gebunden in anderen Erzen vor. Der größte Teil des heutzutage produzierten Galliums wird zum Halbleiter Galliumarsenid weiterverarbeitet, der vor allem für Leuchtdioden verwendet wird.
Europium
Auch Europium zählt zu sehr seltenen Chemikalien, die kaum in der Natur vorkommen, es liegt gewöhnlich in Form von zwei Erzen vor und wurde erst 1890 entdeckt. Zu den Endprodukten, in denen es häufig Verwendung findet, zählen Haushaltsgeräte, Farbfernseher, Leuchtstoffröhren, Energiesparlampen, Katalysatoren und Glaspolituren.
Erbium
Erbium wird neben anderen Selten-Erden-Elementen wie Neodym oder Holmium in Festkörperlasern eingesetzt, die hauptsächlich in der Humanmedizin Anwendung finden.
Holmium
Auch Holmium zählt zu den seltenen schweren Erden, die nur in Verbindungen vorkommen und nie rein zu finden sind. Das silberweiß glänzende Metall ist weich, schmiedbar und weist besondere magnetische Eigenschaften auf. Daher findest das Material Anwendung in der Medizintechnik und in Hochleistungsmagneten.
Lutetium
Das silbergraue Metall der Seltenen Erden wurde erst 1905 entdeckt, ist sehr weich, gut dehnbar und schmiedbar. Lutetium wird, ebenso wie Holmium, in der Tomographie bzw. Nuklear-Medizin eingesetzt.
Thulium
Thulium, ist ein schweres Metall, das nach Thule, der mythischen Insel am Rande der Welt benannt wurde, als der schwedische Chemiker Per Teodor Cleve es 1879 zusammen mit Holmium entdeckte. Auch Thulium kommt in der Natur nur in mineralischen Verbindungen vor und muss aufwändig abgetreent werden. Neben einer minimalen Verwendung in Fernsehgeräten, zur Aktivierung der Leuchtstoffe auf der Bildschirmfläche, gibt es nur wenige kommerzielle Anwendungen.
Dysprosium
Das Metall ist nah mit ebenfalls sehr seltenen Holmium verwandt. Seine technische und wirtschaftliche Bedeutung sind aber eher gering, wohl auch weil jährlich weniger als 100 Tonnen gefördert werden. Das silbergraue Dysprosium findet Verwendung in verschiedenen Legierungen, in Spezialmagneten und mit Blei legiert als Abschirmmaterial in Kernreaktoren.
Elemente
Die „Seltenen Erden“ insgesamt sind in einer Gruppe von 17 Elementen zusammengefasst: Scandium, Yttrium, Lanthan und 14 Elemente, die als Lanthanoide bezeichnet werden: Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium.
Monopolist China
Denn bisher kommen fast 97 Prozent der Seltenen Erden aus China und die dortige Regierung ist nach Jahren der Niedrigpreispolitik auf eine restriktivere Exportpolitik umgeschwenkt, was den Preis für die Metalle stark nach oben getrieben hat. Ohne alternative Abbauregionen sind die Chancen gering, Chinas Quasimonopol aufzubrechen. Aus Mangel an Alternativen haben die USA, die EU und Japan mittlerweile vor der Welthandelsorganisation ein Verfahren gegen das Reich der Mitte angestrengt.
