Was ist eigentlich Aluminium?
Zu Beginn ein paar Hard Facts: Aluminium ist neben Sauerstoff und Silicium das dritthäufigste Element in der Erdhülle und das häufigste Metall in der Erdkruste. Gewonnen wird es überwiegend aus dem Aluminiumerz Bauxit, das als dünne Gesteinsschicht unter der Erdoberfläche lagert. Die größten Lagerstätten von Bauxit befinden sich in Guinea, Indien, China, Vietnam und Australien. In Europa sind große Bauxitvorkommen in Russland, Griechenland und Bosnien und Herzegowina bekannt. Bauxit ist die einzige Quelle zur wirtschaftlich großtechnischen Gewinnung von Aluminium. Laut Statista werden etwa 95 % des weltweit geförderten Bauxits zur Aluminiumgewinnung genutzt. Die weltweite Produktion von Bauxit ist entsprechend groß – sie belief sich im Jahr 2021 auf geschätzte 390 Millionen Tonnen.
Die Gewinnung von Primäraluminium – energieintensiv und aufwendig
Die Herstellung von Primäraluminium aus Bauxit lässt sich grob in zwei Schritte einteilen.
Im ersten Schritt wird das Bauxit gelaugt, um die Tonerde zu extrahieren. Bei diesem Verarbeitungsschritt wird eine große Menge Natronlauge eingesetzt, die Laugenrückstände oder auch Rotschlamm genannt werden, in Auffangbecken entsorgt. Der zweite Schritt umfasst die Raffinierung über Schmelzflusselektrolyse. Die Tonerde wird aufgeschmolzen und zu Aluminium reduziert.
Dieser Schritt ist besonders energieintensiv, pro produziertem Kilogramm Primäraluminium müssen 12,9 bis 17,7 Kilowattstunden an elektrischer Energie eingesetzt werden. Das Problem: Weltweit beziehen 61 % der Aluminiumhütten ihre Energie aus Kohlekraft, dies führt zu gigantischen Emissionen. 1 % der globalen Treibhausgasemissionen gehen auf die Herstellung von Aluminium zurück. Der technologische Stand der Anlage ist für die Energiebilanz der Produktion ebenfalls von großer Bedeutung. Wie das Wissenschaftsmagazin Quarks berichtet, entstehen in China bei der Produktion von einem Kilogramm Aluminium 25 Kilogramm CO2-Äquivalente. In Norwegen sind es lediglich 0,5 Kilogramm. Deutschland schneidet mit 17 Kilogramm dagegen nicht besonders gut ab.
Der Bauxitabbau: Gefährdung von Mensch und Umwelt
Doch nicht allein der hohe Energiebedarf bei der Raffinierung von Aluminium ist problematisch. Bereits der Bauxitabbau geht mit großen Umweltbelastungen einher. Der Bauxit-Tagebau ist sehr flächenintensiv – da das Bauxit als dünne Gesteinsschicht unter der Erdoberfläche lagert, müssen für dessen Abbau große Waldflächen gerodet werden. Das Abholzen von tropischen Primärwäldern stellt einen irreversiblen Umweltschaden dar, der mit besonders schweren Folgen für unser Klima verbunden ist. Bei der Weiterverarbeitung von Bauxit zu Aluminiumoxid entstehen pro produzierter Tonne Aluminiumoxid 1-1,5 Tonnen unlösliche Rückstände, sogenannter Rotschlamm. Regelmäßig kommt es bei der Lagerung in großen Auffangbecken zu Unfällen, sodass der giftige Schlamm in die Umwelt austritt. Hauptbestandteile des Schlamms sind Eisenoxid, Natronlauge und je nach Herkunftsort auch Schwermetalle, die zur Versalzung der Böden und zur starken Verschmutzung der Gewässer führen.
Eine weitere Gefahr liegt im Bauxitstaub, der durch Sprengungen und Grabungen, aber auch durch den Transport aufgewirbelt und verbreitet wird. Das Einatmen dieses Feinstaubs kann Lungenentzündungen, Tuberkulose und Krebs auslösen und stellt damit sowohl für die Arbeitskräfte als auch für Bewohner*innen in der Nähe der Abbaugebiete ein erhebliches Gesundheitsrisiko dar.
Soziale Konflikte: wenn Anwohner*innen das Nachsehen haben
Als wären dies alles nicht schon genug Gründe, um bei der Aluminiumgewinnung genauer hinzusehen – es kommen weitere kritische Faktoren hinzu. Denn ungeklärte Eigentumsrechte tragen zur Entstehung von Konflikten der Landnutzung bei. Häufig werden die Bewohner*innen potenzieller Abbaugebiete nicht angemessen in entsprechende Entscheidungsprozesse eingebunden. In Guinea lagern die größten Bauxitvorkommen unserer Erde, die Folgen des Bauxitabbaus führen für einen Teil der Bevölkerung zu prekären Lebensverhältnissen. Das Wegfallen von vormals landwirtschaftlich bewirtschafteter Fläche in immer größerem Maßstab gefährdet die Einkommens- und Ernährungssicherheit der Anwohnenden.
