Elektroautos - Seltene Erden zerstören Ökobilanz?

Immer wieder hört man davon, dass der Anteil seltener Erden in Elektroautos sehr hoch ist. Dies ist eines der Hauptargumente derjenigen, die das Elektroauto langfristig nicht für die beste Lösung halten. So wird zum Beispiel behauptet, dass seltene Erden nicht in ausreichender Menge zur Verfügung stehen und es allein dadurch schon keine „Lösung für alle“ geben kann. Aber ist der Verbrauch nicht bereits jetzt schon sehr hoch – und zwar ohne Elektroautos? Sind in Elektroautos überhaupt mengenmäßig mehr dieser Elemente verbaut? In diesem Artikel möchte ich darauf eingehen, was seltene Erden sind, wo sie genutzt werden und was sie in Elektroautos zu suchen haben.

Inhaltsübersicht

Was sind seltene Erden?

Zunächst müssen wir klären, was seltene Erden überhaupt sind. Bereits bei der Bezeichnung besteht Verwechslungsgefahr. So handelt es sich eben nicht um besonders seltene Erde, sondern um Metalle. Die Bezeichnung „seltene Erde“ ist wohl eher darauf zurückzuführen, dass diese Metalle selten konzentrierte Vorkommen aufweisen, wie das etwa bei einem Ölfeld oder bei Kohle der Fall ist. Stattdessen finden sich eher kleinere Mengen auf große Gebiete verstreut, was sowohl das Auffinden, als auch den Abbau erschwert.

Weitere Bezeichnungen

Der Begriff „seltene Erden“ wird wohl am meisten genutzt. Bei Wikipedia findet man unter diesem Suchwort den Artikel „Metalle der seltenen Erden“. Diese Bezeichnung ist schon deutlich präziser, weil es eben um die Metalle geht. Weitere Bezeichnungen sind „Seltenerdmetalle“ oder auch „seltene Erdelemente“ (engl. rare earth elements). Viele Begriffe sorgen für viel Verwirrung. Aus diesem Grund wollte ich die Begrifflichkeit kurz klären. Oftmals liest man nämlich Konträres zu den unterschiedlichen Bezeichnungen. Daher sollte man schon wissen, dass es sich um dieselben Dinge handelt.

Beispiele seltener Erden

Schauen Sie sich dazu am besten das Periodensystem an. Die Elemente der 3. Nebengruppe gehören zu den Seltenerdmetallen. In der folgenden Grafik sind sie fett hervorgehoben.

Periodensystem der Elemente Metalle der Seltenen Erden – seltene Erden

Von Soluvo (Diskussion) (originally created by Julian Claus) – , CC BY-SA 3.0, Link

Vorkommen seltener Erden

Sind die Seltenerdmetalle wirklich so selten, wie ihr Name suggeriert? Die Frage ist nicht so einfach zu beantworten. Das hängt nämlich maßgeblich von der Menge ab, die eine Gesellschaft benötigt. Diese in Relation zum bekannten Vorkommen lassen erst darauf schließen, ob etwas selten ist oder nicht. Vor allem dann, wenn man teuer mit selten zusammenbringen möchte. Letztlich kann man also auch am Preis ablesen, ob etwas selten und damit teuer ist. Gold ist auch nur deswegen so wertvoll, weil die Nachfrage entsprechend hoch ist und nicht nur, weil es vergleichsweise selten ist.

Größte bekannte Vorkommen

Das Gesamtvorkommen wird auf 140.000.000t geschätzt. Davon sollen 55.000.000t in China liegen, was den größten Anteil ausmacht. Aus diesem Grund ist China auch mit Abstand größter Förderer von Seltenerdmetallen. Auf Platz 2 steht Brasilien mit geschätzten 22.000.000t, gefolgt von Russland mit 19.000.000t. Ist das nun viel oder viel zu wenig? An dieser Stelle hätte ich gerne einige Vergleiche aufgestellt. Zum Beispiel wie viel von diesen Elementen in einem Smartphone oder in einem Elektromotor stecken. Mit den nackten Zahlen kann man nicht viel anfangen, doch leider habe ich keine Quellen gefunden, die das etwas greifbarer zeigten.

