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Die Eisenzeit ist nicht vorbei

Die Übernutzung der Welt begann nicht nur mit dem Pflug, sondern auch mit dem Schmelzen von Erz zur Metall­gewinnung. Eine verhängnisvolle Tradition.

von Petra Steinberger , erschienen in 18/2013

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© Foto: Baumarkt

Die gesamte Landfläche von Trantor, 75 Millionen Quadratmeilen, war eine einzige Stadt […] es gab auf der gesamten Oberfläche kein einziges lebendiges Wesen außer dem Menschen.« So beschrieb der amerikanische Science-Fiction-Autor Isaac Asimov auf den ersten Seiten seiner legendären »Foundation«-Trilogie den Stadtplaneten Trantor, das Zentrum der Galaxis, das mächtigste Empire, das es je gab. Doch Trantor wird fallen – und symbolisiert in seinem Aufstieg wie in seinem Niedergang nicht nur für Asimov, was letztlich vielleicht passieren könnte in einer Welt, in der sich der Mensch völlig mit Technik und menschengebauter Materie umgeben hat: in einer Zivilisation, in der Eisen, Aluminium, Plastik und Beton dominieren und das letzte Stück Natur längst unter Gebäuden und Asphalt verschwunden ist. So ein Mensch, so eine Gesellschaft müsse, meinte Asimov, irgendwann psychotisch werden – und den eigenen Untergang geradezu zwangsläufig heraufbeschwören. Er schrieb diese visionäre Dystopie als junger Mann in den 1940er Jahren, als sich die industrialisierte Welt gerade auf einem ihrer Massenvernichtungsfeldzüge befand – der mit vielen dieser menschengeschaffenen ­Materialien geführt wurde.

Metalle zu schmelzen, erfordert Holz, Kohle, Öl …
Trantor ist Symbol für eine naturlose Welt – aber auch für eine Welt, in der die Metalle regieren. Seit rund 5600 Jahren kennt und bearbeitet der Mensch Metalle, zunächst Kupfer, Bronze und andere leicht zu schmelzende Metalle. Schon aus der Zeit um 4000 v. Chr. hat man einzelne Stahlgeräte gefunden, ab etwa 1300 v. Chr. setzten sich dann in der sogenannten Eisenzeit Eisen und Stahl in fast der ganzen alten Welt durch. So konnten die Inder bereits um 400 v. Chr. den später berühmten Damaszenerstahl herstellen. Die Beherrschung der Metalle muss ein auch für heutige Verhältnisse unvorstellbarer technologischer Sprung gewesen sein. Eiserner Pflug, Werkzeuge, Waffen – nun ließ sich viel mehr Land viel schneller bearbeiten. Man konnte anders bauen. Und: Man konnte andere Kriege führen. Dazu musste nur das Erz aus dem ­Boden geholt und verhüttet, also geschmolzen werden, um daraus Eisen und Stahl herzustellen.
Womit die Probleme schnell begannen. Denn Eisenerz, eine Mischung verschiedener Mineralien wie Hämatit, Magnetit oder Takonit, gehört zwar zu den häufigsten Metallen der Erde: Fast 5,6 Prozent der Erdkruste und fast der gesamte Kern bestehen aus Eisen. Um aber reines Eisen zu gewinnen, das weiterverarbeitet werden kann, braucht man Hitze. Viel Hitze. Viel Energie. Und die gewann man damals, vor vielen tausend Jahren vor allem aus Holz. Das Ergebnis kann man heute noch im Mittelmeerraum und im Nahen Osten begutachten, wo die Wälder über große Flächen verschwunden sind. Sie wurden für Schiffe abgeholzt, heißt es oft. Aber sie verschwanden eben auch in jenen simplen