Der Bergbau belastet örtliche Gewässer und führt dazu, dass die Bewohner*innen immer weitere Strecken zurücklegen müssen, um saubere Wasserquellen zu erreichen. Die Verknappung von Trinkwasser löst weitere Konflikte zwischen Arbeitskräften, Anwohnenden und Bauxitproduzenten aus. Um die vom Bauxitabbau geschädigten Flächen wieder nutzbar zu machen, sind aufwendige Rekultivierungsmaßnahmen notwendig. Der ursprüngliche unversehrte Zustand des Ökosystems kann damit aber nicht wiederhergestellt werden.
Wo begegnet uns Primäraluminium im Alltag?
Aluminium ist nach Stahl der zweitwichtigste metallische Werkstoff. Vor allem wegen seines vergleichsweise geringen Gewichts wird es häufig in der Auto-, Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt. Bauteile aus Aluminium sind bei gleicher Festigkeit nur etwa halb so schwer wie vergleichbare aus Stahl und können dabei helfen, den Kraftstoffverbrauch von Transportmitteln beträchtlich zu reduzieren. In Deutschland werden knapp 50 % des Aluminiums im Fahrzeugbau verwendet. Kraftwagen und Kraftwagenteile zählen seit jeher zu den wichtigsten deutschen Exportgütern. Die große Bedeutung von Aluminium für die deutsche Wirtschaft wird damit offensichtlich.
Der Fahrzeugbau macht dabei den größten Anteil der weltweiten Verwendung von Aluminium aus. In der Verpackungsindustrie spielt Aluminium ebenfalls eine wichtige Rolle – im Jahr 2017 entfielen ca. 17 % der europäischen Aluminiumverwendung auf Verpackungen. Egal ob beim Einkaufen, Autofahren oder der Nutzung von öffentlichen Verkehrsmitteln, Aluminium begegnet uns überall. Und auch für die Technologien der Zukunft spielt der Werkstoff eine Rolle. So könnte Aluminium als Langzeitspeicher für Energie aus Photovoltaik, Wind- oder Wasserkraft genutzt werden. Dabei wird das Metall selten in reiner Form eingesetzt. Um produktspezifische Eigenschaften zu erzielen, kommt es in vielen Fällen zum Einsatz von Aluminiumlegierungen. Was für die Verwendung von Vorteil ist, bringt bei der Entsorgung große Nachteile – Legierungen stellen eine besondere Herausforderung für den Recyclingprozess dar.
Recyceltes Aluminium als umweltfreundliche Alternative?
Bei der Aluminiumgewinnung unterscheidet man zwischen Primär- und Sekundäraluminium. Sekundäraluminium wird aus Aluminiumschrott gewonnen und benötigt nur ca. 5 % der Energie der Primärgewinnung. Ein Umstieg auf Sekundäraluminium zum Beispiel durch Urban Mining oder das gezielte Recycling von Elektroschrott könnte sich zudem wegen der genannten „Nebenwirkungen“ beim Bauxitabbau also lohnen. Doch leider ist die Sache nicht so einfach: Ein wesentliches Problem beim Recycling von Aluminiumschrott besteht darin, dass dieser bis zu 450 verschiedene Aluminiumlegierungen enthält. Werden diese gemeinsam eingeschmolzen, entsteht ein Material von geringer Qualität, das ohne das Beimischen von zumindest kleinen Anteilen Primäraluminium kaum Anwendungsbereiche findet. Es kommt zum sogenannten Downcycling, das Aluminium verliert mit jedem Recyclingschritt an Qualität. Dabei liegt die Lösung eigentlich auf der Hand: Die Sortierung von Legierungen und recyclingorientiertes Produktdesign können dabei helfen, die Recycling-Fähigkeit von Aluminium zu verbessern.
Fazit:
Aluminium ist ein heiß begehrter Werkstoff – heute und in Zukunft. Der hohe Bedarf führt zu großen Umweltzerstörungen und Gefährdungen von Menschen beim Abbau. Die gute Nachricht: Aluminium ist durchaus recycelbar – Recyclingquoten könnten deutlich gesteigert werden, insbesondere dann, wenn der Einsatz von Legierungen recyclingorientierter stattfindet. Auch können Verbraucher*innen dazu beitragen, den Bedarf an Primäraluminium zu senken – der Verzicht auf Aluverpackungen (z. B. Folie oder Kaffeekapseln) und eine sorgfältige Mülltrennung sind in diesem Sinne wichtige Maßnahmen.
