Energieverbrauch und Treibhausgase

Immer mehr Menschen sparen Energie und versuchen, Treibhausgase zu reduzieren. Beispielsweise bei der Modernisierung ihres Eigenheims oder bei der Wahl ihres Autos. Dabei spielt oft Aluminium eine wichtige Rolle. Doch wie ist der Werkstoff Aluminium hinsichtlich Klima und Umwelt eigentlich zu beurteilen?

Warum ist die Aluminiumproduktion so energieintensiv?

Aluminium wird durch Elektrolyse aus dem Erz gewonnen, und nicht, wie zum Beispiel Eisen, in einem Hochofen. Dafür wird zunächst die aluminiumhaltige Komponente aus dem Bauxiterz gewonnen und anschließend mit dem Mineral Kryolith vermischt. Dieses Gemisch wird mit einem Elektrolyseverfahren behandelt, also stark unter Strom gesetzt, wodurch flüssiges, reines Aluminium entsteht. Dieser Prozess wird nach seinen Erfindern Hall-Héroult-Prozess genannt. Um die erforderlichen Mengen an Aluminium gewinnen zu können, sind große Mengen Strom nötig. Dies wird im weiteren Lebenszyklus des Aluminiums allerdings durch kontinuierliches Recycling kompensiert: Denn für das Recycling von Aluminium werden lediglich fünf Prozent der Energie, die für die Produktion von Aluminium aus Bauxit anfallen, benötigt.

Kryolith

Der Name Kryolith setzt sich aus den griechischen Wörtern für Eis („kryos“) und Stein („lithos“) zusammen. Das Mineral wurde 1799, also nicht lange vor der ersten erfolgreichen Synthetisierung von Aluminium 1825, im Süden Grönlands entdeckt. Da Kryolith weltweit nur recht selten vorkommt, wird es inzwischen größtenteils synthetisch hergestellt. Für die Aluminiumproduktion ist Kryolith wichtig, da es die Schmelztemperatur von Aluminiumoxid senkt.

Treibhausgase nachhaltig verringern

Neben einem hohen Energiebedarf erzeugt die Produktion von Aluminium auch Treibhausgase. Während der Elektrolyse entstehen diese vor allem an zwei Stellen. Da die Anoden der Elektrolysezellen aus Kohlenstoff bestehen und diese mit dem Sauerstoff des Aluminiumoxids reagieren, werden während der Produktion unmittelbar Treibhausgase erzeugt. Der weitaus größere Teil fällt allerdings nicht in der Aluminiumhütte an, sondern bei der Erzeugung des nötigen Stroms und der Erzeugung der Rohstoffe. Zusammen macht das rund ein Prozent der weltweiten Treibhausgase aus.

 

Dem steht allerdings ein Vielfaches an Emissionseinsparungen durch Aluminiumanwendungen gegenüber: Autos benötigen beispielsweise weniger Kraftstoff durch Aluminium-Leichtbau, moderne Alufenster sparen Heizkosten ein und Alu-Verpackungen tragen mit ihrer Licht- und Luftundurchlässigkeit dazu bei, dass weniger Lebensmittel weggeschmissen werden müssen. Auch die kontinuierliche Forschung sowie Verbesserung des Produktionsverfahrens bewirkt, dass Energieaufwand und Treibhausgas-Emission immer mehr verringert werden. So hat sich die weltweite Aluminiumproduktion von 1990 bis 2010 zwar verdoppelt, die Menge an Treibhausgas blieb in diesem Zeitraum aber annähernd unverändert. Das liegt auch daran, dass die Hütten stets ihre Energieeffizienz steigern.

Aluminium und erneuerbare Energien

In ihren Anfangsjahren seit 1886 war die Aluminiumproduktion fast nur in Verbindung mit erneuerbaren Energien, vor allem über Wasserkraftwerke, möglich. Diese gewährleisteten eine kontinuierliche, hohe und relativ kosteneffiziente Stromversorgung, die für die Produktion auch heute noch nötig ist. Auch heute spielt Wasserkraft eine zentrale Rolle bei der Aluminiumproduktion. So werden beispielsweise in Ländern wie Norwegen, Island und Kanada der Stroms für die Produktion von Aluminium aus dieser regenerativen Energiequelle gewonnen. In Ländern wie China und Australien hingegen ist noch immer Kohle der wichtigste Energieträger.

Aluminium trägt auch direkt zur Energiewende bei, da die Produktion von Windrädern und Solaranlagen viel Aluminium benötigt. Da das Stromangebot aus Sonnen- und Windenergie außerdem naturgemäß stark schwankt, kann durch eine Anpassung der Aluminiumproduktion an das Stromangebot eine möglichst effektive Nutzung erneuerbarer Energien erreicht werden, was vor allem in Deutschland genutzt wird.

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Fragen und Antworten

Energieverbrauch und Treibhausgase

Warum ist die Aluminiumproduktion so energieintensiv?

Aluminium wird mittels Elektrolyse aus Bauxiterz gewonnen. Um die erforderlichen Mengen an Aluminium produzieren zu können, sind große Mengen Strom nötig. Recyceltes Aluminium benötigt dagegen im Vergleich lediglich fünf Prozent dieser Energiemenge.

Entstehen durch die Aluminiumproduktion viele Treibhausgase?

Bei der weltweiten Aluminiumproduktion entstehen Treibhausgase, sie machen rund ein Prozent der gesamten globalen Treibhausgaseemissionen aus. Der Großteil davon fällt bei der Erzeugung des nötigen Stroms und der Erzeugung der Rohstoffe an. Dem stehen allerdings ein Vielfaches an Emissionseinsparungen durch Aluminiumanwendungen gegenüber, beispielsweise durch verringerten Kraftstoffbedarf bei Fahrzeugen dank Aluminium-Leichtbau.

Kann Aluminium auch unter Einsatz erneuerbarer Energien produziert werden?

Weltweit werden etwa 50 Prozent, in Europa sogar mehr als zwei Drittels des Stroms für die Produktion von Aluminium aus regenerativen Energiequellen gewonnen. Vor allem Wasserkraft spielt dabei eine zentrale Rolle. Die Produktion von Windrädern und Solaranlagen benötigt zudem viel Aluminium. Da das Stromangebot aus Sonnen- und Windenergie naturgemäß stark schwankt, kann durch eine Anpassung der Aluminiumproduktion an das Stromangebot auch eine möglichst effektive Nutzung erneuerbarer Energien erreicht werden.

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