Phytomining: Pflanzen gewinnen wertvolle Rohstoffe wie etwa Germanium

Der künftige Bedarf an Germanium, der drastisch steigen wird, soll durch Ackerbau gedeckt werden. Aus Pflanzen werden fleißige Bergleute, so das Ziel des Projekts PhytoGerm an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg in Sachsen. Germanium, das als Halbleitermaterial extrem an Bedeutung gewinnt – es wird unter anderem für Wärmebildkameras benötigt, mit denen autonom fahrende Autos künftig ausgestattet werden –, soll in großen Mengen aus dem Boden gewonnen werden. Fachleute sprechen von Phytomining, also Bergbau per Pflanze. Das silbern glänzende Element ist weltweit relativ gleichmäßig verteilt. Bei einer Konzentration von 1,5 Gramm pro Tonne Erdreich lohnt sich eine bergmännische Gewinnung nicht. Lediglich in den USA, Russland und China lässt sich Germanium als Nebenprodukt bei der Aufbereitung von Zinkerz wirtschaftlich gewinnen. Die Jahresproduktion liegt weltweit bei 130 Tonnen, so die Deutsche Rohstoffagentur.

3000 Euro Gewinn pro Hektar

Der Preis liegt derzeit bei 2300 Euro pro Kilogramm. Da lohnt es sich schon, die geringen Mengen an Germanium zu fördern, die überall im Boden stecken. Die am Projekt PhytoGerm beteiligten Wissenschaftler in Freiberg setzen auf eine besondere Eigenschaft mancher Pflanzen: Sie reichern Wertstoffe, die sich im Acker befinden, in ihrer Pflanzenmasse an. Dazu zählt auch Germanium. „Von einem Hektar mit entsprechend geeigneten Energiepflanzen könnten Betreiber von Biogasanlagen, gemessen am Marktpreis (2013), Germanium im Wert von etwa 3.000 Euro zusätzlich erwirtschaften“, prognostiziert Matthias Fuhrland, der PhytoGerm-Projektleiter. Heute könnte es bei gestiegenen Preisen noch mehr sein.

Germaniumgewinnung mit Kochsalz

Die mit Germanium angereicherten Pflanzen landen in einer Biogasanlage. Dort werden sie vergoren. Dabei bleiben die anorganischen Stoffe, anders als bei der Verbrennung, komplett erhalten. Das entstehende Gas lässt sich zur Strom- und Wärmeerzeugung nutzen. Das, was übrig bleibt, enthält Germanium und andere Wertstoffe in bereits höherer Konzentration. Mit Hilfe von Kochsalz, das die Chemiker Natriumchlorid nennen, wird das Germanium in ein Chlorid verwandelt. Daraus lässt sich reines Germanium gewinnen.

Würden auf einem Prozent der deutschen Ackerfläche Pflanzen angebaut, die Germanium anreichern, ließen sich pro Jahr 150 Tonnen Germanium gewinnen, mehr also als die Gesamtmenge, die derzeit bergmännisch erschlossen wird. Energiepflanzen wie Mais, Hirse und Schilf erwiesen sich als besonders gut geeignet, um Germanium zu gewinnen. Der Freiberger Botanik-Professor Hermann Heilmeier, der an dem Projekt beteiligt ist, stellt die Ergebnisse am 8. März Auf der Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz vor. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat das PhytoGerm-Projekt mit 1,2 Millionen Euro gefördert.

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