Elektromobilität
23.04.2019

Die Suche nach den Rohstoffen der Zukunft

Foto: Julien Harneis / CC
In der Demokratische Republik Kongo werden Rohstoffe für E-Auto-Batterien abgebaut.

Kobalt und Lithium halten die Börsen in Atem. Ohne die begehrten Rohstoffe geht nichts bei der Herstellung von E-Auto-Batterien. Doch das soll sich ändern.

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Da Kobalt der mit Abstand teuerste Batterie-Rohstoff ist, werden die neuen „Mischverhältnisse“ aller Voraussicht nach die Preise dämpfen: „Wenn man den Kobaltgehalt halbiert oder gar viertelt, lassen sich mit derselben Menge viermal so viele Pkw mit Batterien produzieren“, sagt Buchert. Ganz ohne Kobalt werde es aber auf absehbare Zeit nicht gehen. Denn es wirkt  stabilisierend – wird es durch mehr Nickel und Mangan ersetzt, wächst die Brandgefahr.

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Dennoch läuft die Forschung an neuen Energiespeichersystemen auf Hochtouren. Völlig ohne Kobalt funktionieren zum Beispiel Lithium-Luft- und Lithium-Schwefel-Akkus. Auch von Feststoffbatterien, die anstatt eines festen einen flüssigen Elektrolyt haben, verspricht sich die Industrie viel. Allerdings ist bei den Alternativen noch viel Entwicklungsarbeit nötig, bevor sie Lithium-Ionen-Akkus verdrängen können. Viele verschiedene Faktoren wie Lebensdauer, Ladezyklen, Sicherheit und Tauglichkeit für die Massenproduktion müssen stimmen, bevor von einem Durchbruch die Rede sein kann. Buchert sowie die Experten der Dera erwarten, dass Lithium-Ionen-Akkus noch bis mindestens 2030 dominieren. Das Optimierungspotenzial sei hoch, die Zellkompositionen würden ständig verändert. „Wir werden in den nächsten fünf bis zehn Jahren noch deutliche Verbesserungen sehen“, sagt Buchert. „Die Energiedichte wird immer höher, gleichzeitig sinken die Preise der Zellen, weil viele große Fabriken gebaut werden.“

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Recycling von Lithium lohnt sich neuerdings

Die Firma Duesenfeld kann bis zu 75 Prozent der Li-Ionen-Batterie recyceln.
Bis 2020 sollen es 95 Prozent sein. Foto: Duesenfeld
Einen Teil des Rohstoff-Bedarfs könnte künftig das Recycling der Akkus decken. Nach  Berechnungen des Öko-Instituts könnten bis 2030 etwa zehn Prozent des für die Batterieproduktion benötigten Lithiums und Kobalts in der EU aus dem Recycling alter Batterien kommen. Bei Nickel wären es etwa sieben Prozent. Bleibt die Lithium-Ionen-Technologie bis 2050 in Gebrauch, könnte der Recycling-Anteil bei Lithium und Kobalt auf jeweils rund 40 Prozent steigen. Das Recycling nimmt Fahrt auf: Audi beispielsweise ist dabei, mit dem belgischen Unternehmen Umicore einen Recycling-Kreislauf zu erproben, bei dem 95 Prozent der Rohstoffe wie Kobalt, Nickel und Kupfer wiederverwertet werden sollen. Zudem planen die Partner eine Rohstoff-Datenbank.

Im belgischen Hoboken betreibt Umicore bereits eine hochmoderne Anlage mit einer Jahreskapazität von 7.000 Tonnen. Die Belgier gewinnen dort aus Lithium-Ionen- und Nickel-Metallhydrid-Batterien Kupfer, Kobalt- und Nickelsalze in Batteriequalität zurück, sowie neuerdings auch Lithium. „Dass es nun in den Kreislauf zurückgeführt wird, liegt am Preisanstieg“, sagt Buchert. Wenn der Rücklauf richtig in Gang kommt, insbesondere für die größeren Batterien aus der E-Mobilität, seien Recycling-Anlagen mit Kapazitäten von 30.000 bis 60.000 Tonnen vorstellbar. Auch in Deutschland gibt es vielversprechende Ansätze: Die Firma Duesenfeld aus Braunschweig etwa hat ein patentiertes Verfahren entwickelt, bei dem die Batterien nicht – wie üblich – eingeschmolzen, sondern zerlegt werden. Heraus kommt eine Legierung aus Kupfer, Kobalt, Nickel und Eisen, aus der die einzelnen Elemente wiedergewonnen werden. Zudem gelingt es der Firma als einzigem Anbieter, die Elektrolyte zurückzugewinnen. Der „CO2-Fußabdruck der E-Auto-Batterie“ könne so um bis zu 40 Prozent reduziert werden, sagt Duesenfeld-Geschäftsführer Christian Hanisch.

"Blinder Fleck" bei Vorgaben

An den gesetzlichen Vorgaben zum Recycling hapert es allerdings. Bei Lithium-Ionen-Akkus gebe es einen „blinden Fleck“, kritisiert  das Öko-Institut. Obwohl sie immer mehr Lebensbereiche erfassten, würden die Akkus in der geltenden EU-Batterierichtlinie von 2006 in der Kategorie „industrielle Batterien“ versteckt. „Trotz der zunehmenden Bedeutung von Lithium-Ionen-Akkus in neuen Technologien wie den Pedelecs gibt es für sie weder eigene Sammel- noch separate Recyclingziele“, moniert Hartmut Stahl, Wissenschaftler am Öko-Institut. Er ist Autor einer Studie für die EU-Kommission, die auf die Schwächen der Richtlinie hinweist.

Die Initiative dürfte bald von Finnland ausgehen: Der EU-Mitgliedstaat soll auf Wunsch der Kommission die Batterieforschung in Europa koordinieren. Die Leitung übernehmen die Aalto-Universität in Helsinki und Espoo sowie der Bergbaukonzern Outotec. Ihre Aufgabe: Einen Aktionsplan für ein Batterie-Ökosystem aufbauen, das innovativ und nachhaltig zugleich ist. Nach Schätzung von EU-Energiekommissar Šefcovic ist Europas Batteriemarkt in zwei Jahren bereits 250 Milliarden Euro schwer – das Recycling lohnt sich also definitiv.

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Jutta Maier
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Keywords:
Rohstoffe | Kobalt | Lithium
Ressorts:
Markets

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