Die Umstellung vom Verbrennungs- zum Elektromotor dürfte die Automobilindustrie auf den Kopf stellen  – und das schon deshalb, weil hier nun gänzlich andere Rohstoffe benötigt werden. Das betrifft vor allem den Bau von Batterien: Denn schon heute, wo bislang nur etwa ein Prozent aller Fahrzeuge weltweit mit Elektromotor fahren, beanspruchen diese bereits die Hälfte aller Lithium-Ionen-Akkus, die im Umlauf sind. Lithium wird also in enormen Mengen benötigt werden. "2015 wurden 35 000 Tonnen Lithium weltweit gefördert", sagt Dagmar Goll, Professorin am Institut für Materialforschung der Hochschule Aalen, 2050 werden nach aktuellen Schätzungen bereits knapp 500 000 Tonnen gebraucht werden. Solche Zahlen führen immer wieder zu Schlagzeilen, nach denen die Revolution der Mobilität zu scheitern droht: Nicht wegen der mangelnden Reichweite der E-Fahrzeuge oder ihrem Preis – sondern am Rohstoffmangel.

Die Forschung hat darauf reagiert und arbeitet an zwei Lösungen: erstens an effizienteren Batterien, die in Zukunft mit weniger Rohstoffen auskommen, und zweitens an Alternativen, die Lithium perspektivisch ersetzt können. In den Labors laufen dazu schon viel versprechende Experimente. Allerdings: "Von der Effizienz her sind die Lithiumbatterien bis jetzt noch die besten", konstatiert Goll.

Nur ein Rohstoff ist wirklich knapp

So fehlt eine Alternative, die Lithium schon heute ersetzen kann. Aber wie knapp sind die Lithiumressourcen wirklich? Tatsächlich gibt es den Rohstoff laut Goll genug: weltweit schätzungsweise 47 Millionen Tonnen. Zu fragen ist allerdings, ob man an alle diese Lithiumquellen auch herankommen und den Rohstoff zu wirtschaftlichen Preisen abbauen kann. "Hier spielt die Kritikalität eine Rolle", gibt Siegfried Behrendt vom Berliner Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (IZT) zu bedenken: 20 bis 30 Rohstoffe werden von der Forschung in einer ständig aktualisierten Liste als kritisch notiert – und ein harter Kern taucht darin regelmäßig auf, unter anderem Lithium, Gallium und seltene Erden. Dabei ist der Begriff der kritischen Rohstoffe allerdings missverständlich, warnt Behrendt: "Viele verstehen darunter eine absolute Verknappung, so als wären sie irgendwann weg. Doch die Metalle unterliegen keiner absoluten, sondern einer relativen Verknappung." Das heißt: Man findet sie schon, allerdings dort, wo ein Abbau schwierig möglich ist, sei es aus politischen oder aus geologischen Gründen. Für alle Metalle gibt es auf lange Sicht ausreichend geologisch verfügbare Ressourcen. Nur ein einziger Rohstoff sei mittelfristig absolut knapp: Erdöl.

Und ausgerechnet vom Erdöl können wir etwas lernen für unsere elektromobile Zukunft. Denn als der Erdölpreis 2008 seinen Höhepunkt erreicht hatte, wurden Politik und Unternehmen auf einmal kreativ. Seither stehen unkonventionelle Erdöle im Fokus, die man beispielsweise aus Schiefer gewinnen kann, ebenso wie andere Abbaumöglichkeiten beispielsweise aus Ölsanden. Solche Investitionen hatten sich vorher schlicht nicht gerechnet, doch auf einmal wurden sie interessant. "Bei einem Erdölpreis von 100 US-Dollar lohnt sich das", betont Behrendt, "solche ökonomischen Mechanismen werden häufig unterschätzt." Doch solche werden bei den Batterierohstoffen auch eine Rolle spielen, davon ist Behrendt überzeugt. Beispielsweise beim Lithium: Wenn die Preise wegen der steigenden Nachfrage zu sehr steigen, fangen Unternehmen an, dort Minen zu bauen, wo es sich bisher nicht gelohnt hat.

So ist überraschenderweise auf einmal Deutschland in den Fokus gerückt: Im Erzgebirge schlummern Lithiumvorräte, die ab 2021 abgebaut werden sollen. Die Lagerstätte, die seit 2011 erkundet wird, hat ein geschätztes Abbauvolumen von 70 000 Tonnen und zählt damit zu den größten in Europa. Ein Unternehmen namens Deutsche Lithium sucht gerade Investoren für den Aufbau des Bergwerks und verhandelt über Anteile mit einem Unternehmen aus Kanada, das sich ebenfalls Anteile gesichert hat: Bacanora Minerals baut ansonsten vor allem in Mexiko ab und hat bereits einen Vertrag mit Tesla.

Rentabler Rohstoff in Sachsen?

Die Hauptabbaugebiete für Lithium liegen derzeit in Chile, Argentinien und Bolivien, von wo aktuell knapp 50 Prozent des weltweiten Bedarfs des Rohstoffs kommt. Die drei Länder haben gemeinsam geschätzt zwei Drittel aller globalen Vorkommen. Der Preis für das Leichtmetall ist laut der Deutschen Rohstoff-Agentur bereits gestiegen: Bis 2016 betrug er rund 6600 Dollar pro Tonne, nun liegt er bereits bei 10 000 Dollar.

