Überraschendes Einsatzfeld für das begehrte Metall

Vanadium ist als Batteriemetall und auch für die Stahlindustrie zur Herstellung hochfester Legierungen relevant – das ist allgemein bekannt. Forscher haben eine weitere Anwendung entdeckt, die das Vanadium-Business weiter ankurbeln könnte. Das überraschende neue Einsatzfeld: Energieeffizientes Fensterglas. Das australische Wirtschaftsmagazin Stockheads warf nun einen Blick auf das interessante Marktsegment.

Zum Fenster herausgeworfen: Der Energieverbrauch amerikanischer Gebäude, so ermittelten aktuell Forscher, wird zu gut einem Drittel durch energieineffiziente Verglasungen erzeugt. Der Großteil der Energie eines Gebäudes diffundiert ungenutzt über die Fenster nach außen. Auf anderen Kontinenten dürfte es sich ganz ähnlich verhalten – die amerikanischen Kosten schlagen geschätzt jedenfalls mit fast 59 Milliarden USD zu Buche. Wer Energie – und Geld – sparen will, setzt also am besten am gläsernen Ausfalltor an.

Nanopartikel für Fenster-Intelligenz

Wie sich solche Energielecks schließen lassen. bewies jüngst das Empire State Building in New York. Nach dem Einbau „intelligenter“ Glasfenster konnte der CO2-Ausstoß des Wolkenkratzers um 4.000 Tonnen reduziert und 2,4 Millionen USD an Energiekosten eingespart werden. Das Geheimnis für diese Reduktionen: Vanadium am Fensterglas. Mit Vanadium-Nanopartikeln versehen, lässt sich über die Fenster beachtliches  Energiesparpotenzial generieren. Unter einem Nanopartikel versteht man ein mikroskopisch kleines Partikel mit einer Größe bis zu 100 Nanometern. Bislang war diese winzige Größeneinheit vor allem in Optik, elektronischen Anwendungen und Biomedizin von Bedeutung.

Neues Verfahren macht „intelligente Fenster“ wirtschaftlich

Die Innovation nennt sich „Thermochrome Smart-Fenster“: Im Winter lassen sie Infrarot-Einstrahlung der Sonne in das Gebäudeinnere ein, um Zimmer aufzuheizen. Im Sommer hingegen wird Infrarot blockiert, um für Kühlung zu sorgen. Forscher des vom US-Energieministerium geleiteten Argonne National Laboratory arbeiten daran, die neue Fenstergas-Technologie marktfähig zu machen. Erreicht wird der bemerkenswerte Effekt durch Filme aus Vanadiumdioxid auf dem Fenster. Wie Argonne-Chemieingenieur Jie Lie Stockheads erklärte, erreichen solche Fenster die doppelten Modulationswerte für hohe und niedrige Temperaturen und können die Sonnenenergie je nach Temperatur selektiv steuern.

Nächster Schritt: Marktreife

Die „thermochrome“ Technologie ist keine neue Entdeckung; schon seit Jahrzehnten zeigt die Industrie Interesse daran. Allerdings haben hohe Kosten und sehr spezifische Anwendungsszenarios sie bislang eher auf den Status eines Nischenproduktes eingeschränkt. Neu ist, dass nun die Formgebung als Nanopartikel in kommerziellem Maßstab erreicht werden kann. Schüssel dazu ist ein kontinuierlicher Fließprozess, der von Argonne neu entwickelt wurde. Durch die fortgeschrittene Technologie werden Herstellungskosten gesenkt – das macht sie für kommerzielle Hersteller von Fenstern attraktiv, beton Ralph Muehleisen, Leiter des bauwissenschaftlichen Programms. Vanadiumdioxid-Nanopartikel haben sich als das beste Material für „intelligente Fenster“ erwiesen.

Hat Australien die Nase vorn?

