Analysten-Prognose Germanium und Gallium können 2024 regional knapp werden

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Analysten des Wirtschaftsunternehmens Deloitte prognostizieren regionale Engpässe für Germanium und Gallium bereits im Jahr 2024, im Jahr 2025 könnte es stellenweise einen Mangel Seltener Erden geben. Wie lässt sich der drohenden Ressourcenknappheit mittelfristig die Stirn bieten?

Gallium und Germanium sind entscheidende Materialien in der Elektronikindustrie. Als Halbleiter werden sie in der Herstellung von Transistoren verwendet, die grundlegende Bausteine von elektronischen Schaltungen und Prozessoren sind.

Galliumarsenid-Transistoren finden Anwendung in Hochfrequenzanwendungen und Funktechnologie. Galliumverbindungen wie Galliumnitrid werden in der Optoelektronik für LEDs und Laserdioden genutzt.

Beide Materialien haben Bedeutung in der Photovoltaik für Solarzellen und sind wesentlich für die Halbleiterherstellung, insbesondere in GaAs für Hochleistungselektronik. Die einzigartigen Eigenschaften von Gallium und Germanium machen sie zu unverzichtbaren Komponenten für elektronische Anwendungen mit hoher Leistung und Effizienz. Welchen Einfluss hat dann ein Mangel dieser beiden Rohstoffe auf die regionale Elektronikindustrie?

Die Beschäftigten des Wirtschaftsunternehmens Deloitte kommen in ihren Prognose in "A raw deal: Will materials shortages, supply chain challenges threaten tech's future?" auf Basis der Aussagen verschiedenster Wirtschaftsanalysten etwa von CNN, Reuters und Bloomberg sowie der Reports der US-amerikanischen Behörden zu dem Schluss, dass Gallium und Germanium im Jahr 2024 bereits in einigen Regionen Mangelware werden könnten. 2025 könnten seltene Erden etwa für Magnete in elektrischen Motoren sowie die Batterie-Rohstoffe Lithium und Cobalt knapp werden.

Doch, so bemerken die Leute von Deloitte, eine Knappheit muss die Industrie nicht unvorbereitet treffen und zwangsläufig zu negativen Konsequenzen führen. Es gibt kurz-, mittel- und langfristige Maßnahmen, die ergriffen werden können.

Elektromobilität

Die Preise für Lithium bleiben stabil

Wie wahrscheinlich ist ein regionaler Mangel an Gallium und Germanium?

Mit in die Überlegungen der Analysten von Deloitte fließen geopolitische Informationen und Entscheidungen ein. So unterliegen Gallium und Germanium seit dem 1. August 2023 den Exportkontrollen der chinesischen Regierung. Exporteure müssen sich seither um eine staatliche Erlaubnis bemühen, um ihren Handel mit den Metallen aufrechtzuerhalten.

Analysten sehen es obendrein als wahrscheinlich an, dass die chinesische Regierung die Exporte der Seltenen Erden im Jahr 2024 einschränken könnte. Andere ebenfalls für die Elektronikindustrie wichtige Rohstoffe kommen teils aus Regionen mit politisch, regulatorisch oder sozial instabilen Faktoren, die ihre Zuverlässigkeit auf Dauer verringern könnten.

„Es gab bereits Rohstoffmängel“, so Deloitte, „welche die Technologie-Industrie schon beeinflusst haben. Im Jahr 2000 gab es eine Knappheit an Tantal, das für die Herstellung von Kondensatoren benötigt wird. Was allerdings in den Jahren 2024 und 2025 ohne bisheriges Beispiel geschehen könnte, ist, dass gleich Dutzende von Rohstoffen zur selben Zeit knapp werden. Ebenso beispiellos spielen die von diesen Materialien ermöglichten Industrien eine weitaus größere Rolle in der Wirtschaft als zuvor.“

Es wird von den Analysten damit gerechnet, dass die Unternehmen, die Gallium und Germanium für die Herstellung benötigen, einen Vorrat angelegt haben, der bis Mitte des Jahres 2024 ausreicht. Wie sieht es danach aus?

Germanium aus British Columbia, Seltene Erden aus neuen Minen

Zwar mag es danach eine größere Herausforderung darstellen, Germanium zu kaufen, doch immerhin gibt es eine große und verlässliche Quelle für Germanium in British Columbia. Die dortigen Zinkminen produzieren als Nebenprodukt Germanium. Gallium, ebenfalls ein Nebenprodukt, nämlich aus der Aluminiumherstellung, kann in Dutzenden von Ländern hergestellt werden.

Und für Seltene Erden schließlich sind laut Deloitte in Australien, Angola, Afghanistan und Nordamerika für die nächsten Jahre neue Minen geplant – diese allerdings vollständig aufzubauen, nimmt mitunter fünf bis zehn Jahre in Anspruch.

