Energiespeicher, Schutz
und Sicherheit
Die politischen und gesellschaftlichen Klima-Ziele können ohne Blei nicht erreicht werden. In vielen Anwendungsbereichen, die unmittelbar mit der Energiewende zusammenhängen, ist Blei quasi unersetzbar. Auch im medizinischen Bereich oder als Baumaterial hat sich Blei bewährt. Es bietet Schutz und punktet mit einer hohen Recyclingquote.
Blei sorgt für Antrieb von Elektrofahrzeugen: In Deutschland werden mehr als 70 % des produzierten Bleis in Blei-Säure-Batterien eingesetzt, weltweit mehr als 80 %. Diese kommen hauptsächlich als Starter-Batterien in (Elektro-)Fahrzeugen zum Einsatz. Als Traktionsbatterien finden sie Anwendung beispielsweise in E-Fahrrädern und langsamen Elektrofahrzeugen wie Gabelstaplern. Mit rund 90 % haben Blei-Säure-Batterien den größten Anteil am weltweiten Batteriemarkt.
Blei-Säure-Batterien haben eine hohe Lebensdauer, sind robust, kostengünstig, haben geringe Wartungskosten und können hohe Stromstärken in sehr kurzer Zeit liefern. Zu den weiteren positiven Aspekten der Blei-Säure-Batterien gehört, dass sie sehr gut recycelt werden können. 99 % der in (E-)Fahrzeugen verwendeten Blei-Säure-Batterien werden nach Ablauf ihrer Lebensdauer gesammelt, recycelt und kehren in den Kreislauf zurück.
Die Energiewende basiert unter anderem auf Solarenergie. Die Solarmodule müssen so konstruiert werden, dass sie möglichst lange halten und thermischen Belastungen standhalten, ohne spröde und rissig zu werden. Hier kommt Blei ins Spiel: Blei wird zur Beschichtung der Kupferbänder genutzt, mit denen die Zellen in den Photovoltaik-Modulen (PV-Modulen) verbunden werden. Der große Vorteil gegenüber anderen Lösungen ist der relativ niedrige Schmelzpunkt der Bleibeschichtung. Er ermöglicht es, die Zellen bei niedrigeren Löttemperaturen mit den Modulen zu verbinden, dadurch das Risiko von Mikrorissen zu verringern und die Haltbarkeit zu verlängern.
Im Zuge der Umstellung auf erneuerbare Energiequellen gewinnen Blei-Akkus außerdem als zuverlässige Energiespeicher an Bedeutung, um eine stabile Stromversorgung auch unabhängig von Sonnenschein oder Wind zu gewährleisten.
Große Bedeutung für die Energiewende hat auch die Windenergie. Wenn der Strom in Offshore-Windparks erzeugt wird, muss er zunächst über sehr lange Unterseekabel in das Übertragungsnetz und zu den Verbrauchern transportiert werden. Diese Kabel müssen vor Wasser und Korrosion geschützt sein, um möglichst lange zu halten. Blei kann diesen zuverlässigen Schutz über Jahrzehnte gewährleisten und wird daher zur Ummantelung von Unterseekabeln verwendet. Die Blei-Schicht wird wiederum ummantelt, so dass das Blei nicht in die Umgebung gelangen kann. Auch in den Rotorblättern für Windkraftanlagen ist Blei als Ausgleichsgewicht zu finden.
Strom ist wichtig, manchmal sogar überlebenswichtig. In Krankenhäusern muss sichergestellt sein, dass medizinische Geräte konstant mit Strom versorgt werden – auch wenn die „normale“ Stromversorgung ausfällt. Auch in Industriebetrieben, auf Flughäfen und in Rechenzentren ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung erforderlich. Schon ein kurzer Ausfall kann zu massiven Problemen und Datenverlusten führen.
Batteriegestützte unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme (USV) können bei einer Störung oder einem Stromausfall einspringen und die Stromversorgung sicherstellen. Systeme mit Blei-Akkus bieten gegenüber anderen Systemen viele Vorteile: eine hohe Leistung, Zuverlässigkeit, Kosteneffizienz, eine lange Lebensdauer und ein etabliertes Sammelsystem. Eine sehr hohe Recyclingquote und ein niedriger Recyclingaufwand führen dazu, dass Blei-Akkus eine bessere Umweltbilanz aufweisen können als beispielsweise Lithium-Ionen-Akkus, für die es bislang keinen etablierten Recyclingprozess gibt
(siehe Vergleich von Bitkom, 2021 >>).
