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Allgemein

Seltene Erden: EU setzt auf unwirtschaftliche Minen

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Der Kiirunavaara (Nordsamisch: Gironvárri, Meänkieli: Kierunavaara) ist ein Berg in der Gemeinde Kiruna im Bezirk Norrbotten, Schweden. Er enthält eine der größten und reichsten Eisenerzlagerstätten der Welt.

 

In ihrer Eile sich bei kritischen Rohstoffen von China unabhängig zu machen, hat sich die EU in Rekordzeit auf eine Rohstoffverordnung geeinigt. Die Sicherung der begehrten Materialien soll durch Rohstoffpartnerschaften mit Drittländern, mehr Kreislaufwirtschaft und der eigenen Gewinnung  kritischer Rohstoffe innerhalb der EU gelingen. Heimischer Bergbau soll demnach bis 2030 in der EU hochgefahren und bis dahin mindestens zehn Prozent des Bedarfs decken. Laut Jan Moström, Chef des staatlichen schwedischen Eisenerzunternehmens LKAB, könnte die EU-Verordnung ein „Gamechanger“ sein. Moströms LKAB sorgte 2023 für viele Schlagzeilen  wegen seinem bekannt gewordenen Vorkommen Seltener Erden in Kiruna.

Das Beispiel Seltene Erden, einer Gruppe von 17 Elementen des Periodensystems, die kritisch für grüne Technologien, aber auch für Militäranwendungen sind, zeigt wie schwer es für die EU ist, trotz spezifischer Gesetzgebung Chinas Dominanz bei Seltenen Erden zu durchbrechen, stellt aber auch die Frage in den Raum, ob die EU mit dem Rohstoffgesetz auf die richtige Strategie setzt. 2022 importierte die EU laut Eurostat 18.000 Tonnen an Seltenen Erden, 40 Prozent kamen dabei aus China, 31 Prozent aus Malaysien und 25 Prozent aus Russland. Die USA und Japan versorgten die EU mit jeweils zwei Prozent. Extrem hoch ist die Abhängigkeit der EU hingegen bei Permanentmagneten, die bei 83 Prozent liegt. 2023 hat die EU etwa 25.000 Tonnen aus China importiert.

Kleine EU-Vorkommen 

2022 betrug laut Investing News Network die weltweite Produktion an Seltenen Erden 300.000 Tonnen, wovon 210.000 Tonnen auf das Konto Chinas gehen. Auf Platz zwei folgen die USA, die seit der Wiederöffnung der Mountain Pass-Mine 2018 in Kalifornien 43.000 Tonnen Seltene Erden förderten. Drittwichtigster Produzent ist Australien mit 18.000 Tonnen, wo die Produktion im Vergleich zum Vorjahr um ein Viertel zurückfiel. Ein weiterer wichtiger Player für die Versorgung mit Seltenen Erden ist das Bürgerkriegsland Myanmar. Obwohl es kaum Daten gibt, gilt als gesichert, dass Myanmar für China eine wichtige Quelle vor allem für die schweren Seltenen Erden ist. Weitere Abbauländer sind Thailand, Vietnam, Indien, Russland, Madagaskar und Brasilien. Brasilien soll mit 21 Millionen Tonnen auf den drittgrößten Reserven der Welt sitzen.

Angesichts dieser Größenordnungen erscheint das Per-Geijer-Vorkommen im schwedischen Kiruna zwergenhaft. Mit geschätzten 1,3 Millionen Tonnen  bewirbt LKAB Per Geijer dennoch pompös als größtes Vorkommen von Seltenen Erden Europas. Experten wie Alastair Neill vom Critical Minerals Institute / ISE AG halten den Abbau von Seltenen Erden dort allerdings aufgrund des aktuell bekannten Seltenerdgehalts von 0,18 Prozent für unrealistisch. „Bei einem so niedrigen Gehalt lohnt sich einzig der Abbau von Laterittonen. Jede andere Mineralisierung ist unwirtschaftlich“, so der Experte. Moström betonte im Januar, dass es weiterer Erkundungen des Vorkommens bedarf, die noch Jahre dauern würden. Gleichzeitig gibt LKAB bekannt, dass Per Geijer einen großen Teil des EU-Bedarfs decken würde, der für die Herstellung von Permanentmagneten für E-Autos und Windturbinen nötig ist.

