Zukünftige technologische Herausforderungen für Seltenerdmetalle

In den letzten Jahrzehnten haben neue und sich entwickelnde Technologien Unternehmen viele der wichtigsten Möglichkeiten geboten, aber auch Probleme mit sich gebracht. In den nächsten Jahren werden Erfindungen, die derzeit von App-Entwicklern entwickelt und übernommen werden, populärer und leistungsfähiger. Wir kennen die möglichen Folgen dieser Entwicklungen noch nicht, aber Unternehmen müssen vorhersagen und vorbereiten, wie sich diese Erfindungen auf ihre Wirtschaftsbereiche auswirken werden . Eine der möglichen Bedrohungen ist die Erschöpfung der Ressourcen der Erde, insbesondere der Seltenerdmetalle. Je häufiger das Problem der Ressourcenerschöpfung angesprochen wird, wirft die Frage auf, ob wir uns darüber Sorgen machen sollten. Und welche Alternativen es gibt, um es zu bekämpfen.

"Die meisten unserer beliebtesten Geräte wie Smartphones , Laptops und Kopfhörer basieren auf mehreren Materialien.“

Laut Naturwissenschaftlern werden viele der Rohstoffe, von denen wir in unserem täglichen Leben abhängig sind, nie „erschöpft“. Leider sind ihre Ansichten zu positiv und weichen von der Wahrheit ab. Die meisten unserer beliebtesten Geräte wie Smartphones, Laptops und chirurgisches Zubehör basieren auf mehreren Materialien. Allein in Batterieausrüstungen gibt es mehr als sechzig Komponenten. „Die meisten dieser Elemente kommen in kleinen Mengen vor, ein Milligramm oder weniger“, sagt Armin Reller, Chemiker an der Universität Augsburg und Lehrstuhlinhaber für Ressourcenstrategie. „Allerdings sind sie für den Betrieb des Geräts von entscheidender Bedeutung.“ Dazu gehören einige bekannte Mineralien wie Eisen, Aluminium und Kupfer, aber auch andere weniger bekannte Stoffe wie „Seltenerdmineralien“ oder „wissenschaftliches Saatgut“. Diese später erwähnten Materialien haben viel Aufmerksamkeit für ihre Verwendung in Smartphones, Elektroautos, Windturbinen, Notebook-Computern und anderen Geräten auf sich gezogen. China liefert 90 % der Seltenerdmetalle der Welt, und es wird geschätzt, dass seine Mineralvorkommen innerhalb von 15 bis 20 Jahren erschöpft sein werden. In ähnlicher Weise sagen andere voraus, dass Indium, Platin und Silber innerhalb von zehn Jahren aufgebraucht sein werden, wenn die Nachfrage anhält. Andere Berichte sagen voraus, dass Produkte wie Aluminium in etwa 80 Jahren aufgebraucht sein werden.

Untersuchungen zufolge gehören Gold, Platin, Rhodium und Tellur zu den seltensten Elementen der Erde, sei es in Bezug auf ihren Anteil auf der Erde oder in Bezug auf ihren Wert für den Menschen. Laut Thomas Graedel, Direktor der Forstwirtschaft und Environmental Studies, Yale School' Center for Industrial Ecology, "würde der vollständige Mangel an Platin, Aluminium, Silber oder anderen natürlichen Ressourcen mit ziemlicher Sicherheit nie eintreten." Er behauptet, dass wir noch nie eine natürliche Ressource vollständig erschöpft haben und dies wahrscheinlich auch nie tun würden.

Die Situation im Sinne von „Burn-out“ zu betrachten, ist nicht die einzige Möglichkeit, dies zu tun. Zum Beispiel ist es schwierig, ein Negativ zu beweisen. Ohne jeden einzelnen möglichen Unterwasseraspekt auf der Welt zu untersuchen, werden Wissenschaftler nie eindeutig zu dem Schluss kommen:„Die Erde hat nicht mehr Silbervorkommen.“ Eine realistischere Erklärung ist, dass der Wert des endgültigen Schrotts sehr hoch sein wird, wenn wir das Stadium erreichen, in dem wir allmählich abnehmen, und die Hersteller werden nicht in der Lage sein, von den von ihnen hergestellten Waren zu profitieren. Sie werden sich anderen – wenn auch benachteiligten – Ressourcen zugewandt haben. Laut Lawrence Meinert, Programmkoordinator des Mineral Resources Program des US Geological Survey, „wenn sich die Marktkräfte anpassen, sich die Kosten ändern und die Verbraucher anpassen, was sie brauchen und wie sie es brauchen“. „Das bedeutet, dass Sie nie etwas verwenden werden, weil der Preis so hoch steigt, dass Sie es vermeiden, es zu kaufen.“