Öfen, in denen das Erz auf die nötigen 1700 und mehr Grad Celsius erhitzt wurde, um Eisen und Stahl daraus zu machen. Nachhaltigkeit? War schon damals kein großes Thema, nur dauerte es um einiges länger, bis sich der Ressourcenschwund bemerkbar machte. In den europäischen Wäldern gingen die Köhler ans Werk. Um die großen Minen wie um die kleinen Schmelzen wurden Bäume abgeholzt, so schnell, dass Europa schon zum Ausgang des Mittelalters erste Holz­engpässe erlebte – die erste Rohstoffkrise. Kluge Herrscher und Bürger erkannten das gerade noch rechtzeitig; im 17. und 18. Jahrhundert erließ man strenge Waldschutzverordnungen und legte, so in Deutschland, die riesigen Forstwälder an, die noch heute das Land überziehen. Und man besann sich auf die Kohle, von der scheinbar unermessliche Vorräte unter der Erde lagen.
Dann ging auf einmal alles ganz schnell. Die industrielle Revolution, die Industrialisierung der Welt, verlangte nach Arbeitern und nach neuen, ausdauernden, belast- und formbaren Materialien. Die kohlebefeuerte Dampfmaschine wurde zum Motor dieser Revolution. Die Welt der Maschine war eine Eisen- und Stahlwelt. Und gerade Metalle eigneten sich hervorragend als Konstruktions­material für neue Techniken und Energieleiter. Bis heute bildet die Kupferdrahtrolle das Herz eines Stromgenerators. Schiffe, die Eisenbahn, das Schienennetz, später Automobile aller Art brauchen Metalle ebenso wie all jene Leitungen, die die jüngste Energiequelle, den elektrischen Strom, aus den Kraftwerken in Fabriken und Haushalte bringen – ohne Eisen und Stahl wäre die flächendeckende Energieversorgung der Menschen kaum möglich geworden. Selbst die ästhetische Moderne ist den modernen Baustoffen, den Metallen geschuldet. Was wäre New York ohne Stahlträger und Stahlbeton? Wo wären all die wunderbaren Stahlbrücken, die sich bis heute über die großen Flüsse schwingen?
Doch für die massenhafte Herstellung von hochwertigem Stahl brauchte man immer mehr Primärenergie. Stahlwerke entstanden da, wo viel hochwertige Fettkohle in der Erde lag, beispielsweise im Ruhrgebiet, das so ab der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts zu einem der bedeutendsten Wirtschaftsräume Europas wurde. Denn aus Fettkohle konnte man Koks gewinnen, unerlässlich für die Stahlproduktion. Die Produktionskurve von Stahl stieg in diesen Jahren so schnell, dass der britische Ökonom William Stanley Jevons bereits 1865 eine lange Abhandlung mit dem Titel »Die Kohlefrage« veröffentlichte. Würde es, fragte er sich, auf Dauer möglich sein, den ständig steigenden Bedarf der Dampfmaschine mit fossilen Brennstoffen zu versorgen? Was würde passieren, wenn die Rohstoffe zur Neige gingen? Würde die industrielle Expansion abrupt ein Ende finden? Er errechnete, dass bei einem Wachstum von zwei Prozent allein England schon im Jahr 1920 nicht mehr die erforderliche Menge Kohle würde schürfen können.
Dazu kam es bekanntlich nicht. Die neue Rohstoffkrise wurde abgewendet, weil schon ein paar Jahre zuvor – und Jevons nicht bekannt –, 1859, ein gewisser Edwin L. Drake in Pennsylvania auf jenen Rohstoff gestoßen war, der zur wahren Grundlage unserer Industriegesellschaften werden sollte: auf Erdöl.

