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September 20, 2017
In seinem ersten Tesla Motors Masterplan schrieb Elon Musk: „Der übergeordnete Zweck von Tesla Motors (und der Grund, warum ich das Unternehmen finanziere) ist es, den Übergang von einer Kohlenwasserstoff-Wirtschaft zu einer solarelektrischen Wirtschaft zu beschleunigen, die ich für die primäre, aber nicht ausschließliche, nachhaltige Lösung halte.“
Nur etwas mehr als ein Jahrzehnt später sieht es so aus, als ob diese nachhaltige Lösung in greifbare Nähe gerückt ist – der Einsatz von Solarenergie boomt, und Tesla ist führend bei der Verbreitung von Elektrofahrzeugen, die mit erneuerbar erzeugten Elektronen betrieben werden können.
Aber während saubere Energie floriert, haben die Lösungen von Elektrofahrzeugunternehmen und Batterieherstellern viel mehr mit Bergbau zu tun, als Musks Manifest vermuten lässt. Obwohl die explosionsartige Zunahme von Elektrofahrzeugen und Energiespeichern es den Ländern ermöglichen wird, sich auf weniger kohlenstoffintensive Energie zu verlassen, hinterlässt die Gewinnung wesentlicher Bestandteile für die Herstellung kostengünstiger Lithium-Ionen-Batterien in der Regel ökologische und menschliche Verwüstungen.
Industrieführer sind der Lösung näher gekommen, wie man Energie speichern und Autos ohne fossile Brennstoffe in großem Maßstab betreiben kann, aber sie fangen gerade erst an, sich mit den moralischen Implikationen einer sauberen Energieindustrie auseinanderzusetzen, die von den hässlichen Wahrheiten der Kinderarbeit und Umweltverschmutzung unterstützt wird.
„Es ist ein interessanter Fall, bei dem die Vorteile der Umstellung auf grüne Technologie in einigen Fällen aufgewogen werden, wenn man die Minenproduktion betrachtet“, sagte Stefan Sabo-Walsh, Leiter der Rohstoffforschung bei Verisk Analytics.
Das Lithium-Dreieck
Australien und Südamerika, insbesondere das „Lithium-Dreieck“ Argentinien, Chile und Bolivien, dominieren derzeit 80 bis 90 Prozent der Lithium-Produktion, so James Whiteside, ein leitender Berater im Metall- und Bergbau-Beratungsteam von Wood Mackenzie.
Die südamerikanische Produktion stützt sich auf Solen, die aus den Tiefen der Erde gewonnen werden. An den Solestandorten wird das salzhaltige Wasser über große Flächen in einer Tiefe von einigen Metern ausgebreitet und monatelang verdunsten gelassen. Von Teich zu Teich steigert sich die Konzentration des Lithiums langsam, bis es vom Rest der Sole getrennt werden kann. Das Rohlithium wird dann zu Lithiumchlorid verarbeitet, das in Anwendungen wie Batterien verwendet wird. In Australien konzentrieren sich die Rohstoffproduzenten auf den energie- und kostenintensiveren Hartgesteinabbau, bei dem das Lithium aus dem Gestein herausgebrochen wird.
Im Jahr 2016 stieg die Lithiumproduktion um 16 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Australien produzierte den größten Teil davon, 14.300 Tonnen, von denen ein Großteil zur Verarbeitung nach China verschifft wird.
Der sogenannte „Rausch des weißen Goldes“ hat es den Batterieherstellern ermöglicht, die Produktion zu steigern und Pläne für Gigafabriken in der Pipeline zu halten. Aber die Ergebnisse waren nicht so positiv für indigene Völker wie die Atacama-Gemeinde in Südamerika, was zu Protesten mit handgeschriebenen Schildern führte, auf denen stand: „Wir essen keine Batterien“, wie die Washington Post berichtet.
Die indigenen Völker im Lithium-Dreieck machen sich Sorgen, dass die hohen Mengen an Wasser, die für die Lithiumproduktion benötigt werden – bis zu einer halben Million Gallonen pro Tonne – die ohnehin schon begrenzten Wasservorräte in den trockenen und von Dürre geplagten Gebieten, in denen sich die Solenstandorte befinden, verringern könnten. Diese Bedenken haben Proteste gegen die Ausbeutung der Ressourcen durch große Unternehmen ausgelöst. Im Jahr 2012 forderten 33 indigene Gemeinschaften vor dem Obersten Gerichtshof Argentiniens eine Anhörung zur Lithiumentwicklung.
