Rohstoffe für die Energiewende - Menschenrechtliche und ökologische Verantwortung in einem Zukunftsmarkt - Misereor
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STUDIE
Rohstoffe
für die Energiewende
Menschenrechtliche und ökologische
Verantwortung in einem Zukunftsmarkt
Rohstoffe für die Energiewende – Menschenrechtliche und ökologische Verantwortung in einem Zukunftsmarkt
Impressum
Herausgeber:
Bischöfliches Hilfswerk MISEREOR e. V.
Mozartstr. 9 · 52064 Aachen
Tel +49 (0)241/ 442 0
Fax +49(0)241/442 188
Kontakt:
Armin Paasch (armin.paasch@misereor.de)
Autor:
Axel Müller (FAKT)
Redaktion:
Dr. Bernd Bornhorst, Armin Paasch und
Antje Kathrin Schroeder
Layout und Grafik-Design:
VISUELL Büro für visuelle Kommunikation
Fotos Titelseite:
F. Kopp/MISEREOR und Fotolia/@nt
Gedruckt auf 100 % Recycling-Papier mit EU Ecolabel,
Februar 2018 FSC-zertifiziert + Blauer Engel
Foto: Oupa Nkosi/MISEREOR
Zivilgesellschaftliche Akteure und die Bevölkerung protestieren gegen die Kohleindustrie und für erneuerbare Energien
in Johannesburg (Südafrika).
2
Inhalt
1. Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2. Erneuerbare Energien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1. Die Rolle der erneuerbaren Energien weltweit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2. Deutschland – Land der erneuerbaren Energien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3. Die Zukunft gehört den erneuerbaren Energien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3. Rohstoffe für die Energiewende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1. Zunehmender Bedarf an Metallen für die Energiewende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2. Welche Rohstoffe benötigen Windkraft- und Photovoltaikanlagen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2.1. Rohstoffbedarf von Windkraftanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2.2. Rohstoffbedarf von Photovoltaikanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.3. Rohstoffbedarf für die Zukunft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.3.1. Von Peak Oil zu Peak Metal? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.3.2. Mehr Bergbau – auch für die Energiewende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4. Die Wertschöpfungskette von Windrädern und Photovoltaikanlagen und ihre Akteure. . . . . . 21
4.1. Der Windkraftsektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.2. Die Photovoltaik - Solarbranche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5. Menschenrechtliche Probleme im Bergbausektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.1. Rohstoffabbau in Entwicklungs- und Schwellenländern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.2. Fallbeispiele: Rohstoffabbau und seine Folgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6. Rohstoffherkunft, Menschenrechtsverletzungen und Unternehmensverantwortung . . . . . . . 35
6.1. Hersteller von Windkraftanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.2. Die Solarbranche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.3. Metallverarbeiter und Zulieferer von Solar- und Windindustrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.4. Ökostromanbieter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
7. Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
8. Empfehlungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Endnoten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3
Rohstoffe für die Energiewende – Menschenrechtliche und ökologische Verantwortung in einem Zukunftsmarkt
1. Einleitung
Nach jahrelangen, zähen Verhandlungen einigte sich 21 und beschloss den Ausstieg der USA aus dem Kli-
die Weltgemeinschaft beim Klimagipfel COP 21 (The Paris maabkommen. Nichtsdestotrotz hält die Weltgemein-
Climate Conference is officially known as the 21st Con- schaft an dem Abkommen fest. Das Ziel, die durch die
ference of the Parties (or “COP”) to the United Nations COP eingeleitete Dekarbonisierung der Weltwirtschaft
Framework Convention on Climate Change (UNFCCC)) im weiter zu forcieren und damit die globale Energiewen-
Dezember 2015 in Paris auf ein neues Klimaabkommen de basierend auf erneuerbaren Energien zu vollziehen,
für die Zeit nach 2020. Dieses sieht erstmalig vor, dass wurde von den Staatsoberhäuptern im Zuge des G20-
alle Staaten gemeinsam gegen den Klimawandel vorge- Gipfels in Hamburg erneut bekräftigt. Mit Ausnahme
hen. 195 Staaten verpflichteten sich durch ein völker- der USA betonten die „restlichen 19 G20-Länder, dass
rechtlich verbindliches Abkommen, die Erderwärmung im für sie die Klimavereinbarung „unumkehrbar“ sei und
Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter auf unter 2 °C zu diese rasch umgesetzt werden solle.“ 2
begrenzen. Ziel ist es, den Temperaturanstieg bereits bei Erneuerbare Energien umfassen verschiedene Formen
1,5 °C zu stoppen.1 Zudem soll sich die Welt bis Mitte der Wasserkraft, Geothermie, Biomasse, Solarenergie
des Jahrhunderts von den fossilen Energieträgern wie und Windkraft. Zwar spielen sie im globalen Vergleich
Kohle, Erdöl und Erdgas lossagen. Die Weltgemeinschaft zu den fossilen Energieträgern noch immer eine unter-
sichert im Pariser Abkommen außerdem den durch den geordnete Rolle, doch seit Jahren wachsen ihre Anteile
Klimawandel betroffenen Entwicklungsländern finanzi- an der weltweiten Energieversorgung stetig, sodass sie
elle Unterstützung zu. herkömmliche Energieträger hinsichtlich der neu instal-
Ein Jahr später haben bereits 131 Staaten den Pariser lierten Kapazität bereits übersteigen. Insbesondere die
Klimavertrag ratifiziert, darunter auch die USA, China, Energieerzeugung durch Wind- und Solarkraft gewinnt
Russland und die EU. Mit Beginn der Weltklima-Kon- im Stromsektor zunehmend an Bedeutung.
ferenz (COP 22) in Marrakesch, die vom 7. bis 18. No- Doch gerade wegen der zunehmenden Relevanz rege-
vember 2016 stattfand, galt es, konkrete Umsetzungs- nerativer Energien muss auf deren Nachhaltigkeit geach-
tet werden. Soll ein erhöhter Anteil erneuerbarer Ener-
gien an der globalen Stromversorgung erreicht werden,
müssen Nachhaltigkeitskriterien berücksichtigt werden.
Foto: GRUFIDES/MISEREOR
Dazu gehören vor allem Auswirkungen auf das Klima und
Ökosysteme, auf die Gesundheit der Bevölkerung, eine
generationsübergreifende Versorgungssicherheit, aber
auch kurz- und langfristige Kostenaspekte, die Auswir-
kungen auf Landnutzung und Landschaftsbild sowie der
Ressourcenbedarf.
Wegen der beschränkten Verfügbarkeit und
der ökonomischen Bedeutung beschäftigen sich
Wissenschaftler/-innen, Forschungsinstitute und Nicht-
regierungsorganisationen (NRO) mit der Frage der Ver-
knappung von Rohstoffen heute und in der Zukunft.
Jedoch wird ein wichtiger Aspekt immer wieder außer
Acht gelassen: Woher stammen die für die Fertigung
der Windkraft-, Wasserkraft- und Photovoltaikanlagen
benötigten Rohstoffe und unter welchen Umständen
werden diese abgebaut?