LKAB will schnellere Genehmigungen

Trotz der aus heutiger Sicht unwirtschaftlichen Aussichten Seltene Erden zu fördern, deutete LKAB-CEO Moström an, sich mit Per Geijer als strategischem Projekt bei der EU zu bewerben. „Wenn es für ein strategisches Projekt erachtet wird, dann wird es deutlich schneller gehen,“ zitiert Mining.com Moström. Bis die Seltenen Erden abgebaut werden könnten, würde es laut LKAB wegen der langwierigen Genehmigungsverfahren in Schweden aktuell zwischen zehn und 15 Jahren dauern, also frühestens 2033. Das neue EU-Gesetz ermöglicht es Unternehmen mit Abbauvorhaben sich als so genannte strategische Projekte zu bewerben. Ein EU-Gremium, das aus Vertretern der EU-Kommission und der Mitgliedsstaaten zusammengesetzt werden soll, wählt die für die EU strategischen Projekte aus, die dann schnellere Genehmigungsverfahren durchlaufen und leichter an Finanzierung kommen sollen.

Vor Ort in Kiruna äußern sich auch die Sámi, Europas einzige anerkannten Indigene, kritisch zu LKABs Plänen, Seltene Erden in Kiruna abzubauen. Sámi-Rentierzüchter aus der Umgebung leiden seit Beginn des Eisenerzabbaus vor über 100 Jahren unter den Bergbauaktivitäten, die ihre traditionelle Lebensweise bedrohen. Sie vermuten, dass es LKAB in Wirklichkeit um die Ausweitung des Eisenerzabbaus gehe, der sich schneller vorantreiben lasse mit dem Argument, dass auch die kritischen Seltene Erden abgebaut werden. Dass LKAB vorrangig Eisenerz abbauen will und die Seltenen Erden nur als Beiprodukt anfallen würden, daraus macht das Unternehmen auch kein Geheimnis. Durch den Fokus auf Eisenerzabbau setze man sich nicht den volatilen Weltmarktpreisen aus, unter denen Seltene Erden leiden, so das Unternehmen.

China schnappt EU Seltene Erden weg

Um seinen Einstieg ins Geschäft mit Seltenen Erden Nachdruck zu verleihen, erwarb LKAB im November 2022 die Mehrheit am norwegischen Unternehmen REEtec. Das Startup verspricht eine Technologie, die bis zu 90 Prozent weniger CO2 ausstößt und deutlich umweltfreundlicher sein soll als herkömmliche Separationsanlagen. Aktuell betreibt REEtec, an dem über Techmet-Mercuria auch die US-Regierung beteiligt ist, eine Pilotanlage in Herøya, südlich von Oslo.

Im Rahmen des EU-Forschungsförderungsprogramms Horizon 2020 entwickelte REEtec eine Methode, um aus Apatiterzen, die der norwegische Düngemittelkonzern Yara lieferte, Seltene Erden zu gewinnen und zu veredeln. REEtec erhielt dafür zwischen 2018 bis 2022 2,8 Millionen Euro von der EU, Yara wurde mit 3,5 Millionen Euro gefördert.

Im zweiten Halbjahr 2024 will REEtec mit der ersten industriellen Anlage in Betrieb gehen, allerdings ohne Yaras Apatiterze. Alternativer Lieferant für Seltenerdkonzentrate sollte das australische Unternehmen Vital Metals sein, fällt nun allerdings auch weg. Das australische Unternehmen leidet unter finanziellen Schwierigkeiten und musste seinen Betrieb in Kanada im April diesen Jahres einstellen. Mitte Dezember wird bekannt, dass Shenghe Resources aus China einen Anteil von 9,99 Prozent an Vital Metals erworben hat und sämtliche bis dahin produzierte Seltene Erden aufkauft. REEtec steht nun scheinbar ohne Lieferanten da und das Bestreben des Westens, sich von China unabhängig zu machen, hat erneut einen herben Rückschlag erlitten.

