Metallrecycling: Eine neue Rohstoffquelle wird kartiert

27. Oktober 2009 von Lars Fischer in Technik

Wir haben kürzlich am Beispiel der Sondermetalle gesehen, dass Metallrecycling unerwartete Auswirkungen auf die Rohstoffversorgung hat. Doch das war erst der Anfang. Wenn Metalle systematisch und in großem Stil wiederverwertet werden, dann tritt die Zivilisation selbst als Lagerstätte auf den Plan. Dann nämlich wird jede Region, in der Metalle genutzt werden, zur potentiellen Rohstoffquelle.

Und genau wie bei den natürlichen Lagerstätten gibt es große regionale Unterschiede. Wo mehr Metall ist, fällt auch mehr zum Recycling an. Diesen Ansatz hat jetzt Jason Rauch aus Yale konsequent weiterverfolgt und eine Karte dieser menschengemachten Metallressourcen erstellt. Aufgeführt sind die bedeutendsten Industriemetalle Kupfer, Eisen, Zink und Aluminium.

Grundlage der Darstellung ist das Bruttosozialprodukt, da frühere Studien zeigten, dass der Metallverbrauch eines Landes recht gut mit seinem Wohlstand korreliert ist. Diese Daten übertrugen die Autoren auf eine hochaufgelöste (1°x1°) Karte des weltweiten Bruttosozialprodukts aus dem Jahr 1990, die mit aktuellen Länderdaten auf das Jahr 2000 hochgerechnet wurde. Um eine feinere Auflösung zu erhalten, verteilten die Autoren das in jeder Ein-Grad-Zelle enthaltene Metall gemäß der nächtlichen Beleuchtungshelligkeit in Satellitenbildern, die in früheren Studien als Proxy für das Einkommen verwendet wurde.

Das sind eine ganze Menge spekulativer Annahmen, allerdings reproduzieren die entstehenden Karten einige bekannte Daten recht gut. So zeigt sich, dass im Umland von Großstädten mehr Metall pro Einwohner verbaut ist als im Zentralbreich. Das ist nicht nur plausibel, sondern auch in älteren Detailstudien z.B. aus Südafrika belegt. Addiert man die so erhaltenen Metalle weltweit auf, erhält man eine Gesamtsumme, die weniger als 50% von Schätzungen auf der Basis weltweiter Fördermengen abweicht.

Trotz dieser ermutigenden Übereinstimmungen sollte man die Karten mit großer Vorsicht genießen. Einerseits weisen die Autoren selbst darauf hin, dass die Genauigkeit der Schätzung vom Maßstab abhängt: Je kleinteiliger die Daten werden, desto größer werden die Fehler.

Bewirtschaftung statt Ausbeutung
Das ist allerdings für unsere Zwecke nicht weiter tragisch, im Gegensatz zu einem anderen Punkt: Anders als primäre Metallressourcen ist die räumliche Auflösung beim Urban Mining nicht so entscheidend. Recyclingmaterial wird gesammelt. Diese im Vergleich zu klassischen Erzressourcen grundsätzlich andere Natur dieser menschengemachten Ressourcenbasis  berücksichtigen die Autoren bei der Konzeption der Studie überhaupt nicht. Zum Beispiel heißt es am Anfang:

Unlike mineralogical ore bodies, in-use metal stocks cannot be explicitly managed for resource extraction.

Das ist falsch. Was die Autoren meinen ist, dass nicht die komplette Ressource für die Extraktion zur Verfügung steht. Das heißt aber keinesfalls, dass man die urbanen Rohstoffreserven nicht wie eine Ressource behandeln könnte. Im Gegenteil gibt es bereits gut erforschte Modelle für eine angemessene Form der Bewirtschaftung, nämlich nachwachsende Ressourcen wie Wälder oder Fischbestände, aus denen man zu einem gegebenen Zeitpunkt ebenfalls nur einen Teil der Ressource entnehmen sollte. Der zentrale Unterschied ist, dass die urbanen Rohstoffe nicht geerntet werden können, sondern bewirtschaftet werden müssen.

Die Verteilung des derzeit technisch genutzten Kupfers. Quelle:Rauch, J., PNAS Early Edition, DOI: 10.1073/pnas.0900658106

Viel wichtiger als die lokale Metalkonzentrartion ist deswegen die Verfügbarkeit von Recyclingmetallen an einem Ort X, den man sich als Sammelstelle für ein Einzugsgebiet vorstellen kann. Da spielen dann ganz unterschiedliche Faktoren mit rein. Im ländlichen Nordindien können Barfuß-Schrottsammler Altmetalle möglicherweise profitabler sammeln als ein Recycling-Unternehmen in den ungleich metallreicheren US-amerikanischen Suburbs, und die Europäer bringen ihren Schrott nicht nur brav zum Recyclinghof, sondern bezahlen wahrscheinlich auch noch dafür. Welche Ressourcen profitabel ausgebeutet werden können, hängt hier ungleich stärker an lokalen und kulturellen Gegebenheiten. In dieser Hinsicht kann sich die neue Karte nicht mit entsprechenden Darstellungen der geologischen Lagerstätten messen, deren Wert mit Volumen und Metallgehalt[1] weitgehend beschrieben ist.  Für die urbanen Ressourcen müssen entsprechende Parameter erst noch gefunden werden, um Karten gleicher Aussagekraft produzieren zu können.

Was die Karte der urbanen Ressourcen allerdings auch in der gegenwärtigen Form nachdrücklich demonstriert, ist das Ausmaß der globalen Umverteilung, die das 20. Jahrhundert auch bei den Rohstoffen mit sich gebracht hat. Von der globalen Exploration der Bodenschätze hat ein kleiner Teil der Menschheit überproportional profitiert. 25 Prozent aller menschlich genutzen Metalle konzentriert sich in drei breiten Streifen: Der Ostküste der USA, Zentraleuropa von England bis Norditalien sowie Japan und Südkorea. Diese Konzentration dürfte bei den wertvolleren Sondermetallen sogar noch extremer ausfallen.

Vor dem Hintergrund, dass Recycling einen immer größeren Anteil an der Metallproduktion hat, werden diese menschengemachten Vorkommen in  Zukunft eine wichtige Rolle bei der Versorgung mit Industriemetallen einnehmen. Das bedeutet auch, dass die Industrienationen den Rest der Welt gleich doppelt ausplündern: Die Ausbeutung geologischer Lagerstätten in den Drittweltländern transferiert nicht nur aktuellen Wohlstand in die Industrienationen, sondern auch zukünftige Ressourcen.
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[1] Und heutzutage Wassertiefe.

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Rauch, J. (2009). From the Cover: Global mapping of Al, Cu, Fe, and Zn in-use stocks and in-ground resources Proceedings of the National Academy of Sciences, 106 (45), 18920-18925 DOI: 10.1073/pnas.0900658106

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