Helium in Flaschen: Förderung zusammen mit Erdgas. (Bild: scanrail/AdobeStock)
Zehn Sekunden nach dem Urknall verschmolzen die ersten Wasserstoffatomkerne zu Helium. Nach wie vor entsteht das farb- und geruchlose, ungiftige Gas bei der Kernfusion im Inneren von Sternen wie der Sonne. Im Universum ist Helium daher das zweithäufigste Element nach Wasserstoff.
Auf der Erde ist das zweithäufigste Element des Universums selten
Nur auf der Erde ist es selten. Dort entsteht das Edelgas durch den radioaktiven Zerfall von Uran, Thorium oder Radium und sammelt sich dann in natürlichen Erdgaslagerstätten an. Diese enthalten oft bis zu 16 Prozent Helium. In Regionen mit aktivem Vulkanismus dringt das Element mit der Ordnungszahl 22 zudem aus tieferen Erdschichten an die Oberfläche.
So stießen Geologen 2016 im vulkanisch aktiven ostafrikanischen Graben in Tansania auf Heliumvorräte, mit denen die Welt ihren Bedarf an dem Rohstoff sieben Jahre lang decken könnte. Auch entlang der Rocky Mountains könnte die dortige Plattenverschiebung das Gas aus den Tiefen der Erde bis knapp unter deren Oberfläche befördert haben.
Nebenprodukt der Erdgasförderung
Solche Funde sind jedoch Zufallstreffer. Geologen kennen keine Erkundungsstrategien, mit denen sie Helium-Lagerstätten in vulkanisch und seismisch aktiven Zonen systematisch suchen könnten. Neues Helium finden sie daher in der Regel nur, wenn sie Erdgaslagerstätten erschließen.
Die größten Lieferanten des Edelgases sind deshalb auch jene Länder, die die Welt mit fossilen Brennstoffen versorgen. Im Jahr 2018 stammten 56 Prozent oder 90 Millionen Kubikmeter der weltweit angebotenen 160 Millionen Kubikmeter Helium aus den USA. Katar steuerte 28 Prozent oder 45 Millionen Kubikmeter zum globalen Angebot bei, Algerien 14 Millionen Kubikmeter. Das waren 8,7 Prozent der verfügbaren Menge.
Insgesamt, so die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), gibt es weltweit nur sieben wirklich bedeutende Lieferländer. Neben den USA, Algerien und Katar sind das Russland, Polen, Kanada und Australien.
Angespannte Versorgungslage trotz ausreichender Produktionskapazitäten
Theoretisch könnten diese Staaten jedes Jahr 252 Millionen Kubikmeter des Edelgases gewinnen – 80 Millionen Kubikmeter mehr als Unternehmen weltweit verbrauchen. Doch während Russland und Polen die Welt mit gleichbleibenden Mengen beliefern, geht das Angebot aus den übrigen Staaten zurück. So verkaufen die USA seit 2018 aus dem staatlichen Speicher in Cliffside in Texas kein Helium mehr an private Kunden. Die Förderung des zweitgrößten Lieferanten Katar brach im selben Jahr um 27 Prozent ein.
Der Heliumpreis ist seit 2017 um 135 Prozent gestiegen
Die Preise für Helium sind daher seit 2017 explodiert. So kostete ein Kubikmeter Helium aus dem Cliffside-Speicher bei der letzten Auktion des dafür zuständigen US Bureau of Land Management 2018 mit 9886 US-Dollar 135 Prozent mehr als im Jahr zuvor. Die Ladung eines Tankwagens voll Helium hatte damit einen Wert von knapp einer Million Dollar. Bis 2024 steigen die Preise für das Gas jedes Jahr um weitere acht bis zehn Prozent, erwartet der Hamburger Händler von Energierohstoffen Nasco.
Versorgungslage für deutsche Einkäufer ist kritisch
Unternehmen in Staaten, die wie Deutschland auf Heliumimporte angewiesen sind, leiden in dieser Situation massiv. Teilweise werden sie nicht mehr mit den Mengen Helium beliefert, die sie geordert haben. Zugleich drückt der Einkaufspreis für die Kubikmeter, die sie bekommen, auf die Margen. Diesem Kreislauf entziehen sich Einkäufer nur, wenn sie in Anlagen investieren, aus denen kein Helium entweichen kann.
Denn wenn das Gas austritt, steigt es auf und verlässt die Erdatmosphäre. Helium hat eine so geringe Masse, dass die Erdanziehung das Element nicht zurückhalten kann.
Unverzichtbarer Rohstoff für Zukunftstechnologien
Auf das Edelgas verzichten können Unternehmen nicht. Kein anderes Element ist chemisch so reaktionsträge und bei 271 Grad Celsius unter Null, also nur gut zwei Grad über dem absoluten Nullpunkt, noch flüssig. Deshalb ist es der geeignete Stoff, um die supraleitenden Magneten in Kernspintomografen sowie im Teilchenbeschleuniger des Forschungszentrums Cern in Genf oder die Chips in Quantencomputern zu kühlen.
