Das Elektroauto gilt als umweltfreundlich, weil es keine fossilen Brennstoffe braucht und keine Abgase ausstößt. Seine Auswirkungen auf die Umwelt sollten aber als Ganzes betrachtet werden. Es geht also nicht nur um die Effizienz der Umsetzung des Treibstoffs in Fahrleistung, was man als Tank-to-Wheel bezeichnet. Umfassender ist der Begriff Well-to-Wheel, also der Bedarf an Energie vom Ursprung zur Leistung, die für Sie als Fahrer verfügbar ist.
Besondere Aufmerksamkeit verdient die Batterie, ohne die ein Elektroauto nicht funktionieren kann und die ebenfalls eine Umweltbelastung darstellt. Für eine Beurteilung sind sowohl technische als auch wirtschaftliche Aspekte wesentlich.
Warum gilt ein Elektroauto überhaupt als umweltfreundlich?
Wenn der in der Batterie gespeicherte Strom aus erneuerbaren Quellen stammt, ist ein elektrischer Antrieb mit wesentlich weniger CO2-Ausstoss verbunden als einer mit Verbrennungsmotor. Diese Einschränkung zeigt aber, dass nur die Aufmerksamkeit auf dem Fehlen eines Auspuffs für eine korrekte Beurteilung nicht ausreicht.
Auf welche Weise belastet die Batterie ihre Umwelt?
Für ihre Herstellung sind Rohstoffe erforderlich, deren Gewinnung mit verschiedenen Belastungen für die Umwelt einhergeht. Dazu gehört zum Beispiel der Wasserverbrauch bei der Gewinnung von Lithium aus Salzsee-Solen in Südamerika.
Darüber hinaus ist die Herstellung von Batterien mit einem Energieaufwand verbunden. Alle diese Belastungen legen nahe, die einmal gewonnenen Rohstoffe nach Möglichkeit wiederzuverwerten.
Was hat Recycling für Vorteile?
Die Rohstoffe an sich werden wiederverwertet und so müssen weniger Rohstoffe neu abgebaut werden. In diesem Sinn ist Recycling sogar notwendig, weil die Rohstoffe schließlich nicht in unbegrenzter Menge vorhanden sind. Die Entsorgung ist also Teil eines Kreislaufs.
Das Recycling betrifft Batterien, die sich bereits im Land befinden. Sich auf dieses Material abzustützen ist eine stabilere Lösung, weil man sich damit nicht auf die Lieferung von Rohstoffen aus anderen Ländern verlassen muss.
Dazu bietet Recycling auch die Möglichkeit zu Energieeinsparungen, weil die Wiederverwertung üblicherweise weniger energieintensiv ist als die Neuproduktion. Auch der CO2-Ausstoß ist bei Recycling geringer.
Was für wirtschaftliche Überlegungen spielen eine Rolle?
Wiederverwertung und Entsorgung sind nicht ausschließlich technische Probleme, da sie in wirtschaftliche Abläufe integriert werden und als solche rentabel sein müssen. Das Ziel ist eine Kreislaufwirtschaft, was die Bestandteile einer Batterie betrifft.
- Recycling ist umso wirtschaftlicher, je höher die Preise für Rohstoffe und Energie sind.
- Wiederverwertung rentiert sich kaum, solange nur wenig Material verwertet werden kann. Dieser Punkt ist derzeit noch ein Thema, wenn es um Batterien aus einem Elektroauto geht. Mit zunehmender Verbreitung dieser Technologie wird dieses Problem aber immer kleiner.
- Es gibt derzeit noch keine Standards für die Batterie in einem Elektroauto. Die verschiedenen Modelle der Hersteller machen die Wiederverwertung kompliziert, was aber ein organisatorisches und kein unmittelbar technisches Problem ist.
Gibt es außer Recycling noch Möglichkeiten für die Verwertung von alten Batterien?