"Metalle unterliegen keiner absoluten, sondern einer relativen Verknappung" (Siegfried Behrendt)

Ähnlich sei es mit den seltenen Erden verlaufen, die unter anderem in Mobiltelefonen verbaut sind, erklärt Behrendt: Deren Rohstoffpreis sei innerhalb von fünf Jahren um 1000 Prozent gestiegen. "Große Unternehmen reagieren zeitversetzt und eröffnen jetzt neue Minen", so Behrendt. Lediglich in der Zwischenzeit kann es eine vorübergehende Verknappung geben. Im Fall von Lithium sei die Nachfrage derzeit noch gering verglichen mit den Vorkommen, gleichzeitig sind sich alle darüber bewusst, dass sie enorm steigen wird. "Wenn nicht rechtzeitig neue Minen aufgebaut werden, wird es zu Engpässen kommen." Behrendt ist allerdings optimistisch: "Forschung und Entwicklung sind darauf eingestellt." Das Ziel der Politik müsse sein, ein gutes Monitoring aufzubauen, um eine Verknappung frühzeitig vorhersehen zu können.

Einstieg in den Kreislauf?

Und ein weiteres Thema kommt regelmäßig dann auf, wenn Rohstoffpreise steigen: Recycling. Noch ist es aufwändig und teuer, Lithium zu recyceln, doch das ist relativ. Ab einem gewissen Marktpreis rechnet es sich. "Mit Recycling kann die Kritikalität von Rohstoffen gesenkt werden", erläutert Behrendt. Die Aalener Forscherin Goll rechnet damit, dass 2030 zehn Prozent des benötigten Lithiums aus Batterien recycelt werden kann, 2050 gar 40 Prozent. Auch angesichts der sozialen und der ökologischen Folgen des Abbaus sei es wichtig, in entsprechende Entwicklung zu investieren, so Goll: "Man kann den Abbau nicht von heute auf morgen verzehnfachen."

Ähnlich ist es beim Neodym. Es wird für die Magnete gebraucht, die für die Energieumwandlung im Elektromotor sorgen. In einem Motor stecken rund 1,5 Kilogramm Seltene-Erd-Magnete – und darin stecken dann auch rund ein Drittel einer seltenen Erde, etwa 500 Gramm Neodym pro Elektromotor. Der Name ist treffend: Seltene Erden sind als endlicher Rohstoff tatsächlich rar. Meist kommen sie aus China und unterliegen heftigen Preisschwankungen. "Von daher muss man auch hier an Recycling denken", untersreicht Goll. Doch es ist nicht einfach, das Neodym wieder zurückzugewinnen.

Womöglich ergibt es hier sogar Sinn, nicht das Rohmaterial, sondern ganze Geräteteile in einen nachhaltigen Kreislauf zu integrieren. So sollen etwa Magnete als Ganzes recycelt werden. Experten beschäftigen sich derzeit damit, wie man sie pulverisieren und technologisch aufbereiten kann, um dann neue daraus herzustellen. "Es ist eine Herausforderung, die Eigenschaften zu erhalten", erklärt Goll, "aber durch ein besseres Verständnis der Zusammenhänge und durch die Zugabe von Additiven ist es eventuell möglich." Im Labor jedenfalls wird hart daran gearbeitet. Das betrifft auch weitere Materialien: Denn auch wenn Kupfer beispielsweise derzeit als unkritisch gilt, wird es in Zukunft in großen Mengen gebraucht. "Hier ist das Recycling schon ganz gut", sagt Goll, denkbar wäre auch, beispielsweise Kupferohre in der Wasserversorgung auszutauschen und zu recyceln.

Dann findet sich auf der Aufgabenliste der Elektromobilitätsforscher auch noch Kobalt. Man braucht es für die Kathoden der Batterien. Zwar gilt es nicht als knapp, doch der Bedarf wird sich laut Schätzungen bis 2030 verdoppelt – und es wird nicht selten auch unter menschenunwürdigen Bedingungen im Krisenstaat Kongo abgebaut. Experten fordern hier eine Selbstverpflichtung und entsprechende Standards, die etabliert werden müssen. Zumal es auch wirtschaftlich eine Herausforderung ist, in einem unstabilen Land wie im Kongo zu investieren. US-Forscher warnten kürzlich in einer Studie im Magazin "Joule" davor, dass dieses unberechenbare Investitionsrisiko sich ebenfalls in steigenden Preisen niederschlagen wird.

Das Freiburger Ökoinstitut empfiehlt von daher in einer aktuellen Studie nicht nur, die Forschungen rund ums Recycling zu verstärken, sondern auch verpflichtende Umwelt- und Sozialstandards für die Industrie einzuführen. Es seien zwar genügend Rohstoffe vorhanden – die Studie hat Lithium, Kobalt, Nickel, Graphit und Platin untersucht – doch nicht alle sind bislang sozial- und umweltverträglich abbaubar. Die Studie geht davon aus, dass der Kobaltbedarf 2030 bereits bis zu 260 000 Tonnen beträgt und bis 2050 auf bis zu 800 000 Tonnen steigen kann – abhängig davon, wie sich die Batterietechnologie weiterentwickelt. Kobalt werde bereits recht gut recycelt, insbesondere aus Katalysatoren und Superlegierungen, aber auch aus Batterien. 2050 könnte rund 40 Prozent des Kobaltbedarfs aus Recycling stammen. Auch hier sei der Haupttreiber die Elektromobilität.

"Man kann den Abbau nicht von heute auf morgen verzehnfachen" (Dagmar Goll)

Zusammengefasst: Gerade die Kobaltförderung sei wegen der Menschenrechtsverletzungen im Kongo eine Herausforderung, so die Autoren der Studie. Und wie bei Zinn, Wolfram und Gold sollten auch hier den Unternehmen verbindliche Sorgfaltspflichten auferlegt werden, fordert Studienleiter Matthias Buchert gegenüber der Deutschen Presseagentur: "Es geht nicht, dass wir uns bei Kaffee und Kakao viele Gedanken machen, aber bei strategisch wichtigen Produkten ein Auge zudrücken."