Elektroautos, Batterien, Windräder und Smartphones – diese Technologien sind nicht nur entscheidend für die klimaneutrale Energiewende, sondern sie benötigen auch spezielle Metalle. Der weltweite Bedarf an Lithium, Mangan, Kobalt, Nickel und seltenen Erden wird in den kommenden Jahrzehnten erheblich steigen. Prognosen der EU-Kommission zeigen, dass der Bedarf an Lithium und Kobalt bis 2050 um das 60- bzw. 15-fache wachsen könnte. Die Nachfrage nach seltenen Erden könnte sogar noch drastischer ansteigen.

Dieses wachsende Bedürfnis stellt uns vor Herausforderungen. Die Erschließung und der Abbau dieser Rohstoffe sind oft teuer, umweltbelastend und zudem befinden sich viele der Vorkommen in politisch instabilen Regionen. Die ökologischen Folgen des Bergbaus sind gravierend: Verwüstete Landschaften, giftige Rückstände und das Risiko katastrophaler Dammbrüche sind nur einige der Probleme. Doch was wäre, wenn wir es schaffen könnten, Metalle durch den Anbau von Pflanzen zu gewinnen?

Die Idee des Phytominings oder Agrominings ist nicht neu. In den 1940er Jahren entdeckten italienische Wissenschaftler die Pflanze Alyssum bertolonii, die hohe Nickelkonzentrationen speichern kann. Heute sind uns mehr als 700 Pflanzenarten bekannt, die sogenannte Hyperakkumulatoren sind und Metallionen aus Böden aufnehmen können.

Die Pflanzenbiomasse wird nach der Ernte weiterverarbeitet – durch chemische, enzymatische oder pyrolytische Verfahren – um die wertvollen Metalle zu extrahieren. Dies könnte nicht nur die Rohstoffgewinnung revolutionieren, sondern auch zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse beitragen.

Besonders vielversprechende Standorte für Hyperakkumulator-Pflanzen sind metallreiche Böden in Ländern wie Neukaledonien, Kuba, und Albanien. Aber auch Rückstände alter Bergwerke sowie industrielle Abfälle sind potentielle Quellen für die Gewinnung dieser Metalle. Verschiedene Pflanzen können Kobalt, Mangan, Germanium und andere wertvolle Elemente aufnehmen. Beispielsweise wurden Eukalyptusbäume in Australien entdeckt, die Gold akkumulieren.

Trotz der vielversprechenden Forschung gibt es noch viele Fragen, unklar ist beispielsweise, warum Pflanzen diese Metalle aufnehmen. Schützen sie sich so vor Schädlingen, oder ist es eine zufällige Begleiterscheinung?

Phytomining hat sich zu einer seriösen Option entwickelt, um die umweltbelastenden Auswirkungen des Bergbaus zu minimieren. Forscher der Wageningen University in den Niederlanden sehen das Konzept als ökonomisch vielversprechend an, besonders in Gebieten mit natürlichen Nickelvorkommen. Die Möglichkeiten scheinen unbegrenzt – was, wenn Phytomining nicht nur eine Alternative darstellt, sondern auch hilft, die Abhängigkeit von konventionellen Bergbaumethoden zu reduzieren?

In Deutschland zeigt das Bundesministerium für Bildung und Forschung großes Potenzial in Phytomining. Die Ergebnisse eines EU-Projekts zur Nickel-Akkumulation haben gezeigt, dass die Methode unter den richtigen Bedingungen wirtschaftlich rentabel sein könnte. Ein daraus hervorgegangenes Unternehmen hat 2023 ein Joint Venture zur nachhaltigen Nickel-Gewinnung ins Leben gerufen.

Ein innovatives US-Start-up verfolgt ebenfalls vielversprechende Ansätze, indem es Nickelgewinnung mit CO2-Bindung kombiniert. In Albanien wird mit zerkleinertem Olivin-Gestein gearbeitet, das Nickel sowie Kohlenstoffdioxid aus der Luft aufnimmt. Eine spezielle Pflanze, das Mauersteinkraut, könnte den Prozess weiter optimieren.

Parallel dazu erforscht eine Gruppe an der Technischen Universität Freiberg, wie Germanium durch Pflanzenextraktion aus Böden gewonnen werden kann. Germanium wird in zukunftsträchtigen Technologien wie Glasfaserkabeln benötigt. Das Potenzial ist enorm – die Nachfrage steigt rasant, und Phytomining könnte eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Lösung bieten.

Die Herausforderungen bleiben jedoch. Die Phytomining-Community in Deutschland ist klein, aber wächst, und die Forschung an neuen Ansätzen, wie der Ganzpflanzen-Bioraffinerie, zeigt bereits erste Erfolge. Diese neue Methode könnte ein weiteres Puzzlestück im großen Bild der nachhaltigen Rohstoffgewinnung darstellen. Es bleibt spannend zu beobachten, wie sich Phytomining entwickeln wird und ob es wirklich die Schlüsseltechnologie für eine grünere Zukunft sein kann. Aktuelle Entwicklungen im Bereich Phytomining zeigen, dass Länder wie die USA bereits durch staatliche Förderungen in innovative Projekte investieren, um die Möglichkeiten dieser Technologie weiter auszuschöpfen.