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04.12.2017

Wieviel Gold wird die Menschheit noch fördern können?

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Alle chemischen Elemente kommen in der Erdkruste mehr oder minder fein verteilt vor, wobei der generelle Zusammenhang gilt: Je höher die Ordnungszahl des Elements, umso niedriger ist tendenziell dessen Häufigkeit:

Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste abhängig von der Ordnungszahl

Abb. 1: Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste
in Abhängigkeit von der chem. Ordnungszahl


Der Massenanteil der Elemente in unserer Erdkruste ist hierbei wie folgt verteilt:

Massenanteil Elemente Erdkruste

Abb. 2: Verteilung des Massenanteils der Elemente in unserer Erdkruste


Die neun Elemente Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Calcium, Natrium, Magnesium, Kalium und Titan machen ca. 99,3 Prozent unserer Erdkruste aus, während alle anderen Elemente zusammen nur einen Masseanteil von 0,7 Prozent aufweisen.

Nach der Theorie des australischen Geologen und Yale-Professors Brian J. Skinner [1] kann auf Grundlage von Daten der am besten prospektierten, explorierten und ausgebeuteten Regionen bzw. Länder davon ausgegangen werden, dass von der Gewichtsmasse der in der Erdkruste geochemisch selten vorkommenden Elemente (d.h. der 0,7 Prozent) nur zwischen 0,01 und 0,001 Prozent in Erzkörpern angereichert wurden. Dies bedeutet, dass durch z. B. magmatogene Prozesse in der erdgeschichtlichen Entwicklung lokal eine massenmäßige Anreicherung von bestimmten Elementen stattfand. Diese Anreicherungen sind heute von wirtschaftlichem Interesse und werden als Lagerstätten von Minenunternehmen ausgebeutet. Für Goldlagerstätten werden drei Typen von Vererzungen unterschieden:

  • Sedimentäre Vererzungen
  • Magmatogene Vererzungen
  • Hydrothermale Vererzungen
Die folgende Graphik aus meiner Dissertation gibt einen Überblick über die Lagerstätten-Typen.

Generelle Gold-Lagerstättentypen nach Art der Vererzung

Abb. 3: Zuordnung genereller Gold-Lagerstättentypen nach Art der Vererzung (Quelle: Müller [2]).


Errechnet man die Menge des in der gesamten Erdkruste vorhandenen Goldes, kann mit der prozentualen Spanne nach der Theorie von Skinner eine erste Abschätzung des förderbaren Goldes getroffen werden. Da sehr viele Erzkörper durch zirkulierende hydrothermale Lösungen in einer Teufe von bis zu 5 km entstanden sind, und da diese Teufe aufgrund der Erfahrungen von südafrikanischen Minen auch für die Zukunft eine Art technisch realisierbare Grenze darstellen könnte (Be- und Entlüftung sowie Entwässerung der Schächte und Stollen, etc.), kann als Berechnungsgrundlage die Masse der Erdkruste in den obersten 5 km angesetzt werden. Das heutige Volumen der Erdkruste kann aufgrund seismischer Daten und petrologischer Beweise zwischen 5,8 und 6,9 Milliarden km3 angegeben werden (Abbott et al. [3]). Unter der Annahme eines durchschnittlichen Goldgehaltes von 0,0015 g/t und einer totalen Masse der Erdkruste von 2,97·1019 t (Albarède 2003 [4]), errechnet sich hieraus ein Betrag von 45 Gt Gold, der in der kontinentalen Erdkruste vorhanden sein sollte (in Zahlen: 45.000.000.000 Tonnen oder 45.000.000.000.000 kg). Geht man von einer durchschnittlichen Dicke der Erdkruste von 40 km und von einer gleichmäßigen Verteilung aus, sind demnach 5,6 Gt Gold in den obersten 5 km vorhanden.

Multipliziert man diese Menge mit 0,01 ... 0,001 % ergibt sich der Schätzwert von Gold, welches als in wirtschaftlich relevanten Lagerstätten angereichert erwartet werden kann, von

Q = 56.000 ... 560.000 Tonnen.

Mit Q (sprich: "Q unendlich") bezeichnet man die in der zeitlichen Unendlichkeit förderbare Quantität Q.

Da Gold mit der Ordnungszahl 79 (im Kern 79 Protonen) eines der schwersten stabilen (d. h. nicht radioaktiv zerfallend) Elemente auf unserer Erde ist (und damit eines der seltensten, vgl. Abb. 1), kann jedoch davon ausgegangen werden, dass während der geologischen Entwicklung unseres Planeten, Gold aufgrund seiner Masse und chemisch edlen Eigenschaften physikalisch eher in Richtung Erdkern verortet wurde. Insofern kann der oben genannte Wert von 560.000 t als optimistisch bezeichnet bzw. angenommen werden.

Anhand der (noch zu erörternden) Hubbert-Linearisierung kann in der Tat gezeigt werden, dass nach den aktuellen Erkenntnissen ein Szenario für Q von ca. 420.000 t hergeleitet werden kann, d. h. dieser Wert liegen genau innerhalb dem durch die Skinner'sche Daumenregel abgeschätzten Wertebereich.

