Seltene Erden, aber auch Lithium, Kobalt oder Nickel – das sind die 34 kritischen Rohstoffe, die für die Klimawende entscheidend sind. Um die Abhängigkeit von China zu verringern, das derzeit den Großteil dieser Metalle liefert, reaktivieren westliche Länder alte Minen und suchen nach neuen Lagerstätten. Gleichzeitig wird massiv in die Forschung investiert, um unabhängiger von diesen seltenen Ressourcen zu werden. Erste innovative Ansätze zeigen bereits, wie dies gelingen kann.
Was sind Seltene Erden?
Die Seltenen Erden sind eine Gruppe von 17 chemischen Elementen des Periodensystems, die die 15 Lanthanoide (Positionen 57 bis 71) sowie Scandium (Z = 21) und Yttrium (Z = 39) umfasst. Im Deutschen werden sie auch Seltenerdmetalle oder Seltene Erdelemente genannt. International geläufig sind die englischen Abkürzungen RE (Rare Earths), REE (Rare Earth Elements) oder REM (Rare Earth Metals), während sich auf Deutsch die Akronyme SE (Seltene Erden) beziehungsweise SEE (Seltene Erdelemente) eingebürgert haben. Seltene Erden werden je nach ihrem Atomgewicht unterteilt in:
- Leichte Seltene Erden (Light Rare Earth Elements – LREE)
- Mittlere Seltene Erden (Middle Rare Earth Elements – MREE)
- Schwere Seltene Erden (Heavy Rare Earth Elements – HREE)
Aber warum heißen Seltene Erden eigentlich so?
Der Begriff Seltene Erden kann tatsächlich etwas in die irre führen. Früher dachte man, diese Elemente kämen nur in seltenen Mineralien vor. Tatsächlich sind sie aber in der Erdkruste in großen Mengen vorhanden: Die Metalle der Seltenen Erden kommen in mindestens 100 Mineralarten vor, allerdings meist nur in geringen Konzentrationen. Die wichtigsten sind Monazit, Bastnäsit und Xenotim, in geringeren Mengen auch Apatit und Uraninit.
Was macht den Abbau von Seltenen Erden so schwierig?
Ganz so selten sind Metalle aus Seltenen Erden also gar nicht. Vor allem sind sie aber auch äußerst anspruchsvoll im Abbau und in der Verarbeitung, denn diese Elemente sind in ihrer natürlichen Form oft eng mit anderen Stoffen verbunden, was komplexe Abbau- und Aufbereitungsverfahren erforderlich macht.
Und diese Prozesse bringen erhebliche Umweltbelastungen mit sich: Zum Einsatz kommen starke chemische Lösungsmittel, und es sind große Mengen Wasser nötig, um die Metalle zu extrahieren und zu reinigen. Zudem entstehen dabei giftige Abfälle, die sich langfristig auf Umwelt und Gesundheit auswirken können.
Welche Seltenen Erden gibt es?
Zu den Seltenen Erdelementen zählen: Scandium (Sc), Yttrium (Y), Lanthan (La), Cerium bzw. Cer (Ce), Praseodym (Pr), Neodym (Nd), Promethium (Pm), Samarium (Sm), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Erbium (Er), Tullium (Tm), Ytterbium (Yb), Lutetium (Lu).
Die Bedeutung kritischer Rohstoffe in der EU
Im März 2024 verabschiedete die Europäische Kommission die Verordnung über kritische Rohstoffe, die das Ziel verfolgt,
„das Funktionieren des Binnenmarkts zu verbessern, indem ein Rahmen geschaffen wird, mit dem der Zugang der Union zu einer sicheren, krisenfesten und nachhaltigen Versorgung mit kritischen Rohstoffen sichergestellt wird, unter anderem durch die Förderung von Effizienz und Kreislauffähigkeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette.”
Bereits 2023 veröffentlichte die Kommission dieses kurze Video auf ihrer Website, das den Zweck des Critical Raw Material Act – später umgewandelt in die EU-Verordnung 2024/1252 – kurz erläutert.
© European Union, 2023
Die Anhänge I und II der Verordnung enthalten eine Liste strategischer Rohstoffe, die „für den grünen und digitalen Wandel sowie für Verteidigungs- sowie Luft- und Raumfahrtanwendungen“ relevant sind, sowie aller nichtenergetischen und nichtlandwirtschaftlichen Rohstoffe, die „aufgrund ihrer großen wirtschaftlichen Bedeutung und ihres hohen Versorgungsrisikos, das häufig durch eine hohe Konzentration des Angebots aus einigen wenigen Drittländer verursacht wird“, als kritisch gelten.
