Mit Nickel beschichtete Metallteile in einer Auslage

Nickel wird unter anderem zur Beschichtung von Metallteilen verwendet. (Bild: Sergey Ryzhov - stock.adobe.com)

Böse Kobolde machten Bergleuten im Mittelalter das Leben schwer. Besonders übel trieben es die Nickel. Sie verwandelten kostbares Kupfer in wertloses Erz. So zumindest erklärten es sich die mittelalterlichen Kumpel, wenn sie in einer Kupfermine auf Nickeleinlagerungen stießen.

Obwohl Schmiede in China bereits vor 4.000 Jahren Haushaltsgegenstände mit Nickellegierungen herstellten und auch Eisengießer im antiken Griechenland das silbrig-weiße Element nutzten, wussten die Bergleute in Europa im Mittelalter nichts von den nützlichen Eigenschaften von Nickel.

Rohstoff Nickel für über 3.000 Legierungen

Das Schwermetall kommt deshalb heute in rund 3.000 Legierungen bei der Herstellung von V2A-Stahl bis hin zu maßgeschneiderten Stählen für Hightech-Produkte zum Einsatz.

Mit geringeren Beimengungen von zehn bis zwölf Prozent Nickel stellen Stahlkocher dabei Edelstähle her, die zu Kochtöpfen, Besteck, Küchenspülen, Rohrleitungen, Werkzeugen, Rolltreppen, Tankwagen oder medizinischen Instrumenten verarbeitet werden.

Mit höheren Nickelanteilen produzieren die Veredler Stähle für den Bau von Motoren, Gasturbinen und Flugzeugtriebwerken sowie Kältemaschinen und Behältern für Flüssiggase. Denn Stahl, dem Hersteller Nickel beimengen, wird auch bei Temperaturen von minus 200 Grad Celsius noch nicht brüchig.

Ein Ersatz des Elements durch andere Zusätze ist bei all diesen Verwendungen kaum möglich. Die Stahlindustrie benötigt deshalb 68 Prozent der gut 2,7 Millionen Tonnen Nickel, die Bergwerke jedes Jahr fördern, allein für die Herstellung ihres Hauptprodukts. Mit weiteren sieben Prozent des Angebots beschichtet sie Oberflächen, um diese ebenfalls korrosionsbeständig zu machen.

Nickel als Baustein für Hochleistungsbatterien

Die restlichen acht Prozent des gewonnenen Nickels benötigen Hersteller von Batterien für Smartphones, Tablets sowie Elektro- und Hybridfahrzeuge.

Akkus, in denen eine Nickeloxid-Hydroxid-Kathode Elektronen an eine Zink-Anode schickt, könnten künftig die heute gebräuchlichen Lithium-Ionen-Batterien weitgehend ersetzen. Da Hersteller dabei auf teures Kobalt als Material für die Kathode verzichten, können sie Akkus herstellen, die nicht viel mehr kosten als herkömmliche Bleisäure-Batterien.

Gleichzeitig sind Akkus auf Nickel-Zinkbasis sicherer, da sie keine brennbaren Materialien enthalten, bieten eine höhere Energiedichte und damit eine größere Reichweite als Lithium-Ionen-Batterien, lassen sich in wenigen Minuten aufladen und verfügen nach mehr als 50.000 Ladezyklen noch immer über 92 Prozent ihrer anfänglichen Speicherfähigkeit.

Derzeit reicht die Leistung von Nickel-Zink-Akkus zwar erst, um E-Bikes und Elektrofahrzeuge anzutreiben. Wissenschaftler am Naval Research Laboratory in Washington arbeiten jedoch mit Hochdruck daran, die Speichertechnologie auch an den Einsatz in mobilen elektronischen Geräten anzupassen.

Entwicklung in Schwellenländern steuert den Preis

Die Industrie in den boomenden Volkswirtschaften Asiens verlangt für den Ausbau ihrer Fertigungsanlagen und Infrastruktur nach immer mehr Edelstahl. Da die aufsteigenden Mittelschichten in diesen Ländern nicht auf Smartphones und Tablets verzichten wollen, wird die Nachfrage nach Nickel künftig steigen.

Sorgen machen muss sich die deutsche Edelstahlindustrie, die mit einem Verbrauch von rund drei Prozent der weltweiten Förderung der fünftgrößte Abnehmer des Schwermetalls nach China, den USA, Japan und Südkorea ist, deshalb aber nicht. Bislang hat die jährliche Minenproduktion sowie die Raffinerieproduktion mit der weltweiten Nachfrage Schritt gehalten.

