Die Nachfrage nach essenziellen Metallen wie Kupfer, Nickel und Kobalt wird bis zum Jahr 2050 voraussichtlich mehr als doppelt so hoch sein. Dies ist eine direkte Folge der weltweiten Bemühungen, die Wirtschaft zu dekarbonisieren und den Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung zu ermöglichen. Insbesondere für den Ausbau von Elektromotoren und die Schaffung eines modernen Stromnetzes wird ein enormer Bedarf an diesen Metallen erwartet. Schätzungen zufolge werden bis 2050 rund 60 Millionen Tonnen Kupfer benötigt, ebenso wie 10 Millionen Tonnen Nickel und 1,4 Millionen Tonnen Kobalt. Diese steigende Nachfrage stellt die Industrie vor erhebliche Herausforderungen, insbesondere im Hinblick auf die ökologischen und sozialen Auswirkungen des traditionellen Bergbaus.
Traditionelle Gewinnungsmethoden für diese Metalle sind oft umweltschädlich, da sie mit der Abholzung großer Waldflächen einhergehen und in vielen Fällen unter fragwürdigen sozialen Bedingungen stattfinden. Zum Beispiel wird der Abbau von Kobalt häufig von Berichten über Kinderarbeit begleitet, was die ethischen Bedenken weiter verstärkt. Zudem ist der Metallgehalt in landbasierten Erzen stark zurückgegangen, was bedeutet, dass für die Gewinnung von einer Tonne Kupfer etwa 200 Tonnen Abfall anfallen. Insgesamt erzeugt die Produktion von Kupfer, Nickel und Kobalt jährlich massive Mengen an unbrauchbarem Gestein.
Eine vielversprechende Alternative könnte der Abbau von Tiefsee-Metallen, oft als Manganknollen bezeichnet, sein. Diese Knollen, die große Mengen Mangan, Kupfer, Nickel und Kobalt enthalten, sind in der Clarion-Clipperton-Zone im Pazifik in ausreichenden Mengen vorhanden. Ein Team vom Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien hat nun einen innovativen und umweltfreundlichen Ansatz zur Gewinnung dieser Metalle vorgestellt. Der Prozess beinhaltet das Aufschmelzen der Tiefsee-Erze in einem Lichtbogenofen und die anschließende Reduktion mit Wasserstoffplasma, was zu einer deutlich geringeren CO2-Emission und einem verminderten Energieverbrauch führt.
Die neue Methode zur Metallgewinnung aus Tiefsee-Erzen hat das Potenzial, die CO2-Emissionen um 90 Prozent zu senken und den Energiebedarf um etwa 20 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, die Kohle zur Reduktion verwenden, zu reduzieren. Diese Fortschritte sind besonders wichtig, da der Bedarf an Metallen in den kommenden Jahren voraussichtlich dramatisch steigen wird. Ein Beispiel verdeutlicht die Effizienz dieser Methode: Bei der Herstellung von Materialien für eine Milliarde Elektroauto-Batterien würden durch den Abbau von Tiefsee-Erzen lediglich 9 Milliarden Tonnen Gesteinsmüll anfallen, während die herkömmliche Gewinnung von landbasierten Erzen 63 Milliarden Tonnen unbrauchbares Gestein produzieren würde.
Dierk Raabe, Direktor am MPI-SusMat, äußert sich positiv über den Tiefseebergbau, solange dieser umweltverträglich durchgeführt wird. Im Gegensatz zum herkömmlichen Bergbau, der häufig mit großflächiger Abholzung und unethischen Arbeitsbedingungen verbunden ist, bietet der Abbau von Tiefsee-Erzen eine saubere Alternative. Der neue Prozess könnte nicht nur den ökologischen Fußabdruck der Metallproduktion erheblich verringern, sondern auch die Abhängigkeit von landbasierten Ressourcen reduzieren.
Die Forschenden, angeführt von Ubaid Manzoor, haben bereits einen ähnlichen Prozess für die klimafreundliche Gewinnung von Nickel aus landbasierten Erzen entwickelt. Die Ergebnisse ihrer Arbeit werden dazu beitragen, die ökologischen Folgen der Metallproduktion aus verschiedenen Quellen besser zu bewerten. Der Abbau von Tiefsee-Erzen könnte in Zukunft eine bedeutende Rolle in der globalen Metallversorgung spielen, insbesondere wenn er unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeitskriterien erfolgt.
Insgesamt zeigt das Forschungsteam, dass es möglich ist, den Bedarf an kritischen Metallen umweltfreundlicher zu decken, ohne die Fehler des traditionellen Bergbaus zu wiederholen. Der Weg zu einer nachhaltigeren Zukunft könnte somit durch die intelligente Nutzung von Tiefsee-Ressourcen geebnet werden, was sowohl der Umwelt als auch der Gesellschaft zugutekommt.