Diese gibt es allerdings. Sinkt die Speicherfähigkeit einer Batterie auf etwa 80%, ist sie für die Verwendung in einem Elektroauto nicht mehr geeignet. Eine Entsorgung wäre aber verfrüht, denn sehr wohl kann eine solche Batterie als stationärer Speicher für elektrische Energie verwendet werden. Sogar im eigenen Haus kann sie Strom aus Photovoltaik aufnehmen und damit die neue Batterie im Elektroauto aufladen.
Allgemein sind die meisten erneuerbaren Energiequellen nicht grundlastfähig, weil Sonne und Wind eben nicht konstant verfügbar sind. Deshalb sind auch für das gesamte Stromnetz mehr Speicher notwendig. Die alten Batterien können also für die Stabilisierung des Stromnetzes eine nützliche Funktion ausfüllen, bevor es zur Entsorgung kommt.
Was passiert beim Recycling?
Die alte Batterie muss vor der Entsorgung zuerst völlig entladen werden. Dann kommen zwei Verfahren in Betracht. Im ersten wird die Batterie mechanisch geschreddert und dann chemisch in ihre Bestandteile zerlegt. Damit ist schon eine Recyclingquote von 96% erzielt worden.
Das zweite Verfahren zur Entsorgung stützt sich auf eine Verbrennung bei hohen Temperaturen. Die Rohstoffe können dann zurückgewonnen werden, weil sie bei unterschiedlichen Temperaturen schmelzen. So lassen sich Kobalt, Lithium, Nickel und Kupfer wiedergewinnen, Aluminium und Graphit allerdings nicht. Eine neue Technologie verwendet einen Wasserstrahl zur schichtweisen Abtragung der Batterie.
Wer recycelt Batterien aus einem Elektroauto?
Nachdem die Elektroautos noch eine kleine Minderheit aller Fahrzeuge darstellen, befinden sich die Firmen für die Wiederverwertung und Entsorgung noch in einer frühen Phase.
Im Deutschland ist die Firma Düsenfeld aktiv, die eine Recyclingquote von 91% erreicht. In Belgien gibt es Umicore und in Südkorea hat mit POSCO einer der größten Stahlerzeuger der Welt ein Verfahren für die Wiedergewinnung von Lithiumcarbonat aus Batterien patentiert.
Wie gut läuft das Recycling?
Die derzeitige Phase ist noch keineswegs stabil, weswegen endgültige Aussagen noch nicht möglich sind. Kobalt, Nickel, Kupfer und Aluminium lassen sich schon effizient recyceln.
Was muss verbessert werden?
Für die Wiederverwertung von Lithium und Kobalt sind noch technische Probleme zu lösen. Im Fall von Lithium ist es auch noch nicht wirtschaftlich, da neu abgebautes Lithium immer noch billiger ist als der Rohstoff aus der Wiederverwertung. Mit einer Änderung dieser Situation ist aber zu rechnen, wenn die Zahl der Elektroautos zunimmt.
Was lässt sich über die Zukunft des Recycling von Batterien in Elektroautos sagen?
Sowohl die Technik des Recyclings als auch die Technologie der Batterien selbst sind noch keineswegs ausgereift. Das Recycling von Lithium-Ionen Batterien befindet sich noch im Ausbau. Dazu kommen Entwicklungen, wie man Batterien aus einfach trennbaren Bauteilen fertigen kann. Diese wären viel einfacher wiederzuverwerten. In Entwicklung befinden sich aber auch neue Batterien aus Graphen und Feststoffbatterien.
Fazit
Sowohl technisch als auch wirtschaftlich und organisatorisch befindet sich das Recycling von Batterien noch im Fluss. Für die in näherer Zukunft erzeugten Lithium-Ionen Batterien wird noch einiger Abbau dieses Rohstoffs nötig sein. Verwertung und Entsorgung folgen dann nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Sehr interessant sind neue Batterietechnologien, mit denen Recycling auf völlig neue Füße gestellt werden wird.