Preisentwicklung Nickel

Im Zuge der weltweiten Energiewende steigt der Nickelpreis stetig an. Die Coronakrise hat das Industriemetall laut den Fuchs-Briefen hinter sich gelassen. Notierte das Metall im März 2020 noch bei rund 11.000 US-Dollar, erklomm der Preis für Nickel zwischenzeitlich ein Hoch von mehr als 45.000 US-Dollar pro Tonne. Schuld waren Spekulanten. Seinen bis dato höchsten Preis erzielte das Metall im Mai 2014 mit knapp über 19.000 US-Dollar. Die Weltbank sieht den Nickelpreis bis 2030 bei 18.000 US-Dollar.

Die Analysten der Fuchs-Briefe rechnen mit einem weiteren Preisanstieg. Elektroautos benötigen Nickel für ihre Batterien - jedenfalls ist das die aktuell vorherrschende Technologie. Laut der Internationalen Energie-Agentur (IEA) dürfte sich der jährliche Verbrauch von Nickel mehr als verdreifachen und der von Kobalt sogar versechsfachen.

Begrenzte Reserven, …

Grundsätzlich ist auf der Erde ausreichend Nickel vorhanden. Es ist das fünfthäufigste Element. Wissenschaftler vermuten sogar, dass der unerreichbare Erdkern aus Nickel und Eisen besteht.

Die im Jahr 2019 bekannten Reserven des Elements in Höhe von 89 Millionen Tonnen reichen jedoch nur noch für etwa 30 Jahre. Über den größten Anteil an diesen Vorkommen verfügen dabei Indonesien gefolgt von Australien, Brasilien und Russland.

Weitere Lagerstätten finden sich in der Tiefsee. Allein in dem 75.000 Quadratkilometer großen Gebiet im Ostpazifik, für das sich die Bundesrepublik eine Explorationslizenz gesichert hat, sollen bis zu 19 Millionen Tonnen des Schwermetalls in bis zu 6.000 Meter Wassertiefe liegen.

… aber hohe Recyclingquoten

In der Rangfolge der größten Förderländer finden sich auch die Philippinen. Sie schürften nach Angaben des Raw Material Information Service der EU nur noch rund 12 Prozent weltweit abgebauten Nickels. Mehr Minenproduktion leistet nur noch Indonesien, gefolgt von Russland, Neukaledonien und Kanada, die jeweils zwischen neun und sieben Prozent zur Förderung beitrugen.

Diese fünf Länder sorgen zusammen für fast drei Viertel des globalen Angebots an Primärnickel. Bei den Raffinadeprodukten mischen China und Japan noch ordentlich mit. Nach Angaben der EU wurden 2019 etwa 2,49 Millionen Tonnen Raffinadeprodukte aus Nickel hergestellt. Die Produktionsmenge von Primärnickel liegt bei ungefähr 2,7 Millionen Tonnen.

Ähnlich hoch ist die Konzentration unter den nickelfördernden Bergbauunternehmen. Die drei größten davon, die chinesische Tsingshan Group, die russische Norilsk Nickel,und  Vale S.A. aus Brasilien bauen gemeinsam mehr als ein Drittel des geförderten Nickels ab. Allein 18 Prozent gehen auf das Konto der Chinesen. (Hier erfahren Sie, wie viel des Rohstoffs die größten Nickelproduzenten aus ihren Minen herausholen.)

Da sich jedoch ein Großteil des in Altprodukten enthaltenen Nickels recyceln lassen, beurteilen Experten die Abhängigkeit der deutschen Wirtschaft von den führenden Förderländern und –unternehmen nur als mäßig kritisch. Anders sieht es die USA, erst im November 2021 fügte sie Nickel zur liste der in den Vereinigten Staaten als kritisch gelisteten Rohstoffe hinzu. In der EU liegt die Recyclingquote bei raffiniertem Nickel bei etwa 67 Prozent. In den USA sind es laut USGS etwa 52 Prozent.

*Reserven = aktuell bekannte, mit der vorhandenen Technologie rentabel ausbeutbare Vorkommen

**Ressourcen = aktuell bekannte, aber noch nicht rentabel ausbeutbare Vorkommen

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(Bild: Gerd Mischler)

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