Ressourcenkrise und Verschmutzung
Italien im Jahr 2012: In Taranto, Apulien, steht Ilva, Europas größtes Stahlwerk, an dem sich gerade ziemlich genau der Frontverlauf der Auseinandersetzung zwischen Umweltschutz und der allgemeinen Misere sowie dem wirtschaftlichen Druck ­Italiens ablesen lässt. Das Werk produziert 30 Prozent des italienischen Stahls und immerhin acht Prozent des europäischen. Im letzten Monat ordnete ein italienisches Gericht die Schließung von Teilen des Werks an, weil man gegen Umweltschutzauflagen verstoßen und die Region schwerwiegend verseucht hatte. Die Krebsrate liegt um 30 Prozent höher als im Rest des Landes, bei einigen Krebsformen sogar um 190 Prozent; Kinder dürfen wegen möglicher Bodenverseuchung nicht auf ungeteerten Plätzen spielen, schwarzer Rauch und Ruß verdrecken die Luft, vor ein paar Jahren musste ein Landwirt 200 Schafe schlachten, weil sie mit Dioxin belastet waren.
Die italienische Regierung sah das ein wenig anders: Bis zu 30 000 Jobs würden in dieser sowieso schon verheerenden Wirtschaftskrise in Italien verlorengehen, wenn das Werk stillgelegt würde. Also erlaubte man, dass es vorübergehend weiterarbeiten dürfe, wenn es sich nun wirklich um die Einhaltung und Umsetzung der Umweltauflagen bemühe.
Die Situation in Taranto ist vielleicht extrem, bedingt auch durch katastrophales und korruptes Management und völlig veraltete Strukturen; sie ist aber keineswegs ein Einzelfall. Neben dem für die Stahlherstellung gewaltigen Energieverbrauch sind auch die Folgen für die Umwelt ein großes Problem. Ressourcenkrise und Verschmutzung, das sind die beiden großen Nebenwirkungen unseres modernen, auf Metallen aufgebauten Zeitalters.
In Zahlen: 2011 wurden weltweit rund 1,514 Milliarden Tonnen Stahl produziert, rund 100 Millionen Tonnen mehr als im Vorjahr. Für eine Tonne Stahl braucht man im Durchschnitt 8300 Kilowattstunden Primärenergie, bei moderneren Anlagen weniger, bei alten mehr. Da wird schnell deutlich, dass dieser Verbrauch zumindest heute noch nicht allein durch alternative Energieträger erzeugt werden kann. Im Gegenteil: Der neue »World Energy Outlook« prognostiziert ein Anwachsen des Energieverbrauchs bis 2035 weltweit um ein Drittel. Davon würden 80 Prozent auf fossile Brennstoffe entfallen. Auch bei der Umweltbelastung liegen die Metallhersteller weit vorn. Laut einer Untersuchung des Blacksmith-Instituts von 2007 waren fünf der zehn dreckigsten Orte der Erde Metallverarbeitungsregionen, Schmelzen und Minen. Schon der Metallabbau belastet die Umwelt noch viel mehr als der Abbau von anderen Mineralien, da die Erze nur wenig reines Metall enthalten und oft mit Schwefel- und Schwermetallverbindungen zusammen vorkommen. Das heißt: Schon beim Abbau entsteht oft saures bis sehr saures, schwermetallhaltiges Wasser. Und der Abraum, der unter freiem Himmel lagert, wird durch Regen ausgewaschen.
Am 4. Oktober 2010 kam es in Ungarn zur schlimmsten Umweltkatastrophe, die das Land bis dahin erlebt hatte: Der Damm des Absetzbeckens einer Aluminiumfabrik in Ajka brach. 700 000 Tonnen giftigen Schlamms zerstörten mehrere Dörfer, töteten acht Menschen und vergifteten die Flüsse Torna und Marcal auf lange Zeit. Es war sogenannter Rotschlamm, ein Abfallprodukt der Aluminiumherstellung, das aus Bauxiterz und Natronlauge elektrolytisch gewonnen wird. Im Schlamm waren diverse Schwermetalle, wie Quecksilber, Arsen und Blei, die die Region langfristig verseuchten, und bis zu acht Prozent Natronlauge, die beispielsweise bei Kontakt mit den Augen zum Erblinden führen kann. Angeblich war Schlamperei im Spiel, es seien veraltete und schlecht gewartete Anlagen gewesen. Dennoch: Auch die Aluminiumgewinnung ist giftig für die Umwelt und energetisch außerordentlich teuer.
Aluminium war, obwohl es das dritthäufigste Element und sogar das häufigste Metall der Erdkruste ist, recht spät bekannt geworden, nämlich erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Es hat hervorragende Verarbeitungsqualitäten, ist leicht und haltbar – und in der Herstellung eine energetische Katastrophe. Für eine Tonne Aluminium benötigt man 56 000 Kilowattstunden Primärenergie, mehr als sechseinhalbmal so viel wie für die Stahlproduktion. Was dazu führte, dass bereits die ersten Aluminiumwerke dort gebaut wurden, wo ausreichend »weiße Energie«, nämlich Wasserkraft, vorhanden war. In Europa waren das Skandinavien und die Schweiz. Aluminium gilt als das »Metall der Zukunft«. Die Produktion von 223 Tonnen im Jahr 1865 stieg auf 31,9 Millionen Tonnen im Jahr 2005. Es ist überall: In der altbekannten Dose, einem Meisterwerk des Industriedesigns. In der geliebten italienischen Espressokanne. In Autos, aber auch in Fahrrädern. In der Elektrotechnik und in der Verpackung. Es ist ein ähnlich hervorragender Leiter wie Kupfer. Sogar in Feuerwerkskörpern ist der Hauptbestandteil Aluminiumpulver, das je nach Mischung und Körnung vielfarbige Effekte erzeugt. Schön, aber kaum umweltschonend.