Die Studie greift diese Fragestellung mit speziellem
maßnahmen des Pariser Klimavertrages zu verhandeln. Blick auf die Wind- und Solarbranche auf, da beide bei
Zweifelsohne waren die COP 21 und die Marrakesch- der deutschen Energiewende eine außerordentlich wich-
Konferenz wichtige Erfolge, auch wenn es weiterhin po- tige Rolle spielen. In diesem Zusammenhang geht die
litische Hürden und Widerstand geben wird. Aller Vorar- Studie auf folgende Fragen ein:
beit zum Trotz stellte sich der Präsident der Vereinigten • Welche Rohstoffe werden bei der Herstellung von
Staaten, Donald Trump, nach seiner Wahl gegen COP Windrädern und Photovoltaikanlagen verwendet? Aus
4
Einleitung
Foto: R. Brockmann/MISEREOR
Arbeiter/innen in der Coltan-Mine Fungamwaka in South Kivu in der Demokratischen Republik Kongo. Ob industriell oder
wie hier mit fast mittelarlterlichen Methoden – der Bergbau hinterlässt in vielen Regionen der Welt – vor allem in Entwick-
lungs- und Schwellenländern – tiefe Spuren in der Natur und bei den betroffenen Menschen.
welchen Ländern stammen die ausgewählten Rohstof- Das Ziel der Studie ist nicht, die Energiewende in ir-
fe zur Herstellung von Windrädern und Photovoltaik- gendeiner Form in Frage zu stellen. Es steht außer Fra-
Anlagen in Deutschland? ge, dass Energieanlagen auf Basis fossiler Energieträ-
• Unter welchen menschenrechtlichen und ökologi- ger, unter Miteinbeziehung von Folgebetriebskosten so-
schen Bedingungen werden diese Rohstoffe in den wie des vorausgesetzten kontinuierlichen und hohen
Herkunftsländern abgebaut? Rohstoffeinsatzes, im Vergleich zu Anlagen regenerativer
• Inwieweit werden deutsche Hersteller von Windrä- Energieformen eine wesentlich schlechtere Gesamtroh-
dern und Photovoltaik-Anlagen sowie Zulieferer ihrer stoffbilanz aufweisen. Dennoch wird in der vorliegenden
menschenrechtlichen Verantwortung auf Grundlage Studie vorwiegend der Rohstoffbedarf an Metallen wie
der UN-Leitprinzipien für Wirtschaft und Menschen- Eisen, Kupfer, Seltene Erden etc. für den Bau von Ener-
rechte mit Bezug auf die Lieferketten dieser Rohstoffe giegewinnungsanlagen aus erneuerbaren Energieträgern
gerecht? behandelt. Gerade weil sich MISEREOR seit Langem mit
• Welche Maßnahmen seitens der Unternehmen, der Partnern für regenerative Energien einsetzt und in zahl-
Politik wie auch der Konsumenten/-innen sind not- reichen Entwicklungs- und Schwellenländern Projekte
wendig, um Menschenrechtsverletzungen beim Roh- im Bereich der erneuerbaren Energien unterstützt, sind
stoffabbau zu verhindern? wir daran interessiert, auf mögliche Probleme und Her-
ausforderungen in diesem Sektor hinzuweisen. Dadurch
Zentrales Instrument der Studie war ein Fragebogen, der soll ein Austausch mit relevanten Entscheidungsträgern
an 21 Unternehmen aus der Branche der erneuerbaren – wie Energieanbietern, Anlagenherstellern und Zuliefe-
Energien geschickt wurde. An dieser Befragung haben rern – gefördert werden, um aktiv an Lösungsansätzen
neun Unternehmen teilgenommen. zu arbeiten.
5
Rohstoffe für die Energiewende – Menschenrechtliche und ökologische Verantwortung in einem Zukunftsmarkt
2. Erneuerbare Energien
2.1. Die Rolle der erneuerbaren Energien weltweit
Energiegewinnung für Strom und Wärme aus Wind, das Investitionsvolumen im Vergleich zum Vorjahr
Sonne, Wasser und Biomasse nimmt seit Jahren global um 4 %.6
gesehen eine zunehmend wichtige Rolle ein. Die instal- Das weltweite Wachstum bei erneuerbaren Energien
lierte Leistung an erneuerbaren Energien lag 2016 bei steht in direktem Zusammenhang mit unterschiedli-
2.006 Gigawatt 3 (GW) und stieg damit um 161 Giga- chen Faktoren: (1) dem zunehmenden Bewusstsein für
watt gegenüber dem Vorjahr.4 Mittlerweile decken die die Endlichkeit fossiler Energieträger; (2) dem wach-
erneuerbaren Energien Schätzungen zufolge bereits senden Bewusstsein bezüglich des Klima- und Um-
knapp 24 % des weltweiten Strombedarfs.5 weltschutzes und damit in Verbindung stehend die
Dieser Zuwachs drückt sich auch in den global steigen- schwindende Akzeptanz gegenüber einzelnen Ener-
den Investitionen im Bereich der erneuerbaren Energi- gieträgern wie Atom- oder Kohlekraft, aber auch Ge-
en aus. Insbesondere in den Sektoren Windkraft und setze zur Förderung der erneuerbaren Energien und
Solarenergie werden weltweit die meisten Investitio- Emissionssenkungen. (3) Den dritten Faktor bilden der
nen getätigt, sowohl in Industrieländern als auch in wachsende globale Energieverbrauch, Fortschritte in
Entwicklungsländern (siehe Abbildung 1). Damit wurde der Technologienentwicklung, besonders in Entwick-
in den Ausbau der Solarenergie 12 % mehr investiert lungs- und Schwellenländern, und die damit verbun-
als noch 2014. Im Bereich der Windkraft steigerte sich denen politischen Rahmenbedingungen zur Förderung
Abb. 1: Globale Investitionen im Jahr 2015 im Bereich erneuerbarer Energien
Angaben in Milliarden US-Dollar
81
Solarenergie
80
42
Windenergie
67
Biomasse & 3,9
Müllverstromung 2,1
0,1
Wasserkraft
3,8
2,1 Industrienationen
Biokraftstoff
1,0 Entwicklungsländer
Geothermal- 0,7
energie 1,3
0,2
Ozean-Energie
0.03
0 20 40 60 80
Milliarden US-Dollar
Quelle: REN21 2016, S. 103
6
2. Erneuerbare Energien
Abb. 2: Länder mit bestehenden Energieeffizienzgesetzen und -zielen
Mit Energieeffizienzgesetzen und -zielen Mit Energieeffizienzzielen, ohne Energie-
effizienzgesetze (oder keine Daten)
Mit Energieeffizienzgesetzen, ohne Ener-
gieeffizienzziele (oder keine Daten) Keine Energieeffizienzgesetze/-ziele
(oder keine Daten)
Quelle: REN21 2016b, S. 25
von erneuerbaren Energien; (4) den stark gefallenen
Kosten zum Beispiel von Wind- und Solaranlagen. Fossile Energieträger und der Klimawandel
Europa ist weiterhin ein wichtiger Markt für erneuer- Trotz des kontinuierlichen Wachstums an er-
bare Energien, ebenso bleibt es das Zentrum tech- neuerbaren Energien bilden die fossilen Energie-
nischer Innovationen und Entwicklungen in diesem träger Erdöl, Kohle und Erdgas global weiterhin
Bereich. Doch auch in anderen Regionen der Welt die dominierenden Energiequellen. Zu den Folgen
wachsen die Märkte für diese Energieträger stetig und gehören die verstärkte Emission von Treibhaus-
zum Teil sehr rasant. Insbesondere China verzeichnete gasen wie Methan und Kohlenstoffdioxid sowie
in den letzten fünf Jahren einen enormen Anstieg an der daraus resultierende Anstieg der globalen
erneuerbaren Energien, aber auch Brasilien, Südafri- Durchschnittstemperatur. Dieser anthropogen ver-
ka oder Indien. Weiterhin gibt es mehr und mehr Ent- ursachte Klimawandel hat bereits extreme nega-
wicklungsländer in Asien, Afrika und Lateinamerika, tive Folgen für die Menschheit: Erwärmung der
deren Strom- und Wärme- bzw. Kälteerzeugung sich auf Erd- und Meeresoberfläche, Gletscherschmelze,
regenerative Energien stützt. Im International Energy Meeresspiegelanstieg, Verschiebung der Klimazo-
Outlook wird zwischen 2012 und 2040 ein weltwei- nen, Zunahme von extremen Wetterphänomenen
tes Wachstum der Stromerzeugung durch Solar- wie Dürren, Starkregen oder Stürmen. Besonders
energie um 8,3 % prognostiziert. Auch die Wind- trifft der Klimawandel diejenigen, die ihn am we-
energie wächst laut Prognose um 5,7 %.7 In vielen nigsten verursachen und sich am wenigsten da-
Ländern spielt vor allem die Wasserkraft eine wichti- gegen schützen können: Die Menschen aus den
ge Rolle, doch auch die Wind- und Solarenergie ge- armen und ärmsten Ländern.
winnt vielerorts an Bedeutung.