In Weltraumraketen hält Helium den Druck in den Treibstofftanks aufrecht. Bei der additiven Fertigung treten weniger Spratzer auf, wenn Bauteile in Helium gefüllten Räumen gedruckt werden. Die erzeugten Werkstücke sind stabiler, weil sie weniger Poren haben. Außerdem verläuft der Druckvorgang schneller.
Ohne Helium geht Tauchern der Atem aus
Helium wird auch in der Halbleiterfertigung und der Gaschromatografie eingesetzt. Mit ihm lässt sich prüfen, ob Bauteile dicht sind. Das Gas ist unverzichtbar, um unter Wasser zu schweißen. Mit ihm werden Seitenairbags gefüllt. Es lässt Wetterballone und Zeppeline aufsteigen und füllt als Zusatz die Luftflaschen von Tiefseetauchern.
Lange diente Helium auch als Füllstoff für Partyluftballons. Ob das eine Zukunft hat, bleibt bei der angespannten Preis- und Versorgungslage für das seit dem Urknall existierende Edelgas abzuwarten.
Einkauf Rohstoff Helium
| Beschreibung |
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| Verwendung |
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| Größte Lieferländer von Helium |
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| Vorhandene Reserven* | 7,425 Mrd. Kubikmeter |
| Vorhandene Ressourcen** | 51,9 Mrd. Kubikmeter |
| Statistische Reichweite der Reserven | 46 Jahre |
| Statistische Reichweite der Ressourcen | 324 Jahre |
| Recyclingquote | Anlagen mit geschlossenen Heliumkreisläufen verwenden große Teile des eingefüllten Edelgases wieder. Dennoch lässt sich das Element grundsätzlich nicht recyceln. Tritt es in die Atmosphäre aus, steigt es auf und vergast in den Weltraum. |
| Substituierbarkeit | In kryogenen Anwendungen gibt es für Temperaturen unterhalb von minus 256 Grad keinen Ersatz für Helium. Beim Schweißen lässt sich das Element durch Argon ersetzen, als Trägergas auch durch Wasserstoff, solange keine Brandgefahr besteht. |
| Globale Produktion von Helum im Jahr 2018 | 160 Mio. Kubikmeter |
Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, US Geological Survey
* Reserven = aktuell bekannte, mit der vorhandenen Technologie rentabel ausbeutbare Vorkommen
** Die Angaben des USGS umfassen nur Reserven in den USA, Algerien, Polen und Russland
*** Ressourcen = aktuell bekannte, aber noch nicht rentabel ausbeutbare Vorkommen
Das sind die größten Chemiekonzerne weltweit
Platz 14: Air Products and Chemicals ist ein US-amerikanischer Hersteller von Industriegasen – von Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Helium und Wasserstoff über medizinische und Spezialsgase bis zu Schweiß- und Schneidgasen. Mit einem Umsatz von 8,93 Milliarden US-Dollar schafft es das Unternehmen auf Platz 15.
Platz 13: Akzo Nobel ist ein niederländischer Chemiekonzern mit Sitz in Amsterdam und einem 2018er-Umsatz von 10,59 Milliarden US-Dollar. Das Unternehmen stellt zum Beispiel Anti-Schimmel-Produkte, Farben und Lacke und Produkte für den Korrosionsschutz her. (Bild: Wikipedia/offenbacherjung CCSA4.0)
Platz 12: Shin-Etsu Chemical ist das größte japanische Chemieunternehmen. Mit 13,6 Milliarden US-Dollar Umsatz landet es weltweit auf Platz 13. Shin-Etsu ist der weltweit größte Hersteller von Polyvinylchlorid (PVC) und Silizium-Wafern für die Halbleiter-Industrie. In Deutschland ist der Konzern vertreten durch SE Tylose, einer Ausgliederung aus der Schweizer Clariant. Die deutsche Tochtergesellschaft produziert wasserlösliche Celluloseester-Produkte. (Bild: Wikipedia/Kaz Ish CC Attribution-Share Alike 3.0)
Platz 11: Ecolab ist ein weltweiter Anbieter von Technologien in den Bereichen Wasser, Hygiene und Energie. Mit 14,67 Milliarden US-Dollar Umsatz im vergangenen Jahr schafft es der US-Konzern mit Sitz in St. Paul auf Platz 12 der weltweit größten Chemiekonzerne. Die deutsche Tochter sitzt in Monheim am Rhein. (Bild: Pixabay)
Platz 10: PPG Industries stellt Kunstglas- und Chemieprodukte her. Seinen Sitz hat das Unternehmen in Pittsburgh, USA. Im Januar 2019 übernahm PPG den deutschen Lackhersteller Hemmelrath. Mit 15,37 Millionen US-Dollar besetzt PPG den letzten Platz der Top 10 der größten Chemiekonzerne weltweit.
