Mythos E-Autobatterie: Inwiefern sind die Rohstoffe wirklich ein Problem?

E-Fahrzeuge erfreuen sich in Deutschland zunehmender Popularität. Hierfür werden leistungsstarke Batterien benötigt, zu deren Gewinnung und Herstellung es widersprüchliche Aussagen gibt. Vor allem der Mythos, dass die Batterie im E-Auto eine Umweltsünde sei, hält sich hartnäckig in vielen Medien.

In diesem Artikel zeigen wir auf, wie viel Wahrheit in diesem Mythos steckt, wohin der Trend in der Elektromobilität führt und weshalb es sogar gut ist, dass wir öffentlich über die Rohstoffproblematik diskutieren.

Woher kommen die Rohstoffe für eine E-Autobatterie?

Die Batterie ist aktuell noch einer der Hauptgründe, warum das E-Auto teurer ist. Denn die Basis aller modernen Batterien bilden die mineralischen Rohstoffe Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan und Grafit. In der E-Mobilität haben sich bis heute zwei Arten von Lithium-Ionen-Batterien durchgesetzt:

• Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA) Batterie
• Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) Batterie

Es sind zwar genug der benötigten mineralischen Rohstoffe vorhanden, doch sind sie nicht geballt an einem Ort vorhanden, sondern verteilen sich über weite Teile der Erde. Ein Großteil dieser Rohstoffe, die für die Produktion von E-Autobatterien benötigt werden, stammen aus dem außereuropäischen Ausland.

Kobalt stammt (Stand 2022) zu 70 Prozent aus dem Kongo. Lithium wird großteils in Australien (52 Prozent), Chile (22 Prozent) und China (13 Prozent) gewonnen. Die Nickelproduktion findet vorrangig in Indonesien, Russland und den Philippinen statt.

Rohstoffe im Wandel: Das Problem bekommt notwendige Aufmerksamkeit

Vor allem Kobalt und Lithium haben einen Ruf, der ihnen mittlerweile vorauseilt. Tatsächlich ist die Gewinnung der Rohstoffe oft nicht ethisch korrekt. Allerdings ist dieses Problem nicht erst mit den Herausforderungen der E-Mobilität gekommen, sondern besteht seit Längerem bei der Batterieproduktion von Laptops, Halbleitern, Smartphones oder auch in industriellen und chemischen Prozessen.

Laut dem Cobalt Institute wurde im Jahr 2021 etwa ein Drittel des abgebauten Kobalts für E-Autos verwendet. Ein weiteres Drittel der insgesamt 59.000 Tonnen wurden für andere Batterien verwendet. Der Rest fällt auf die Industrie und Chemikalien.

In allen Geräten, die mit Akku oder Batterie ausgestattet sind, sind Edelmetalle, seltene Erden oder endliche Rohstoffe verbaut. Es gab somit auch schon vor der Batterie im E-Auto Akkus, die in elektrischen Geräten verbaut waren und immer noch sind. Ob Smartphones, Laptops, Computer oder Zahnbürsten: Die Liste ist lang. Das Verbrennerauto verfügt im Übrigen auch über eine Batterie mit diesen Rohstoffen.

Deshalb ist nicht die Verbauung von mineralischen Rohstoffen in E-Autobatterien problematisch, sondern die Form der Gewinnung im Allgemeinen. Hier muss konsequent zur Einhaltung der unternehmerischen Sorgfaltspflicht über beispielsweise das deutsche Lieferkettengesetz aufgerufen werden: Es braucht eine generelle Offenlegung der Lieferketten für Elektronikprodukte.

Nachdem das Problem lange ignoriert wurde, rückt die zunehmende Beliebtheit von E-Mobilität, die Fragen zum ökologischen Fußabdruck von Fahrzeugbatterien, der Endlichkeit von Rohstoffen und der Wettbewerbsfähigkeit europäischer Industrien entlang der Wertschöpfungskette in den Blick.

Vorteile E-Autobatterie: Wasserverbrauch für Lithium oft überschätzt

In Zeiten der globalen Wasserkrise sind die Wasserressourcen, die für eine E-Autobatterie genutzt werden, ebenfalls ein Thema in der Diskussion um E-Mobilität. Generell wird Wasser zur Schürfung und Reinigung von Lithium benötigt.

Ein Drittel des Lithiums wird aus Salzseen mit Verdunstungsverfahren in den Bergen von Chile, Argentinien und Bolivien gewonnen. Diese Regionen sind wasser- sowie niederschlagsarm und oft ist der Abbau von illegalen, Ökosystem-schädlichen Verfahren gekennzeichnet.

Der weltweit größte Lithium-Exporteur ist momentan jedoch Australien. Hier wird Lithium aus festem Gestein gewonnen, statt, wie beispielsweise in Chile, über die Verdunstung von salzhaltiger Sole. Das senkt den Wasserverbrauch enorm.

Für die Herstellung von 1 kg Lithium werden zwischen 400 und 2000 Liter Wasser benötigt. Nach den Angaben des Helmholtz-Instituts Ulm (HIU) zufolge sind in einer Fahrzeugbatterie mit 60 kWh Energieinhalt typischerweise 6 kg Lithium verbaut, was einer Wassermenge von 2400 bis 12.000 Liter entspricht. Dieser Akku liegt im Mittelfeld der verschiedenen Fahrzeugvarianten und gewährt eine Reichweite von rund 400 Kilometern.