7
Rohstoffe für die Energiewende – Menschenrechtliche und ökologische Verantwortung in einem Zukunftsmarkt
Windkraft
Der Windkraftsektor ist einer der wichtigsten Berei- produzent durch Windkraft ist derzeit mit Abstand China,
che erneuerbarer Energien und befindet sich im steti- das seine Kapazität zwischen 2015 und 2016 insgesamt
gen Wachstum. um 19,3 GW ausbaute und damit einen Teil seines gro-
Durch Luftströme werden die Rotoren am Windrad ßen Energiebedarfs deckt.9 An zweiter Stelle stehen die
in Bewegung gesetzt, die einen Generator antreiben, Vereinigten Staaten mit einem Zuwachs von 8,7 GW, ge-
welcher die Bewegungsenergie in elektrische Energie folgt von Deutschland, das fünf GW im Vergleich zum Vor-
umwandelt. Moderne Windräder sind laut dem Bundes- jahr zubaute.10 Aber auch die Schwellenländer Brasilien
verband WindEnergie e. V.(BWE) bis zu 150 Meter hoch und Indien verzeichnen einen starken Zuwachs (Brasili-
(Nabenhöhe), haben eine gängige Nennleistung von 2,5 en: Zuwachs um zwei GW; Indien: Zuwachs um 3,7 GW),
Megawatt (MW) und können damit circa 1.400 Haushalte während Südafrikas rasanter Ausbau die Windenergie-
mit Strom versorgen.8 Dies kann sowohl auf dem Was- Kapazitäten des Landes innerhalb der letzten drei Jahre
ser (offshore) als auch an Land (onshore) geschehen. von 257 MW auf 1.473 MW gesteigert hat, was einem
2016 betrug die weltweite Stromproduktion durch Zuwachs von mehr als 570 % entspricht.11
Windkraft 466 Gigawatt (GW), was eine Steigerung zum Die European Wind and Energy Association schätzt,
Vorjahr von 34 GW bedeutet. Damit stiegen die Kapazitä- dass global gesehen die durch Windkraftanlagen instal-
ten zur Umwandlung von Windenergie von 2004 (48 GW) lierte Leistung im Jahr 2050 auf 3.000 GW steigen wird.
bis 2016 um fast das Zehnfache. Insbesondere in Asi- Dies wäre im Vergleich zum Jahr 2015 wiederum eine
en, Nordamerika und Europa werden fortwährend neue Versiebenfachung der Energieerzeugung durch Wind-
Märkte und Standorte erschlossen. Wichtigster Strom- kraft.12
Abb. 3: Globale Windkraftkapazität in Gigawatt
von 2004 bis 2016
500
466
450 432
400
370
350
319
Kapazität in GW
300 283
250 238
198
200
159
150
121
94
100
74
59
48
50
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Quelle: REN21 2016, S. 77; IRENA 2017b, S. 16
8
2. Erneuerbare Energien
Foto: Fotolia/©rost9
Sonstige
21 %
Abb. 4: Länder mit Frankreich
2%
der höchsten China
Kanada 32 %
installierten 3%
Kapazität
Großbritannien
für Windenergie 3%
2016
Spanien
5%
Indien
6% USA
17 %
Deutschland
11 %
Photovoltaik (PV)
Neben der Windkraft gewinnt insbesondere auch die den Faktor 79. Von 2015 bis 2016 wuchs die weltweite
Solarenergie an Bedeutung. Die Sonne ist eine beinahe Stromerzeugung durch Sonnenkraft um rund 70 GW Leis-
unerschöpfliche Energiequelle für Strom und Wärme, die tung.14 laut der International Renewable Energy Agency
der Menschheit kostenlos zur Verfügung steht. Berech- (IRENA) hat damit der Zugewinn an installierter Leistung
nungen zufolge liefert die Sonne der Erde etwa 15.000- durch den Ausbau der globalen PV-Kapazität der Wind-
mal mehr Energie als sie verbraucht.13 kraft im Vergleich zum Vorjahr den Rang abgelaufen.15
Die Sonnenstrahlung kann durch thermische Ver- Weltweit den größten Anteil an der installierten Photo-
fahren in Wärmeenergie oder mittels photovoltaischer voltaikkapazität hat China mit 26 %. Nachdem Deutsch-
Prozesse in Strom umgewandelt werden. Bei Photovol- land vor zwei Jahren durch Chinas Neubau von 15 GW
taikanlagen (PVA) wird mittels Solarzellen direkt Strah- auf den zweiten Platz (18 %) verwiesen wurde, hat Ja-
lung in elektrischen Strom umgewandelt. Weil aber eine pan 2016 mit Deutschland gleichgezogen (14 %) und
einzelne Solarzelle nur wenig Strom produzieren kann, mit einer gesamten installierten Leistung von 41,6 GW
werden in Photovoltaikanlagen mehrere solcher Zellen sogar überholt (Deutschland 40,9 GW).16 Ende 2016
in Modulen zusammengefasst. gab es in Deutschland 1,5 Millionen installierte Pho-
Die globale Stromerzeugung durch die Sonne wächst tovoltaikanlagen, die über eine Nennleistung von circa
rasant. 2004 lagen die globalen Photovoltaik-Kapazi- 41 GW verfügen und im Jahr 2016 38,3 Terrawattstun-
täten noch bei 3,7 GW, elf Jahre später sind es bereits den (TWh) Strom erzeugten.17 In vielen Ländern rund um
295 GW pro Jahr. Dies entspricht einer Steigerung um den Globus steigt der Anteil der Stromerzeugung aus
9
Rohstoffe für die Energiewende – Menschenrechtliche und ökologische Verantwortung in einem Zukunftsmarkt
Abb. 5: Globale Photovoltaikkapazität in Gigawatt
von 2004 bis 2016
295,6
300
250
219,3
200
Kapazität in GW
171,9
150 135,4
98,9
100
69,4
50 38,8
22,4
8,6 14,6
3,7 5,1 6,1
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Quelle: IRENA 2017b, S. 21
PV-Anlagen stark an. Allen voran in China, Japan und Abb. 6: Länder mit den größten PV-Kapazitäten
den USA, aber auch in Großbritannien und Indonesien 2016
ist ein deutlicher Zuwachs zu verzeichnen. Besonders
Asien mit China, Japan, Indien oder Thailand gehört zu
den führenden Photovoltaikmärkten weltweit. Nicht nur
Deutschland
verlagert sich die Produktion immer mehr in diese Re- China 14 %
gion, auch der Ausbau der Anlagen in diesen Ländern 26 %
macht einen Großteil der globalen Kapazitätssteigerung
aus. Allein die Summe an Neuinstallationen in China und Japan
Japan machte im Jahr 2016 60 % der gesamten globalen 14 %
Neuinstallationen aus.18
Technologische Fortschritte in der Massenfertigung
von PV-Modulen haben dazu geführt, dass die Kosten Sonstige
18 % USA
für die Produktion kontinuierlich sinken. Laut Bundes- 12 %
verband Solarwirtschaft e. V. (BSW-Solar) kostet „in rund
30 Ländern der Erde Solarstrom vom eigenen Hausdach
inzwischen weniger als konventioneller Strom vom Ener-
gieversorger“.19
Italien
Spanien 7%
Indonesien
3% 2%
Großbritannien
4%
Quelle: IRENA 2016, S. 46-48
102. Erneuerbare Energien
2.2. Deutschland – Land der erneuerbaren Energien
Deutschland hat sich im Hinblick auf die Verwendung und Klimaschutzplan 2050 bei Weitem nicht aus, um die
erneuerbarer Energien eine Führungsposition erarbeitet, im Pariser Abkommen intendierten Emissionsreduktionen
auch wenn deren Ausbau durch die jüngste Reform des zu erreichen. Das im EEG festgelegte Ziel des jährlichen PV -
Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) deutlich verlang- Zubaus von 2,5 GW konnte bisher nicht erreicht werden22.
samt wird. Die Förderung erneuerbarer Energien bildet Dennoch ist im internationalen Vergleich der Ausbau
dennoch weiterhin einen wichtigen Bestandteil der Ener- von Wind- und Solarenergienutzung für die Stromer-
gie- und Klimapolitik der Bundesregierung. Das Erneu- zeugung weit fortgeschritten. 2016 wurden circa 29 %
erbare-Energien-Gesetz erlaubt den Erzeuger(-inne)n, des Bruttostromverbrauchs,23 192 Milliarden Kilowatt-
Strom aus erneuerbaren Energien zu festen Preisen in stunden, aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt. Der
das Netz einzuspeisen und fördert dadurch den Ausbau Großteil des Stroms aus erneuerbaren Quellen wird heu-
dieser modernen Technik. te durch Wasserkraftwerke, Windkraft und Photovoltaik-
Durch diese Maßnahmen sollen die Kohlenstoffdi- anlagen erzeugt. So sind in Deutschland im Jahr 2016
oxidemissionen bis zum Jahr 2020 im Vergleich zu 1990 28.217 Windenergieanlagen24 und rund 1,5 Millionen
um mindestens 40 % und bis 2050 entsprechend dem Photovoltaikanlagen in Betrieb.25 Sonne und Wind haben
Kyoto-Protokoll (siehe Kasten: Kyoto-Protokoll und COP die Braunkohle als früheren Energieträger Nummer eins
21 in Paris) um 80 bis 95 % sinken.20 Die Zielvorgaben im deutschen Strommix hinter sich gelassen.