Der Würzburger Geologe Hartwig Frimmel (2008) [5] leitet aus der Tatsache, dass sich vergleichsweise nur sehr wenig Gold in Lagerstätten angereichert hat, die Wahrscheinlichkeit ab, dass die geologischen Prozesse im Fall von Gold (vgl. Abb. 3) aufgrund der sehr niedrigen Reaktionsfähigkeit von Gold extrem ineffizient waren. Der weitaus überwiegende Teil des vorhandenen Goldes ist demnach in gewöhnlichem Silikatgestein gebunden. Da die Goldkonzentration in diesen Gesteinen extrem niedrig ist und auch ein Vielfaches an Energie, Wasser und Zyanid notwendig wäre, um Gold daraus zu gewinnen, ist dieser Teil des Goldes nicht zuletzt aus energetischer und ökologischer Sicht auch in Zukunft wirtschaftlich nur extrem schwer gewinnbar (siehe Konzept der "mineralogischen Barriere" nach Skinner). Die folgende Abbildung zeigt die Abhängigkeit des Verbrauches an Energie, Wasser und Zyanid beim Goldbergbau in Abhängigkeit vom Erzgehalt. Diese Kurven beruhen auf Daten von G. Mudd [12], die dieser empirisch aus den Nachhaltigkeitsreporten der Minenbetreiber herausgefiltert hat.

Wasserverbrauch, Zyanidverbrauch, Energieverbrauch, Goldbergbau, Abhängig vom Erzgehalt

Abb. 4: Verbrauch von Energie (rechte Skala), Wasser und Zyanid (linke Skala) bei der
Goldförderung in Abhängigkeit des Erzgehaltes, halblogarithmische Darstellung; nach Mudd (2007) [12].


Die Kurven zeigen, dass die Verbräuche um mehrere Größenordnungen (sprich Potenzen) steigen, wenn der Erzgehalt abnimmt. Speziell unter einem Goldgehalt von 1 Gramm Gold pro Tonne Erz beschleunigen sich die Verbräuche massiv. Dass dies für jegliche Metallgewinnung der Fall ist, wurde im letzten Artikel "Peak Gold" anhand mehrerer Graphen verifiziert. Mit anderen Worten: Über die Zeit sind steigende Förderkosten ein ständiger Begleiter von Minenunternehmen, was u.A. dazu führt, dass in Phasen niedriger Metallpreise die besten und ergiebigsten Lagerstätten ausgebeutet werden müssen, um wirtschaftlich überleben zu können. So ist auch zu erklären, dass die globale Goldförderung in den letzten Jahren bis auf 3.100 t sehr stark anstieg.

Abb. 5: Historische Entwicklung des Erzgehaltes im Goldbergbau
verschiedener Förderländer von 1835 bis heute (Bildquelle: G. Mudd [13])


Die Frage, wieviel Gold in der Menschheitsgeschichte bereits gefördert wurde, läßt sich durch folgende Quellen errechnen, abschätzen bzw. belegen.

Zeitraum Fördermenge   Quelle
Kumuliert vor 1850   10.000 t Müller und Frimmel [6]
1851 - 1885 5.890 t Govett und Harrowell [7]
1886 - 1899 3.624 t Südafrikanische Minenkammer [8]
1900 - 2016 155.673 t U.S. Geological Survey [9]
-----------
Σ 175.187 t


Mit der aktuellen Förderrate von 3.100 t/a [9] wird die vorhandene Goldmenge um + 1,8 % pro Jahr ausgeweitet. Zum Vergleich: Die Geldmenge M3 des Euro stieg von August 2016 bis August 2017 um + 4,6 % [10].

Ich werde in einem späteren Artikel die sog. "Hubbert-Linearisierung" für Gold vorstellen, die, wie bereits erwähnt, für Gold das Ergebnis liefert, dass Q nach aktueller Datenlage ungefähr bei 420.000 t liegen kann. Aus dieser rein geometrischen Betrachtung ließe sich demnach ableiten, dass wir mit Q2016 = 175.187 t noch nicht in der Mitte des globalen Gold-Förderzyklus angekommen wären (geht man von einer gleichförmigen Kurvenverteilung aus, d.h. die ansteigende Flanke dauert genauso lange wie die abfallende Flanke des Zyklus). Würde die Goldförderung auf dem aktuellen Niveau von 3.100 t p.a. verbleiben, wäre dies jedoch bereits im Jahr 2028 der Fall:

(11 × 3.100 t) + 175.000 t = 209.100 t ≈ ½ Q

Aus diesen mathematischen, geologischen, geschichtlichen und statistischen Betrachtungsweisen abgeleitet, liegt eine fundamentale wirtschaftliche Problematik zugrunde: Wir sind ein "immer mehr von allem" nicht nur gewohnt, ja uns wurde es bis in die letzte Zelle unseres Hirns sozusagen implantiert. Geht mein Handy kaputt? Egal, hol ich mir das Nächste. Nicht erst seit dem in den 1920er Jahren gegründeten sog. "Phoebuskartell" [11] wissen wir, dass technische Geräte mit einer gewissen maximalen Lebensdauer gebaut werden, bzw. andersherum ausgedrückt, dass die technischen Geräte die uns alltäglich umgeben, weitaus robuster und langlebiger gebaut und konstruiert werden könnten, so die Produzenten hieran Interesse hätten.

