Seltene Erden: Warum sind sie so wichtig?

Seltene Erden sind eine Gruppe von 17 chemischen Elementen, die in vielen modernen High-Tech-Produkten zum Einsatz kommen. Dazu gehören:

• Smartphones

• LED-Lampen

• Magnete für Windkraftanlagen

• Elektrofahrzeuge

Man spricht auch von Metallen der Seltenen Erden, Seltenerdmetallen und Seltenen Erdelementen (SEE).

Zu den Seltenen Erden gehören folgende Elemente:

• Leichte Seltene Erden: Lanthan (Ordnungszahl 57), Cer (58), Praseodym (59) und Neodym (60).

• Schwere Seltene Erden: Scandium (21), Yttrium (39), Promethium (61), Samarium (62), Europium (63), Gadolinium (64), Terbium (65), Dysprosium (66), Holmium (67), Erbium (68), Thulium (69), Ytterbium (70) und Lutetium (71).

14 der 17 Seltenen Erden gehören zu der Gruppe der Lanthanoide, die für ihre hydrophoben Eigenschaften und eine hohe Abrieb- und Temperaturbeständigkeit bekannt sind. Hydrophob bedeutet, dass Wasser einen Stoff nicht auflösen oder benetzen kann.

Die Bezeichnung „Erden“ ist ein wenig irreführend, da es sich eigentlich um Metalle handelt. Diese Bezeichnung geht in die Zeit der Entdeckung der Seltenen Erden zurück. Damals hat man die Elemente zuerst in Mineralien gefunden und als Oxide gewonnen. Dabei ist Erden ein altes Wort für Oxide.

Zu dieser Zeit ging man auch davon aus, dass diese Erden besonders seltene Rohstoffe sind. Tatsächlich kommen sie allerdings relativ häufig vor. Cer ist zum Beispiel genauso verbreitet wie Nickel oder Kupfer. Selbst Thulium, das seltenste Element der Seltenen Erden, kommt häufiger vor als das wirklich seltene Metall Gold. Was allerdings tatsächlich rar ist, sind große Lagerstätten – insbesondere außerhalb von China. Der Abbau von Metallen der Seltenen Erden ist nämlich aufwendig und nicht unbedingt umweltfreundlich.

Seltene Erden sind aus unserem modernen Leben nicht mehr wegzudenken. Sie stecken in unseren Smartphones, Notebooks, Kopfhörern und Flachbildschirmen. Obwohl man sie nur in kleinsten Mengen benötigt, sind sie doch unverzichtbar. Seltene Erden finden beispielsweise Verwendung bei:

• Neodym ist ein wichtiger Bestandteil für besonders starke Magnete, die in Elektromotoren, Windkraftanlagen und Festplatten zum Einsatz kommen.

• Die moderne Touchscreen-Technologie haben wir Indium zu verdanken.

• Cer macht Autolacke und Scheiben widerstandsfähiger und wird in Auto-Katalysatoren verwendet.

• Diverse Seltene Erden bringen LEDs und Bildschirme zum Leuchten.

• Yttrium senkt den Benzinverbrauch von Autos und verlängert die Lebenszeit von Zündkerzen.

• Scadium, Neodym und Samarium helfen bei medizinischen Diagnoseverfahren (Röntgentechnik, Kernspintomografie).

Seltene Erden sind für viele Industriebereiche unverzichtbar und deshalb besonders begehrt. Das betrifft vor allem auch fortschrittliche Entwicklungen wie etwa erneuerbare Energie (zum Beispiel Windkrafträder) und Elektromobilität. Ohne Seltene Erden ist der Energiewandel und die Abkehr von fossilen Brennstoffen nicht möglich.

Aktuell fördert China über 90 Prozent der Seltenen Erden, was Deutschland und den Rest der westlichen Welt in eine gefährliche Abhängigkeit bringt. Da Metalle der Seltenen Erden gerade für progressive Entwicklungen so wichtig sind, forschen Wissenschaftler in diversen deutschen Instituten bereits daran, wie man Seltene Erden umweltschonender gewinnt und wie man fortschrittliche Technik ohne Seltene Erden ermöglicht. Ebenfalls besteht die Möglichkeit, Seltene Erden direkt in Europa zu fördern. Im Norden Schwedens entdeckte ein staatliches Bergbauunternehmen im Januar 2023 ein riesiges Vorkommen, in dem womöglich mehr als eine Million Tonnen Seltene Erden lagern.

Einerseits ist die chinesische Marktdominanz eine große wirtschaftliche Gefahr für Deutschland und Europa allgemein. Andererseits können mit dem Abbau von Seltenen Erden enorme Umweltschäden einhergehen – vor allem wenn Umweltauflagen fehlen oder missachtet werden.

In manchen Lagerstätten bedient man sich im Abbauprozess bestimmter Säuren, die Mineralanteile mit Seltenen Erden über Bohrlöcher aus dem Gestein schwemmen. So entsteht als Beiprodukt allerdings ein sehr giftiger Schlamm – und zwar in großen Mengen. Neben Säuren und Schwermetallen finden sich in diesem Giftschlamm auch radioaktive Bestandteile. Da die Bergbauunternehmen das Giftgemisch in künstlichen Teichen lagern, ist auch das Grundwasser in Kontaminierungsgefahr. Mit einer Fläche von 20 km2 liegt der größte Giftschlammsee der Welt in der Stadt Baotou in China und trägt den Spitznamen „Hölle auf Erden“, weil er alles Leben in nächster Nähe unmöglich macht.

Angesicht dieser Umstände ist es äußerst wichtig, dass Wissenschaftler neue Förderungsmethoden für Seltene Erden entdecken. Eine weitere Möglichkeit, Seltene Erden nachhaltig zu gewinnen, ist die Wiederverwertung von Altelektronik. Jedes alte Handy, das in einer Schublade schlummert, besteht zu einem kleinen Anteil aus den begehrten Seltenen Erdmetallen. Allerdings ist der Recycling-Prozess bisher sehr aufwendig und wirtschaftlich nicht rentabel. Deshalb wird bisher auch lediglich ein Prozent der Seltenen Erden durch Recycling-Methoden gewonnen.

Valcambi, ein Schweizer Goldproduzent, demonstriert, dass der Bergbau nicht zwingend ausbeuterisch sein muss. Das Unternehmen engagiert sich für Nachhaltigkeit im Goldabbau und bietet nachhaltige Goldbarren an. Das verwendete Gold stammt ausschließlich aus verantwortungsvoller und nachhaltiger Produktion, bei der kleingewerbliche Minenarbeiter das Gold unter Einhaltung der aktuellen Umweltschutzbedingungen fördern.

Einerseits sind die Seltenen Erden enorm wichtig für moderne Technologie, andererseits konnten sich die Materialien bisher nicht als Anlage durchsetzen. Seltene Erden zu kaufen ist demnach nicht empfehlenswert. Neben den Erden bleiben etablierte Edelmetalle wie Gold und Platin jedoch ein wichtiger Bestandteil bei der Fertigung von Technik – entsprechend ist es sinnvoll Goldbarren zu kaufen oder Platinbarren zu kaufen.