Nachfrage

Die Nachfrage ist über die letzten Jahre angestiegen. Doch das lag und liegt nicht an der zwar größeren, aber immer noch sehr kleinen Popularität der Elektroautos. In jedem kleinen Gerät werden diese Elemente gebraucht. Und aufgrund der Tatsache, dass neben herkömmlichen Computern und Laptops immer mehr Kleinstgeräte nachgefragt wurden und werden, muss die Nachfrage nach seltenen Erden automatisch mit ansteigen. Smartphones, Tablets und Smartwatches haben sich leider nun mal zu regelrechten Wegwerfartikeln entwickelt.

Einsatz von Seltenerdmetallen

Betrachtet man die Einsatzgebiete von seltenen Erden, wird man feststellen, dass sie aus unseren aktuellen Techniken praktisch nicht wegzudenken sind. Interessanterweise rücken sie erst jetzt in den Fokus, obwohl sie schon lange Jahre in großen Mengen verwendet werden.

Beispiele

Element	Kategorie	Beispiele
Scandium, Yttrium, Europium, Erbium, Thulium	Beleuchtung	Laser, Röntgentechnik, LEDs, LCD, Leuchtstofflampen
Neodym, Samarium, Praseodym, Dysprosium	Magnete	Dauermagnete, Flugzeugmotoren, Elektromotoren, Windkraftanlagen, Festplatten, Kopfhörer, Lautsprecher, Kompass
Lanthan, Cer	Verschiedenes	Nickel-Metallhydrid-Akkus (Elektro-/Hybridakkus, Laptops, Smartphones), Katalysatoren, Rußpartikelfilter, Brennstoffzellen, Optik

Seltene Erden im Elektroauto

Gibt es Seltenerdmetalle im Elektroauto? Die kurze Antwort ist ja. Der obigen Tabelle entnehmen wir, dass in vielen Technologien seltene Erden genutzt werden. Gibt es denn Unterschiede bei den verschiedenen Herstellern? Hier lautet die kurze Antwort ebenfalls ja, denn es werden verschiedene Motoren und Akkus verwendet.

Tesla

Tesla verwendet nach eigenen Angaben keine seltenen Erden in den Elektromotoren. Das liegt daran, dass Tesla so genannte Asynchronmaschinen nutzt, die ohne Permanentmagneten und damit ohne Neodym auskommen. Dies unterscheidet die Fahrzeuge von denen der deutschen und anderen Herstellern, die überwiegend mit Synchronmaschinen betrieben werden. Bei meiner Recherche ist mir aufgefallen, dass es gar nicht einfach ist herauszufinden, welche Art Motoren in den jeweiligen Fahrzeugen verbaut sind. Die simple Angabe „Elektromotor“ reicht leider nicht, wenn man etwas genauer nachhaken möchte.

Fazit

In allen Elektrofahrzeugen befinden sich seltene Erden. Genauer gesagt findet man in ALLEN Fahrzeugen seltene Erden. Die Menge zusätzlicher Seltenerdmetalle lässt sich aber reduzieren, indem Asynchronmotoren und Lithium-Ionen-Akkus, statt NiMH-Akkus, genutzt werden. Ich habe leider überhaupt keine genauen Angaben zu verwendeten Mengen gefunden. Wenn Sie eine gute Quelle haben, würde mich diese sehr interessieren. Interessant wäre zum Beispiel ein Vergleich Tesla Model S vs. Mercedes-Benz S-Klasse (oder andere) hinsichtlich der Menge an seltenen Erden. Ich bin mir ziemlich sicher, dass die sich nicht groß voneinander unterscheiden würden.