 
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Schlechte Aussichten für Norra Kärr 

In Schweden gibt es mit Norra Kärr noch ein weiteres Vorkommen an Seltenen Erden, dessen Qualität besser als in Kiruna ist. Doch der Haken hier ist das Mineral: die Seltenen Erden sind in so genanntem Eudialyt eingebettet, aus dem bislang noch keine Seltenen Erden in kommerziellem Stil abgebaut wurden. Dennoch kündigte Eric Krafft, Geschäftsführer von Leading Edge Materials, an, dem kanadischen Unternehmen, das die Konzession an Norra Kärr hält, sein Vorhaben als strategisches Projekt bei der EU zu bewerben.

Sollten eines Tages tatsächlich Seltene Erden in der EU gefördert werden, stellt sich dann noch die Frage, wer diese abnimmt. Permanentmagneten werden in der EU aktuell nicht hergestellt. Die Folge: China wird der wichtigste Abnehmer von Seltenen Erden „Made in EU“ sein. Denn China ist nicht nur der größte Produzent von Seltenen Erden, sondern auch deren größte Verbraucher.

Neo Performance Materials: Erste EU-Magnetherstellung

Hoffnung macht indes Neo Performance Materials. Das kanadische Unternehmen ist dabei eine Permanentmagnetenproduktion im estnischen Narwa aufzubauen. Spatenstich für das Werk war Sommer 2023. 2025 soll die Produktion mit jährlich 2.000 Tonnen beginnen und später eine Kapazität von 5.000 Tonnen jährlich erreichen. Das würde für bis zu 4,5 Millionen E-Autos reichen. Mit Neo könnte die EU die sehr ausgeprägte Abhängigkeit von China bei Permanentmagneten immerhin um rund ein Viertel reduzieren.

Neo Performance Materials betreibt bereits eine Separationsanlage von Seltenen Erden in einer ehemaligen sowjetischen Anlage in Sillamäe in Estland. Das Material dafür kommt unter anderem aus den USA. Neo plant jedoch die Herstellung von Permanentmagneten aus recycelten Altmagneten und Produktionsspänen und will so Europas erste Mine-to-Magnets-Lieferkette etablieren.

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Scandium: Vom Sowjet-Geheimnis zum China-Monopol 

Wegen der potenziell hohen Nachfrage für Klimatechnologien wie der Wasserstoffindustrie bemüht sich der Westen um eine eigene Produktion des teuren Seltenerdmetalls. Die Luft-und Raumfahrt- sowie die Autoindustrie könnten von einer sicheren und günstigen Versorgung mit Scandium profitieren.

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Vor einer Woche fand in Brüssel das zweite Trilog-Treffen zum Critical Raw Materials Act statt, das Rohstoffgesetz, das Europas Industrie den Zugang zu kritischen Metallen sichern soll. In der aktuell sehr angespannten geopolitischen Lage stellen große Abhängigkeiten von einer Handvoll Ländern ein sehr hohes Risiko für Europas Wirtschaft dar. Vor allem China kontrolliert Abbau und Weiterverarbeitung zahlreicher kritischer und strategischer Metalle, aber auch Russland ist im Rohstoffsektor dominant. Dass China sein Monopol auch strategisch einsetzt, führt die Einführung von Ausfuhrkontrollen auf die Technologiemetalle Gallium und Germanium deutlich vor Augen (siehe https://institut-seltene-erden.de/ausfuhrkontrollen-auf-gallium-und-germanium-china-will-verhandeln/ ). Nun hat China Exportbeschränkungen auch auf Graphit, dem größten Bestandteil von E-Autobatterien (Lithium-Ionen-Akkumulatoren), ausgeweitet.

Auch Scandium ist ein weiterer möglicher Kandidat für Ausfuhrbeschränkungen, glaubt Alastair Neill vom Critical Minerals Institute. Trotz seiner Häufigkeit in der Erdkruste, kommt Scandium in der Natur kaum in angereicherter Form vor. Daher gibt es keinen eigenen Scandiumabbau, sondern das Metall wird als Beiprodukt aus Kobalt-, Nickel-, Titanium-, Uran- oder Zirkoniumminen gewonnen.

