Petra Wlotzka

Kritische Rohstoffe und Nachhaltigkeit

Rohstoffe, Nachhaltigkeit
Umgang mit kritischen Rohstoffen, © Alessandro Zocc/Shutterstock.com

Petra Wlotzka

Ansätze zu einem ressourcenschonenden Umgang mit kritischen Rohstoffen

In den letzten Jahren hat sich die Rohstoffbasis für unsere Industrie stark verändert. Die rasant wachsende Erdbevölkerung und der technologische Fortschritt haben dazu geführt, dass zum einen die Gewinnung von Primärrohstoffen massiv zugenommen hat, zum anderen mittlerweile nahezu alle Elemente des Periodensystems einer wirtschaftlichen Nutzung unterliegen. Einige dieser Elemente kommen auf der Erde allerdings nur in sehr geringen Mengen vor (kritische Rohstoffe). Beispielsweise beträgt der Massenanteil an Indium, einem wichtigen Rohstoff zur Herstellung von Flachbildschirmen und Display LEDs, nur 0,1ppm (Vergleich Kupfer: 100ppm). Experten gehen davon aus, dass die nutzbaren Lagerstätten mancher kritischen Rohstoffe deshalb schon in wenigen Jahren erschöpft sein werden. Entsprechend teuer sind diese Stoffe schon heute [1].
Jedoch ist es nicht nur aus wirtschaftlicher Sicht wichtig, nach Möglichkeiten zur besseren Ressourcennutzung zu suchen. Häufig führt die Gewinnung der Rohstoffe zu massiven Umweltbelastungen. Zerstörte Landschaften, verseuchtes Grundwasser und giftige Stäube in der Atemluft sind nicht selten die Folge.
Für einen nachhaltigen Umgang mit kritischen Rohstoffen müssen die vorhandenen Ressourcen besser genutzt werden. Dazu stehen die folgenden drei übergreifenden Ansätze zur Verfügung [2]:
  • Optimierung der Produktionsprozesse, sodass geringere Rohstoffmengen den gleichen Effekt erzielen (z.B. Dünnschichttechnologien).
  • Substitution bisher verwendeter Rohstoffe durch Stoffe, die nicht zu den kritischen Rohstoffen gehören.
  • Wiederverwerten der kritischen Rohstoffe durch Recycling.
Nachhaltiger Umgang mit kritischen Rohstoffen ein Thema für die Schule?
Der nachhaltige Umgang mit Rohstoffen spielt im naturwissenschaftlichen Unterricht, wenn überhaupt, lediglich bei den fossilen Energieträgern und ihren Produkten eine Rolle. Wirtschaftliche und ökologische Probleme, die durch die Förderung und den Verbrauch von Ressourcen entstehen, werden in der Regel im Geographieunterricht behandelt. Aber auch hier spielen die kritischen Rohstoffe nur eine Nebenrolle. Von daher bietet es sich an, im naturwissenschaftlichen Unterricht aufzuzeigen, dass Forschung und Industrie bereits mit Hochdruck daran arbeiten, die vorhandenen Ressourcen besser zu nutzen und neue Technologien und Produkte für einen nachhaltigen Umgang entwickeln.
In diesem Artikel wird Unterrichtsmaterial vorgestellt, mit dem die Schülerinnen und Schüler einen Einblick in die Ansätze zur besseren Ressourcennutzung gewinnen. An drei Beispielen aus der Praxis werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie schon heute durch Materialeinsparungen, Recycling oder Substitution ressourcenschonend mit kritischen Rohstoffen umgegangen wird.
Zur Erarbeitung der Inhalte bietet sich das Gruppenpuzzle an [3]. Die Schülerinnen und Schüler informieren sich zunächst arbeitsteilig in Expertengruppen anhand eines Beispiels über einen Ansatz der besseren Ressourcennutzung (s. Arbeitsblätter1, 2A, 2B und 2C ). Anschließend stellen sie sich in einer Austauschrunde gegenseitig ihre Ergebnisse vor und diskutieren in ihrer Gruppe mithilfe eines Zitats von Dennis Meadows („Grenzen des Wachstums) [4] über Chancen und Grenzen der vorgestellten Möglichkeiten zum ressourcenschonenden Umgang mit kritischen Rohstoffen.
Literatur
[1]DECHEMA: Anorganische Rohstoffe Sicherung der Rohstoffbasis von morgen. Frankfurt 2015. https://dechema.de/dechema_media/PP_Anorg_Rohstoffe_2015_11_FINAL_ezl-p-20001405.pdf (letzter Zugriff: 21.04.2017)
[2]Fonds der chemischen Industrie: Informa-tionsserie „Innovationen in der Chemie. In Vorbereitung
[3]Leerhoff, G.; Kienast, S.; Markic, S.; Eilks, I.:Das abgesicherte Gruppenpuzzle UC16(2005)Nr.88/89, S.28 – 33
[4]Meadows, D.: Die Grenzen des Wachstums. Stuttgart: DVA 1972, S.50 – 51

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 161 / 2017

Kritische Metalle

Friedrich+ Kennzeichnung Praxis Schuljahr 9-12