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10.10.2018 | Batterie | Im Fokus | Onlineartikel

Lukratives Recyceln von Traktionsbatterien

Autor:
Andreas Burkert

Die Rohstoffe einer Traktionsbatterie für Elektrofahrzeuge sind teuer und selten. Nun lassen sich manche nahezu vollständig recyceln. Dank einer neuen Recycling-Methode, ein lukratives Geschäft.

Das Wiederaufbereiten einer Tonne Lithium-Ionen-Batterien kostet mehrere Tausend Euro und rechnet sich nur, wenn die Batterie über einen hohen Kobaltanteil verfügt. So steht es im Vorspann einer kleinen Anfrage zum Thema Nachhaltigkeit der Elektroautobatterie an den Deutschen Bundestag, Drucksache 13/3999 vom 27. August 2018. Dieser liegt der Redaktion vor. Die dort genannten Abgeordneten haben 25 Fragen formuliert, die sich unter anderem auch damit befassen, ob man eine "Lithium-Ionen-Batterie wiederaufarbeiten kann, sodass sie wieder im Bereich der Elektromobilität eingesetzt werden kann?". Ja, das ist möglich. 

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01.09.2018 | Im Fokus | Ausgabe 9/2018

Effizientes Recyceln von Traktionsbatterien

Die Traktionsbatterie ist das Enfant terrible der modernen Mobilität. Energiehungrig in der Fertigung, reichweitenbegrenzt und produziert mit seltenen wie auch teuren Rohstoffen. Nun aber entpuppt sich der Fortschritt beim Recyceln von Lithium-Ionen-Akkumulatoren als essenzieller Baustein einer nachhaltigen Elektromobilität. 

So vermittelt es die Reportage Effizientes Recyceln von Traktionsbatterien aus der ATZ 9/2018. Der Beitrag zeigt darüber hinaus, dass Recycling ein Ausweg aus der Versorgungskrise mit seltenen und teuren Rohstoffe ist. Im Gegensatz zum konventionellen Fahrzeug benötigt ein Elektrofahrzeug unter anderem Seltene Erden für die Elektromotoren, oder aber Lithium, Nickel und im Besonderen Kobalt für die Akkumulatoren. Eine genaue Analyse offenbart dabei den hohen monetären Wert der Rohstoffe pro kWh.

Batterierohstoffe von 50 Euro pro kWh

Wer etwa einen aktuellen BMW I3 zerlegt, wird allein aus dem 33 kWh-starken Lithium-Ionen-Akkumulator annähernd 12 Kilogramm Kobalt erhalten. Hinzu kommen noch 6 Kilogramm Lithium, 12 Kilogramm Mangan, 12 Kilogramm Nickel und 35 Kilogramm Grafit. Wie im Beitrag erklärt wird, fallen zwar die Rohstoffe Mangan mit rund 2,12 Euro pro Kilogramm und Grafit mit etwa 80 Cent pro Kilogramm kaum ins Gewicht. "Doch bei einem Preis von 95 USD pro Kilogramm für Kobalt zum Zeitpunkt der Recherche und etwa knapp 11 Euro pro Kilogramm für Nickel wie auch für Lithium, summiert sich der Wert der rund 250 Kilogramm schweren Traktionsbatterie des Kleinwagens auf knapp 50 Euro pro kWh".

Angesichts der Unkalkulierbarkeit hinsichtlich Preis und Verfügbarkeit einiger dieser Rohstoffe, ist das Geschäft mit elektrischen Speichern für die Elektromobilität ein riskantes. Das Beispiel Kobalt, das vor allem im Kongo abgebaut wird, verdeutlicht das Dilemma. Innerhalb von nur zwei Jahren hat sich der Preis verdreifacht. Und es bleibt teuer, wie auch das Gesamtsystem Traktionsbatterie. "Fertigung, Paketierung und Peripherie der Antriebsakkus werden bis zu 40 Prozent der Wertschöpfung eines E-Autos darstellen“, zitiert dazu der Autor die Managementberatung Berylls Strategy Advisors.

Rohstoffe sind das Restrisiko der Elektromobilität

Mehr als 40 Prozent der weltweiten Kobaltproduktion werden laut der Deutschen Rohstoffagentur der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe DERA für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden. In ihrer aktuellen Risikobewertung vom Juni 2018 steht Kobalt deshalb ganz oben auf der Gefährdungsliste – ein großes Restrisiko der Elektromobilität. "Autohersteller brauchen eine klare Strategie für ihre Batteriewertschöpfungskette", fordert etwa Springer-Autorin Christiane Köllner.

In ihrem Beitrag Warum Batterieentwicklung und Recycling immer wichtiger werden, kommt sie zu dem Schluss, dass die OEMs "Rohstoffanbietern und Recyclingspezialisten kooperieren müssen, wollen sie mit Elektromobilität erfolgreich sein". Ihre Schlussfolgerung fußt dabei auf Ergebnissen des neuen "Index Elektromobilität 2018" von Roland Berger und der Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen Aachen (fka). Allerdings ist für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen "ein umfassendes Verständnis der Fahrzeug-, Batterie- und Recyclingtechnologien sowie der Bedeutung des Recyclings für betroffene Akteure erforderlich", erklärt Claas Hoyer in Grundlagen des Recyclings von Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen aus dem Buch Strategische Planung des Recyclings von Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen in Deutschland. Auf Seite 56 schreibt er dazu:

Ein Recyclingprozess für Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen kann grundsätzlich in eine Abfolge aus Sammel-, Sortierungs-, Behandlungs-, Beseitigungs- und Distributionsaktivitäten mit dem Ziel der Rückgewinnung wertvoller Stoffe aus den Batterien eingeteilt werden. Ein solcher Recyclingprozess kann sowohl von einem Akteur, zum Beispiel dem Hersteller der Batterien, als auch in Kooperation verschiedener Akteure in Form einer Reverse-Supply-Chain in einem Recyclingnetzwerk durchgeführt werden".

Hohes wirtschaftliches Potenzial für Recyclingkonzepte

Eine lohnende Strategie. Denn das wirtschaftliche Potenzial für Recyclingkonzepte ist vielversprechend. Auch weil der Recyclingprozess schon lange keine Hexerei mehr ist, aber "oftmals noch in alten Strukturen verhaftet handelt", wie Christian Hanisch im Interview mit der ATZ erklärt. Der Geschäftsführer des in Braunschweig ansässigen Unternehmens Duesenfeld konzentriert sich ausschließlich auf das Recyceln von Lithium-Ionen-Batterien.

Weil er dabei einen anderen Weg einschlägt, als einfach die Zellen in einen Hochofen einzuschmelzen, um anschließend aus der Schlacke die Rohstoffe zu gewinnen, gelingt ihm, Kobalt aus den Batteriezellen einer Traktionsbatterie mit bis zu 95 Prozent zu recyceln. Und auch den Energieverbrauch kann er laut Beitrag gegenüber herkömmlichen Recycling-Methoden um rund 70 Prozent reduzieren.

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