E-Auto-Batterien: Ein ungehobener Schatz
29. Januar 2020
Es ist schon eine riesige Herausforderung, den Verkehr auf Elektrizität umzustellen und wenn das klappt, dann gibt es direkt die nächste große Aufgabe. Die vielen neuen Elektroautos brauchen leistungsstarke Batterien, die eine Reihe von metallischen Rohstoffen und Seltenen Erden enthalten. Deren Vorkommen sind aber endlich und nicht erneuerbar. Wir haben noch eine Menge Reserven, vor allem, wenn neue Lagerstätten erschlossen werden, aber "um die Verkehrswende weltweit zu realisieren, könnte es tatsächlich sehr knapp werden", sagt Jörg Zimmermann von der Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie (IWKS).
Zudem kommen einige der Rohstoffe in nur wenigen Ländern vor, was die Abhängigkeit von solchen Staaten erhöht. Und ihr Abbau belastet die Umwelt und findet - wie im Kongo- unter schwierigen sozialen Umständen statt. Außerdem rollt ein neues, großes Müllproblem auf uns zu, wenn es keine Lösung dafür gibt, was mit den Batterien am Ende ihres "Lebens" geschieht.
Alt, aber nicht wertlos
Schon Anfang 2019 ist der Bestand an Elektroautos weltweit auf 5,6 Millionen gestiegen. Das ist absolut gesehen nicht viel, aber immerhin ein Zuwachs von 64 Prozent im Vergleich zum Jahr davor. In Deutschland rollen jetzt etwas über 140.000 Stromer über die Straßen, ergibt eine Erhebung des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung. Bis 2025 wird sich der Bestand an E-Autos allein in Deutschland auf zwei bis drei Million Elektroautos erhöht haben, so die Prognose der Nationalen Plattform Zukunft der Mobilität.
Da die Lebensdauer der Batterien bei bis zu 15 Jahren liegt, steigt dementsprechend nicht nur der Bedarf nach neuen, sondern auch die Zahl der "Altbatterien" bald an. Und die haben durchaus einen Wert. "Langfristig können bis zu 40 Prozent des Rohstoffbedarfs von Lithium und Kobalt aus recycelten Batterien gewonnen werden", meint Kerstin Meyer von der Agora Energiewende. "Wir haben hochgerechnet, dass 2030 ungefähr zehn Prozent des Batterie-Rohstoffbedarfs durch Recycling gedeckt werden kann."
Davon ist man derzeit weit entfernt, obwohl es bereits ein kommerzielles Batterierecycling gibt. Derzeit wird aus Lithium-Ionen-Batterien vor allem Aluminium zurückgewonnen, Lithium oder Graphit noch gar nicht.
EU muss neue Anreize setzen
Wie mit Batterien am Lebensende umgegangen werden muss, regelt eine Richtlinie der EU. Sie stammt aus dem Jahr 2006, also einer Zeit, in der man Elektroautos und große Lithium-Ionen-Batterien nicht im Blick hatte. Derzeit muss nur die Hälfte einer Batterie recycelt werden. Das kann laut ADAC aber allein schon durch das Entfernen von Gehäuse und Komponenten erreicht werden, die meist aus Aluminium, Stahl oder Kunststoff bestehen. In diesem Schritt steckt fürs Recycling der größte und noch am einfachsten zu erzielende Profit.
Damit auch der Rest wiederverwendet wird, wird derzeit die EU-Batterie-Richtlinie überarbeitet. Künftig sollte sie separate Recycling-Ziele für Rohstoffe in alten Batterien von Elektro-Autos auflisten, meint Kerstin Meyer, insbesondere für Lithium und Kobalt. Es müsse vorgegeben werden, welche Materialien zurückgewonnen werden sollen.
Hürden beim Recycling
Nicht allein der reine Recycling-Prozess bereitet Schwierigkeiten, so Zimmermann vom IWKS. "Die größten Herausforderungen liegen nicht nur darin, qualitatives Material zurückzugewinnen, sondern es fängt schon ganz vorne an - bei der Demontage. Die funktioniert nicht automatisiert." Das liegt an den vielen unterschiedliche Batteriesystemen auf dem Markt, zumal sich Autobauer und Batteriehersteller, was den Materialmix angeht, nicht gerne in die Karten schauen lassen.
Man kann Batterien von außen nicht ansehen, wie sie im Inneren aufgebaut sind, wie ihr Zustand ist oder welche Rohstoffe in welcher Konzentration in ihr enthalten sind. Das erschwert eine Vereinheitlichung und Automatisierung des Recyclingprozesses.
Das und der hohe Energieaufwand macht das Recyceln so teuer, dass es im Augenblick günstiger ist, die Rohstoffe aus den Minen zu beziehen. Außerdem müsse eine Infrastruktur für das Sammeln alter E-Auto-Batterien aufgebaut werden, um diese dann in einen geregelten Recycling-Prozess zu überführen, so Zimmermann.
Batterie bleibt im Besitz der Autobauer
Individuell verschiedene Batteriesysteme, eine Infrastruktur zum Einsammeln alter Batterien, Rückgewinnung von mehr Rohstoffen - am Besten wäre es natürlich, wenn Batterien von vorneherein so designt würden, dass solche Probleme einfacher zu lösen sind. Wenn nun die Autobauer die Energiespeicher gar nicht verkaufen, sondern nur vermieten würden, hätten sie von vorneherein ein größeres Interesse, Batterien so einzusetzen, das möglichst viele Wertstoffe zurückgewonnen werden können. Renault bietet bereits Autokäufern an, die Batterie nur zu mieten, anstatt sie mitzukaufen.
Kerstin Meyer hält das für eine gute Idee, "weil es auch die Anschaffungskosten von der Elektrofahrzeugen reduziert." Ähnliches gebe es auch in anderen Branchen. Beispielsweise würden WLAN-Boxen nur vermietet. Aber auch das Problem, die Batterien am Lebensende wieder einzusammeln, würde sich ihrer Meinung nach vereinfachen. "Denn dann gibt es nachher nicht 45 Millionen verschiedene Besitzer alter Batterien, sondern nur einige wenige Auto-Hersteller."
Derzeit sammeln die Autobauer selber ihre gebrauchten Batterien von E-Autos ein und geben sie in den Recycling-Prozess, der von speziellen Unternehmen durchgeführt wird. Inzwischen haben aber auch die Autobauer das Thema in Angriff genommen. So will BMW gemeinsam mit einer Recyclingfirma und einem Batteriehersteller einen "geschlossenen Lebenszyklus" für Autobatterien möglich machen. Auch Nissan hat in Japan eine eigene Recycling-Strecke für Batterien gebaut und VW plant ebenfalls eine solche Anlage in diesem Jahr in Betrieb zu nehmen.