Mit Ausnahme von Yttrium sind alle Seltenen Erden in mindestens einem der beiden Anhänge aufgeführt, und meisten werden als kritisch UND strategisch eingestuft.
Warum sind Seltene Erden so wichtig?
Die wenigsten ahnen, dass Seltene Erden in zahlreichen Alltagsgeräten stecken – vom Smartphone über Touchscreens und Lampen bis hin zu Fernsehern und Festplatten. Doch ohne diese Rohstoffe wäre unsere moderne Welt kaum denkbar.
Ihre außergewöhnlichen Leit- und Magneteigenschaften machen sie unentbehrlich für die Produktion von Batterien für Elektro- und Hybridfahrzeuge, für Magneten in Elektromotoren und Windturbinen sowie für die neuesten Generationen von Elektronik und digitale Technologien.
Seltenerdmetalle spielen auch in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungssektor und in der Medizintechnik eine entscheidende Rolle und sind unverzichtbar für die Erzeugung erneuerbarer Energien. Kurz gesagt: Seltene Erden sind das Rückgrat der globalen Technologie- und Innovationslandschaft – und das Fundament für die Industrieziele von morgen. Ohne Seltene Erden wird Europa sein Netto-Null-Ziel in der Industrie kaum erreichen.
Allerdings stehen wir vor zwei großen Herausforderungen:
- China dominiert den Markt – rund ein Drittel der weltweiten Reserven an Seltenen Erden befinden sich dort, und etwa 86 Prozent des europäischen Bedarfs wird aktuell aus China gedeckt.
- Wir stehen vor einem Paradoxon: Diese Rohstoffe sind zwar Schlüsselbausteine für die grüne Wende, aber ihr Abbau und ihre Verarbeitung belasten die Umwelt enorm.
Damit diese Abhängigkeit verringert und gleichzeitig die Umweltauswirkungen minimiert werden, hat die EU die Verordnung 2024/1252 auf den Weg gebracht. Sie soll die nationalen Kapazitäten stärken und das Recycling deutlich ankurbeln. Ein wichtiges Ziel dabei: Bis 2030 soll kein Drittland mehr als 65 Prozent des Jahresverbrauchs eines strategischen Rohstoffs decken dürfen – über alle Verarbeitungsstufen hinweg. Für die besonders relevanten Seltenen Erden gilt dies für Neodym, Praseodym, Terbium, Dysprosium, Gadolinium, Samarium und Cerium.
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Gibt es Seltene Erden in Deutschland?
Ja, Seltene Erden gibt es auch in Deutschland. Allerdings gibt es ein großes Aber: Die Vorkommen in Sachsen und Bayern sind zwar schon länger bekannt, ihr wirtschaftlicher Nutzen ist jedoch begrenzt.
So wurde in den 1970er Jahren im sächsischen Storkwitz eine Lagerstätte von Cer, Lanthan, Praseodym, Neodym, Europium und Yttrium entdeckt. Ursprünglich schätzte man das Vorkommen auf 38.000 Tonnen, doch neuere Untersuchungen ergaben, dass es nur etwa 20.000 Tonnen sind – mit einem geringen Gehalt von nur 0,5 Prozent. Eine Konzentration, die den Abbau leider unwirtschaftlich macht – somit sind importierte Rohstoffe für die Industrie momentan die bessere Wahl.
Doch die Importabhängigkeit hat ihren Preis: Allein im Jahr 2021 war China das wichtigste Herkunftsland der Seltenen Erden für den deutschen Markt – rund 66 Prozent der Seltenen Erden kamen von dort. Schweden wäre zwar der Staat mit dem größten Vorkommen an Seltenen Erden in Europa, jedoch wurden im Jahr 2021 von dort keine Seltenerdmetalle nach Deutschland eingeführt.
Quelle: Statistisches Bundesamt (Destatis)
Daran hat sich seither nichts geändert. Im Jahr 2023 beliefen sich die Importe auf rund 314 Tonnen, davon kamen 310 Tonnen allein aus China. Damit ist das Land mit Abstand der größte Lieferant – in Zeiten einer wachsenden Nachfrage ein geopolitisches Risiko. Mit der oben genannten Verordnung hat die EU Schritte eingeleitet, um die Rohstoffversorgung unabhängiger und krisenfester zu gestalten.
