Neodym? Dies gehört zu den sogenannten „Seltenen-Erden“. Bei dessen Gewinnung und Entsorgung fallen hochgiftige Stoffe wie radioaktives Uran und Thorium an.
Moderne WEA verfügen nicht mehr über ein Getriebe, stattdessen haben sie einen Direktantrieb, der gleich mehrere Vorteile aufweist. Die meisten Ausfälle von Windkraftanlagen (circa 60 Prozent) gehen auf defekte Getriebe einschließlich Wellen, Kupplungen und Generatoren zurück.
Direktgetriebene Anlagen laufen deutlich störungsfreier und bestechen mit einer signifikant höheren Energieausbeute. Gerade im Offshore-Bereich ist der Direktantrieb optimal.
Der Hinkefuß an der Sache besteht allerdings darin, dass für den Direktantrieb eine andere Art Generator erforderlich ist. Bei konventionellen Windrädern mit einem Getriebe wird Strom mittels Elektromagneten erzeugt. Eben weil ein Getriebe vorhanden ist, kann dessen Drehgeschwindigkeit sehr hoch eingestellt werden.
Ohne Getriebe läuft der Generator aber mit derselben Geschwindigkeit wie der Rotor. Dafür braucht man Ringgeneratoren, die ebenfalls mit Elektromagneten arbeiten, deren Gewicht und Größe aber ungleich höher dimensioniert sein müssen. Zudem stellen die Schleifringe Verschleißteile dar. Viele Hersteller sind daher auf starke Permanentmagnete übergegangen, deren Magnetscheiben aber nur 15 Millimeter dick sind.
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Der Trend geht eindeutig weg vom Getriebe hin zum Direktantrieb. Laut Marktforschungsunternehmen trend:research waren im Jahre 2009 circa 40 Prozent der neu installierten Anlagen mit einem Getriebe ausgestattet. Im Jahre 2020 waren deutschlandweit bereits ungefähr 55 Prozent aller WEA mit Direktantrieb bestückt.
Derartig starke Permanentmagneten können heute nur mit Seltenen Erden produziert werden. Vor allem reden wir hier von Neodym-Eisen-Bor-Magneten. Pro Megawatt Leistung sind in einem Direktantrieb circa 200 kg Neodym verbaut.
In einer Fünfmegawatt-Anlage, die zum Beispiel im „alpha ventus Windpark“ vor Borkum zu finden ist, steckt sage und schreibe eine ganze Tonne Neodym. Fast so große Mengen Neodym enthalten auch die „VESTAS V112 3MW“ Anlagen im Windpark Mühlhausen, siehe dazu auch:
Natürlich kommt Neodym nur chemisch vergesellschaftet mit anderen Lanthanoiden vor sowie mit radioaktiven Elementen wie Thorium und Uran. Zur Aufkonzentrierung von Neodym entstehen große Mengen an Flotationsresten in Absinkbecken, aus denen gelöste Schwermetalle und radioaktive Elemente ins Grundwasser gelangen oder als Stäube in die Luft abgehen.
Ungefähr 97 Prozent der globalen Neodym-Gewinnung stammen zurzeit aus chinesischen Minen, in deren Umfeld sich das radioaktive Thorium immer weiter anhäuft. In der Nähe der mongolischen Stadt Baotou wurde zu diesem Zweck ein riesiges Auffangbecken geschaffen, das ganz treffend als der „See der seltenen Erden“ bezeichnet wird. Die dortigen wässrigen Abbauprodukte enthalten bereits jetzt geschätzt um die 90.000 Tonnen Thorium.
Chinesische Blogger haben darüber berichtet, dass Seltene Erden illegal und in großem Maßstab in circa 4.000 Abbaustätten rund um Ganzhou in der Provinz Jiangxi abgebaut werden, wobei die gesundheitsgefährdenden Arbeitsbedingungen absolut unverantwortlich sind.
Dennoch stammt ungefähr die Hälfte des chinesischen Neodyms aus Bayan Obu. In der gesamten Region ist das Grundwasser stark kontaminiert mit der Folge, dass bereits extrem viele Anwohner schwer erkrankt sind. In der Region ist eine deutlich erhöhte Krebsrate zu verzeichnen.
Forscher der Leibniz Universität Hannover haben die radioaktive Belastung im Umfeld eines Abbaugeländes für Seltene Erden gemessen mit dem Ergebnis, dass dort die in Deutschland geltenden Grenzwerte wie erwartet deutlich überschritten werden. Besonders markant stach diesbezüglich der Minendistrikt von Bayan Obo hervor, wo jedes Jahr circa 55.000 Tonnen Seltene Erden gewonnen werden.
Dieselben Wissenschaftler haben sich in diesem Zusammenhang einmal den „radioaktiven Fußabdruck“ einer Drei-Megawatt-Anlage während ihres gesamten Lebenszyklus genauer angesehen. Wohl wissend, dass das in Deutschland verbaute Neodym keine Radionuklide mehr enthält, muss dieser Tatsache aber fairerweise die Strahlenexposition der Bevölkerung am Ort der Gewinnung von Seltenen Erden gegenübergestellt werden.
Im Ergebnis sind die Größenordnungen der radioaktiven Belastung durch die Kohleverstromung und jener, die durch die Windenergienutzung generiert werden, absolut vergleichbar.
Man könnte also sagen, dass die europäischen „Saubermann-Staaten“ ihre Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Zusammenhang mit Ökostrom schlicht nach China exportiert haben. Ehrlich machen könnten wir uns zum Beispiel durch den Abbau von Seltenen Erden in Schweden, wo es nach aktueller Kenntnis offenbar große Vorkommen davon gibt.
Wirtschaftlich konkurrenzfähig mit China wäre dies gerade in den ersten Jahren ganz sicher nicht, aber Geld geben wir für viele zweifelhafte Zwecke wie die Verlängerung fremder Kriege aus. Am Ende ist immer alles eine Frage der richtigen Prioritätensetzung.
In Australien, Kalifornien und Grönland gibt es schon lange stillgelegte Minen, wo aber nachweislich Seltene Erden vorhanden sind. Diese zu aktivieren, würde der chinesischen Monopolstellung zumindest ein Stück weit Einhalt gebieten. Dennoch wehren sich dort bereits verschiedene Umweltschutzverbände gegen diesen Gedanken, was deren eigentliches Anliegen faktisch konterkariert.
Eine sehr vielversprechende technische Problemlösung haben kürzlich US-Wissenschaftler von den Sandia National Laboratories vorgestellt. Ihr Konzept des elektrisch erregten Synchrongenerators ermöglicht nun eine neue Generation von Generatoren, die auf starke Permanentmagnete verzichten können:
Sandia hat mit seinem neuen Typ des elektrischen Drehkontakts längst seine Bereitschaft für eine enge Kooperation mit der Industrie angemeldet.
Und zu guter Letzt: Das schräge Thema Neodym im Kontext der so überaus sauberen Windenergie lag mir schon vor einiger Zeit am Herzen, wovor ich selbstverständlich, wie sollte es auch anders sein, bereits hier gewarnt habe:
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Dieser Beitrag wurde am 20.08.2024 erstellt.
