Kupfer spielt bei der Herstellung von Elektroautos eine große Rolle. Der Rohstoff wird für die Antriebsmotoren und ihre Verbindung mit dem Akkumulator benötigt. Das Ziel der Bundesregierung, bis 2020 eine Million E-Fahrzeuge auf den Markt zu bringen, erhöht die Nachfrage nach Rohstoffen wie Kupfer, Neodym und Nickel. Aber reicht die geologische Verfügbarkeit dieser Rohstoffe für den gewünschten Ausbau der Elektromobilität überhaupt aus? Dieser Frage geht das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) im Rahmen des Projekts Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität (FSEM) nach. Derzeit glauben die Forscher, dass für Kupfer weltweit ausreichend große Vorkommen vorhanden sind.
Die Wissenschaftler untersuchten dazu den Verbrauch der geologischen Ressourcen von Kupfer bis 2050. Dabei wurden alle Anwendungen des Kupfers einbezogen, vor allem jene für die Elektromobilität. „Unser Ergebnis ist, dass die Kupfernachfrage durch die Entwicklung der Elektromobilität nur wenig beeinflusst wird. Selbst wenn wir einen 85-prozentigen Marktanteil von Elektrofahrzeugen bei den Neuzulassungen haben sollten, beansprucht dieser Sektor im Jahre 2050 nicht mehr als 21 % der kompletten weltweiten Kupfernachfrage. Bei moderateren Wachstumsannahmen sogar nur 14 Prozent“, fasst Projektleiter Prof. Martin Wietschel die Ergebnisse der Forschungsgruppe zusammen. Die geologischen Vorräte an Kupfer sind seiner Meinung nach ausreichend, um die Nachfrage in allen Anwendungsbereichen in den nächsten Jahrzehnten zu decken.
Die geopolitischen Risiken seien bei Kupfer im Vergleich zu anderen Rohstoffen eher gering, glaubt der Wissenschaftler und begründet die Annahme damit, dass die Vorkommen auf viele Länder verteilt sind. „Die geologische Verfügbarkeit von Kupfer wird somit dem Ausbau der Elektromobilität und die Entwicklung der Weltwirtschaft auf absehbare Zeit nicht im Weg stehen“, so Wietschel.
Fraunhofer-Experte und Mitautor der Studie, Dr. Gerhard Angerer, weist aber auch darauf hin, dass die mit der heute verfügbaren Technik wirtschaftlich abbaubaren Kupferreserven Mitte der 30er Jahre des 21. Jahrhunderts erschöpft sein werden. Die Erschließung neuer Vorkommen und deren Abbau werde aber höhere Kosten verursachen. „Dies wird nicht ohne Auswirkungen auf den Kupferpreis bleiben“, warnt Angerer. Die Erschließung neuer Minen müsse zudem in den nächsten zehn bis 15 Jahren geplant werden, um eine kontinuierliche Versorgung der Weltwirtschaft mit Kupfer sicherzustellen.
Zusätzlich müsse das Recycling weltweit ausgebaut werden, um die geologischen Vorkommen zu schonen. Zwar hätten Deutschland und andere Industrieländer bereits hohe Einsatzquoten von Sekundärkupfer erreicht, in den Entwicklungsländern seien jedoch noch große Potentiale vorhanden.
Ein weiteres Mittel, um auf Versorgungsstörungen zu reagieren, sei der Ersatz von Kupfer durch andere Rohstoffe, so die Wissenschaftler. „Eine Alternative ist im Bereich der Telekommunikation auf Glasfaserkabel für Datenleitungen oder drahtlose Übertragungstechniken umzusteigen. Kupferrohre in der Wasserversorgung könnten zukünftig durch Kunststoff- oder verzinkte Stahlrohre in Wärmetauschern sowie, je nach Anwendung, durch Edelstahl, Titan oder Aluminium ersetzt werden“, schlägt Angerer vor.
Das Fraunhofer ISI will demnächst die Kapazitäten weiterer Rohstoff analysieren, die für die Elektromobilität von wesentlicher Bedeutung sind, darunter Neodym für Hochleistungsmagnete in Elektromotoren sowie Kobalt und Nickel für Kathodenwerkstoffe von Lithium-Ionen-Akkumulatoren.
Die Studie Kupfer für Zukunftstechnologien steht als kostenloser Download im Internet zur Verfügung.
(Fraunhofer ISI / ml)