Die Metallwelt neu denken
Unsere Welt ist inzwischen so angefüllt mit offenen und versteckten Formen verarbeiteter Metalle und anderer Rohstoffe, dass unsere Zivilisation buchstäblich zu Staub zerfallen würde, würden sie von einem auf den anderen Tag einfach aus ihr verschwinden. Da mag man noch so umweltbewusst zu leben versuchen – man ist auf diese Stoffe angewiesen. Das fängt bei einfachen Leitungen an und endet bei hochkomplexen medizinischen und technischen Geräten, auf die wohl die wenigsten Menschen verzichten wollen. Wir sollten uns bewusst sein, dass in den meisten Produkten, die uns umgeben, noch viel mehr Material steckt, als es von außen scheint. Denn in den Metallkreisläufen entsteht – wie in jedem Rohstoffkreislauf – beim Abbau Abraum, beim Transport Energieverlust, bei der Herstellung Abfall etc. Für die Gewinnung eines Kilogramms Stahl werden der Erde rund acht Kilogamm Gestein und fossile Brennstoffe entnommen, für Aluminium 37 Kilogramm. Das heißt, dass für die derzeitige Produktion von rund 31,9 Millionen Tonnen etwa 1,18 Milliarden Tonnen Material bewegt werden. Diese Last schleppen wir als »ökologischen Rucksack« eben auch im Computer mit, im ökologisch korrekten Leichtbaufahrrad und im Mobiltelefon. In dem werden noch dazu eine Menge jener Stoffe verbaut, die gerade recht knapp werden und zu gravierenden Wirtschaftsauseinandesetzungen zwischen China und dem Rest der Welt führen: den sogenannten Seltenen Erden, die übrigens ebenfalls zur Gruppe der Metalle gehören.
Einige Punkte gibt es bei aller Kritik an der Herstellung und Nutzung von Metallen zu bedenken. Es gibt – noch – keine wirklichen Alternativen. Dabei ist das Problem weniger die Umweltbelastung; die ließe sich durch Umsetzung und Kontrollen von vielerorts vorhandenen Gesetzen reduzieren. Nur der politische und wirtschaftliche Wille fehlt. Beispielsweise hat China eine außerordentlich fortschrittliche Umweltgesetzgebung. Nur wird sie da, wo ihre Realisierung notwendig wäre, in den großen Stahl-, Kohle-, Aluminium- oder Bleiwerken in der Provinz, so gut wie gar nicht angewandt. Korruption und finanzielle Interessen stehen dem entgegen.
Zudem liegt viel daran, wie »wir« die einmal produzierten Metalle verwenden, wie lange also deren Lebenszyklen sind. Nutzen wir sie in Einwegdosen – oder in Fahrrädern, die 40 Jahre halten? Oft ist es weniger eine Frage der Vermeidung als eine Frage der Abwägung. Was für Vorteile hat das Material – spart es beispielsweise Gewicht, zusätzliche Beschichtungen, weil es nicht korrodiert? Wie recyclingfähig ist es, und wie energieaufwendig wiederum ist dieses Recycling? Zwar ist etwa Aluminium viel teurer in der Primärherstellung als Stahl, aber weil es viel leichter ist, ist sein Einsatz im Fahrzeugbau durchaus sinnvoll, weil dadurch weniger Treibstoff benötigt wird und es zu fast 100 Prozent wiederverwendet werden kann. Der neue Werkstoff Karbon ist zwar noch leichter, aber bisher ist noch nicht klar, wie und auf welche Art er perfekt recycelt werden kann. Auch andere alt-neue Werkstoffe, wie Keramik, kommen wieder in die Diskussion. In manchen Bereichen wären sie tatsächlich eine Alternative. Doch noch sind die Techniken und Herstellungsverfahren neu und nicht ausgereift.
Eines ist jedenfalls derzeit sicher: Einfach aufhören geht nicht. Einfach weitermachen auch nicht. Selbst wenn alle Einsparpoten­zia­le genutzt werden, würde der Energieverbauch dem World Energy Outlook 2012 zufolge noch immer um 6 Prozent steigen. Und dann, irgendwann, werden die zur Metallgewinnung notwendigen fossilen Energieträger zur Neige gehen, auch wenn die Welt noch so voller Erze steckt. Bewusst reduzieren, so viel und so schnell, wie jeder kann? Wahrscheinlich die einzig ehrliche Antwort. Denn sie impliziert: dass es eben nicht jeder kann. Ob uns dann das Schicksal von Trantor droht? Das wusste noch nicht mal Asimov. •


Petra Steinberger (46) ist Journalistin bei der »Süddeutschen Zeitung am Wochenende« mit Schwerpunkt Umwelt und Soziologie. Sie studierte Politik in München und Middle Eastern Area Studies an der SOAS in London.

Ein aufschlussreiches Buch über das energieintensivste Metall:
Luitgard Marschall: Aluminium: Metall der Moderne. oekom, 2008

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