Teil 1: Metalle
80 Prozent aller chemischen Elemente sind Metalle
Zu Beginn starten wir mit einer ganz grundlegenden Frage: Was sind eigentlich Metalle? Die einfachste Antwort: Metalle bilden eine Gruppe von chemischen Elementen – und zwar eine ziemlich große. Denn Metalle machen rund 80 Prozent aller chemischen Elemente unseres Periodensystems aus. Der Unterschied zwischen Metallen und Nicht-Metallen verläuft fließend. Heißt: Es gibt keine scharfe Grenze, die sich ziehen lässt. Beim Übergang von Metallen zu Nicht-Metallen stößt man also auf eine ganze Reihe an Halb-Metallen. Das sind chemische Elemente, die sowohl metallische als auch nicht-metallische Eigenschaften aufweisen.
Metalle aus industrieller Sicht
Stahl
Mit einem Anteil von über 90 Prozent ist Eisen das Metall, das weltweit am meisten verarbeitet wird. Eisen ist der Hauptbestandteil von Stahl. Stahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff und dank seiner Festigkeit und Zähigkeit ein enorm vielseitig einsetzbarer Werkstoff mit rund 3.500 verschiedenen Sorten. Ob im Maschinen- und Fahrzeugbau, in der Elektroindustrie, im Schiffsbau oder in Verbindung mit Beton zum Bauen – Stahl ist praktisch überall zu finden. Im Jahr 2021 wurden nach Angaben des Welt-Branchenverbands Worldsteel insgesamt mehr als 1,9 Milliarden Tonnen Stahl produziert. Das mit Abstand bedeutendste Herstellerland von Stahl ist die Volksrepublik China, wo 2021 allein mehr als eine Milliarde Tonnen Stahl produziert wurde.
Aluminium
Das aus industrieller Sicht zweitwichtigste Metall ist Aluminium. Zwar ist Aluminium das dritthäufigste Element überhaupt, industriell verarbeitet werden kann aber nur der Rohstoff Bauxit. Aluminium ist teurer als Eisen oder Stahl, hat dafür aber ein geringeres Gewicht. Aluminium wird daher überwiegend dort eingesetzt, wo eine leichtere Bauweise gefragt ist – zum Beispiel in der Luft- und Raumfahrt. Auch in der Verpackungsindustrie hat Aluminium seinen festen Platz, etwa bei der Herstellung von Dosen oder zur Beschichtung von Verpackungsmaterial. Die weltweite Produktion von Aluminium belief sich im Jahr 2021 auf rund 102 Millionen Tonnen. Auch bei Aluminium liegt China an der Spitze aller Herstellerländer.
Kupfer
An dritter Stelle folgt Kupfer. Das Metall zeichnet sich besonders durch seine gute elektrische Leitfähigkeit aus. Deshalb werden rund 70% des Kupfers zur Energieübertragung eingesetzt. Überall wo Strom fließt, finden sich elektrische Leitungen aus Kupfer: ob in einem Kabel oder auf einer Leiterplatte, ob die Spule eines Elektromotors oder eines Transformators. Auch die Bauindustrie braucht Kupfer etwa für Rohre oder Verkleidungen. Die weltweite Produktion von Kupfer lag 2021 bei insgesamt 28 Millionen Tonnen. Übrigens: das größte Herstellerland der Welt ist Chile, gefolgt von Peru.
Nächster Teil: Warum Metalle grün werden müssen
Metalle sind also unverzichtbar für die Menschheit. Ihre Bedeutung zeigt sich allein auch daran, dass sie den Namen für ganze Epochen der Menschheitsgeschichte gaben, wie der Bronzezeit oder der Eisenzeit. Aber die Herstellung von Metallen verursacht rund 10 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen und trägt damit erheblich zur Erderwärmung bei. Warum das so ist, beleuchten wir im nächsten Teil unserer Serie.