des Kyoto-Protokolls, „seine Emissionen im Durchschnitt Laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesyste-
der Jahre 2008 bis 2012 um 21 % gegenüber 1990 zu me (ISE) sind ungefähr 30.000 Menschen in Deutschland
senken“, hat Deutschland bereits erfüllt.21 Allerdings in der Solarbranche beschäftigt.28 Die Zahl der Beschäf-
reichen die Mechanismen im EEG und die flankieren- tigten nimmt aber stets ab, da die Solarbranche in einem
den Programme wie Aktionsprogramm Klimaschutz 2020 stark umkämpften internationalen Wettbewerb steht.29
Kyoto-Protokoll und COP 21 in Paris
Im Jahr 1997 wurde das Kyoto-Protokoll, ein globales Wirkung, jedoch fehlen wirkungsvolle Sanktionsme-
Abkommen zur Verminderung von Treibhausgasemissi- chanismen, weshalb es oftmals als zu kurz greifend
onen, verabschiedet. Aufgrund eines Quorums konnte bewertet wird.27 Durch die COP 21 (21st Conference of
das Protokoll erst nach der Ratifizierung durch Russland the Parties to United Nations Framework Convention
im Jahr 2005 in Kraft treten. Durch dieses internatio- on Climate Change) in Paris Ende 2015 wurde hinge-
nale Übereinkommen, die Treibhausgasemissionen in gen erstmals ein verbindliches internationales Abkom-
zwei Perioden schrittweise zu senken, versuchen die men beschlossen, um den Kohlendioxid-Ausstoß zu
Staaten durch Verwendung von Biomasse, Wind-, So- reduzieren und den Klimawandel zu begrenzen. Das
lar- und Wasserkraft den Energiebedarf der Nationen Abkommen sieht vor, den globalen Temperaturanstieg
zu stillen. Damit fördert es (indirekt) die Nutzung von auf unter zwei Grad Celsius einzudämmen. Außerdem
regenerativen Energien. Im ersten Zeitraum von 2008 soll ein System zur Überwachung der nationalen Re-
bis 2012 verpflichteten sich die Staaten ihre Emissio- duktion der Treibhausgasemissionen eingeführt wer-
nen um insgesamt mindestens 5 % (gegenüber 1990) den. Außerdem sollen Industrienationen verwundbare
zu senken. In den Jahren 2013 bis 2020 sollten die arme Länder finanziell unterstützen und Technologie-
Treibhausgasemissionen um 18 % gegenüber 1990 transfers für eine auf erneuerbaren Energien basieren-
gesenkt werden. Sowohl die EU als auch Deutschland de Wirtschaft bereitstellen. Die 195 Staaten müssen in
haben ihr Ziel zur Reduzierung bereits erreicht. Andere den kommenden Jahren die Beschlüsse umsetzen und
Nationen konnten die Vereinbarungen nicht einhalten Maßnahmen ergreifen, um die Zielsetzung der COP 21
bzw. manche Länder, wie die USA, weigerten sich, das zu realisieren. Ob dies gelingt, bleibt ein großes Frage-
Abkommen zu ratifizieren. Der globale Treibhausgas- zeichen und hängt letztlich vom Willen der einzelnen
ausstoß stieg bis 2010 gegenüber 1990 um 29 % an.26 Staaten ab. Im Mai 2017 ist die USA unter Präsident
Das Kyoto-Protokoll hat zwar eine rechtlich bindende Trump aus dem Pariser Abkommen ausgestiegen.
11Rohstoffe für die Energiewende – Menschenrechtliche und ökologische Verantwortung in einem Zukunftsmarkt
Seit Jahren schwächelt die deutsche Solarwirtschaft, die in den kommenden Jahren erholt und wieder an wirt-
durch den globalen Konkurrenzkampf und den Preisver- schaftlichem Aufschwung gewinnt, denn Unternehmen
fall in den letzten Jahren Rückschläge einstecken muss- in Deutschland verfügen nicht nur über technisches
te und sich seither in einer schweren Krise befindet. Wissen, sondern es befindet sich auch ein Großteil der
Aufgrund der anhaltenden Wirtschaftskrise der So- Wertschöpfungskette in Deutschland.
larbranche, aber vor allem wegen der niedrigeren Ein- Die Windenergiebranche steht in Deutschland weniger
speisevergütung für Solarstrom, die im Zuge der neus- unter Druck. So wächst der Zubau von Windkraftanlagen
ten EEG-Reformen deutlich an Attraktivität verloren hat, beständig. Laut Ministerium für Wirtschaft und Energie
war die innerdeutsche Nachfrage nach Photovoltaikanla- (BMWi) waren 2015 143.000 Menschen in der Branche
gen nicht so hoch wie ursprünglich intendiert. So wurde beschäftigt.31 Mit einer installierten Gesamtleistung von
in Deutschland 2015 nur eine Leistung von 1.400 MW 49.747 MW32 sowie einer neuinstallierten Leistung von
an das Netz angeschlossen, obwohl die Bundesregie- 4.625 MW im Jahr 201633 ist die Windkraft der wichtigs-
rung in ihrem ursprünglichen Erneuerbaren-Energien- te Energieträger bei den regenerativen Energien und hat
Gesetz eine Leistung von 2.400 bis 2.600 MW anstreb- zudem noch den größten Beschäftigungseffekt unter den
te.30 Expert(inn)en hoffen, dass sich die Solarbranche verschiedenen erneuerbaren Energieträgern.
Abb. 7: Sonne, Wind, Wasser, Biomasse: Anteil erneuerbarer Energien an der Stromproduktion in Deutschland
und Bruttostromerzeugung in Deutschland 2015 in TWh (Terrawattstunden)
Erdgas 12,4 %
Mineralöl 0,9 %
Sonstige 4,2 % Wasserkraft
Steinkohle 17,2 % Biomasse
17,2 %
81 6 7,0 %
28
112 21
46
192 Erneuerbare
85 29,0 % 80
Kernenergie 38
13,0 % 6 Photovoltaik
150
5,9 %
Windkraft Hausmüll**
11,9 % 0,9 %
Braunkohle 23,1 %
Geothermie aufgrund der geringen Menge in Photovoltaik
*vorläufig, **regenerativer Anteil
Quelle: https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Dossier/erneuerbare-energien.html
2.3. Die Zukunft gehört den erneuerbaren Energien
Expert(inn)en sind sich einig: Der erneuerbaren Energie Die International Renewable Energy Agency (IRENA) ist
gehört weltweit die Zukunft. Nur ist noch unklar, in welcher in dieser Hinsicht deutlich ambitionierter. Sie geht da-
Geschwindigkeit sich die Menschheit von fossilen Energie- von aus, dass insbesondere die Solarenergie sehr stark
trägern lösen wird, um auf alternative Quellen zu setzen. an Bedeutung gewinnen und erneuerbare Energieträger
Laut der Energieagentur IEA (International Energy Agency) bis zum Jahr 2030 fast 45 % der weltweiten Strompro-
müssen bis 2030 die erneuerbaren Energien rund ein Vier- duktion decken könnten (siehe Abbildung 8). Wie Abbil-
tel des weltweiten Primärenergieverbrauchs decken. 2050 dung 9 zeigt, prognostizieren fast alle jüngeren Szena-
sollen über die Hälfte der globalen Energieversorgung durch rien verschiedener Organisationen eine Verdoppelung
Sonne, Wind, Wasser und Biomasse gedeckt werden.34 der globalen erneuerbaren Energiekapazitäten bis 2025.
