Neodym: Ein kritisches Metall?

Nach landläufiger Meinung ist Neodym insofern ein gefragtes Element, als Computerfestplatten, Mobiltelefone, Windenergieanlagen und elektrische Antriebsmotoren bereits 80 Prozent des globalen Aufkommens beanspruchen. Aber gehört Neodym deshalb zu den kritischen Seltenerdmetallen? Nein, sagt Experte Dr. Volker Zepf, Universität Augsburg.

Der Wissenschaftler am Lehrstuhl für Ressourcenstrategie referierte auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz über die mittel- und langfristige rohstoffliche Verfügbarkeit und zum Recyclingpotenzial von Neodym – seiner Ansicht nach ein verkanntes Potenzial. So gibt es über die Jahresproduktion des Seltenerdmetalls unterschiedliche Quellen und Meinungen. Der verlässlichen Darstellung des United States Geological Survey (USGS) zufolge betrug das Aufkommen an Seltenerdoxiden im Jahr 2011 etwa 110.000 Tonnen – bei einem Neodym-Gehalt von 18 Prozent also 19.800 Tonnen N2O3 beziehungsweise 17.000 Tonnen reines Neodym. Diesen setzt Dr. Volker Zepf als zentralen Vergleichswert für die Bewertung des Recyclingpotenzials.

Was den Bedarf anlangt, wurden 2013 in Deutschland rund zehn Millionen Desktops und Notebooks verkauft, darin circa elf Tonnen Neodym. Daraus lässt sich bereits jetzt auf ein jährliches (theoretisches) Recyclingpotenzial von zehn  Tonnen schließen. Ausgediente Mobiltelefone, die für ein Recycling in Frage kommen, wurden 2013 auf 105,9 Exemplare beziffert, was bei einem Gehalt von 0,4 Gramm Neodym pro Handy auf eine Gesamtmenge von 42 Tonnen schließen lässt; jährlich kommen 30 Millionen Altgeräte mit einem jeweiligen Potenzial von zwölf Tonnen hinzu.

In Windenergieanlagen sind nach den Berechnungen von Zepf weltweit 4.290 Tonnen Neodym verbaut, während die tatsächlich eingesetzten Mengen an Neodym, Praseodym und Dysprosium unbekannt sind. Jedoch wurden die ersten Windenergieanlagen 2007 in China errichtet und stehen für ein Recycling in Deutschland nicht zur Verfügung, während 88 Prozent der mit Direct Drive Permanent Magnet Generatoren – also auf Seltenerd-Elementen basierten Magnete – ausgerüsteten Anlagen erst ab 2030 für ein Recycling außerhalb Chinas in Frage kommen. Daraus ergibt sich momentan kein Recyclingpotenzial für Deutschland, sondern erst ab 2030, wenn von rund 500 Tonnen Neodym ein Anteil auch in Deutschland verfügbar sein wird.

Das Recyclingpotenzial an Neodym, der Motoren aus Hybrid- oder reinen Elektro-Pkw innewohnt, beziffert Zepf für das Jahr 2014 bei 2,4 Kilogramm pro Fahrzeug, 30 Prozent Neodym-Gehalt und 100.000 Pkw auf 72 Tonnen; für angenommene 50.000 ab 2015 zugelassene Hybrid- und E-Fahrzeuge kommt ein Potenzial von 36 Tonnen Neodym jährlich hinzu. Aus dem Aufkommen an Elektro-Fahrrädern, das 2012 schon etwa 380.000 Stück betrug, lässt sich bei einem Neodym-Anteil von 40 Gramm pro Antriebssystem und einer 10-Jahre-Nutzungsdauer ein Potenzial von acht Tonnen ab 2020 und 16,4 Tonnen in 2023 errechnen.

Wo sind die restlichen 66 Prozent?

Global bilanziert Zepf mit circa 1.400 Tonnen für Computerfestplatten, 720 Tonnen für  Mobiltelefone, 1.000 Tonnen für Windenergieanlagen, 1.440 Tonnen für Elektro-Antriebsmotoren und 1.200 Tonnen für Elektro-Bikes für das Jahr 2013 einen Gesamtbedarf von 5.760 Tonnen Neodym. Das ist gut ein Drittel (34 Prozent) der weltweiten Jahresproduktion an Neodym. Doch wo, fragte Zepf, sind die restlichen 66 Prozent des Materials verbaut oder gelagert? Da ab dem Jahr 2000 über 90.000 Tonnen und ab 2004 über 100.000 Tonnen Seltene Erden gefördert wurden, müssen jedes Jahr über 14.000 beziehungsweise 15.000 Tonnen Neodym für die Produktion verwendet worden sein. Sie sollten bereits jetzt für ein Recycling verfügbar sein. Allerdings befinden sich – nur schwer zu quantifizierende – Seltenerd-Potenziale in Magnetresonanz-Tomographen, in Ferrit-Dauermagneten aus Haushaltskleingeräten und in weiteren Anwendungen wie Motoren von Hochgeschwindigkeitszügen, Aufzügen oder Rolltreppen. Zudem werden in Deutschland viele Produkte veredelt und exportiert, sodass ihre Rohstoffe außer Landes geraten. Hier besteht Informationsbedarf.

Vielleicht, gab Dr. Volker Zepf in seinem Vortrag auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz abschließend zu bedenken, liegt bei Neodym wie auch bei anderen Seltenen Erden gar kein Engpass vor, zumal durch neue Recyclingverfahren, Materialreduktion und Substitution die Nachfrage abnimmt und die Preise verfallen. Vielmehr seien die Reserven beachtlich. Und zwar in einem Maße, angesichts dessen ihr Abbau und ihre Gewinnung stärker unter ökologischen und sozial-ethischen Aspekten erfolgen könnte. Neue Verfahrenstechniken und kostspieligere Entsorgungen der chemischen und radioaktiven Abfälle würden dann zwar die Preise für Seltenerd-Elemente steigen lassen; dies käme aber einer vermehrten Nachfrage nach Recycling zugute. Und der Suche nach den bislang unbekannten oder besser: „verschwundenen“ Recyclingpotenzialen.

Der vollständige Artikel „Das verkannte Recyclingpotential der Seltenen Erden – Quantitative Ergebnisse für Neodym in Deutschland“ kann nachgelesen werden in: Recycling und Rohstoffe, Band 8, herausgegeben von Karl J. Thomé-Kozmiensky und Daniel Goldmann, Neruppin 2015, ISBN 978-3-944310-20-6.

Foto: wikimedia / Tomihahndorf (Neodym unter Argongas)

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