Ja, wir haben genügend Materialien, um die Welt mit erneuerbarer Energie zu versorgen

Uns werden die wichtigsten Zutaten für den Klimaschutz nicht ausgehen, aber der Bergbau hat soziale und ökologische Auswirkungen.

Um die Welt mit erneuerbarer Energie zu versorgen, werden viele Rohstoffe benötigt. Die gute Nachricht ist: Wenn es um Aluminium, Stahl und Seltenerdmetalle geht, gibt es einer neuen Analyse zufolge viel zu bieten.

Im Pariser Abkommen von 2015 haben sich die Staats- und Regierungschefs der Welt das Ziel gesetzt, die globale Erwärmung unter 1,5 °C zu halten. Um dieses Ziel zu erreichen, ist der Bau zahlreicher neuer Infrastrukturen erforderlich. Selbst in den ehrgeizigsten Szenarien verfügt die Welt über genügend Materialien, um das Stromnetz weltweit mit erneuerbaren Energien zu versorgen, fanden die Forscher heraus. Und der Abbau und die Verarbeitung dieser Materialien werden nicht genug Emissionen erzeugen, um die Welt über die internationalen Ziele hinaus zu erwärmen.

All diese guten Nachrichten haben einen Haken. Obwohl wir technisch gesehen über genügend Materialien verfügen, die wir für den Aufbau einer Infrastruktur für erneuerbare Energien benötigen, kann der tatsächliche Abbau und die Verarbeitung dieser Materialien eine Herausforderung darstellen. Wenn wir es nicht verantwortungsbewusst tun, könnte die Umwandlung dieser Materialien in eine nutzbare Form zu Umweltschäden oder sogar zu Menschenrechtsverletzungen führen.

Um den Materialbedarf zur Erreichung der Klimaziele besser zu verstehen, untersuchten die Forscher 17 der Schlüsselmaterialien, die zur Erzeugung emissionsarmer Elektrizität benötigt werden. Sie schätzten, wie viel von jeder dieser Substanzen benötigt würde, um eine sauberere Infrastruktur aufzubauen, und verglichen sie mit Schätzungen darüber, wie viel dieser Ressourcen (oder der zu ihrer Herstellung benötigten Rohstoffe) in geologischen Reserven verfügbar sind. Geologische Reserven umfassen das gesamte Material auf dem Planeten, das wirtschaftlich gefördert werden kann.

Die meisten erneuerbaren Technologien erfordern einige Massenmaterialien wie Aluminium, Zement und Stahl. Aber auch andere brauchen spezielle Zutaten. Sonnenkollektoren werden mit Polysilizium betrieben, während Windkraftanlagen Glasfaser für ihre Rotorblätter und Seltenerdmetalle für ihre Motoren benötigen.

Der Materialbedarf variiert je nachdem, welche Art von neuer Infrastruktur wir bauen – und wie schnell wir sie bauen. Für die ehrgeizigsten Klimaschutzszenarien könnten bis 2050 fast 2 Milliarden Tonnen Stahl und 1,3 Milliarden Tonnen Zement für die Energieinfrastruktur benötigt werden.

Die Produktion von Dysprosium und Neodym, den Seltenerdmetallen, die in den Magneten von Windkraftanlagen verwendet werden, muss sich in den nächsten Jahrzehnten vervierfachen. Polysilizium in Solarqualität wird ein weiteres heißes Gut sein, wobei der Weltmarkt bis 2050 voraussichtlich um 150 % wachsen wird.

Aber für jedes vom Team untersuchte Szenario machen die Materialien, die benötigt werden, um die Erwärmung der Welt unter 1,5 °C zu halten, „nur einen Bruchteil“ der geologischen Reserven der Welt aus, sagt Seaver Wang, Co-Direktor des Klima- und Energieteams bei Breakthrough Institut und einer der Autoren der Studie, die diese Woche in der Zeitschrift Joule veröffentlicht wurde.

Der vor uns liegende Weg für den Klimaschutz ist schmal, aber ein genauer Blick auf die Emissionsdaten gibt einige Gründe, optimistisch zu sein.

Das Ausschöpfen dieser Reserven wird Konsequenzen haben. Die Forscher fanden heraus, dass die Emissionen durch den Abbau und die Verarbeitung dieser wichtigen Materialien bis zum Jahr 2050 insgesamt bis zu 29 Gigatonnen Kohlendioxid erreichen könnten. Die meisten dieser Emissionen sind auf Polysilizium, Stahl und Zement zurückzuführen.