122. Erneuerbare Energien
Abb. 8: Schätzungen, wie die Welt sich in Zukunft mit Strom versorgt
1974 2011 2030
4% 26 % 27 %
16 %
24 % 0,1 %
42 %
5% 1%
36 % 12 %
11 %
18 % 17 %
24 % 22 % 4%
11 %
6.200 TWh 22.126 TWh 37.000 TWh
4,0 Mrd. 7,0 Mrd. 8,2 Mrd.
Kohle Öl Erdgas Atomstrom Wasserkraft Erneuerbare
Stromverbrauch weltweit (in TWh) Weltbevölkerung (in Milliarden)
Quelle: IRENA 2014, S. 21
In Deutschland soll laut Bundesregierung der Anteil er- Doch um die Energiewende voranzutreiben und damit
neuerbarer Energien an der Stromversorgung bis 2050 auf die weltweiten Klimaziele zu erreichen, sind in den nächs-
80 % anwachsen. Damit hat sich Deutschland im euro-
35
ten Jahren noch große Anstrengungen nötig. In vielen
päischen Vergleich die ambitioniertesten Ziele gesetzt. Ländern fehlt es noch immer an politischem Willen so-
In Frankreich beispielsweise plant die Regierung den wie an wirtschaftlichen Anreizen, um eine Abkehr von
Anteil der erneuerbaren Energien bis 2030 um lediglich den fossilen Energieträgern zu vollziehen. Eine weitere
32 % zu steigern. Das Fraunhofer-Institut für Solare
36
Herausforderung der Energiewende ist die große Menge
Energiesysteme (ISE) und das Deutsche Luft- und Raum- an Rohstoffen, die zum Beispiel für die Technologien der
fahrtzentrum halten die Einhaltung des von der Bundes- Photovoltaik- und Windkraftanlagen erforderlich ist.40
regierung gesteckten Zieles
für realistisch, die CO2-Emis-
Abb. 9: Prognosen und Wirklichkeit des weltweiten Ausbaus der erneuerbaren
sionen in Deutschland bis
Energie (ohne große Wasserkraft)
2050 um 80 bis 95 % zu re-
duzieren.37 Sie gehen sogar
davon aus, dass die Energie- 2500
versorgung Deutschlands mit
Quelle: WWF Deutschland & LichtBlick SE 2015, S.11
Strom und Wärme bis 2050 2000
vollständig aus erneuerba-
ren Energien möglich ist.38 1500
GWh
Zuvor müssen allerdings Ver-
besserungen und eine Wei- 1000
terentwicklung der Infrastruk-
500
tur stattfinden. So müssen
Windkraftanlagen (onshore 0
und offshore) ausgebaut, 1997 2000 2005 2010 2015 2020 2025
mehr Solaranlagen installiert
und Gebäude besser isoliert IEA - WEO 2000 ·
IEA - WEO 2010 ·
IEA - WEO 2003 ·
IEA - WEO 2011 ·
IEA - WEO 2004 ·
IEA - WEO 2012 ·
IEA - WEO 2006 ·
IEA - WEO 2013 ·
IEA - WEO 2008 ·
IEA - WEO 2014
IEA - WEO 2009
werden. 39 Greenpeace 2010 - Energy Revolution · Tatsächlich/Prognose 2015
13Rohstoffe für die Energiewende – Menschenrechtliche und ökologische Verantwortung in einem Zukunftsmarkt
3. Rohstoffe für die Energiewende
3.1. Zunehmender Bedarf an Metallen für die Energiewende
Mineralische und metallische Rohstoffe werden zu Doch auch der Ausbau der regenerativen Energien für
unzähligen Konsum- und Wirtschaftsgütern verarbeitet. die Energiewende steigert den Bedarf an Metallen, denn
Insbesondere Metalle41 sind für Volkswirtschaften von Windkraft und Photovoltaik sind Technologien, die gro-
grundlegender Bedeutung. Zentrale Eigenschaften sind ße Mengen an Metallen benötigen.
jedoch die Endlichkeit und die fehlende Erneuerbarkeit Laut der Studie „Metals for a low-carbon society“
dieser Rohstoffe. („Metalle für eine kohlenstoffarme Gesellschaft“) der
Die Welt hat in den letzten 50 Jahren „mehr Rohstoffe Universität Grenoble wird für die Energiewende eine Viel-
verbraucht als in der gesamten Menschheitsgeschichte zahl an Rohstoffen benötigt – und zwar nicht nur spezielle
zuvor“.42 Die globale Nachfrage nach Metallen wächst Metalle wie Seltene Erden46 oder Indium, sondern auch
jährlich um 5 %. Ein Grund dafür ist die steigende An- gewöhnliche Metalle wie Aluminium, Kupfer oder Eisen.
wendung von Elektronik- und Technologieprodukten. Außerdem ist für die Errichtung von Windkraftanlagen
In Smartphones oder Computern beispielsweise sind und PVA ein Vielfaches der metallischen Rohstoffe erfor-
Metalle wichtige Bestandteile. Heutige Computerchips derlich, die für Atomkraftwerke oder fossile Kraftwerke
enthalten bis zu 60 metallische Elemente, während es mit einer vergleichbaren Kapazität an Energie benötigt
1980 lediglich elf waren.43 Eine weitere Erklärung für den werden würden.47 So beansprucht beispielsweise eine
Anstieg der Nachfrage nach metallischen Rohstoffen ist Windkraftanlage oder PVA im Vergleich zu einem fossi-
das Wirtschaftswachstum der Schwellen- und Entwick- len Kraftwerk mit einer Megawatt-Leistung „die 15-fa-
lungsländer.44 So konsumiert China beispielsweise mehr che Menge an Zement, 90 Mal mehr Aluminium und das
als 60 % der global produzierten Eisen- und Aluminium- 50-fache an Eisen, Kupfer und Glas“ (siehe Abbildung
vorräte und ist für über 30 % des Verbrauchs von Kupfer 10).48 Zwar kommen neuere PV-Anlagen mit weniger
verantwortlich.45 Wobei ein nicht geringer Teil der produ- Rohstoffen aus, dennoch ist der Rohstoffbedarf immens.
zierten Technologie-/Elektronikprodukte wieder in die In Anbetracht der Tatsache, dass die Welt in Zukunft
Industrienationen exportiert und dort verwendet wird. auf erneuerbare Energien setzt, werden diese Energie-
Abb. 10: Bedarf ausgewählter Rohstoffe für den Bau von fossilen Kraftwerken und Anlagen erneuerbarer Energien
Angaben in Tonnen pro Megawatt
Kupfer Aluminium Eisen Zement
5,0 40 180 10000
4,5 35 160
4,0 140 8000
30
3,5
120
3,0 25 6000
100
2,5 20
80
2,0 15 4000
60
1,5
10 40
1,0 2000
0,5 5 20
0 0 0 0
Wasserkraftwerk Windkraftwerk Photovoltaikanlage Kohlekraftwerk Atomkraftwerk
Quelle: http://www.nature.com/ngeo/journal/v6/n11/full/ngeo1993.html
143. Rohstoffe für die Energiewende
formen mit anderen Wirtschaftssektoren wie der Auto-
mobil-, Elektronik- oder Kommunikationsbranche um Kohlebedarf und CO2 -Ausstoß
Rohstoffe konkurrieren, was die Thematik des Rohstoff-
abbaus weiter verschärft. von fossilen Kraftwerken anhand
Denn heutzutage decken Solar- und Windkraft mit 400 zweier Beispiele
Terrawattstunden (TWh) nur etwa ein % der weltweiten
Energienachfrage. Da der Anteil der beiden erneuer- Steinkohle
baren Energieträger bis ins Jahr 2050 auf 25.000 TWh Beispiel Kraftwerk Moorburg
anwachsen soll, werden immense Rohstoffmengen be- Betreiber: Vattenfall
nötigt. Schätzungen zufolge wären dazu zum Beispiel Verbrauch: ca. 12.000 Tonnen Steinkohle/Tag
zusätzlich 3.200 Millionen Tonnen Stahl und 310 Milli- Verbrauch 30 Jahre: circa 49.143 Tonnen Braun-
onen Tonnen Aluminium erforderlich.49 kohle pro MWel (Megawatt elektrisch)
Den prozentualen Anstieg des Mehrbedarfs an me- Leistung: 1.680 Megawatt
tallischen Rohstoffen bis 2050 hat die Weltbank in einer Wirkungsgrad: etwa 46 %
Studie für drei Klimaszenarien (Begrenzung des Anstiegs CO2-Ausstoß: rund 8,5 Millionen Tonnen/Jahr
der Erderwärmung auf 2 - 4 - 6 °C) bilanziert.50 Demnach
steigt die globale Nachfrage an metallischen Rohstof- Braunkohle
fen für Windkraft bei der Einhaltung der 2-Grad-Grenze Beispiel Kraftwerk Neurath
um 250 % beziehungsweise um 150 % bei der 4-Grad- Betreiber: RWE
Grenze. Noch stärker ausgeprägt ist dieser Anstieg für Verbrauch: circa 40.000 Tonnen Braunkohle/Tag
die Photovoltaiktechnologie. Hier muss die Produktion Verbrauch 30 Jahre: circa 62.571 Tonnen Braun-
von relevanten Metallen für die Einhaltung der 2-Grad- kohle pro MWel (Megawatt elektrisch)
Grenze um 300 % gesteigert werden. Leistung: 4.400 Megawatt
Wie Abbildung 10 zeigt, verbraucht der Bau von An- Wirkungsgrad: 43 % (Weltrekord bei
lagen der erneuerbaren Energien zunächst mehr Roh- Braunkohle)
stoffe als bei Kraftwerken, die Energie aus fossilen Ener- CO2-Ausstoß: rund 32 Millionen Tonnen/Jahr
gieträgern bereitstellen. Obwohl die vorliegende Studie
vorwiegend auf Metalle wie Eisen, Kupfer, Seltene Er-
den etc. sowie deren Bedarf für den Bau von Energie-
Foto: Wikipedia/©Tetris L
gewinnungsanlagen aus erneuerbaren Energieträgern
eingeht, müssen Folgebetriebskosten sowie der Res-
sourcenbedarf für die Energiegewinnung mitberück-
sichtigt werden. Anlagen, die Strom auf Basis erneuer-
barer Energien produzieren, benötigen nach dem Bau
kaum oder keine Metalle bzw. andere Rohstoffe mehr.