Unser aktuelles Wirtschafts- und auch Geldsystem ist auf dieses Wachstum angewiesen, sonst fällt es in sich zusammen. Gold ist nach Angaben von Historikern vermutlich das erste Metall, dass von der Menschheit systematisch gesucht, abgebaut und gewonnen wurde. Insofern kann angenommen werden, dass es auch das erste Metall sein wird, welches zur Neige gehen wird. Dabei muß betont werden, dass "Peak Gold" lediglich bedeutet, dass 50 Prozent der förderbaren Menge erreicht sein werden. Je nach Betrachtungsweise ist das Glas also noch halb voll oder schon halb leer. Der Maximalpunkt der jährlichen Fördermenge bedeutet keineswegs, dass im nächsten Jahr das förderbare Gold ausgegangen sein wird. Verbliebe die jährliche Förderrate beim aktuellen Stand von 3.100 t/a [9], würden die Reserven noch für über 56 Jahre reichen. Das wirkliche Ende des industriellen Goldbergbaues werden also die heutigen Leser definitiv nicht mehr persönlich miterleben.

Aber: Die meisten der Leser werden in wenigen Jahren ebenso definitiv erleben, wie die Goldförderrate sinken wird und trotz aller Anstrengung der Minenbetreiber dieses Sinken irreversibel sein wird. Gold wird insofern der Lackmustest dafür sein, wie wir Menschen auf die verringerte Verfügbarkeit dieses Metalles reagieren werden. Nun kann man dem Gold zugute halten, dass es für technische Produkte zum Glück nicht sehr relevant ist. Insofern wird das Abfallen der Goldförderkurve unser tägliches Leben vermutlich zunächst nicht beeinflussen. Wie wird es aber sein, wenn wir "Peak-Copper" oder "Peak-Zinc" erreichen? Von den Edelmetallen werden nach heutiger Datenlage Platin und Palladium noch früher ihren jeweiligen Produktions-Peak erreichen, als Gold oder Silber. Insofern könnten wir an den Marktentwicklungen dieser Metalle dann studieren, wie sich der Marktpreis nach dem Förder-Peak verhält.

Ich glaube es war ein afrikanisches Sprichwort, das besagt, dass der kluge Mann Bäume pflanzt, auch wenn er sehr wohl weiß, dass er selbst nicht mehr unter ihrem Schatten sitzen wird. Ein heutiges Investment in Gold ist aus meiner Sicht im ungünstigsten Falle das Pflanzen eines solchen Baumes.

Dr. Jürgen Müller


Quellen:
[1] Skinner B.J. (1979): "Earth resources“, Proc. Nat. Acad. Sci. USA, Vol. 79, No. 9, Sept. 1979, p. 4212 – 4217, Vortrag zum 100-jährigen Bestehen des U.S. Geological Survey.
[2] Jürgen Müller: "Modellierung der globalen Goldproduktion durch Anwendung der Hubbert'schen Peak-Oil Methodik", Dissertation Universität Würzburg 2012.
[3] Abbott D. et al. (2000): "Quantifying precambrian crustal extraction: the root is the answer", Tectonophysics Vol. 322, 2000, S. 163 – 190.
[4] Albarède F. (2003): "Geochemistry, An introduction", Camebridge University Press, Cambridge, 248 Seiten.
[5] Frimmel H.E. (2008): "Earth's continental crustal gold endowment", Earth and Planetary Science Letters 267, 2008, S. 45 – 55.
[6] Müller J., Frimmel H.E. (2011): "Abscissa-transforming second order polynomial functions to approximate the unknown historic production of non-renewable resources", Mathematical Geosciences Vol. 43, 2011, S. 625 - 634.
[7] Govett M.H. und Harrowell M.R. (1982): "Gold: world supply and demand", Australian Mineral Economics Pty Ltd. (AME), Dezember 1982, Sydney, NSW.
[8] Südafrikanische Minenkammer
[9] U.S. Geological Survey: Gold
[10] Europäische Zentralbank
[11] Phoebuskartell (1924): Absprache der Glühbirnenhersteller hinsichtlich Aufteilung von Märkten und Begrenzung der Lebendauer von Glühbirnen auf 1.000 h. Siehe z.B. Wikipedia
[12] Mudd G.M.: "Global trends in gold mining: Towards quantifying environmental and resource sustainability?”, Resources Policy 2007, Vol. 32, S. 42-56
[13] Mudd G.M.: Sustainability Reporting in the Gold Mining Industry: The Need for Continual Improvement





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