Blei bewährt sich sehr gut für die
Abdichtung und Gestaltung von Dächern sowie für Wandbekleidungen (siehe BundesBauBlatt 11/2017 >>) . Das Material ist gut formbar und dadurch vielseitig einsetzbar. Es ist sehr witterungsbeständig und sehr lange haltbar, gewährleistet also eine lange Lebensdauer der Objekte ohne aufwändige Wartung. Dächer und Fassaden aus Blei bestehen oft mehr als hundert Jahre. Viele Dächer berühmter Bauwerke und historischer Kulturdenkmäler sind mit Blei gedeckt, zum Beispiel die Frauenkirche in Dresden, der Kölner Dom oder das Pariser Museum Louvre. Zur Abdichtung von Mauerwerksfugen wird Bleiwolle verwendet. Sie ist flexibel, passt sich auch nach der Verarbeitung den Bewegungen der umgebenen Materialien an und dichtet Fugen über hunderte von Jahren zuverlässig ab, ohne dass sie gewartet oder saniert werden müssen.
Blei kann Menschen schützen: Gamma- und Röntgenstrahlen werden beispielsweise in der Strahlentherapie oder in der Radiologie eingesetzt. Sie sind medizinisch notwendig und hilfreich, können aber zugleich den Körper und Organismus auch schädigen. Die Strahlung wird daher streng kontrolliert und muss soweit wie möglich minimiert werden. Einerseits durch eine persönliche Schutzausrüstung wie Schürze, Halsband, Brille oder Barrieren wie mobile Bildschirme, Wand- und Bodenpaneelen. Andererseits durch eine Abschirmung der Geräte selbst. Blei hat sich als sehr effizientes Material im Strahlenschutz bewährt. Es besitzt eine hohe Dichte und hält Strahlen besser ab als andere Materialien. Schon eine wenige Millimeter dicke Bleischürze kann beispielweise einen Patienten beim Röntgen schützen. Blei lässt sich gut verarbeiten und kann daher in vielen Varianten, Größen und Formen eingesetzt werden, zum Beispiel als Folie, Tapete oder Platte . Im Bereich der Nuklearmedizin können mit Blei ganze Behandlungs-, Aufenthalts- und Schlafräume ausgekleidet und abgeschirmt werden. Zudem ist das Metall gut verfügbar und kann vollständig recycelt werden. Blei ist im Strahlenschutz deutlich nachhaltiger, sicherer, effektiver und kostengünstiger ist als andere Materialien.
Röntgenstrahlen werden nicht nur in der Medizin, sondern beispielsweise auch an Flughäfen eingesetzt. Jeder Fluggast muss in der Sicherheitsabfertigung sein Handgepäck durch einen Gepäck-Scanner schicken, das aufgegebene Gepäck wird ebenfalls durchleuchtet. Die Strahlung ist zwar ausschließlich auf das Gepäck gerichtet, dennoch benötigen die Gepäck-Scanner interne Abschirmungen, um Strahlungsverluste zu verhindern.
Bleifolien werden als Röntgenfilm in der zerstörungsfreien Materialprüfung (non-destructive testing, kurz NDT) weltweit beispielsweise für Schweißnahtprüfungen von Pipelines, in der Flugzeugwartung sowie in anderen sicherheitsrelevanten Bereichen eingesetzt. Bei der zerstörungsfreien Materialprüfung wird eine Qualitätsprüfung von Materialien oder Bauteilen ermöglicht, ohne das Material selbst zu beschädigen oder Bauteile entfernen zu müssen.
Anoden aus Blei und Bleilegierungen werden unter anderem in der Galvanotechnik verwendet. Zum einen zur Gewinnung von Metallen, zum anderen zur Veredelung von Oberflächen. In Metallgewinnungselektrolysen können durch den Einsatz von Blei-Anoden beispielsweise Kupfer, Nickel und Zink gewonnen werden. Zur Oberflächenveredelung von Metallen gehört unter anderem die Hartverchromung, die für besonders harte, verschleißarme Oberflächen sorgt. Sie ist zum Beispiel in der Automobil- oder der Elektroindustrie gefragt..
Korrosion kann beispielsweise durch die Reaktion von Metall mit Luft, Wasser oder aggressiven Substanzen wie Schwefelsäure ausgelöst werden und zu Rost oder Durchlässigkeit führen. Betrifft die Korrosion zum Beispiel ein Bauteil einer industriellen oder chemischen Anlage, einen Druckbehälter oder einen Transportcontainer für Gefahrgut, kann dies zum Risiko für Mensch und Umwelt werden. Ein zuverlässiger und hoher Korrosionsschutz ist unbedingt erforderlich. Blei erfüllt die hohen Anforderungen ideal. Seine Beständigkeit, auch gegenüber aggressiven chemischen Substanzen, macht es zum idealen Korrosionsschutz für die Metallerzeugung, die Galvanik und die chemische Industrie. Mit Blei beschichtete Bauteile oder Behälter sind sicherer, langlebiger und damit auch nachhaltiger und wirtschaftlicher.
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