Scandium-Herstellung in China eine Blackbox 

Ähnlich wie Gallium und Germanium ist es ein Nischenmetall mit einem sehr kleinen Markt. Nur wenige Länder bauen das Metall ab: China, Russland, Kasachstan, und vor Ausbruch des Krieges 2022 auch die Ukraine, beliefern die Welt mit jährlich 15 bis 25 Tonnen. So zumindest die Schätzungen US-amerikanischen Geologiedienst US Geological Survey, denn genaue Angaben gibt es nicht. Zu klein ist der Markt, zu verstreut die Verwendung des Metalls heißt es in einem Bericht der US-Außenhandelsbehörde. Unbekannt sind etwa die tatsächlichen Produktionsmengen in China, die für den Eigenverbrauch und nicht für den Export bestimmt sind. Russland soll außerdem noch über Lagerbestände aus der Zeit des Kalten Kriegs verfügen. Fest steht, dass China der Platzhirsch am Scandium-Markt ist.

Aluminium-Scandium: Gewichtsreduktion für Luftfahrt

Scandium wäre für die Industrie sehr attraktiv und seit Jahren sagen Experten dem Metall einen Boom voraus, der aber nicht eingetreten ist. Als Legierungszusatz in Aluminium sorgt Scandium bereits in kleinen Mengen (ca. 0,2 Prozent) dafür, dass man Aluminiumteile verschweißen kann, statt sie zu vernieten. Das erlaubt eine Gewichtsreduktion von zehn bis 15 Prozent, was insbesondere für die Luft- und Raumfahrtindustrie relevant ist, wo jedes Kilogramm weniger an Gewicht Einsparungen von mehreren hundert Litern an Treibstoff und somit Kosten bedeutet. Doch der hohe Preis, der laut Institut für seltene Erden und Metalle AG (www.ise-ag.com) Datenbank für Scandiumoxid 99,99% EXW China bei EURO 654,60 und Scandium Metall 99,999% EXW China bei EURO 5260,- liegt, sowie das Versorgungsrisiko halten Unternehmen wie Airbus davon ab, auf Scandium zu setzen. Marktbeobachter sprechen daher von einem Henne-Ei-Problem bei Scandium: weil das Angebot zu klein und zu unsicher ist, bleibt die Nachfrage in der Industrie aus.

Seine besonderen Eigenschaften – Erhöhung der Festigkeit, Flexibilität, Hitzebeständigkeit und Korrosionsschutz – machten das Material während des Kalten Kriegs zu einem streng behüteten Geheimnis in der Sowjetunion. Dort erkannten Forscher bereits in den 1950er Jahren, dass Scandium die Qualitäten von Aluminium verbessert. Erstmals zum Einsatz kam Scandium als Legierungszusatz in MiG-29-Kampfjets. Bis in die 1990er war die Sowjetunion auch der weltweit größte Scandiumproduzent, wo es vor allem aus Uranminen gewonnen wurde.

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Rusal ist Marktführer

Auch heute noch ist Russland in Sachen Scandium ein bedeutender Player und dies nicht nur was die Gewinnung angeht. Dem Aluminiumkonzern Rusal ist es als erstem Hersteller gelungen, Scandiumoxid wirtschaftlich aus Rotschlämmen zu gewinnen. Rusal ist auch Pionier bei der Entwicklung von Scandium-Aluminium-Technologien. Laut Maven Research ist der drittgrößte Aluminiumhersteller, dessen schillernder Begründer Oleg Deripaska auf westlichen Sanktionslisten gelistet ist, gar Marktführer für Scandium-Aluminium-Produkte. Auch der Konzern selbst kam 2018 auf die US-Sanktionsliste, wurde nach Umstrukturierungen der Eigentümerschaft Anfang 2019 aber wieder entfernt.

Der Konzern muss wegen Russlands Krieg gegen die Ukraine weiterhin mit Sanktionen rechnen, auch wenn sich Metallhändler und Banken auf der Londoner Metallbörse LME seit kurzem wieder kräftig mit russischem Aluminium eindecken. Viele westliche Unternehmen vermeiden aber auch ohne Sanktionen Geschäfte mit Rusal. Das Unternehmen wendet sich daher verstärkt asiatischen Märkten zu und hat dabei Chinas E-Autoindustrie im Visier, deren Hunger nach CO2-reduziertem Aluminium kräftig wächst.