Dagegen haben fossile Energieträger einen kontinu-
ierlichen und hohen Rohstoffbedarf und weisen somit
eine wesentlich schlechtere Gesamtrohstoffbilanz auf
(siehe Kasten auf dieser Seite).
Für den Betrieb eines moderneren Kohlekraftwerks
fallen so pro generiertem MW (elektrisch) über einen
Zeitraum von 30 Jahren bis zu 48.200 Tonnen Stein-
kohle an.51 So verheizen Kohlekraftwerke mit ihrer lan-
gen Laufzeit nicht nur weiterhin fossile Brennstoffe zur
Energiegewinnung, sondern belasten damit teils massiv Das größte deutsche Braunkohlekraftwerk in Neurath
Umwelt und Klima. Im Europäischen Schadstoffemissi-
onsregister (PRTR) sind die Schadstoffemissionen aller
Kohlekraftwerke veröffentlicht. Unter den zehn größten allem Quecksilber beisteuern. Der fortwährende Bedarf
Emittern Europas sind fünf deutsche Braunkohlekraft- unvorstellbarer Mengen an Rohstoffen hat zwangsläufig
werke,52 welche zu diesem Problem einerseits durch die Ausweitung des Bergbaus mit seinen ökologisch und
den immensen Ausstoß an CO2 als auch durch Ausstoß menschenrechtlich problematischen Auswirkungen zur
von Schwermetallen wie Cadmium, Nickel, Arsen und vor Folge. Auch Atomkraftwerke (AKW) benötigen zur Ener-
15Rohstoffe für die Energiewende – Menschenrechtliche und ökologische Verantwortung in einem Zukunftsmarkt
giegewinnung fortlaufend Uran. Davon verbraucht ein und Endlagerung von Atommüll ist mit weiterem Roh-
AKW mit einer Leistung von 1.000 MW/Jahr 160 bis 175 stoffeinsatz verbunden.53 Der Umstieg auf erneuerbare
Tonnen jährlich. Beim Abbau fallen zudem große Men- Energien bleibt daher alternativlos – allerdings werden
gen radioaktiven Abfalls an, und auch die Zwischen- auch dafür Rohstoffe benötigt.
3.2. Welche Rohstoffe benötigen Windkraft- und Photo-
voltaikanlagen?
3.2.1. Rohstoffbedarf von Windkraftanlagen Wellen, Zahnrädern, Passstiften, Gewindespindeln oder
Hydraulikkomponenten sind sie im Maschinenhaus ver-
Hauptbestandteile einer Windkraftanlage bilden das baut. Insgesamt werden so bis zu 80 Tonnen Stahl pro
Fundament, der Turm, die Maschinengondel und der Windkraftanlage (WEA) verbaut. Bei einer bis ins Jahr
Rotor. Letzterer besteht aus der Nabe und den Rotor- 2020 erreichten Gesamtinstallation von 11,8 GW von
blättern. In der Maschinengondel befinden sich der Ge- Onshore- und Offshore-WEA in Deutschland wird ge-
nerator und – je nach Anlagentyp – das Getriebe des
Windrades. Die Gondel ist drehbar und lagert auf dem Abb. 11: Das Windrad und seine wichtigsten Rohstoffe
Turm, der alle Bestandteile trägt und in dessen Inneren
der Netzanschluss und die Steuerungssysteme unterge-
bracht sind. All diese Bestandteile bestehen aus einer
Reihe von Rohstoffen, zum Beispiel:
Rotorblatt
• Fundament: Zement
• Turm: Metall (Eisen, Stahl) oder Zement
• Maschinengondel: Eisen, Kupfer, Plastik, Aluminium,
Nabe
Chrom, Mangan, Selen, Molybdän, Niob
• Generatoren: Eisen und Seltene Erden (Neodym, Dys- Generator mit Permanentmagnet
prosium, Praseodym, Bor, Terbium)
• Permanentmagnete in Generatoren (Praseodym, Neo- Gondel
dym, Dysprosium)
• Getriebe: Rostfreier Stahl (Chrom, Mangan, Selen,
Molybdän, Niob)
• Rotoren: Carbon, Glasfaser, Epoxidharz (Holz)
Stahl/Gusseisen
Zur Konstruktion von Windkraftanlagen werden, neben Elektronikmetalle,
Sanden und industriellen Mineralien, zusätzlich große Aluminium, Kupfer
Mengen an gewöhnlichen Metallen wie Eisen, Kupfer und
Verbundwerkstoffe
Aluminium benötigt. Diese werden an zahlreichen Stellen
verbaut. Zement und Stahl machen den weitaus größten Seltene Erden
Anteil an der Windkraftanlage aus. Die genauen Antei-
le schwanken je nachdem, ob der Turm aus Beton oder Beton
Stahl besteht.54 Zusammen mit dem Fundament macht
Zement bei einem Betonturm fast 84 % des Gewichts
aus. Sieht man bei Stahltürmen vom Fundament ab,
bestehen diese zu 89 % aus diesem Material. Weltweit
bestehen 85 % der Windkraftanlagen aus Stahlrohren.55
Netzanschluss
Andere Metalle wie Chrom, Mangan, Molybdän und
Niob hingegen werden in der Gondel (auch Maschi-
Fundament
nenhaus) einer Windkraftanlage (engl. „wind turbine“)
eingesetzt. Als rostfreier Stahl kommen sie vor allem in
küstennahen Windrädern vor, als Edelstahl in Lagern,
Quelle: BGR, Commodity TopNews 50, Juli 2016
163. Rohstoffe für die Energiewende
schätzt, dass etwa 4,5 Millionen Tonnen Stahl zusätz-
Foto: Wikipedia/©Molgreen
lich gebraucht werden.56
Im Maschinenhaus befindet sich die größte Menge an
Elektronik. Aus diesem Grund werden hier für die neues-
ten Windkraftanlagen Seltene Erden wie Neodym, Dys-
prosium und in kleineren Mengen Praseodym, Bor sowie
Terbium verwendet. Zusätzlich werden für die Elektronik,
aber vor allem auch für den Permanentmagneten und
den Generator, pro WEA zwischen acht und 30 Tonnen
Kupfer benötigt, abhängig von der Höhe, Art und dem
Standort (Offshore oder Onshore) der Anlage. Schon
heute werden ein Zehntel der deutschen Kupferimporte
für die Herstellung von WEAs verwendet.57
Die Permanentmagnete in den Generatoren bestehen
neben Seltenen Erden durchschnittlich zu 67 % aus Ei-
sen. Sie wiegen für eine getriebelose Windkraftanlage im
Durchschnitt 679,75 Kilogramm pro Megawatt Anlagen-
leistung. Davon entfallen 217,52 Kilogramm pro Megawatt
auf die Seltenen Erden Dysprosium, Neodym und Terbium. Siedlung mit Photovoltaikanlagen in Oberstdorf
Die Windräder mit Getrieben hingegen enthalten kleine-
re Permanentmagnete mit bis zu 30 Kilogramm Seltenen
Erden pro Megawatt. Zusammen mit dem Eisen wiegen Die Energiegewinnung mit Photovoltaik, abhängig von
die Magnete in WEA mit Getriebe 88,24 Kilogramm.58 Die der jeweiligen Modulart, benötigt eine Vielzahl an Roh-
Rotoren werden aus Glasfaser (billiger) oder Carbon-Fa- stoffen:
ser (leichter) angefertigt. Dabei wiegt ein 40 Meter langes • Silizium und Silber (nur für mono- und polykristalline
Glasfaser-Rotorblatt circa sieben Tonnen.59 Module): Das auf dem Photovoltaikmarkt mit Abstand
Stahl, Kupfer und industrielle Metalle mit eingerech- am häufigsten genutzte Material ist Silizium.
