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FAKULTÄT FÜR INGENIEURWISSENSCHAFTEN

Lehrstuhl für Ökologische Ressourcentechnologie – Prof. Dr. Christoph Helbig

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Neue Publikation: Losses and Lifetimes of Metals in the Economy

19.05.2022

Wie lange werden metallische und mineralische Rohstoffe im Wirtschaftskreislauf genutzt – und wann endet ihre Verwendbarkeit? Diese Fragen zur Ökobilanz von 61 Metallen beantworten Forschende aus Bordeaux, Augsburg und Bayreuth im hochrangigen Journal „Nature Sustainability“. In einer mehrjährigen Forschungskooperation wurden veröffentlichte und auch selbst erfasste Daten zu 61 Metallen analysiert. Wichtigste Erkenntnis: gerade die technologiekritischen Rohstoffe haben eine sehr kurze Nutzungsdauer.

Wirtschaftskreislauf Metalle

Die Verfügbarkeit metallischer Rohstoffe ist für moderne Gesellschaften von entscheidender Bedeutung. Metalle über lange Zeiträume und in geschlossenen Kreisläufen zu verwenden, sichert die Versorgungsketten für technologiekritische Rohstoffe. Es verringert außerdem materialbedingte Treibhausgasemissionen. Erstmals ist es einer internationalen Forschungsgruppe mit Beteiligung der Universität Bayreuth gelungen, die Verluste mineralischer Ressourcen für 61 Metalle in allen Phasen der Materialkreisläufe zu quantifizieren. Mit den Berechnungen lässt sich anschaulich darstellen, wie lange, statistisch gesehen, Metalle ab dem Bergbau genutzt werden, bevor diese dissipieren und damit einer Nutzung entzogen werden. Damit wurde in der Ökobilanzierung die Bewertung des Verbrauchs abiotischer Ressourcen verbessert.

Am längsten werden im Periodensystem Eisen und Stahllegierungsmetalle verwendet. Im Durchschnitt kommen diese auf 150 Jahre Nutzungsdauer aufgrund ihrer langen Nutzungsdauer, hohen Prozesseffizienzen und guten Recyclingquoten. Nichteisenmetalle wie Aluminium und Kupfer und Edelmetalle wie Gold und Silber kommen immerhin noch auf über 50 Jahre. Die große Gruppe technologiespezifischen und teilweise auch kritischen Metalle, werden hingegen im Mittel lediglich ein Jahrzehnt lang genutzt. Diese Materialverluste bei allen Metallen müssen laufend durch neue Bergbauaktivitäten ausgeglichen werden.

„Wir haben mit unserer Modellierung der Lebensdauer von Metallen in der Anthroposphäre eine neue zentrale Kennziffer für die Bewertung von Materialkreisläufen geschaffen, die über Messung reiner Recyclingraten bei weitem hinausgeht“, so Prof. Dr. Christoph Helbig, Lehrstuhlinhaber für Ökologische Ressourcentechnologie, der die Arbeit an diesem Modell noch an der Universität Augsburg begonnen hat und das Thema nach Bayreuth mitgebracht hat. Ziel der Forschung am neu eingerichteten Lehrstuhl ist es, die Nutzungsdauern metallischer Ressourcen zu erhöhen und damit negative Umweltauswirkungen zu verringern. An der neuen Publikation ist insbesondere die fast vollständige Abdeckung der Metalle des Periodensystems hervorzuheben, die eine effektive Einbindung in Ökobilanzierungen erst möglich macht. Prof. Helbig freut sich darüber, die bestehenden Kooperation mit den Arbeitsgruppen in Bordeaux und Augsburg an der Universität Bayreuth fortzuführen und weiterzuentwickeln.

Den vollständigen Artikel im Orginal finden Sie bei Nature Sustainability.

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