„Wir wissen nicht, welche Schäden entstehen könnten“
Helle Abelvik-Lawson, Doktorandin und Forscherin an der University of Essex, die sich mit den Auswirkungen des Lithiumabbaus in Bolivien und Argentinien befasst, sagte, dass viele – aber nicht alle – Gemeinden lernen, mit den Aktivitäten und der Entwicklung zu leben, die die Bergbauunternehmen mit sich bringen, weil sie auch Arbeitsplätze schaffen. „
Das Wichtigste ist, dass die Gemeinden, wenn sie diese massive Industrie haben werden, daran beteiligt werden wollen“, sagte sie.
Aber es gibt auch Gemeinden, sagte sie, „die strikt dagegen sind“
Die derzeitigen Auswirkungen des Lithiumabbaus in kleinem Maßstab sind laut Abelvik-Lawson relativ gering. Aber wenn die Nachfrage in die Höhe schießt, könnte sich das ändern, je nachdem, wie die Unternehmen ihre Produktion steigern. „Es gibt Bedenken“, sagte sie. „Sobald sich die Produktion vervielfacht, kann man nicht sagen, welche Schäden in großem Maßstab entstehen könnten.“
Brinenstandorte verbrauchen in der Regel wenig Energie, da die Sonne das Lithium aus den Becken verarbeitet. Whiteside sagte jedoch, dass der jüngste Anstieg der Nachfrage in den letzten drei bis sechs Monaten dazu geführt hat, dass das Erz direkt von den Abbaustätten nach China verschifft wird. Um den Prozess zu beschleunigen, wird mehr Rohmaterial verschifft, bevor es konzentriert wird.
„Das bedeutet, dass der Energieverbrauch für den Transport viel höher ist – etwa dreimal so hoch“, sagte Whiteside. „
Batterien auf Lithiumbasis benötigen auch Rohstoffe wie Kobalt, Nickel und Graphit, die die Lieferkette weiter verkomplizieren. Ungerechtigkeiten bei der Gewinnung von Kobalt sind gut dokumentiert. Über 20 Prozent der Exporte aus der Demokratischen Republik Kongo, dem weltweit größten Produzenten, stammen aus unregulierten handwerklichen Minen, in denen häufig Kinder beschäftigt sind. Bei Rohstoffen wie Nickel und Graphit haben die Erzeugerländer mit der Verschmutzung des Wassers und der Abholzung der Wälder zu kämpfen.
Die Skalierung und Massenproduktion von Lithiumbatterien ist komplex, aber die Menschenrechts- und Umweltprobleme bei ihrer Herstellung machen sie für Hersteller und Endverbraucher noch schwieriger. Das Rohmaterial stammt aus Minen auf der ganzen Welt, und es ist nicht immer einfach, seine Herkunft zu bestimmen. Für Unternehmen, die mit ethischen Markenprodukten wie Elektroautos und Solar-plus-Speicher hausieren gehen, wird es notwendig sein, eine bessere Wahl zu treffen, da der Batterieverbrauch weiterhin explodiert – oder sie riskieren Rückschläge.
Der Batterieboom
Nach Angaben von Bloomberg New Energy Finance wird sich die weltweite Batterieherstellungskapazität bis 2021 auf mehr als 278 Gigawattstunden pro Jahr verdoppeln. Es wird erwartet, dass Lithium-Ionen-Batterien im selben Jahr um 43 Prozent billiger sein werden.
Während die Hersteller alternativer Batterien in den letzten Jahren versucht haben, den Lithium-Modellen den Rang abzulaufen, war dies ein verlorener Kampf, zum Teil wegen der Einfachheit und Flexibilität der Technologie. Schockierend niedrige Preise für Lithiumbatterien werden der Hauptfaktor für die Dominanz dieser Technologie in der Zukunft bleiben – solange die Hersteller Lithium nachliefern können.