Wie gut, dass es in Kiruna in Schwedisch-Lappland die weltgrößte, unterirdische Eisenerzmine gibt, die aus infrastruktureller Sicht bestens darauf vorbereitet ist, dass dort künftig Seltene Erden abgebaut werden. Deren Fund wurde im Januar 2023 von der Politikerin Ebba Busch und Jan Moström, CEO des Bergbauunternehmens LKAB bekannt gegeben. Problem ist nur, dass sich die Genehmigungsverfahren zum Abbau der Seltenen Erden ziehen, möglicherweise noch bis zu 15 Jahre. Was können Unternehmen und Regierungen also zwischenzeitlich unternehmen?

Recycling von Elektroschrott

Unsere Gesellschaft schmeißt jährlich Unmengen an E-Schrott in den Müll, entsorgt diese Unmengen in vielen Fällen bis jetzt nicht einmal richtig. Neu produzierte Ware zu kaufen, ist häufig günstiger, als das Altgerät reparieren zu lassen. Obendrein können die Neuprodukte oft effizienter und ressourcenschonender betrieben werden. Da ist es kein Wunder, dass häufig neu gekauft wird.

Und weil die Wiederverwertung von Elektroschrott mehr Kosten verursacht, als der anschließende Verkauf der zurückgewonnenen Ressourcen einbringt, sind Unternehmen keine großen Anhänger von teils komplexen Recyclingvorgängen. Dennoch könnte die Wiederverwertung von E-Schrott dabei helfen, kurzfristige Ressourcenknappheiten zu überbrücken.

Internationaler Tag des Elektroschrotts

E-Waste-Day 2023: Kampf dem unsichtbaren Elektroschrott

Digitale Liefernetzwerke

Digitale Liefernetzwerke (Digital Supply Network, DSN) verhindern keine Knappheiten, können Unternehmen aber ermöglichen, mit weniger Material mehr zu erreichen. Solche Netzwerke können Rohstoffengpässe antizipieren und diese in Planungen einziehen, damit die richtige Menge an Ressourcen zur richtigen Zeit am richtigen Ort zur Verfügung steht.

„Der Aufbau von DSNs geht häufig Hand in Hand mit anderen nachhaltigen Bemühungen in der Lieferkette, einschließlich etwa der Zusammenarbeit mit Liefernetzwerken und Anreizen für Lieferanten, um andere Formen von Verschwendung zu reduzieren, einschließlich Treibhausgasemissionen“, so Deloitte.

Strategie zur Vorratshaltung

Vorratshaltung ist Teil der Reservestrategie vieler Länder. Nahrungsreserven des Deutschen Bunds umfassen etwa Weizen, Roggen, Hafer, Erbsen, Reis und Linsen. Warum sollten sich Industrieunternehmen nicht etwas davon abschauen? Die Leute von Deloitte rechnen für einen US-amerikanischen oder europäischen Vorrat vor: „Unreines Gallium kostet etwa 280 US-Dollar pro Kilogramm, während zu 99,99999 Prozent reines Gallium etwa 450 US-Dollar pro Kilogramm kostet, und Gold kostet ungefähr 66.000 US-Dollar pro Kilogramm. Große Verbraucher von Gallium für elektronische Zwecke verwenden pro Jahr ‚Dutzende von Tonnen‘, sodass ein Dreijahresvorrat ungefähr 20 Millionen US-Dollar (unraffiniert) bis 30 Millionen US-Dollar (gereinigt) kosten würde.“

Davon unabhängig muss ein Unternehmen selbstverständlich die Eigeninitiative ergreifen, wenn man für schlechte Zeiten einen zugänglichen Vorrat anlegen will.

Hochreines Neon und Silizium, Epoxidharze

Für viele Entwickler und Hersteller in der Elektronikbranche sind Metalle wie Gallium und Germanium sowie Materialien wie Lithium, Cobalt und Nickel geläufige Ressourcen. Doch abseits dessen, darauf weisen die Autoren von Deloitte hin, gibt es noch weitere Rohstoffe, die in der einen oder anderen Form knapp werden können. So werden in der Halbleiter- und in der Solarzellen-Herstellung auch Gase oder Silizium benötigt. Unternehmen aus der Ukraine versorgten bis zum Beginn des Krieges etwa 50 Prozent des Weltmarkts für Neon in Halbleiterqualität, hocheines Silizium kommt zu 80 Prozent aus China.

Dazu ist die Elektronikbranche auch von anderen hergestellten Spezialverbindungen abhängig: „Dabei kann es sich um Epoxidharze, spezielle Reinigungsflüssigkeiten oder -gase oder Kunststoffe handeln. Jede geopolitische Unsicherheit, ein Erdbeben, ein Taifun, ein Wirbelsturm, ein Brand, eine Überschwemmung, eine Dürre oder eine Pandemie könnte zu einer erheblichen und dauerhaften Unterbrechung der Lieferkette führen.“ (sb)

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