Neue Technologien könnten Indonesiens Dominanz bei lebenswichtigem Nickel festigen

Jun 19, 2023

Jedes Jahr entdecken Wissenschaftler durchschnittlich fünf neue Vogelarten. Im Jahr 2013 fanden Forscher auf einer Reise zu einer abgelegenen Inselgruppe in Indonesien zehn innerhalb von sechs Wochen – die größte Beute seit mehr als einem Jahrhundert. Die betreffende Region, die nach Alfred Russel Wallace, einem Naturforscher aus dem 19. Jahrhundert, als Wallacea bekannt ist, ist einer der Hotspots der Artenvielfalt weltweit. Seine Regenwälder beherbergen Lebewesen, die nirgendwo anders zu finden sind, wie zum Beispiel den Maleo, einen vom Aussterben bedrohten Vogel, der sonnenbeschienene Strände und Erdwärme nutzt, um seine Eier warm zu halten, anstatt sie selbst auszubrüten.

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Aber die Umgebung von Wallacea ist nicht nur reich an Wildtieren. Abholzung, Rodung für die Landwirtschaft und in jüngerer Zeit das Wachstum von Palmölplantagen führten seit Mitte des 20. Jahrhunderts zur Abholzung riesiger Waldflächen.

Jetzt ist ein neuer Rohstoffboom im Gange. Indonesien ist bereits der weltweit größte Produzent von Nickel, einem Metall, das – neben anderen Verwendungszwecken – für den Bau von Hochleistungsbatterien von entscheidender Bedeutung ist. Es wird erwartet, dass die Nachfrage danach enorm steigen wird, da die Nachfrage nach Elektroautos steigt. Unterstützt durch neue Technologien zur Gewinnung von Nickel aus dem Boden plant Indonesien große Produktionssteigerungen (siehe Grafik). Die Macquarie Group, ein australisches Finanzunternehmen, geht davon aus, dass das Land bis 2025 60 % des weltweiten Nickels liefern könnte, heute etwa die Hälfte.

Der größte Teil des weltweiten Nickels, einschließlich des in Indonesien geförderten Nickels, stammt aus Lateriterzen. Diese wiederum gibt es in zwei Sorten: Limonit und Saprolit. Saprolit, das höhere Konzentrationen an Nickel enthält, eignet sich gut für die Verarbeitung in einem sogenannten Rotary-Ofen-Elektroofen (RKEF). Dabei schmilzt das Erz bei mehr als 1.500 °C und es entsteht eine Verbindung aus Nickel und Eisen namens Nickel Pig Iron (NPI), von der wiederum ein Großteil zur Herstellung von Edelstahl verwendet wird. Durch die Injektion von Schwefel in das NPI zur Verdrängung des Eisens kann jedoch ein Produkt mit höherer Reinheit, nämlich Nickelstein, hergestellt werden, das für Batterien geeignet ist.

Dieser Ansatz hat zwei Nachteile. Erstens ist es energieintensiv. In Indonesien stammt diese Energie normalerweise aus Kohlekraftwerken, die in der Nähe der Minen errichtet werden. Kohle ist billig und zuverlässig, produziert aber jede Menge Treibhausgase. Angesichts der Tatsache, dass westliche Hersteller von Elektroautos wie Tesla die Umweltfreundlichkeit ihrer Produkte hervorheben möchten, ist dies ein großes Problem.

Das grundlegendere Problem besteht darin, dass ein Großteil des indonesischen Saprolits bereits ausgegraben und exportiert wurde, hauptsächlich nach China. Im Jahr 2020 verhängte Indonesien ein Exportverbot für die Reste. Der größte Teil des verbleibenden Nickels des Landes ist jedoch in Limonitvorkommen eingeschlossen, die für den RKEF-Prozess nicht geeignet sind.