Doch nicht nur in Amerika werden Fenster „schlau“ gemacht: Wissenschaftler der RMIT University in Melbourne haben ebenfalls eine neuartige Beschichtung mit Vanadium entwickelt, die um ein Tausendfaches dünner ist als ein Haar. Mit der neuen Technologie können Energieverluste erheblich gesenkt und Emissionen verringert werden. Die australischen intelligenten Fenster wären in den Sommermonaten (Kühlung) ungefähr 70%, im Winter (Wärmeisolierung) 45% effizienter als ein konventionelles Doppelglasfenster.

Lukrativer Fenstermarkt als Ergänzung zum Stahl- und Batteriesektor

Das Fenster-Business ist ein lohnender Markt, der bislang noch nicht allzu sehr im Fokus der Öffentlichkeit steht. Laut einer Datenerhebung der Forschungs- und Beratungsfirma Lux Research aus Boston könnten intelligente Fenster bereits im Jahr 2021 einen Gesamtmarktwert von 3 Milliarden USD erreichen, schon im kommenden Jahr könnten zwei Drittel dieses Marktes durch thermochrome Fenster belegt werden. Das Schlüsselelement für dieses Marktsegment ist eben Vanadium, ein Material, das momentan vorrangig durch den Bedarf an Spezial-Stahllegierungen seitens Chinas, erhebliche Preissteigerungen verzeichnet. Die Pfundpreise für Vandium sollten – bedingt durch die Nachfrage der Stahlindustrie und der Energiespeichertechnologie, mittelfristig zuverlässig bei 20 USD liegen. Doch mit den traditionellen Verwendungen ist das Nutzungsspektrum von Vanadium eben längst noch nicht ausgeschöpft.

Neuer Absatzmarkt für Australian Vanaduim

Kein Wunder also, dass die energieintelligenten Fenster das Interesse von Vanadiumunternehmen wie Autralian Vanadium erregen. Das Unternehmen aus Perth hat laut einer Machbarkeitsstudie über sein Gabanintha-Projekt in Western Australia Zugang zu einer der weltweit größten, aber noch unentwickelten Vanadiumressourcen der Welt mit 183,6 Millionen Tonnen bei 0,76 Prozent Vanadiumpentoxid, einschließlich einer hochgradigen Zone von 96,7 Millionen Tonnen mit 1 Prozent sowie eine Reserve von 18,2 Millionen Tonnen bei 1,04 Prozent Vanadiumpentoxid. Australian Vanadium ist aktuell einer der großen Profiteure vom Vanadiummarkt. Die Aktien des Unternehmens erfuhren im vergangenen Jahr einen Wertzuwachs von 200% und werden bei 4,5 Cent gehandelt. Geschäftsführer Vincent Algar  merkt an, dass es sich nun um einen idealen Zeitpunkt handele, um als Investor ins Vandium-Business einzusteigen.

Mitbewerber in Südafrika, Vanadium-Wettlauf in Australien

Konkurrenz für Australian Vanadium in Gabanintha baut sich aktuell in Südafrika auf: Tando Resources, ein Mitbewerber ebenfalls aus Perth, hat dort das neue Vanadium-Projekt „SPD“ erworben. Das Areal weist attraktive Gehalte von 2% in einer Variante von Magnetitrohr auf, die der Gesteinskonsistenz stark ähneln, die die Schweizer Xstrata seinerzeit in der bekannten südafrikanischen Kennedy’s Vale-Grube gefördert hatte. Derweil geht es Down Under beim Nachbarn Technology Metals Australia, ebenfalls in der Gabanintha-Lagerstätte, zügig auf den Produktionsbeginn zu. Laut Machbarkeitsstudie aus dem vergangenen Sommer dürfte der Output dort bei 13.000 Tonnen Vanadiumpentoxid pro Jahr liegen. Etwas weiter entfernt im Northern Territory bereitet TNG die Produktion aus der Mt Peake-Mine vor. Die soll den aktuellen Schätzungen nach, einen Erlös von 853 Millionen AUD erbringen.

Mit „intelligenten Fenstern“ steht allen Vanadium-Unternehmen ein interessantes neues Marktsegment offen.