Wie E-Mobilität grüner und sozialer werden kann

Abbau seltener Rohstoffe für E-Auto-Akkus

Recycling und vielleicht auch neue Akku-Technologien sollen die Problematik der seltenen Rohstoffe mindern. Was die Forschung noch in der Schublade hat und wie die EU Batterien fördern will.

EU: Batterieproduktion umweltfreundlicher machen

Für die EU-Kommission sind umweltfreundliche Batterien ein wichtiger Bestandteil ihres angestrebten Green Deals. Die Ende 2020 vorgeschlagenen Regeln sollen sicherstellen, dass eine umweltschonendere Herstellung und längere Lebensdauer der Batterien sowie die Einhaltung sozialer und ökologischer Standards bei der Gewinnung wichtiger Rohstoffe wie Lithium oder Kobalt gewährleistet werden. Diese Stoffe am Ende eines Batterielebens stärker zu recyceln, ist ein weiteres Ziel. Für wieder aufladbare Batterien (Akkumulatoren – Akkus) für die Industrie und Elektrofahrzeuge wäre von Juli 2024 an eine CO2-Bilanz notwendig.

Ziel ist die Kreislaufwirtschaft

Einer der wesentlichen Punkte der vorgeschlagenen neuen Regeln der Europäischen Union (EU) für Batterien sind Quoten für das Recycling von Batterien und Akkus. So sollen im Jahr 2030 rund 70% der Alt-Batterien aus Haushalten gesammelt werden, um sie danach weiterzuverarbeiten. Derzeit liegt die Quote laut Kommission bei 45%. Bei größeren Batterien etwa aus der Industrie oder von Elektroautos wird ein vollständiges Sammeln angepeilt. Für bestimmte neue Batterien ist von 2030 an außerdem ein Mindestmaß recycelter Komponenten vorgesehen. Ein weiteres Ziel: große Energiespeicher dank eines „Batteriepasses" nachverfolgbar machen.

Europa soll sich selbst versorgen

Soweit die Planungen der EU. In der Praxis haben die Autohersteller aber zurzeit ganz konkrete Probleme. So besteht zurzeit bei wichtigen Rohstoffen für die Akku-Produktion eine große Abhängigkeit von Lieferanten aus Asien und Südamerika. Zumal die Pandemie die Verletzlichkeit globaler Lieferketten aufgezeigt hat. Eine Idee ist daher, mehr Materialien in Europa zu fördern. Diesen Ansatz verfolgt etwa Eurobattery Minerals (EBM). Die schwedische Bergbau- und Erkundungsfirma will den Grad der Selbstversorgung mit Nickel, Kobalt und Kupfer für Batterien in E-Autos erhöhen.

Ziel ist außerdem eine stärkere innereuropäische Gewinnung Seltener Erden, die zum Beispiel in Elektromotoren stecken.

Dabei geht es auch um die Standards im Abbau. Laut EBM sind derzeit China, Kongo und Chile die Hauptlieferanten dieser Materialien, wo die Rohstoffe unter verheerenden Bedingungen gewonnen werden. Nichtregierungs- wie UN-Organisationen haben die Ausbeutung unter teils haarsträubenden ökologischen und humanitären Umständen schon oft verurteilt. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) hält den ergänzenden Abbau in Europa für praktikabel.

Recycling-Quote von 90% angestrebt

Ein wichtiger Aspekt ist daher auch das Recycling ausgedienter Akkus. VW hat 2021 eine Recycling-Pilotanlage in Salzgitter gestartet, wo derzeit auch eine eigene Batteriezellen-Fertigung entsteht. In der ersten Stufe ist geplant, hier jährlich bis zu 1.500 Tonnen unterschiedlicher Materialien aufzubereiten. Neben Nickel und Kobalt geht es um Lithium, Mangan, Aluminium und Kunststoffe. Der Volkswagen-Konzern peilt mittelfristig eine Recycling-Quote von 90% dabei an.

Akku-Typen – Gegenwart und Zukunft

Neben dem Recycling können aber auch vielleicht neue Akku-Technologien die Problematik der seltenen Rohstoffe und ihres sozialunverträglichen und umweltgefährdenden Abbaus mindern. Folgende Akku-Typen sind zurzeit in Elektroautos im Einsatz oder künftig geplant:

  • Lithium-Ionen-Akkus: Heutzutage wird vornehmlich dieser Speichertyp in E-Autos verbaut. Die Akkus zeichnet eine hohe Energie- und Leistungsdichte aus. Sie nutzen Kathoden aus Lithium-Metalloxid und Anoden, die hauptsächlich aus Graphit bestehen.
  • SALD-Akkus: Das Fraunhofer-Institut hat mit der staatlichen Forschungseinrichtung The Netherlands Organisation (TNO) die neue Technologie Spatial Atom Layer Deposition (SALD) für Stromspeicher entwickelt. Sie soll Reichweiten von zunächst mindestens 1.000 Kilometern im E-Auto möglich machen und die Ladezeit auf 10 Minuten für 80 % und auf 20 Minuten für eine vollständige Akku-Ladung reduzieren. Zum Einsatz könnte die Technik frühestens 2022/2023 kommen.
  • Feststoffakkus: VW und BMW wollen künftig auch auf diese Technologie setzen. Durch den Verzicht auf das sonst übliche flüssige Elektrolyt können die Akkus leichter werden, was die Reichweite erhöht.