Die Gesamtemissionen aus dem Abbau und der Verarbeitung dieser Materialien sind erheblich, summieren sich jedoch in den nächsten 30 Jahren auf weniger als die globalen Emissionen fossiler Brennstoffe in einem Jahr. Diese anfänglichen Emissionskosten werden durch Einsparungen durch saubere Energietechnologien, die fossile Brennstoffe ersetzen, mehr als ausgeglichen, sagt Wang. Fortschritte bei der Reduzierung der Emissionen der Schwerindustrie wie Stahl und Zement könnten auch dazu beitragen, die Klimaauswirkungen des Aufbaus einer Infrastruktur für erneuerbare Energien zu verringern.

Diese Studie konzentrierte sich nur auf Technologien, die Strom erzeugen. Es umfasste nicht alle Materialien, die zur Speicherung und Nutzung dieses Stroms erforderlich wären, wie etwa die Batterien in Elektrofahrzeugen oder Netzspeicher.

Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach Batteriematerialien bis 2050 explosionsartig ansteigen wird. Die jährliche Produktion von Graphit, Lithium und Kobalt muss gegenüber 2018 um mehr als 450 % gesteigert werden, um die erwartete Nachfrage nach Elektroautos und Netzspeichern zu decken, heißt es eine Studie der Weltbank aus dem Jahr 2020.

Selbst wenn man Batteriematerialien betrachtet, ist die grundsätzliche Erkenntnis dieselbe, sagt Wang: Die weltweiten Reserven an Materialien, die für eine saubere Energieinfrastruktur benötigt werden, reichen selbst für die Szenarien mit dem höchsten Bedarf aus.

Der schwierige Teil wird sein, sie aus dem Boden zu holen. Die zunehmende Produktion einiger Materialien, insbesondere derjenigen, die für Batterien benötigt werden, wird soziale und ökologische Herausforderungen mit sich bringen.

„Es herrscht eine Unterschätzung darüber, was im Bergbau passieren muss“, sagt Demetrios Papathanasiou, globaler Direktor für Energie und Rohstoffe bei der Weltbank.

Nehmen wir zum Beispiel Kupfer: Seit wir vor Tausenden von Jahren mit dem Abbau begonnen haben, wurden auf der Welt etwa 700 Millionen Tonnen Kupfer abgebaut. Allein in den nächsten drei Jahrzehnten müssen wir weitere 700 Millionen Tonnen abbauen, sagt Papathanasiou, um die Klimaziele zu erreichen. Es geht nicht um die Reserven: Die Mineralien sind da.

Das Problem besteht darin, dass der Bergbau, sei es für fossile Brennstoffe oder für erneuerbare Energien, erhebliche Umweltschäden verursachen kann. Im Westen der USA beispielsweise könnten geplante Minen für Materialien wie Kupfer und Lithium die Ureinwohner von ihrem Land vertreiben und Umweltverschmutzung verursachen.

Dann ist da noch das Arbeitsproblem. In einigen Fällen werden Materialien heute von Arbeitern unter unfairen oder ausbeuterischen Arbeitsbedingungen abgebaut. Trotz der Bemühungen, Kinderarbeit zu verbieten, ist sie im Kobaltabbau in der Demokratischen Republik Kongo immer noch weit verbreitet. Die Polysiliziumverarbeitung in China wird mit Zwangsarbeit in Verbindung gebracht.

Papathanasiou sagt, dass die Frage, wie wir an die Materialien kommen, die wir für den Aufbau einer saubereren Zukunft benötigen, ohne dabei Menschen oder Umwelt zu schädigen, ein Hauptaugenmerk bei der künftigen Umstellung auf erneuerbare Energien sein sollte. „Wir müssen wirklich Lösungen finden, die uns nachhaltig das Material beschaffen, das wir brauchen, und die Zeit ist sehr knapp.“

Korrektur: In einer früheren Version dieses Artikels wurde die Einheit Tonnen statt metrische Tonnen verwendet.

Heata nutzt diese ausgelasteten Server nun, um Wasser für Haushalte zu erhitzen.

Ein Jahr später ein Blick auf das bahnbrechende Inflation Reduction Act.

Der Schritt stellt einen großen Schritt in dem Bemühen dar, CO2 aus der Atmosphäre zu saugen – und den Klimawandel zu verlangsamen.

Ein chinesischer Batteriehersteller möchte eines der größten Hindernisse für eine breitere Einführung von Elektrofahrzeugen beseitigen.

Entdecken Sie Sonderangebote, Top-Storys, bevorstehende Veranstaltungen und mehr.

Vielen Dank für die Übermittlung Ihrer E-Mail!

Es sieht so aus, als wäre etwas schief gelaufen.

Beim Speichern Ihrer Einstellungen ist ein Problem aufgetreten. Versuchen Sie, diese Seite zu aktualisieren und sie noch einmal zu aktualisieren. Wenn Sie diese Nachricht weiterhin erhalten, wenden Sie sich an [email protected] mit einer Liste der Newsletter, die Sie erhalten möchten.