Das Verhältnis zwischen Reserven und Produktion von Lithium (die verbleibende Menge einer nicht erneuerbaren Ressource, ausgedrückt in Zeit) liegt im Hunderterbereich, während es bei den meisten abgebauten Rohstoffen im Zehnerbereich liegt“, sagte Whitehouse. „
„In den nächsten zehn Jahren gibt es definitiv genug Lithium“, fügte er hinzu. „Die Frage ist, wie lange es dauern wird, bis diese Quellen in Betrieb genommen werden.“
Die Besorgnis rührt nicht von den bekannten Reserven her, von denen es reichlich gibt. Whiteside, der an einer Wood Mackenzie-Studie über den Lithiummarkt arbeitet, beschreibt, dass die Angebots- und Nachfragekurve von Lithium einem traditionellen Weg folgt. Obwohl die Batteriepreise neue Tiefststände erreichen, steigen die Preise (derzeit um die 12.000 Dollar pro Tonne), und die Nachfrage steigt. Um diese Nachfrage zu befriedigen, haben die Hersteller Projekte in aller Welt geplant. Da die Gewinnung von Lithium jedoch so zeitaufwändig ist und viele dieser Projekte erst in einigen Jahren abgeschlossen sein werden, wird die hohe Nachfrage und das begrenzte Angebot laut Whitehouse vorerst anhalten.
„Es wird Zyklen auf dem Markt geben“, fügte er hinzu. „Ich bin sicher, dass der Markt irgendwann in ein Überangebot übergehen wird, einfach aufgrund der Anzahl der Projekte, die entwickelt werden.“
Aber im Moment sind die Batteriehersteller hungrig nach allem Lithium, das sie bekommen können. Die Suche nach ethisch vertretbar abgebautem Lithium wird wahrscheinlich nur die Nachfrage und die Preise erhöhen.
Ein anderer Weg nach vorn
Es gibt andere Möglichkeiten, die Lithiumproduktion auszuweiten, ohne sich auf die fragwürdigen Arbeits- und Umweltpraktiken zu verlassen, die heute im Lithiumabbau üblich sind.
Unternehmen wie MGX Minerals mit Sitz in Kanada arbeiten daran, zugängliche und wenig genutzte Lithiumlagerstätten zu finden. Seit 2016 testet MGX ein Nanofiltrationssystem, das hochspezialisierte Membranen einsetzt, um Lithium passiv aus dem Abwasser zu filtern. Laut CEO Jared Lazerson gewinnt das MGX-System 70 Prozent des Lithiums zurück und benötigt dafür nur einen Tag statt des üblichen monatelangen Zeitrahmens.
Bislang ist MGX Partnerschaften mit Unternehmen wie Canadian Natural Resources Limited in Alberta eingegangen und arbeitet an einer kommerziellen Anlage, die 7.500 Barrel Abwasser pro Tag verarbeiten und eine beträchtliche Menge Lithiumkarbonat-Äquivalent liefern könnte.
Das Verfahren von MGX reinigt das Wasser, das bei der herkömmlichen Ölförderung anfällt, und bringt einen Ertrag. Ein attraktiver Nebeneffekt könnte darin bestehen, dass traditionelle Energiekonzerne mit ins Boot geholt werden.
„Die Ölkonzerne sind in ihrem Denken sehr, sehr traditionell, aber sie beobachten, was vor sich geht“, sagte Lazerson. „
Was die Rechenschaftspflicht im traditionellen Bergbau betrifft, so wird dies wahrscheinlich von den Unternehmen und Unternehmenskoalitionen übernommen, so Sabo-Walsh. Er sagte, dass die Beispiele der Vergangenheit im Zusammenhang mit den Konfliktmineralien Gold, Wolfram, Zinn und Tantal, die durch das Dodd-Frank-Gesetz reguliert werden, Lehren für branchenweite Partnerschaften im Hinblick auf den Austausch von Informationen über die Praktiken der Zulieferer, Bewertungsfragebögen und Umweltrankings enthalten könnten. Die Überlegung, wohin Lithium nach seiner Verwendung gelangt, könnte die Hersteller auch dazu veranlassen, sich mehr Gedanken über den Produktionsprozess zu machen.
„Die Automobilunternehmen müssen sich darüber unterhalten und planen, wie die Lithium-Ionen-Batterien am Ende ihrer Nutzung aussehen werden“, sagte Whiteside. „Das ist etwas, was viele Automobilunternehmen nicht einmal in Betracht ziehen.“
Schließlich müssen die Unternehmen bei der Erhöhung der Produktion die Rechenschaftspflicht über die gesamte Lebensdauer einer Batterie einbeziehen. Obwohl die weltweiten Lithiumvorräte ausreichen werden, um eine groß angelegte Speicherrevolution in Gang zu setzen, sind die derzeitigen Kosten alles andere als vernachlässigbar.
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