Zur besseren Einordnung ist zu sagen, dass für ein T-Shirt aus Baumwolle 3000 Liter, für die Produktion von 1 kg Rindfleisch um die 15.000 Liter sowie für 1 kg Kaffee 20.000 Liter Wasser verbraucht werden.

Nachteile E-Autobatterie: Recycling von Rohstoffen noch unzureichend

Neue Batterien müssen künftig Teil einer ressourcenschonenden Lieferkette sein und in eine Kreislaufwirtschaft eingebettet werden, um wirklich zum nachhaltigen Klimaschutz beizutragen. Danach könnten E-Autobatterien eine Quelle für neue Rohstoffe und nachhaltige Reproduktion sein, wenn die Recycling-Methode ganzheitlich funktioniert. Es gibt bereits Unternehmen, die sich seit der Marktreife der E-Autos mit derartigen Recyclingmaßnahmen beschäftigen.

• Redux Recycling
• Hydrovolt

Aber auch E-Auto Hersteller, wie Mercedes oder Volkswagen sind schon in den Startlöchern, um eine eigene Recyclinglösung für ihre Batterien anzubieten.

Entgegen der allgemeinen Auffassung, sind die verbauten Batterien oft viel länger haltbar als die Fahrzeuge, in welche sie eingebaut sind. Hier kann für eine Kreislaufwirtschaft angesetzt werden, indem diese Akkus beispielsweise als Heimspeicher genutzt werden, bis sie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben.

Die Anlagen, die jetzt verfügbar sind, führen bereits Tests durch. Da es die E-Autos noch nicht so lange gibt, muss es erst Batterien geben, deren Lebensdauer am Ende ist. Es gibt also zeitliche Kapazitäten, um ausgediente Batterien in der Zukunft sachgemäß zu recyclen.

Im Gegensatz dazu sieht es beim Verbrennerauto anders aus: Selbst wenn alles recycelt werden könnte, sind durchschnittlich 17.000 Liter Kraftstoff durch den Verbrauch einfach nicht mehr da.

Durch den Übergang zur Elektromobilität sind Forschungsprozesse wie vom Fraunhofer-Institut zum Recycling angelaufen. Deren Untersuchung zeigt, dass das Volumen von recycelnden Lithium-Ionen-Batterien und Batteriekomponenten in Europa 2030 etwa 230 Kilotonnen pro Jahr und 2040 etwa 1.500 Kilotonnen pro Jahr betragen könnte. Diese Entwicklung wird laut Fraunhofer-Institut in Europa kurzfristig durch die entstehenden Zellfertigungen und entsprechenden Produktionsausschüsse, mittel- und langfristig durch den Rücklauf von Traktionsbatterien aus der Elektromobilität getrieben.

Forschungsergebnisse zum Recycling von Batteriebestandteilen können in Zukunft genutzt werden, um auch den Kreislaufprozess von Smartphones, Laptops, Batteriezellen oder anderen Geräten zu optimieren.

So sorgen die öffentliche Aufmerksamkeit und technische Innovationen zu stetiger Weiterentwicklung!

Fazit von carbonify: Die Industrie ist sich bewusst und forscht an Alternativen

Generell gibt es bei der Herstellung von E-Autobatterien definitiv noch viel Ausbaubedarf. Doch die Forschung entwickelt sich in unserer Zeit rasant und ein E-Auto deshalb gänzlich zu verbannen, würde einen Rückschritt in der nachhaltigen Mobilität bedeuten.

Weiterhin stecken Ressourcen wie Lithium nicht nur in E-Autos, sondern ebenfalls in beispielsweise Laptops sowie Smartphones und große Mengen werden in vielen industriellen und chemischen Prozessen aufgewendet.

Eine kritische, öffentliche Diskussion über die Auswirkungen des Abbaus von mineralischen Rohstoffen an Natur und Ressourcen ist wichtig, aber sollte sich nicht auf die Herstellung von E-Autobatterien beschränken. Im Gegenteil sollten wir diese Auseinandersetzung ausweiten und im Allgemeinen eine strengere und transparentere Nachverfolgung von Rohstoffen für Batterien erreichen.

Nicht nur wir bei carbonify, sondern auch E-Mobilisten, Unternehmer und auch die E-Auto-Hersteller haben das Problem wahrgenommen und arbeiten an einer Lösung. Denn auch Hersteller sind sehr daran interessiert, kostengünstigere Rohstoffe für ihre Produkte zu beziehen.

Viele Hersteller suchen nach der besten Option, E-Autobatterien umweltfreundlicher und günstiger herzustellen, die Batterien schonend zu recyclen und die Rohstoffe damit regenerativ als Kreislauf zu gestalten.

Je größer die Nachfrage für E-Autos ist, desto mehr wird in Forschung investiert und schneller kann es Lösungen geben. Das allgemeine Interesse und die öffentliche Auseinandersetzung stoßen diese Entwicklungen an.

Mit einem alternativen Rohstoff und einem Ressourcenkreislauf können wir so zwei Drittel des jährlich benötigten Kobalts einsparen. 2021 wurde in China bereits die erste kobaltfreie E-Autobatterie vorgestellt. Aktuell liegt der Kobaltanteil bei einem Tesla-Akku bei 2,8 Prozent. Ab 2025 sollen komplett kobaltfreie Akkus produziert werden.

Die Forschung setzt sogar darauf, zukünftig ohne diese problematischen Metalle auszukommen. Mit sog. Natrium-Ionen-Akkus wird ausschließlich Natrium benötigt, welches in der Gewinnung recht unkompliziert ist.

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