Start-up-Firmen versuchen, die Art und Weise, wie Seltene Erden für die saubere Energiewende raffiniert werden, zu verändern. Damit soll die Expansion des Westens in den Nischensektor, der die Grundlage für Milliarden von elektronischen Geräten bildet, beschleunigt werden.

Der bestehende Standard zur Veredelung dieser strategischen Mineralien, die so genannte Lösungsmittelextraktion, ist ein teurer und schmutziger Prozess, den China in den letzten 30 Jahren gemeistert hat. MP Materials , Lynas Rare Earths und andere westliche Unternehmen für Seltene Erden hatten aufgrund der technischen Komplexität und der Bedenken hinsichtlich der Umweltverschmutzung zeitweise Schwierigkeiten, dieses Verfahren einzusetzen.

Seltene Erden sind eine Gruppe von 17 Metallen, die zur Herstellung von Magneten verwendet werden, die Strom in Bewegung für Elektrofahrzeuge, Mobiltelefone und andere elektronische Geräte umwandeln. US-Wissenschaftler halfen in den 1950er Jahren bei der Entwicklung der Lösungsmittelextraktion für Seltene Erden, doch die radioaktiven Abfälle, die bei diesem Verfahren anfallen, machten es in den Vereinigten Staaten allmählich unpopulär.

China begann in den 1980er Jahren mit einer rasanten Expansion in der Branche und kontrolliert heute 87% der weltweiten Raffineriekapazitäten für Seltene Erden, so die Internationale Energieagentur. Dieser Erfolg hat dazu beigetragen, dass die Wirtschaft des Landes zur zweitgrößten der Welt aufgestiegen ist.

Aufstrebende westliche Konkurrenten bieten nun die verlockende Aussicht, die Mineralien auf schnellere, sauberere und billigere Weise zu verarbeiten, wenn sie erfolgreich starten können.

"Das bestehende Verfahren zur Raffinierung von Seltenen Erden ist ein Alptraum", sagte Isabel Barton, Professorin für Bergbau und Geotechnik an der Universität von Arizona. "Deshalb gibt es so viele Unternehmen, die neue Methoden versprechen, denn wir brauchen neue Methoden."

Interviews mit fast zwei Dutzend Beratern, Akademikern und Führungskräften aus der Branche zeigen, dass eine oder mehrere dieser neuen Verarbeitungstechnologien, wenn sie sich bis 2025 wie erhofft durchsetzen, die Abhängigkeit von der chinesischen Technologie für Seltene Erden und ihren giftigen Nebenprodukten verringern und gleichzeitig die Pläne westlicher Unternehmen unterstützen könnten, für die strategischen Mineralien Spitzenpreise zu verlangen.

Zwar ist noch keine dieser Technologien kommerziell auf den Markt gekommen - und einige Berater und Analysten bezweifeln, dass dies in absehbarer Zeit der Fall sein wird -, doch eine Reihe von Unternehmen treibt ihre aggressiven Entwicklungspläne voran.

Auf einem ehemaligen US-Luftwaffenstützpunkt in Louisiana will Ucore Rare Metals bis Mitte 2025 Seltene Erden mit einer Technologie namens RapidSX verarbeiten, die nach eigenen Angaben mindestens dreimal schneller ist als die Lösungsmittelextraktion, keine gefährlichen chemischen Abfälle produziert und nur ein Drittel des Platzes benötigt.

"Unser Ziel ist es, eine nordamerikanische Lieferkette für Seltene Erden wiederherzustellen", sagte Michael Schrider, Chief Operating Officer von Ucore, bei einem Besuch vor Ort.

Ucore wurde 2006 gegründet und plante ursprünglich, eine Lagerstätte für Seltene Erden in Alaska abzubauen. Doch 2022 änderte das Unternehmen seinen Kurs und konzentrierte sich auf die Veredelung und nicht auf den Bergbau. Diese Entscheidung wurde von zwei Führungskräften getroffen, die sagten, dass sie einen Fehler in der Strategie des Westens sahen, Chinas Dominanz bei Mineralien zu schwächen, indem sie versuchten, beide Schritte gleichzeitig zu meistern.

Ucore, das sein Verfahren mit Mitteln des Pentagons getestet hat, führt derzeit Gespräche mit 17 Bergbauunternehmen, um leicht verarbeitete Seltene Erden, die als Konzentrat bezeichnet werden, zu kaufen, sie zum Hafen von New Orleans zu verschiffen und dann per LKW zu einem 80.800 Quadratmeter großen Lagerhaus zu transportieren, das ab Januar mit der RapidSX-Technologie ausgestattet werden soll.

Die Bergleute, die Seltene Erden abbauen, geben sich zunehmend damit zufrieden, sich auf den Abbau von Gestein zu konzentrieren - und nicht auf den zusätzlichen Schritt der Verarbeitung.

"Bergbauunternehmen sollten sich darauf konzentrieren, neue Lagerstätten zu finden", sagte Luisa Moreno, Präsidentin von Defense Metals, das innerhalb von vier Jahren eine Mine für Seltene Erden in British Columbia eröffnen will und an einer Lizenzierung der Ucore-Technologie interessiert ist. "Die Veredelung sollten Sie wahrscheinlich anderen überlassen, die sich darauf spezialisiert haben."