Die Bayan Obo Mine in der Mongolei ist eines der größten Vorkommen an "seltenen Erden". An diesem Begriff stimmt eigentlich nichts: Erstens handelt sich um Metalle und zweitens finden die sich fast überall in der Erdkruste. Selten sind jedoch wirtschaftlich auszubeutende Vorkommen, bei denen die Konzentration über einem Prozent liegt. Es gibt 15 Seltene Erden oder Lanthanoide, die auf der Periodentabelle der Chemiker die Nummern 57 bis 71 tragen. Der Markt für seltene Erden ist allein in den Jahren von 1997 bis 2007 um das 20-fache gewachsen. Bislang kommt der Nachschub fast ausschließlich aus China, das heute mehr als 95 Prozent des Weltmarkts an Seltenen Erden bedient und dieses Quasi-Monopol weiter ausbaut. Das könnte in der Zukunft zu Problemen führen, denn ohne diese Metalle geht in den High-Tech-Industrien der Weltwirtschaft gar nichts, Foto: Google
Lanthanum ist Teil von Energiesparlampen und Batterien von Hybrid- oder Elektrofahrzeugen. In deren Akkus stecken nämlich bis zu 15 Kilogramm Lanthan plus ein Kilogramm Neodym, Foto: dpa
Cerium steckt in Zündern, ebenso als Oxid in selbstreinigenden Öfen, es dient als Katalysator beim Cracken von Mineralöl und zum Polieren von Glas. Lutetium dient ebenfalls als Katalysator beim Cracken – einem Verfahren bei dem lange Kohlenwasserstoffketten aufgespalten werden, Foto: dpa
Terbium wird als Lasermaterial und für Magneten eingesetzt , Foto: rtr
Neodym wird in Feststofflasern an Stelle von Rubinen eingesetzt sowie in starken permanenten Magneten, die im Automobilbau, in der Audio- und Videotechnik und in Windkraftanlagen benutzt werden, Foto: dpa
Promethium dient als Wärmequelle in Satelliten und Raumsonden, Foto: dpa
Samarium findet als Permanentmagnet Anwendung, zum Beispiel in Kopfhörern, Foto: AP
Gadolinium findet sich in Bildschirmen als Aktivator der grünen Leuchtstoffe. Auch Europium aktiviert Leuchtstoffe in Bildschirmen und Fernsehgeräten – allerdings die roten. Zudem dient das Material als Neutronenabsorber in Kernkraftreaktoren. Yttrium steckt in LED-Technologie und Bildröhren, Foto: AP
Dysprosium ist als Neutronenabsorber in Kernkraftreaktoren zu finden und für temperaturbeständige Super-Magneten. Auch Tulium ist ein Neutronenabsorber in Kernkraftwerken, Foto: AP
Holmium ist nur in Legierungen anzutreffen. Das gilt generell für die Lanthanoiden, sie machen beispielsweise Stahl leichter verarbeitbar, Foto: AP
Erbium ist in fotografischen Filtern und Glasfaserkabeln enthalten, Foto: Fotolia
Ytterbium erzeugt Röntgenstrahlen ohne Elektrizität, beispielsweise in tragbaren Röntgenapparaten.
Praseodym findet sich in gelbem Glas, zum Beispiel in Schweißerschutzbrillen, in Legierungen als Antikorrosionsmittel, Foto: dpa
Die geringe Konkurrenz kommt Storkwitz nicht ungelegen, im Gegenteil: Zum einen hat Chinas künstliche Verknappung Seltener Erden den Preis auf ein Niveau gehoben, auf dem es sich wesentlich schneller rentiert, eigenen Abbau zu betreiben. Zum anderen würde Storkwitz mit einem Schlag die einzige wirtschaftlich nutzbare Seltene-Erden-Lagerstätte Mitteleuropas werden – mit entsprechendem Nachfragepotential.
Probebohrungen beginnen
Die Hoffnungen der Storkwitz AG, einer 67-prozentigen Tochter der Deutschen Rohstoff AG (DRAG), beruhen jetzt auf Probebohrungen, die in den kommenden zwei Wochen durchgeführt werden. Dort zeigt man sich allerdings eher verhalten, als optimistisch. Man wolle bewusst keine großen Hoffnungen machen, heißt es. Erste Auswertungen der Tests werden frühestens im Sommer erwartet. Dann erst würde in einer Machbarkeitsstudie überprüft, ob ein wirtschaftlicher Abbau möglich sei, so DRAG-Sprecher Horst Koppelstätter.
Der Standort stimmt
Manfred Wilde, Oberbürgermeister von Delitzsch, zu dem Storkwitz gehört, gibt sich derweil optimistischer. Er würde sich über reiche Funde freuen. „Der Abbau würde sehr gut zu unserer Stadt passen, da zum Beispiel BMW ganz in unserer Nähe sein Hybrid-Auto baut. Damit haben wir beste Standortbedingungen“, sagte Wilde.
Diese Freude können nicht alle Anwohner von Storkwitz teilen. Im Dorf sorge man sich, die Metalle in der Erde würden nicht nur Geld, sondern auch Unruhe in ihr Örtchen rund um das alte Rittergut bringen, erzählt ein Immobilienmakler aus der Umgebung. Es hätte aber noch niemand sein Haus zu verkauft, auch die Preise seien unverändert. So richtig scheint dort noch niemand zu glauben, dass hier bald die größte Abbauregion von Seltenen Erden in Mitteleuropa sein könnte. (mit Material von dpa)
