Egal wo du bist, ein Dauermagnet ist irgendwo in deiner Nähe. Die auch Permanentmagnete genannten Bauteile finden sich in zahlreichen elektronischen Anwendungen, etwa in Lautsprechern, Laptops oder Kühlschränken.
Auch für die Energiewende sind sie unverzichtbar. Besonders die Windturbinen auf See bringen sie zum Drehen, da sie dort zum Stromerzeugen gebraucht werden.
Und während die Magnete in Lautsprechern und Co eher klein sind, sind die Dauermagnete hoch oben in den Windkraftanlagen riesig und wiegen um die 100 Kilogramm.
Das macht die Magnete und damit die darin enthaltenen seltenen Erden plötzlich zu einem strategischen Rohstoff für die Energiewende.
Denn in den Permanentmagneten sind unter anderem Neodym und Dysprosium enthalten – zwei metallische chemische Elemente, die aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften in Hochleistungsmagneten verwendet werden.
Ein Großteil dieser seltenen Erden wird derzeit aus China geliefert. Darüber hinaus kommen aus dem ostasiatischen Land auch 90 Prozent des EU-Bedarfs an fertigen Permanentmagneten.
China verstärkt Exportkontrolle über einige wichtige Metalle
Im April hat China einige dieser seltenen Erden auf seine Exportkontrollliste gesetzt. Seitdem herrscht ein internationales Wettrennen um den Zugriff auf alternative Lieferquellen. Das Rennen betrifft entsprechend auch die erneuerbaren Energien.
Um den Windkraftausbau der EU von den chinesischen Zulieferungen unabhängiger zu machen, legten die europäische Windindustrie und das Bundeswirtschaftsministerium Anfang August eine "Roadmap für Permanentmagnete" vor.
Dieser Fahrplan soll bewirken, dass die EU den Anteil chinesischer Permanentmagnete und seltener Erden reduziert.
"Es gilt, einseitige Abhängigkeiten zu vermindern, um unser Energiesystem somit sicherer zu gestalten", erläutert Bärbel Heidebroek, die Präsidentin des Bundesverbands Windenergie.
Konkret sollen 2030 schon 30 Prozent und 2035 sogar die Hälfte der Permanentmagnete aus sogenannten "resilienten" Quellen kommen. Für belastbar halten Wirtschaftsministerium und Windindustrie eine Herkunft aus nichtchinesischen Ländern oder aus der Wiederverwertung.
Ein weiteres Ziel: 2029 will die EU mindestens fünf Prozent und ab 2030 gut ein Drittel des Bedarfs an seltenen Erden ebenfalls aus resilienten Quellen beziehen.
Von null auf 30 Prozent in fünf Jahren?
Für Martin Erdmann von der Bundesanstalt für Geowissenschaft und Rohstoffe (BGR) ist zumindest das Ziel realistisch, 2029 fünf Prozent der seltenen Erden aus nichtchinesischen Quellen zu beziehen. Die Metalle könne man dann aus Ländern wie Australien, Südafrika oder Malaysia importieren.
Das 30-Prozent-Ziel für 2030 bei den Permanentmagneten hält Erdmann hingegen für "deutlich ambitionierter".
Seine Begründung: Auch die internationale Konkurrenz will sich von den chinesischen Lieferungen unabhängig machen. Beispielsweise investieren die USA derzeit stark in den internationalen Markt, was die Preise für seltene Erden und Permanentmagnete heben könnte. Auf dem Weltmarkt müsse sich die EU entsprechend durchsetzen.
Dabei werden international nicht unbedingt zu wenig seltene Erden gefördert. Tatsächlich wird heute ohnehin schon rund ein Drittel der Metalle außerhalb Chinas abgebaut.
"Doch bei der Weiterverarbeitung der seltenen Erden wird es ziemlich eng", gibt Geowissenschaftler Erdmann zu bedenken.
Denn ähnlich wie schon bei der Photovoltaik hat China es strategisch geschafft, die ganze weitere Wertschöpfungskette nach dem Bergbau sehr stark auf sich zu konzentrieren, bestätigt Matthias Buchert vom Öko-Institut in Darmstadt.
Genau in diesen Schritten steckt das für die Nutzung seltener Erden eigentlich relevante Know-how.
"In Chinas Produktion ist alles aus einem Guss"
Und während diese Technologie in Europa und weiteren Ländern nur vereinzelt existiert, ist in der chinesischen Produktion, wie Nachhaltigkeitsexperte Buchert sagt, alles "aus einem Guss". Deshalb könne das Reich der Mitte im Gegensatz zu Europa auch schon problemlos die riesigen Dauermagnete für Windkraftanlagen und Co produzieren.
"Während es in China bereits tausende Fachleute dafür gibt, haben wir zu wenig spezialisiertes Personal. Da muss an den Unis und Forschungsinstituten noch neu ausgebildet werden", ergänzt Buchert.
Auch Martin Erdmann von der BGR rät der EU, sich auf die Aufbereitung zu konzentrieren.
Langsam erarbeitet sich die EU diese Expertise. Beispielsweise steht im estnischen Narva eine solche Anlage. Dort bereiten die Forscher:innen und Entwickler:innen seltene Erden auf und produzieren daraus Permanentmagneten.
Eine weitere solche Verarbeitungsanlage mit EU-Finanzierung steht in Polen. Sie heißt "Polawi" und soll Material aus Malawi erhalten und weiterverarbeiten.
"Diese Verarbeitungs-Kette bis 2030 auszubauen ist auch ambitioniert, aber hier halte ich es noch eher für irgendwie realistisch, mit entsprechender Finanzierung und Abnahmeverträgen in den industriellen Maßstab einzusteigen", bemerkt Mineraloge Erdmann.
Bisher führten die Firmen allerdings nur Pilotprojekte durch. Was fehlt, ist der Hochlauf zum industriellen Maßstab. "Das ist die wahre Herausforderung", so Erdmann.
Auch recycelte Dauermagnete, besonders aus Windkraftanlagen, gelten laut der Roadmap als eine resiliente Alternative zu den Lieferungen aus China.
Es gibt deshalb Bestrebungen, Neodym und Co aus den Magneten zu holen, um daraus wieder neue Magnete herstellen zu können. Beispielsweise existiert in Frankreich eine entsprechende Firma.
"Das ist auch möglich", sagt Erdmann. "Wenn man die Windanlagen austauscht, nach so 20 bis 25 Jahren, dann lassen sich die Magnete verhältnismäßig gut recyceln."
Doch mindestens bis dahin wird die EU sich wohl noch eigenständig um seltene Erden und Permanentmagnete für ihre Windindustrie kümmern müssen.
Ob die Ziele der Roadmap dann erreicht werden oder nicht: Für Matthias Buchert sind sie ein sinnvoller Anreiz, um den Windkraftausbau von chinesischen Zulieferungen unabhängig zu machen.
Andererseits zeigt sich der Vorteil der regenerativen gegenüber den fossilen Energieförderungsmethoden. Zwar benötigt man die Permanentmagnete, aber eben nur ein Mal und wenn z. B. ein Repowering ansteht, ist der Permanentmagnet noch da und kann immerhin rezykliert werden. Wenn man dafür sorgen würde, dass der Energieverbrauch nicht ständig steigt, wäre an irgendeinem Punkt die energetische Konversion weitgehend abgeschlossen und würde der Bedarf an neu geschürften selten Erden nur mehr bescheiden sein. Aber eben...