REFINE: Betrachtung von Rohstoffaufwendungen und Umweltwirkungen für die Energiewende in einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland - Teilbericht Rohstoffe

Die Defossilisierung der Energiesysteme ist ein zentraler Baustein für die Transformation zu einer klimaneutralen Gesellschaft. Für diesen erheblichem Um- und Ausbau der Infrastruktur werden nicht nur Emissionen bei der Herstellung der Technologieanlagen verursacht, sondern auch viele Rohstoffe benötigt. Diese Studie geht der Frage nach, welche Rohstoffbedarfe genau damit verbunden sind. Wie ändert sich der Rohstoffbedarf Deutschlands für relevante Rohstoffe und wie entwickelt sich der Bedarf in Regionen außerhalb Deutschlands? Stehen die benötigten Rohstoffe in ausreichender Menge zur Verfügung? Welche Umweltkosten entstehen im Rahmen unterschiedlicher Transformationspfade?
Zur Beantwortung dieser Fragen wurden zwei verschiedene methodische Ansätze angewendet. Die (Weiter-)Entwicklng des multiregionalen Modells URMOD-3R liefert Abschätzungen zu den gesamtökonomischen Rohstoffbedarfen, dem Rohstofffußabdruck (RMC). Für die Abschätzung der Rohstoffbedarfe ausgewählter Schlüsseltechnologien wurde zudem zusätzlich ein prospektives Ökobilanzmodell basierend auf ecoinvent Datensätzen (Dittrich et al. 2024b; Liebich et al. 2023) ausgewertet. Zentrale Erkenntnisse dieser Untersuchung sind: Mit einer ambitionierten Transformation kann in Deutschland der Primärrohstoffkonsum bis 2050 um 55 % auf 7,9 t RME pro Kopf reduziert werden. In der EU ohne Deutschland geht der RMC pro Kopf langsamer zurück und liegt 2050 bei 13,1 t RME. In der Welt ohne EU besteht Aufholbedarf und der Bedarf steigt auf 12,6 t RME pro Kopf bis 2050. In den betrachteten Transformationspfaden macht der Rohstoffbedarf für die Schlüsseltechnologien einen überschaubaren Anteil am RMC aus und stellt damit kein Hindernis für eine ambitionierte und schnelle Umsetzung der Energiewende dar. Die Quantifizierung der Umweltkosten zeigt den gesellschaftlichen Nutzen einer schnellen und umfassenden Transformation.

The defossilisation of energy systems is a key element for the transformation to a climate-neutral society. This substantial restructuring and expansion of the infrastructure does not only cause emissions during the production of the technological facilities, but also requires a significant amount of raw materials. This study examines the question of what raw material demand is associated with this transformation path. How is Germany's raw material consumption for relevant raw materials changing and how is demand developing in regions outside Germany? Are the required raw materials available in sufficient quantities? What are the environmental costs associated with different transformation paths?
Two different methodological approaches were used to answer these questions. The (further) development of the multiregional model URMOD-3R provides estimates of the overall economic raw material consumption, the raw material footprint (RMC). Additionally, a prospective life cycle assessment model, based on ecoinvent data(Dittrich et al. 2024b; Liebich et al. 2023) was analysed separately to estimate the raw material requirements of selected key technologies. The key findings of this study are: With an ambitious transformation, primary raw material consumption in Germany can be reduced by 55 % to 7.9 tonnes of RME per capita by 2050. In the EU excluding Germany, RMC per capita is declining more slowly and will be 13.1 tonnes of RME in 2050. In the world excluding the EU, there is a need to catch up and material consumption will rise to 12.6 tonnes of RME per capita by 2050. In the transformation paths considered, the raw material demand for the key technologies accounts for a manageable proportion of RMC and therefore does not represent an obstacle to an ambitious and rapid implementation of the energy transition. The quantification of the environmental costs shows the social benefits of a rapid and comprehensive transformation.