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09-10-2019 | Batterie | Im Fokus | Article

Lithium-Ionen-Akkus: Raus aus der Rohstofffalle

Author:
Andreas Burkert

Das Recycling von Traktionsbatterien für Elektrofahrzeuge ist einer der größten Herausforderung der batterieelektrischen Elektromobilität. Sie ist dabei nicht nur wirtschaftspolitisch von Bedeutung, sie bietet auch ein lukratives Geschäft. 

Den Kritikern der batterieelektrischen Mobilität sind die speziellen Rohstoffe, wie sie für die Traktionsbatterien benötigt werden, Anlass genug, vor dieser alternativen Antriebsvariante zu warnen. Sie argumentieren, dass Kobalt, Lithium und Co. zu selten verfügbar seien, um die Elektromobilität flächendeckend auszurollen, dass sie zu einer Abhängigkeit führten, weil das Gros der Rohstoffe importiert werden muss und dass sie die Umwelt unverhältnismäßig stark belasteten, wenn sie im Bergbau gefördert werden. Ein Makel, mit dem die Elektromobilität derzeit zu kämpfen hat und ein Dilemma für die deutsche Automobilbranche. 

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End-of-Life-Strategien für Traktionsbatterien

Traktionsbatterien kommen in Elektrofahrzeugen in unterschiedlichen Formen und Größen vor und unterscheiden sich etwa entsprechend ihres Einsatzes in vollelektrischen Fahrzeugen, Plugin‐Hybrid‐Fahrzeugen und Hybrid‐Fahrzeugen.

Denn mit steigender Nachfrage nach einer batterieelektrischen Mobilität steigt auch der Bedarf an Rohstoffen. "Letztendlich verschärft der steigende Bedarf an Batterien den angesprochenen Engpass – wir sprechen von einem jährlichen Zuwachs von rund 25 Prozent", rechnet Wolfgang Bernhart im Online-Beitrag von Markus Schöttle Akkukosten nur mit neuen Geschäftsmodellen zu senken vor. Der Senior Partner von Roland Berger weist darauf hin, dass bereits für das Jahr 2025 Rohstoffe für 1.000 GWh abgefragt werden. Bereits fünf Jahre später werden es 2.000 GWh sein. Der Großteil wird für automobile Anwendungen benötigt. Einen Ausweg sehen die Befürworter der Elektromobilität im Recycling von Lithium-Ionen-Akkus.

Recycelte Rohstoffe im Wert von 50 Euro pro kWh 

Sie halten das Batterierecycling sogar für eine lukrative Möglichkeit, Lithium, Nickel und im Besonderen Kobalt zu gewinnen. Eine genaue Analyse, wie sie in der Reportage Effizientes Recyceln von Traktionsbatterien aus der ATZ 9/2018 erwähnt wird, zeigt dabei den hohen monetären Wert der Rohstoffe pro kWh. Der Wert einer rund 250 Kilogramm schweren Traktionsbatterie eines Kleinwagens wird auf knapp 50 Euro pro kWh geschätzt. Verständlich, dass sich immer mehr Unternehmen in das Geschäft mit dem Recyceln von Lithium-Ionen-Batterien einsteigen. So wurde beispielsweise soeben bekanntgegeben, dass Eramet, BASF und Suez ein gemeinsames Projekt dafür initiiert haben. 

"Die Wieder‑ und Weiterverwertung von Lithium‐Ionen‐Batterien ist aus technischer Sicht ein komplexer Prozess. In diesem ist das kombinierte Know‐how aus klassischer Aufbereitungstechnik, Batteriechemie und Spezialchemie sowie Verfahrenstechnik von Belang", schreiben die Springer-Autoren Dr. Sebastian Bräuer und Alexander Stieger in End-of-Life-Strategien für Traktionsbatterien aus dem Buch Umwidmung und Weiterverwendung von Traktionsbatterien.

Das Projekt "Recycling von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge" (Relieve) wird dabei von EIT Raw Materials, ein von der EU initiiertes und gefördertes Konsortium, und den drei Projektmitgliedern mit 4,7 Millionen Euro gefördert. Ziel ist es, ein innovatives geschlossenes Kreislaufsystem zu entwickeln, um Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen zu recyceln und die Produktion neuer Lithium-Ionen-Batterien in Europa zu ermöglichen. Das Projekt Relieve wird ab Januar 2020 starten. Über einen Zeitraum von zwei Jahren werden die beteiligten Unternehmen an der großtechnischen Entwicklung dieses innovativen Verfahrens arbeiten. Hierzu gehört auch die Gestaltung eines integrierten Industriesektors, von der Sammlung von Altbatterien bis zur Herstellung neuer Elektrodenmaterialien.

Gesetzliche Regeln für das Recycling von Traktionsbatterien 

"Bislang ist das Recycling von Batterien für Elektrofahrzeuge lediglich in der Europäischen Union (EU) und Japan gesetzlich geregelt", schreibt Bernhart im Artikel Recycling von Lithium-Ionen-Batterien im Kontext von Technologie- und Preisentwicklungen aus der ATZelektronik 1-2/2019. So legt in Europa die EU-Richtlinie 2006/66/EG (EU-Batterie-Richtlinie) die batteriespezifischen Anforderungen beispielsweise für das erforderliche Recycling, die Sammlung und das Entsorgungsverfahren fest. Die EU-Richtlinie 2000/53/EU über Altfahrzeuge hingegen regelt das Recycling von Fahrzeugbatterien als gebrauchten Teilen von Elektroautos.

Auch Länder, wie China, Japan oder Korea haben bereits Vorschriften für den Umgang mit alten Traktionsbatterien. Andere Länder dürften folgen. Denn das Geschäft mit dem elektrischen Energiespeicher wird für die Automobilbranche essenziell. Die Entwicklung neuer Kapazitäten für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien in Europa wird es ermöglichen, auf das starke Wachstum dieses Marktes in den kommenden Jahren zu reagieren. Gleichzeitig wird sie dazu beitragen, die europäische Rohstoffversorgung für den Energiewandel zu sichern. Darüber hinaus ist die mit dem wertvollen Recyclingprozess erreichte Rohstoffeinsparung ein wichtiger Beitrag zur Nachhaltigkeit.

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