Recycling als Ausweg
Angesichts der begrenzten natürlichen Vorkommen werden Recycling und Urban Mining zunehmend zu einer strategischen Lösung. Deutsche Unternehmen arbeiten schon an Verfahren zur Rückgewinnung Seltener Erden und anderer wertvoller Metalle.
- Heraeus: Der deutsche Technologiekonzern hat in Bitterfeld die größte europäische Recyclinganlage für Seltene Erden aufgebaut. Mit einer Kapazität von bis zu 1.200 Tonnen pro Jahr könnte sie zukünftig mehr als 30 Prozent des europäischen Bedarfs an Magneten decken – und das bei einer CO₂-Einsparung von 80 Prozent im Vergleich zur herkömmlichen Produktion.
- Siemens AG: In Zusammenarbeit mit Osai GreenTech hat der Konzern eine Automatisierungstechnologie entwickelt, um wertvolle Metalle aus Elektronikschrott zurückzugewinnen. Das System RE4M (Recycling for Manufacturing) kombiniert automatisiertes Demontieren, Trennen und Selektieren von Komponenten aus Leiterplatten mit anschließender hydrometallurgischer Raffination.
- Mkango Resources: Das kanadisch-britische Unternehmen plant, über eine Tochtergesellschaft eine Recyclinganlage für Seltene Erden in Baden-Württemberg zu errichten. Die Anlage soll eine Mindestkapazität von 100 Tonnen pro Jahr an Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) Magneten, Legierungen und Pulvern aus recycelten Materialien erreichen.
Forschung als Grundlage für nachhaltige Lösungen
In Deutschland beschäftigt sich die Forschung bereits mit der Entwicklung innovativer Technologien, die das Recycling und die Kreislaufwirtschaft stärken. Einige bemerkenswerte Projekte sind:
- Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie
Ein Team um die Mikrobiologin Franziska Lederer erforscht biotechnologische Verfahren zur Rückgewinnung von Metallen aus Elektroschrott. Mithilfe von Bakteriophagen, die spezifische Metalle binden, werden maßgeschneiderte Peptide entwickelt, die gezielt wertvolle Rohstoffe extrahieren können.
- Hochschule Pforzheim und Steinbeis Europa Zentrum
Im EU-Projekt SUSMAGPRO arbeitet die Hochschule mit Partnern an einer innovativen Recycling-Lieferkette für Seltenerdmagnete. Ein Verfahren mit Wasserstoff pulverisiert Magnetmaterial, das anschließend direkt wiederverwendet werden kann. Die Energieeinsparung liegt bei über 90 Prozent im Vergleich zur Primärproduktion.
- Technische Universität München
Die TU München hat ein Verfahren entwickelt, bei dem Cyanobakterien Metallionen aus wässrigen Lösungen binden. Die Metalle können anschließend ausgewaschen und die Biomasse wiederverwendet werden. Dieser biotechnologische Ansatz ist nicht nur effizient, sondern auch umweltfreundlich und bietet großes Potenzial für industrielle Anwendungen.
Seltenerdmetalle und die Situation auf dem Weltmarkt
Die globalen Reserven an Seltenen Erden werden auf 120 Millionen Kubikmeter geschätzt. Ein Drittel davon – rund 44 Millionen Kubikmeter – liegt in China. Dahinter folgen Russland, die USA, Australien, Brasilien, Indien, Malaysia, Thailand, Vietnam, Kanada und Südafrika.
Laut einer aktuellen Studie des United States Geological Survey (USGS) betrug die weltweite Abbauleistung von Seltenen Erden im Jahr 2023 etwa 350.000 Tonnen. Davon stammen mindestens 240.000 Tonnen aus Lagerstätten, die von China kontrolliert werden. Zum Vergleich: Die USA bringen es auf 43.000 Tonnen, Australien auf 18.000 Tonnen.
Diese Zahlen zeigen: Die Produktion steigt – allein im Jahr 2023 um 50.000 Tonnen – und dieses Wachstum wird sich fortsetzen. Doch Wachstum allein reicht nicht.
China dominiert nicht nur die Rohstoffförderung, sondern auch die nachgelagerte Wertschöpfung: Es ist das einzige Land mit einer kompletten Raffinerie-Lieferkette. Genau hier liegt der Knackpunkt: Europa und die USA sind in diesem Bereich komplett von China abhängig.