Rainbow Rare Earths plant, bis 2026 in Südafrika eine von seinem in Florida ansässigen Partner K-Technologies entwickelte Technologie zur Veredelung von Seltenen Erden einzusetzen, bei der ein als kontinuierlicher Ionenaustausch bekanntes Verfahren verwendet wird, das auch von einigen Lithiumproduzenten eingesetzt wird.

Das Startup Aether entwickelt eine Nanotechnologie, die Proteine so programmiert, dass sie selektiv an Seltene Erden binden und diese aus Erzvorkommen extrahieren.

Das private norwegische Unternehmen REETec gibt an, dass sein firmeneigenes Raffinationsverfahren 90 % weniger Kohlendioxid ausstößt als die Lösungsmittelextraktion und bis Ende 2024 betriebsbereit sein soll.

Und das Privatunternehmen Phoenix Tailings begann Anfang des Jahres in Massachusetts mit der Raffination kleiner Mengen Seltener Erden nach einem Verfahren, das nach eigenen Angaben frei von Emissionen und Abfällen ist.

"Es gibt Technologien, die entwickelt werden können, die weitaus besser sind als die Lösungsmittelextraktion", sagte Robert Fox, Wissenschaftler am Idaho National Laboratory des US-Energieministeriums. Das Labor hat sich letzten Monat bereit erklärt, neue Raffinierungstechniken für das Privatunternehmen U.S. Critical Materials zu erforschen, das ein Seltene-Erden-Vorkommen in Wyoming erschließt.

SKEPTIZISMUS

Trotz des Hungers nach neuen Raffinerietechniken warnten Industrieberater davor, dass die Hersteller möglicherweise zu viel und zu früh von dieser bisher unerprobten Gruppe neu entstehender Technologien erwarten, insbesondere angesichts der aggressiven Elektrifizierungsziele der Welt.

Die Technologie von Ucore beispielsweise hat noch nie in kommerziellem Maßstab funktioniert und wird voraussichtlich erst im nächsten Jahr patentrechtlich geschützt werden, ein Zeitplan, den die Berater angesichts der starken Rivalität um geistiges Eigentum als besorgniserregend bezeichneten.

"Der Zeithorizont, der für die Entwicklung all dieser neuen Raffinierungstechnologien benötigt wird, ist länger als viele erwarten", sagte Frank Fannon, ein Berater der Mineralienindustrie und ehemaliger stellvertretender US-Außenminister. Gespräche über die Produktion innerhalb weniger Jahre "schaffen ein falsches Gefühl der Sicherheit für die politischen Entscheidungsträger".

Dennoch steigt der Bedarf an Alternativen, insbesondere nachdem Peking Anfang des Jahres beschlossen hat, die Exporte von Germanium, Graphit und anderen Metallen zu drosseln. Das hat die Sorge geweckt, dass Seltene Erden als nächstes dran sein könnten.

Fannon und mehrere US-Politiker haben westliche Regierungen aufgefordert, zentrale Zentren für die Verarbeitung von Seltenen Erden zu schaffen - ein Plan, den Kanada bereits verfolgt.

In Saskatchewan arbeiten Wissenschaftler der Regierung daran, ihre eigene Technologie zur Verarbeitung von Seltenen Erden auf den Markt zu bringen, nachdem die Versuche, chinesische Technologie zu kaufen, im Jahr 2020 gescheitert sind.

"Wir haben uns die bestehenden Technologien angesehen und gesagt: 'Es gibt einen besseren Weg, dies zu tun'", sagte Mike Crabtree, CEO des Saskatchewan Research Council (SRC), der von der Provinzregierung finanziert wird. "Wir wollten dem Ganzen unseren eigenen Stempel aufdrücken.

Mit Hilfe künstlicher Intelligenz hat das Unternehmen Verarbeitungsanlagen entwickelt, die seiner Meinung nach effizienter sind als die der chinesischen Konkurrenz. Anstatt wie bei der traditionellen Lösungsmittelextraktion bis zu 100 Personen für den Betrieb zu benötigen, schätzt das SRC, dass nur vier Personen für den Betrieb der Anlage benötigt werden, die bis Ende 2024 in Betrieb gehen soll.

Das Ziel des SRC ist es, den Bergbau in ganz Kanada voranzutreiben. Crabtree sagte jedoch, er sei offen für die Lizenzierung der Technologie für den Einsatz in der ganzen Welt.

"Dieser gesamte Sektor muss außerhalb Chinas wachsen, um die Energiewende zu unterstützen", sagte er.

Crabtree und das SRC gehen davon aus, dass der Bau ihrer Anlage teurer ist als der ihrer chinesischen Konkurrenten, die Betriebskosten jedoch geringer ausfallen werden. Das liegt daran, dass sie Verarbeitungsanlagen herstellen wollen, bei denen kein Abfall anfällt und die Säure und andere wichtige Chemikalien recycelt werden.

Und während MP Materials und andere sich schwer damit getan haben, ihre Verarbeitungsanlagen auf bestimmte geologische Vorkommen zuzuschneiden, sind SRC, Ucore und andere der Meinung, dass ihre neuen Veredelungsprozesse in der Lage sein werden, die kritischen Mineralien von verschiedenen Standorten auf der ganzen Welt zu verarbeiten.

"Diese neuen Quellen für Seltene Erden werden von entscheidender Bedeutung sein, wenn wir die globalen Netto-Null-Ziele erreichen wollen", sagte Steve Schoffstall vom Sprott Energy Transition Materials ETF , der Anteile an mehreren Seltene Erden-Unternehmen hält.

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