net, werden so insgesamt bis zu 200 Tonnen Metalle in • Metalle und Halbmetalle: Cadmium, Tellur oder Kupfer,
einer einzelnen WEA verbaut.60 Indium, Gallium, Selen, Germanium (für Dünnschicht-
Auf Basis der erwarteten Kapazitätsentwicklung der Module)
Onshore- und Offshore-Anlagen kann der Bedarf errech- • Metalle: Eisen, Kupfer, Aluminium für Rahmen, Kabel
net werden. So entsteht durch den Ausbau der Windkraft und Aufständerung
bis in das Jahr 2050 ein Bedarf an den strategischen Me- • Zement
tallen Chrom, Mangan, Molybdän und Niob von kumu- • Glas (Silikat-Glas als Schutzglas der Module)
liert knapp fünf Millionen Tonnen.61 • Kunststoffe
Von besonderer Bedeutung ist Silizium, da Solarzellen
3.2.2. Rohstoffbedarf von Photovoltaik- auf Basis dieses Rohstoffs den Markt beherrschen. Ähn-
Anlagen lich wie bei der Windkraft werden auch bei der Energie-
Bei Photovoltaikanlagen kommen vor allem drei Mo- gewinnung mit Solarenergie Seltene Erden für die Her-
dularten zum Einsatz: Dünnschichtmodule sowie mono- stellung elektronischer Steuerelemente benötigt. Ein
und polykristalline Silizium-Module. Alle drei Techniken typisches Panel basiert auf einigen dieser Stoffe wie Se-
unterscheiden sich nach Wirkungsgrad, Produktions- len, Neodym, Indium, Gallium, Tellur und Germanium.63
kosten, Wärmeverhalten und Gewicht. Ebenso gibt es Die Menge des verwendeten Zementes pro Mega-
Unterschiede bei der Herstellung und hinsichtlich des watt (MW) installierter Anlagenleistung liegt bei 1.100
Rohstoffbedarfs. Obwohl heute siliziumbasierte Module Tonnen. An Glas werden hingegen 69 Tonnen/MW ver-
über 90 % aller PV-Module ausmachen, werden diese in wendet. Bei den Metallen zeigt sich der Rohstoffbedarf
den nächsten Jahren an Bedeutung verlieren (bis 2030 folgendermaßen:
soll der Anteil auf 45 % sinken). Dafür werden Dünn- • Eisen: 170 Tonnen/MW
schichtmodule und neuere Technologien mehr Markt- • Aluminium: 35 Tonnen/MW
anteile erobern, da diese eine bessere Effizienzrate auf- • Kupfer: 4,5 Tonnen/MW64
weisen können.62 • Silberpaste: 90 Kilogramm/MW65
17Rohstoffe für die Energiewende – Menschenrechtliche und ökologische Verantwortung in einem Zukunftsmarkt
3.3. Rohstoffbedarf für die Zukunft
3.3.1. Von Peak Oil zu Peak Metal Bedarf an speziellen Rohstoffen wie Mangan oder Selte-
nen Erden relativ gering bleiben wird, sollen hingegen bis
Windkraft- und Photovoltaikanlagen sind wichtige zu 41,5 Millionen Tonnen Rohstahl und 240.000 Tonnen
Säulen der Energiewende, die in Zukunft weiter stark an Kupfer und Aluminium benötigt werden, um den Bedarf für
Bedeutung gewinnen werden. Doch durch diesen globa- neu gebaute Windkraftanlagen im Jahre 2035 zu decken.
len Zuwachs der beiden Technologien wird auch der Be- Der aktuelle Bedarf an Rohstoffen für den Neubau
darf der eingangs erwähnten Metalle stark zunehmen. von Windkraftanlagen mag im Vergleich zum globalen
Die meisten Metalle in Windkraftanlagen lassen sich Bedarf anderer Wirtschaftszweige wie der Industrie oder
ohne großen Qualitätsverlust recyceln. Bei einer Wind- dem Automobilsektor, die bisher wenig Interesse für
kraftanlage beträgt die Quote sogar 80 bis 90 %. Die Ro- dieses Thema zeigen, eher gering erscheinen. Jedoch
torblätter stellen allerdings noch ein Problem dar, da sie muss beachtet werden, dass sich bei den erneuerbaren
aus einem Verbundstoff aus Kunstharz und Fasern beste- Energien zum einen der Bedarf an manchen Rohstoffen
hen.66 Viele Windkraft- und PV-Anlagen sind bereits heute für den Neubau von Anlagen bis 2035 teilweise fast ver-
zum Teil aus Sekundärrohstoffen (wiederverwertete Roh- dreifachen wird und zum anderen, dass es mitunter sehr
stoffe) gebaut, doch angesichts der zunehmenden Rele- starke regionale Unterschiede geben wird, während der
vanz von Solar- und Windenergie wird für diese beiden Rohstoffbedarf auf einem globalen Level ermittelt wur-
Sektoren eine steigende Zahl an Primärrohstoffen benötigt, de. So werden Regionen wie das Amazonasgebiet wei-
so etwa Eisenerz, Bauxit, Seltene Erden, Silber, Indium, terhin auf Wasserkraft setzen, wobei die Windkraft oder
Kupfer etc. Dies zeigt beispielsweise die Studie der Bun- Solarenergie dort nur eine untergeordnete Rolle spielen
desanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), die werden. Somit wird der Bedarf an Stahl, Kupfer und an-
den globalen Rohstoffbedarf für neu gebaute Windkraft- deren Rohstoffen in Regionen, in denen die Windkraft-
anlagen bis 2035 prognostiziert (Tabelle 1).67 Während der und Solarenergiekapazitäten stark ausgebaut werden
Tabelle 1: Globale Rohstoffproduktion und Rohstoffbedarfe für neu gebaute Windkraftanlagen
in 1.000 Tonnen/Anteil an globaler Produktion in %
Rohstoff Produktion 2013 Bedarf 2013 Bedarfsvorschau 2035
Rohstahl 1.600.000 17.500 (1,1 %) 41.500
Kupfer 39.800* 103 (0,25 %) 244
Aluminium 47.800 103 (0,22 %) 244
Chrom 13.400 49 (0,36 %) 116
Nickel 4.600 * 36. (0,79 %) 86
Molybdän 271 7 (2,75 %) 18
Mangan 17 5 (0,02 %) 12
Zinn 653* 8 (1,24 %) 19
Endymion, Praseodym 37 gering 10
Dysprosium, Terbium 2 gering 0,5
Schätzungen nach BGR; Zahlen gerundet;
* Bergwerksförderung und Raffinadeproduktion zusammengefasst Quelle: DERA 2016, S. 185 / Tabelle: Eigene Darstellung
183. Rohstoffe für die Energiewende
Foto: Fotolia/©mario beauregard
Weltweit kann die Recyclingquote bei Metallen noch stark ausgebaut werden.