Scandium in Elektrolyt

Der aktuell größte Einzelabnehmer von russischem Scandium kommt jedoch aus einer ganz anderen Ecke: der kalifornische Brennstoffzellenhersteller Bloom Energy setzt das Element dem Elektrolyt in seinen Festoxidbrennstoffzellen bei. Verwendet wird Scandium in geringen Mengen auch in der Sportartikelbranche, wo es in Fahrradrahmen, Lacrosse- und Baseballschläger stärkt. Auch in Kleinschusswaffen wird es verbaut. Das größte Potenzial für Scandium sehen Marktbeobachter jedoch in der Autoindustrie, die bislang eben wegen der hohen Kosten und des mangelnden Angebots die Finger von Aluminium-Scandium-Legierungen ließ. 

Deutschland: Nachfrage aus der Wasserstoffindustrie

Auch für die Wasserstoffindustrie könnte das Metall wichtig werden. Grün, also mit erneuerbaren Energien, hergestellter Wasserstoff macht derzeit weniger als ein Prozent (40 Terawattstunden) der weltweiten Produktion aus. Die Nachfrage wird künftig extrem steigen. Laut einer Studie der Deutschen Rohstoffagentur (Dera) gehört die Zukunft der grünen Wasserstofferzeugung mittels Wasserelektrolyse, bei der das Gas aus Wasser hergestellt wird. Demnach seien heute drei Elektrolysetechnologien von Bedeutung, von denen die Alkalische Elektrolyse und zu weiten Teilen die Polymerelektrytmembran-Eletrolyse in einem technisch ausgereiften Zustand sind. Die Festkörperoxid-Elektrolyse befindet sich gerade im Übergang zwischen Forschung und industrieller Anwendung.

Allein bei letzterer kommt Scandium zum Einsatz: Der Festelektrolyt besteht entweder aus einem Yttriumdotierten  oder einem Scandium-dotierten Zirkoniumdioxid. Die Vorteile des Scandium-dotierten Materials sind laut Dera die bessere Leitfähigkeit und die höhere Stabilität bei niedrigeren Betriebstemperaturen. Für Scandium sagt die Dera-Studie in einem nachhaltigem Zukunftsszenario bis zum Jahr 2040 einen Bedarfsanstieg auf 24 Tonnen, also das 2,7-fache der Produktion von 2018 (7 Tonnen), voraus.

Rio Tinto setzt auf Scandium

Seit einigen Jahren bemüht sich eine Reihe westlicher Firmen darum, Abbau und Herstellung von Scandium in die eigene Hand zu nehmen. Das könnte ein Zeichen für einen Durchbruch in einigen Jahren hinweisen. Riotinto, ein Schwergewicht unter den Bergbauunternehmen, gewinnt Scandiumoxid seit 2022 aus Abfällen, die bei der Titaniumoxid-Produktion im kanadischen Quebec anfallen. Die Produktionskapazität soll drei Tonnen pro Jahr betragen, was laut Rio Tinto in etwa 20 Prozent der globalen Produktionsmenge entsprechen soll. Letztere Angabe ist mit Vorsicht zu genießen, da die tatsächlichen globalen Produktionsmengen schließlich nicht genau bekannt sind.

Auch der japanische Bergbaukonzern Sumitomo Metal Mining, der zum  ältesten und größten Unternehmenskonglomerat Japans gehört, hat auf den Philippinen die zusätzliche Herstellung von Scandiumoxid in seiner Nickelraffinerie, einer Hochdrucksäurelaugungsanlage (HPAL), in Auftrag gegeben.

Neue Nickel- und Kobaltraffinerieprojekten in Australien planen die Scandiumgewinnung bereits mit ein. Außerdem gibt es in Downunder mehrere Abbauprojekte. Nennenswert ist vor allem das Platin-Scandium Projekt von Platina Resources dessen Kauf Rio Tinto für 14 Millionen US-Dollar vereinbart hat. Weitere Projekte gibt es von den Junior-Mining-Unternehmen Scandium International Mining  und Sunrise Energy Metals in New South Wales. Sunrise Energy Metalsüberlegt darüberhinaus den Bau einer Scandium-Raffinerie in den USA.

Die nahe Zukunft wird zeigen, ob die Henne-Ei-Problematik überwunden wird. Bis dahin steht Scandium dem Weltmarkt weiterhin nur aus China und Russland in homöopathischen Mengen zur Verfügung.

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