Versorgungssicherheit bei Technologierohstoffen soll steigen

Japan will seine Beschaffung von Seltenen Erden diversifizieren. Um sich breiter aufzustellen, sucht das Land neue ausländische Bezugsquellen und will auch das Förderpotenzial auf dem eigenen Territorium ausloten. Der Bedarf für Seltene Erden wird zukünftig stark zulegen. Auch in Japan droht Fahrzeugen mit Verbrennermotoren ab 2035 ein Verkaufsverbot. Sie werden dann durch elektrisch angetriebene Transportmittel ersetzt, in deren Antrieben Seltene Erden verbaut sind.

Die Bezeichnung Seltene Erden umfasst 17 Elemente. Diese haben eine Vielzahl verschiedener Eigenschaften wie Supraleitfähigkeit, Ferromagnetismus, Katalyse und Fluoreszenz. Dank ihrer Funktionalität werden Seltene Erden in unterschiedlichen Produktgruppen eingesetzt. Hinzu kommen weitere kritische Metalle wie Kupfer, Kobalt oder Nickel. Auch sie sind wichtige Bestandteile für viele Technologien.

Vor allem für Energiespeicher werden in Zukunft Seltene Rohstoffe benötigt. Die Speicher werden sowohl in der Transportindustrie als auch für stationäre Anwendungen genutzt. Japans Automobilindustrie plant, auf dem Archipel bis 2030 eine Batterieproduktionskapazität von 150 Gigawattstunden aufzubauen. Insgesamt wollen die Hersteller weltweit eine Kapazität von 600 Gigawattstunden schaffen. Um im Jahr 2030 diese Jahresproduktionskapazität zu erreichen, rechnet die Batteriebranche mit einem Bedarf von 380.000 Tonnen Lithium. Darüber hinaus werden 600.000 Tonnen Graphit, 310.000 Tonnen Nickel, 60.000 Tonnen Kobalt und 50.000 Tonnen Mangan benötigt.

Abhängigkeit von China hoch

China ist gegenwärtig der wichtigste Lieferant von Seltenen Erden, und das nicht nur für Japan sondern weltweit. Laut der US-Behörde United States Geological Survey dominierte China im Jahr 2020 mit einem Anteil von 58 Prozent die weltweite Produktion von Seltenerderzen. Es folgten die USA mit 16 Prozent, Myanmar mit 13 Prozent und Australien mit 7 Prozent.

Japan bezieht gemäß den Angaben der Agency for Natural Resources and Energy (ANRE) fast 60 Prozent seiner Seltenen Erden aus China. Hier kann es leicht zu Unterbrechungen der Lieferkette kommen; so geschehen durch Produktionskürzungen im Zuge der Coronapandemie oder durch politisch motivierte Exportrestriktionen. Letzteres musste Japan im Jahr 2010 erfahren.

Daher fordert die japanische Regierung in ihrer Nationalen Sicherheitsstrategie vom Dezember 2022 , dass das Land die Abhängigkeit von bestimmten Ländern für Rohstoffe und kritische Erzeugnisse verringern soll. Dazu gehören unter anderem Seltene Erden wie auch andere stark nachgefragte Materialien. Insgesamt will die Regierung die wirtschaftliche Sicherheit des Landes stärken. Dies hat sie 2022 durch ein dezidiertes Gesetz untermauert.

Eigenversorgung soll steigen

Zwar ist klar, dass Japan als ressourcenarmes Land auf Importe von Technologierohstoffen auch in Zukunft nicht verzichten kann. Jedoch will die Regierung die Versorgung resilienter aufstellen. So sollen mit neuen Verfahren die im Meeresgrund auffindbaren Mineralien extrahiert werden. In der Nähe einer zu Japan gehörenden Inselgruppe im pazifischen Ozean hat ein Explorationsprojekt am Meeresboden Schlamm entdeckt, der genug Seltene Erden enthält, um eine Förderung zu erwägen.

Der Schlamm muss jedoch aus Tiefen von circa 6.000 Metern hochgepumpt werden. Das Pilotprojekt der Japan Agency for Marine Earth Science and Technology (JAMSTEC) erhält Gelder aus dem Strategic Innovation Promotion Program der Regierung. Erste Erkenntnisse zur praktischen Umsetzbarkeit sind jedoch realistischerweise nicht vor 2024 zu erwarten. Zudem ist auch die in Japan verbreitete Geothermie potenziell eine Quelle für die Extrahierung Seltener Erden. Dieses Verfahren wurde bislang noch kaum ins Kalkül gezogen.

Recycling ist noch unzureichend

Das Recycling von Seltenen Erden ist ebenfalls wirtschaftlich noch nicht praktikabel. Die Elemente werden in Verbundwerkstoffen verwendet und sind, wenn überhaupt, gegenwärtig nur mit unwirtschaftlichem Aufwand wiederzuverwerten. Eine Studie des Think Tanks Mitsubishi UFJ Research and Consulting von 2022 hat jedoch das Potenzial von sogenanntem Urban Mining herausgestellt. Als solches wird die Wiederverwertung von wertvollen Rohstoffen in anfallendem Müll im Rahmen einer Kreislaufwirtschaft bezeichnet.

Die Experten der Denkfabrik gehen davon aus, dass im Jahr 2020 in Japan ein Bestand von etwa 12.000 Tonnen an Neodymium aus gesammelten Elektromotoren vorhanden war, welches bislang nicht recycelt wurde. Durch eine Wiederverwertung ließen sich jedoch 43,5 Prozent des inländischen Bedarfs decken. Bei Dysprosium belaufen sich die gesammelten Abfälle auf circa 2.400 Tonnen. Wie hoch die Bedarfsdeckung durch recyceltes Material hier wäre, ist nicht quantifiziert.

Suche nach Alternativen wird intensiviert

Japans Unternehmen suchen bei der Versorgung mit bestimmten Rohstoffen Alternativen. Ziel ist es, sowohl die Abhängigkeit von dominierenden Lieferländern zu senken, als auch Engpässe in der Versorgung und damit Preissprünge zu vermeiden. Insbesondere bei Lithium als zentralem Rohstoff in der Batterieproduktion für E-Autos besteht eine solche Gefahr.

Die Batteriehersteller entwickeln zudem neue Technologien. Energiespeicher auf Basis von Lithium-Manganoxid oder Lithium-Eisenphosphat könnten den Materialbedarf aus "schwierigen" Quellen verringern. Dazu zählt etwa der Kongo als Hauptquelle für Kobalt. Auf längere Sicht soll auch für Lithium eine Alternative gefunden werden, um so den hohen Importanteil aus China zu senken.

Die Entwicklungsabteilungen japanischer Firmen für Elektromotoren, Batterien, Magnete oder neue Werkstoffe arbeiten daran, kritische Seltene Erden, wie Neodymium oder Dysprosium, durch andere Werkstoffe zu ersetzen. Diese beiden Rohstoffe importiert Japan zu hohen Anteilen aus China. Der Hersteller von Klimageräten Daikin hat angekündigt, ab dem Geschäftsjahr 2025 auf die Nutzung von Seltenen Erden in seinen Geräten weitgehend zu verzichten und sie durch neue Materialien zu ersetzen.