Platz 9: Covestro hat seinen Sitz in Leverkusen und ist ein aus der ehemaligen Kunststoffsparte von Bayer hervorgegangener Werkstoffhersteller. Das Unternehmen entwickelt, produziert und verkauft Polymer-Werkstoffe und zählt rund 30 Standorte in Europa, Asien und Amerika.Mit 16,73 Milliarden US-Dollar setzt sich der deutsche Konzern auf Platz 9 im Ranking der weltweit größten Chemiekonzerne.
Platz 8: Henkel mit seinem Sitz in Düsseldorf zählt im weitesten Sinn zur Chemiebranche mit den drei Geschäftsfeldern Home Care, Beauty Care sowie Adhesive Technologies. Sie alle haben jedoch das Consumergeschäft im Auge. Im Jahr 2018 schaffte der Konzern einen Umsatz von 22,77 US-Dollar und landet damit auf Platz 7 der größten Chemiekonzerne weltweit. (Bild: Henkel)
Platz 7: Air Liquide S.A. stellt Gase für Industrie, Medizin und Umweltschutz. Der französische Produzent beliefert die meisten Industriebranchen, wie Chemie, Automobilbau und Elektronik. Damit hat das Unternehmen im Jahr 2018 einen Umsatz von 24,05 Milliarden US-Dollar geschafft – und damit Platz 7 im Ranking der größten Chemiekonzerne ergattert. (Bild: Air Liquide)
Platz 6: Linde - Mit Linde schafft es das erste deutsche Chemie-Unternehmen unter die größten Chemiekonzerne weltweit. Linde setzt 2018 rund 15,04 Millionen US-Dollar um und landet damit auf Platz elf. Zum Kerngeschäft des Konzerns geören Gase und Prozessanlagen, die Gase herstellen oder gewinnen. (Bild: Linde)
Platz 5: Lyondellbasell Industries ist weltweit das achtgrößte Chemieunternehmen und der größte Produzent von Polyolefinen und Katalysatoren. Zudem entwickelt und lizensiert es Polypropylen- und Polyethylenprozesse und betreibt Erdölraffinieren. Der Name entstand durch den Zusammenschluss der zwei Unternehmen Lyondell und Basell im Jahr 2008. Seinen Sitz hat das Unternehmen in Rotterdam. In Deutschland ist das Unternehmen im Industriegebiet Wesseling bei Köln ansässig. (Bild: Lydondellbasell)
Platz 4: Saudi Basic Industries Corporation, kurz Sabic, ist ein saudi-arabischer Chemie- und Metall-Konzern mit Sitz in Riad. Der Umsatz 2018 lag bei 45 Milliarden US-Dollar. Gegründet wurde Sabic für die Weiterverarbeitung von Erdöl und Erdgas im eigenen Land. Die Produkte des Unternehmens sind Grundchemikalien (zum Beispiel Methanol, Ethanol, Benzol oder Propen), Zwischenprodukte wie Ethylenglykole, Vinychlorid oder Natriumhydroxid), Polyolefine, PVC und Polyester und Düngemittel. (Bild: Wikipedia/LIZIT)
Platz 3: Bayer ist in Deutschland der zweitgrößte deutsche Chemiekonzern. Mit weltweit 71,73 Milliarden US-Dollar kommt das Unternehmen im Ranking der weltweit größten Chemieproduzenten auf Platz 3. Bayer ist vor allem für seine Kopfschmerzmarke Aspirin bekannt und produziert weitere Medikamente für Menschen und Tiere. Mit dem (mittlerweile umstrittenen) Kauf von Monsanto hat sich Bayer ins Feld der Agrarchemie vorgewagt. (Bild: Bayer)
Platz 2: BASF - Die deutschlandweit unangefochtene Nummer eins unter den Chemiekonzernen ist 2018 „nur“ die weltweite Nummer eins: BASF mit 71,73 Milliarden US-Dollar Umsatz im Jahr 2018, wobei darin der Handel mit Öl und Gas eingeschlossen ist. Seinen Hauptsitz hat BASF in Ludwigshafen am Rhein, ist aber weltweit an mehr als 390 Standorten in über 80 Ländern aktiv. (Bild: BASF)
Platz 1: DowDuPont - Der US-Konzern setzt sich mit einem Umsatz von knapp 86 Milliarden US-Dollar an die Spitze der weltweit umsatzstärksten Chemiekonzerne im Jahr 2018. Damit löst er die langjährige Nummer 1 BASF ab. Tätig ist der Konzern im Bereich Agrarchemikalien, Kunststoffe und Spezialchemikalien. Dieser Bereich wurde am 1. Juni 2019 als eigenständiges Unternehmen wieder unter dem Namen DuPont eingetragen. (Bild: DowChemical)
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