Die Gewinnung von Kryolith zur Herstellung von Aluminiummetall wurde in den 1980er Jahren eingestellt, da die verbleibenden Vorkommen nicht ausreichten, um die Abbaukosten zu rechtfertigen, und man wechselte tatsächlich auf Allzweck-Alternativen. Es ist auch unmöglich, das wertvollste Gut der Welt zu benennen. Es gilt nicht das Konzept, wie viele bestimmte Elemente oder bestimmte Mineralien es auf der Welt gibt. Die Häufigkeit hängt von der Schwierigkeit der Beschaffung des Minerals und der Nachfrage nach diesem Material ab (Minat, 2010). Daher wird Knappheit eher zu einem Knappheitsproblem als zu tatsächlichen Reserven, und sogar die Verfügbarkeit kann von vielen Faktoren beeinflusst werden. Das in Geräten und Bildschirmen von Tablet-Computern verwendete Indium ist ein Nebenprodukt anderer Bergbauaktivitäten. Fast das gesamte Indium wird in Zinksteinbrüchen abgebaut; es gibt in der Tat keinen ausgewiesenen Indium-Steinbruch wegen seiner begrenzten Menge und geringen Abbaueffizienz. Wenn die Automobilhersteller von Stahlkonstruktionen auf Aluminiumkonstruktionen umsteigen und den Zinkmarkt fallen lassen, wie dies kürzlich der Fall war, wird der Indiumpreis sinken. „Die Natur lädt Lagerstätten, wo immer sie scheint, egal ob wir die Kraft oder das Wasser haben, um damit fertig zu werden.“ (Graedel).

In anderen Situationen kann die Nachfrage das Angebot übersteigen, auch wenn es spezielle Minen für solche Produkte gibt. Das deutsche Wort „Gewürzmetall“ wird häufig verwendet, um solche Eigenschaften zu beschreiben. „Spice Metal“ wird so genannt, da diese Komponenten, ähnlich wie ein Spritzer Zimt oder Safran, den Geschmack eines Gerichts intakt bindet, einen begrenzten Prozentsatz der Zusammensetzung eines digitalen Geräts ausmachen, aber für seinen Betrieb entscheidend sind. Palladium, das als Widerstand in Mobiltelefonen verwendet wird, macht nur 0,015 Prozent des Gesamtgewichts solcher Produkte aus, aber die Branche verbraucht etwa 15 Tonnen des Seltenerdmetalls pro Jahr.

Das Argument, dass das Universum Alternativen finden kann, wenn die eine oder andere Variable erschöpft ist, war in der Vergangenheit populär. Leider lassen sich im heutigen hochdynamischen Umfeld keine geeigneten Ersatzstoffe finden. Graedel und seine Mitarbeiter versuchten in einer neuen Analyse die richtigen Ersatzstoffe für 62 Metalle zu finden. Sie fanden heraus, dass die 12 getesteten Metalle keine Ersatzstoffe für ihre Hauptverwendungszwecke hatten, aber keines der anderen 62 Metalle hatte Ersatzstoffe in den meisten ihrer Anwendungen. Wenn wir anfangen, Alternativen zu entwickeln, kann die Effizienz sinken, Maschinen werden langsamer, Motoren werden weniger leistungsstark usw. - weil wir das Beste aus der ausführlichen Beschreibung des Produkts herausholen wollen. Graedel hofft, ein klares Verständnis davon zu haben, welche Metalle in den kommenden Jahren knapp werden. Die F&E-Abteilung sollte anfangen, über mögliche Alternativen zu träumen und sich auf die Entwicklung von Produkten mit zuverlässigeren Materialien konzentrieren.

Gleichzeitig wäre es von Vorteil, einen verantwortungsvollen Weg zum Recycling alter Geräte zu finden. Im Jahr 2009 haben die Vereinigten Staaten nur 25 % der alten Fernseher und Laptops und 8 % der Mobiltelefone recycelt. Das Besorgniserregende ist, dass wir all unsere Zeit und unser Geld für Gold, Platin und andere Materialien verschwenden, die in elektronischen Produkten verwendet werden. Wir verwenden sie nur einmal und kümmern uns nicht darum, was mit ihnen passiert. Recycling löst das Knappheitsproblem nicht. Es wird auf jeden Fall helfen. Wenn die Erde ernsthaft recycelt und diese Bemühungen mit neuen Technologien kombiniert, um die von uns benötigten Produkte effektiv zu identifizieren, zu sammeln und zu teilen, dann können die Produkte, die für das tägliche Leben unverzichtbar sind, Jahrhunderte lang halten. Wenn es um Kosten und Verfügbarkeit von Technologie im täglichen Leben geht, mag die Idee des Recyclings ein wenig verträumt sein, und marktgerechte Gleichungen wirken auf uns ein. Obwohl keine Substanz so selten ist, dass sie nach ihrem Aussterben bald verschwindet, müssen wir uns Sorgen machen, dass viele Substanzen bald verschwinden werden.