Seit Jahrzehnten experimentieren Bergbauunternehmen mit einer Alternative namens Hochdruck-Säurelaugung (HPAL). Anstatt das Erz zu schmelzen, wird es in eine Schnellkochtopf-ähnliche Maschine gegeben und mit Schwefelsäure vermischt, wodurch das Nickel herausgelöst wird. Die Methode arbeitet mit Limonit und kann direkt das in Batterien benötigte hochreine Nickel herstellen. Aber es war schwierig, es zu meistern, da Pilotanlagen viel mehr kosteten als geplant und weit unter ihrer angeblichen Kapazität liefen.

In letzter Zeit scheint sich das jedoch geändert zu haben. In Indonesien sind seit 2021 drei HPAL-Anlagen in Betrieb gegangen. Weitere sieben (darunter fünf in Sulawesi) befinden sich nach Angaben der Indonesian Nickel Miners Association in der Entwicklung. Die meisten werden mit chinesischer Technologie gebaut. Zwei der drei in Betrieb befindlichen Anlagen basieren auf Entwürfen der China Enfi Engineering Corporation, einer Tochtergesellschaft der China Metallurgical Group Corporation, die eine HPAL-Anlage in Papua-Neuguinea betreibt.

Neben ihrer Fähigkeit, Limonit zu verarbeiten, sind HPAL-Anlagen auch umweltfreundlicher – zumindest in mancher Hinsicht. Da keine hohen Temperaturen erforderlich sind, verbrauchen sie viel weniger Energie als RKEF-Anlagen und produzieren daher weniger Kohlenstoff. Allerdings entsteht bei dem Prozess auch jede Menge giftiger Schlamm. Diese im Bergbaujargon als „Tailings“ bezeichneten Rückstände sind schwierig und teuer sicher zu entsorgen.

Es gibt drei Möglichkeiten, HPAL-Abfälle zu entsorgen: Ins Meer pumpen (was die indonesische Regierung verbietet), in Dämmen lagern oder den Abfall trocknen und stapeln. Derzeit lagern die indonesischen HPAL-Anlagen ihre Rückstände trocken. Dafür ist aber viel Land nötig. Angesichts der Menge an Nickel, die das Land voraussichtlich produzieren wird, werden die Anlagen irgendwann keinen Platz mehr haben. Unternehmen könnten sich stattdessen für den Bau von Abraumdämmen entscheiden – allerdings wird dies aufgrund der Anfälligkeit Indonesiens für Erdbeben und Starkregen schwierig sein.

Selbst bei ordnungsgemäßer Lagerung der Abfälle erodieren abgeholzte Bergbauflächen rasch, insbesondere angesichts der Intensität der tropischen Regenfälle. Abwässer aus Minen können Flüsse und Seen verunreinigen. Nach Angaben des Indonesischen Forums für Umwelt, einer Wohltätigkeitsorganisation, hat die indonesische Regierung bis 2022 Bergbaukonzessionen für über 1 Mio. Hektar vergeben. Fast drei Viertel liegen in den schwindenden Waldgebieten des Landes.

Wie groß die Auswirkungen auf die Umwelt genau sein werden, ist schwer abzuschätzen. Nur sehr wenige indonesische Nickelbergbauunternehmen machen öffentliche Angaben. Und während Kohlenstoffemissionen zumindest im Prinzip gezählt werden können, ist der Verlust an biologischer Vielfalt schwieriger zu messen. Der Druck, so umweltfreundlich wie möglich zu bleiben, kann von weiter oben in der Lieferkette ausgehen. Ab 2024 müssen Batteriehersteller in der Europäischen Union, einem der größten Märkte der Welt, den CO2-Fußabdruck ihrer Batterien offenlegen. Aber der Kampf gegen den Klimawandel wird offenbar eine schlechte Nachricht für die verbleibenden Regenwälder Indonesiens sein. ■

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Dieser Artikel erschien in der Rubrik „Wissenschaft und Technologie“ der Printausgabe unter der Überschrift „Die Nickelgurke“.

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