sollen, zum Beispiel Europa und vor allem Deutschland, abgeleitet und bezeichnet den Zeitpunkt, zu dem die
weitaus höher sein als im globalen Vergleich. Ein Blick Extraktionsmengen der mineralischen Rohstoffe aus der
auf die Prognosen des Silberkonsums verdeutlicht dies: Erdkruste das Maximum erreichen. Danach sinken die
Bereits 2018 sollen zwei Drittel des weltweiten Silberkon- Abbaumengen wieder, sofern nicht neue Technologien
sums auf die Photovoltaikbranche zurückzuführen sein.68 das rentable Erschließen neuer Rohstoffvorräte ermögli-
Mit der Verfügbarkeit von Rohstoffen für die Energie- chen. Der genaue Zeitpunkt des „Peak Metal“ ist schwer
wende befassen sich einige Forschungsinstitute intensiv, zu schätzen, da sich die Extraktionskosten ändern und
beispielsweise das Fraunhofer-Institut für Solare Energie- sich die Technologie weiterentwickelt. So werden heute
systeme (ISE), Max-Planck-Institut oder die Universität durch bessere Technik Vorkommen in entlegenen Regio-
Augsburg. Die zentrale Frage lautet: Reichen die Metalle nen ausgebeutet, die früher noch nicht rentabel genutzt
für unsere Zukunft beziehungsweise bis wann reichen sie? werden konnten.70 Zudem variiert dieser Zeitpunkt sehr
Die tatsächliche Verfügbarkeit von metallischen Roh- stark je nach Rohstoff.
stoffen hängt von diversen Faktoren ab. Wichtig sind die Abhilfe könnte aber durch eine höhere Recyclingquote
geologische Verfügbarkeit, soziale Beschränkungen oder einzelner Rohstoffe geschaffen werden. Obwohl bereits
die politische Situation in einer Bergbauregion oder ei- heute schon ein beträchtlicher Teil an Rohstoffen wie-
nem Land. Außerdem sind für den Rohstoffabbau und derverwertet wird, kann die Recyclingquote bei Metallen
die Weiterverarbeitung die Gesetzgebung, Umweltaufla- noch enorm ausgebaut werden: Bis zu 99 % der Metalle
gen und ökonomische Faktoren wie die Rentabilität zu sind potenziell recycelbar. So könnte ein Großteil der für
beachten. Zusätzlich erfordert die Extraktion von Rohstof- die Energiewende benötigten metallischen Rohstoffe si-
fen ein gewisses Know-how und entsprechende Technik. chergestellt werden, wenn diese durch Wiederaufberei-
Ein letzter bestimmender Faktor für die Verfügbarkeit von tung erneut in den Rohstoffkreislauf eingeführt werden.
metallischen Rohstoffen liegt in den Recyclingkapazi- Laut Europäischer Kommission und dem Öko-Institut gibt
täten und Materialineffizienzen.69 Darüber hinaus ver- es einige strategische Rohstoffe, für die in Zukunft ein
braucht das Recycling von Metallen weniger Energie als Verfügbarkeitsrisiko besteht. Dazu gehören unter ande-
die Gewinnung von Primärrohstoffen. rem Gallium, Germanium, Graphit, Indium, Kobalt, Mag-
Um im Zusammenhang mit den mineralischen Roh- nesium, Niobium, Platin, Tantal, Wolfram und die Sel-
stoffen für die Endlichkeit zu sensibilisieren, sprechen tenen Erden (Yttrium, Lanthan und Scandium).71 Einige
Forscher/-innen von einem „Peak Minerals“ oder „Peak Studien gehen sogar davon aus, dass Vorkommen von
Metal“. Der Terminus wird von dem Begriff „Peak Oil“ strategischen Rohstoffen wie Indium, Blei oder Tantal in
19Rohstoffe für die Energiewende – Menschenrechtliche und ökologische Verantwortung in einem Zukunftsmarkt
Deutschland und seine Rohstoffabhängigkeit
Deutschland gehört zu den Nationen mit dem größ- Zu den wichtigsten Erzen und Metallen gehören
ten Ressourcenverbrauch. Gleichzeitig ist das Tech- Eisenerz, Kupfer, Bauxit, Gallium, Germanium, Graphit,
nologieland aber auch bei metallischen Rohstoffen Indium, Kobalt, Magnesium, Niobium, Platin, Tantal,
zu 100 % importabhängig. Schon seit etlichen Jahren Wolfram und Seltene Erden.
bemüht sich die Bundesregierung, die Versorgung an Hierbei ist Deutschland als Metallimporteur stark von
Bodenschätzen langfristig zu sichern – unter anderem Entwicklungs- und Schwellenländern wie China, Peru,
über Rohstoffpartnerschaften mit ausgewählten Län- Brasilien, Chile, Argentinien, Südafrika, Guinea etc.
dern sowie Handels- und Investitionsschutzabkom- abhängig. Bei manchen Rohstoffen gibt es eine gewis-
men der EU. 2015 importierte Deutschland metalli- se Diversifizierung, bei anderen eine starke Abhängig-
sche Rohstoffe im Wert von circa 49,7 Milliarden Euro. keit, zum Beispiel von China bei Seltenen Erden.
Tabelle 2: Importmengen nach Deutschland und Hauptherkunftsländer ausgewählter Metalle, 2015
Importmengen 2015 Hauptherkunftsland (Anteil Weiter wichtige Herkunftsländer
Metalle
in Tonnen an Gesamtimport in %) (Anteil an Gesamtimport in %)
Rohstahl 4,2 Mio. Brasilien (56 %) Kanada (16 %)
Kupfer 1,2 Mio. Peru (24 %) Chile (23 %), Brasilien (21 %)
Aluminium 2,8 Mio. Guinea (92 %)
Chrom 8.425 Mexiko (49 %) Argentinien (42 %)
Nickel 245 China (94 %)
Quellen: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/164506/umfrage/deutscher-export-und-import-
im-1-halbjahr-2010-nach-gueterabteilungen (Text), BGR 2016; Eigene Darstellung (Tabelle)
den nächsten Jahrzehnten erschöpft sein könnten, wenn benden Industrienationen – China, Indien oder Brasilien
der globale Konsum mit der heutigen Geschwindigkeit – mehr denn je daran interessiert, sich einen Anteil an
weiterwächst.72 den weltweit noch vorhandenen Rohstoffreserven und
Unter der Annahme, dass für die Energiewende gro- -ressourcen zu sichern.
ße Mengen an mineralischen Rohstoffen in Form von Bei der Suche nach neuen Lagerstätten rücken die
Metallen nötig sind, kann „Peak Metal“ folglich die Entwicklungs- und Schwellenländer verstärkt in den Fo-
Entwicklung zu einer „Low carbon society“ tatsächlich kus nationaler und transnationaler Rohstoffkonzerne. In
erschweren bis verhindern, wenn diese nicht verfüg- vielen dieser Länder gibt es noch unerschlossene Lager-
bar sind.73 stätten, außerdem sehen die dortigen Regierungen den
Rohstoffreichtum als ein Entwicklungspotenzial an, das
es zu nutzen gilt. Daher erhalten Konzerne in solchen
3.3.2. Mehr Bergbau – auch für die Staaten relativ rasch und kostengünstig Bergbaulizen-
Energiewende zen. So werden in vielen armen und ärmsten Ländern in
Die steigende Nachfrage nach Rohstoffen, auch für die Lateinamerika, Asien und Afrika mehr und mehr Lizen-
Energiewende, setzt einen globalen Trend fort, der schon zen zum Abbau von Erzen vergeben, ein Trend, der sich
seit der Jahrtausendwende anhält: mehr Bergbau. Da auch in Zukunft fortsetzen wird.
nicht alle Länder natürliche Rohstoffvorkommen in aus- Das Problem ist aber: Zu oft ist der Rohstoffabbau in
reichender Menge besitzen, müssen diese ihren Bedarf diesen Ländern mit schweren Menschenrechtsverlet-
über Einfuhren decken. Schon seit Jahren sind deshalb zungen, ökologischen Schäden und sozialen Konflikten
sowohl die großen Industrieländer als auch die aufstre- verbunden.
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