Die Kontrolle über Seltene Erden und andere strategische Rohstoffe ist längst ein geopolitisches Machtinstrument geworden. Während China seine Position kontinuierlich stärkt, steht der Westen vor der Herausforderung, diesen Rückstand aufzuholen – eine zentrale Aufgabe in der globalen Strategie für den ökologischen Wandel.
Genau aus diesem Grund ist Europa auf der Suche nach Alternativen. Die Entdeckung des größten europäischen Vorkommens an Seltenen Erden in Schweden im Januar 2023 war ein Hoffnungsschimmer – denn bislang wird auf dem Kontinent fast keine einzige Seltene Erde abgebaut. Doch so erfreulich diese Nachricht ist, sie wird das Problem nicht allein lösen. Es bleibt entscheidend, Rohstoffe günstiger einzukaufen und vor allem verstärkt in Recycling zu investieren.
Um diese Herausforderungen anzugehen, hat die EU eine gemeinsame Strategie beschlossen. Dabei sollen Seltene Erden, kritische Rohstoffe und Energie über eine Einkaufsplattform gemeinsam beschafft werden – ein Konzept, das die Kräfte der Mitgliedstaaten bündelt und den globalen Wettbewerb entschärfen soll.
Auch im Bereich Recycling setzt Europa auf innovative Projekte. So beschäftigt sich das EU-Projekt New-RE mit der Rückgewinnung von Seltenen Erden aus Dauermagneten. Es wird von EIT RawMaterials, einer Initiative des Europäischen Instituts für Innovation und Technologie, mit 2,5 Millionen Euro gefördert.
Eines der beteiligten Unternehmen ist Itelyum, ein italienisches Unternehmen, mit seiner Pilotanlage in Ceccano in der Provinz Frosinone. Die Anlage ist für die Verarbeitung von 20 Tonnen Permanentmagneten aus Festplatten, Elektrofahrzeugen und anderen elektronischen Geräten ausgelegt und ist damit ein vielversprechender Schritt in Richtung nachhaltiger Ressourcennutzung.
Seltene Erden in der Automobilindustrie
Seit über 30 Jahren übersetze ich für die Automobilbranche und erlebe hautnah, wie schwierig der Wandel zur Elektromobilität ist. Die Pandemie und der Krieg in der Ukraine sowie die sich daraus ergebenden Versorgungskrisen bei Chips oder Kabeln haben die Branche stark gebeutelt, doch eine andere Herausforderung wiegt noch schwerer: China. Das Land hat längst eine Vorreiterrolle übernommen – von der Förderung und Verarbeitung Seltener Erden, die für Elektromotoren unverzichtbar sind, bis zur Massenproduktion von Elektroautos. Dazu kommen immense Investitionen in Forschung und die Ausbildung von Fachkräften. Europa? Läuft hinterher. Die große Frage ist: Können wir die verlorene Zeit noch aufholen?
Die Antwort lautet: Ja, mit Forschung. Und zwar so intensiv wie nie zuvor. Europa und die USA arbeiten fieberhaft an einer neuen Generation von Magneten, die Elektromotoren ohne Seltene Erden ermöglichen. Hersteller wie Tesla, General Motors, BMW, Renault und Jaguar Land Rover treiben diese Entwicklungen voran.
Valeo und Mahle planen, bis Ende 2024 Prototypen von Elektromotoren ohne Permanentmagnete zu präsentieren. Stellantis setzt auf eine andere Lösung: In Zusammenarbeit mit dem US-Start-up Factorial soll bis 2026 eine Demonstrationsflotte von Elektroautos mit innovativen Festkörperbatterien entstehen.
Die Richtung ist klar: Weniger Abhängigkeit von China, mehr Recycling und technologische Innovation. Vielleicht ist das ja der beste Weg, um das „chinesische Joch“ abzustreifen und gleichzeitig die Umwelt zu entlasten.
Ich jedenfalls werde die Entwicklungen weiterhin aufmerksam verfolgen – beruflich und persönlich. Wenn Sie davon profitieren wollen, helfe ich Ihnen gerne bei der Übersetzung Ihrer strategischen Dokumente. Klicken Sie einfach auf den grünen Button.
Originalartikel auf Italienisch. Deutsche Übersetzung und Lokalisierung von Dragana Molnár
