Die jüngsten Daten der deutschen Umwelt- und Verkehrsorganisation ICCT geben Käufern von Elektroautos recht, die ihre Stromer mit gutem Gewissen fahren. Demnach sind die Gesamtemissionen moderner E-Autos um bis zu 69 Prozent niedriger als bei vergleichbaren Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Da sich der Strommix immer weiter in Richtung erneuerbare Quellen verändert, wird der Emissionsvorteil bis Ende des Jahrzehnts sogar auf bis zu 77 Prozent steigen.
Ein nicht minder wichtiger Hebel zur verbesserten Emissionsvermeidung von Elektrofahrzeugen stellen die für die Akku-Produktion notwendigen Rohstoffe dar. Immerhin entfallen bei einem vollelektrischen Fahrzeug bis zu 40 Prozent der CO2-Emissionen auf die Herstellung der Batteriezellen. Vor allem bei Lithium, Kobalt und Nickel wird die Nachfrage in den nächsten Jahren exorbitant ansteigen. Laut einer Studie des Öko-Instituts wurden im Jahr 2016 gerade einmal 10.000 Tonnen Lithium in Elektroautos verbaut. Bis 2030 dürften es 240.000 Tonnen sein, bis zur Mitte des Jahrhunderts sogar 1,1 Millionen Tonnen. Auch beim Rohstoff Kobalt dürfte der Bedarf der Autoindustrie bis 2050 von 20.000 auf 800.000 Tonnen ansteigen. Den größten Boom erwartet das Öko-Institut allerdings beim Schwermetall Nickel: Im Jahr 2030 soll der Hunger der Fahrzeughersteller mit 1,42 Millionen Tonnen bereits 68 Mal höher sein als im Jahr 2016. Bis 2050 könnte der Bedarf demnach sogar auf immense 7,22 Millionen Tonnen ansteigen.
Negative Ökobilanz
Vor allem die durch den Abbau der Batterierohstoffe entstehenden Umweltprobleme wirken sich negativ auf die Ökobilanz von Elektrofahrzeugen aus. Lithium wird momentan vor allem aus Salzsee-Solen in Chile und Argentinien gewonnen. Durch das zur Gewinnung des Metalls notwendige Verdunsten der Salzlake sinkt der Grundwasserspiegel. Noch problematischer ist die Lage bei Kobalt: Mehr als 70 Prozent des Kobalts stammt aktuell aus der Demokratischen Republik Kongo. Trotz jüngster Bemühungen werden beim Bergbau im zweitgrößten Staat Afrikas immer noch schwerwiegende Sicherheitsmängel aufgedeckt. Vor allem Kinderarbeit bleibt ein ungelöstes Problem. Im Wissen um diese Missstände bemühen sich die Autohersteller im Bereich ihrer Lieferketten um besseren Schutz von Mensch und Umwelt. Beispielsweise stoppte BMW bereits 2019 den Einkauf von Kobalt aus dem Kongo für seine Elektroautos. Schon aus ökonomischen Gründen versuchen aber alle Hersteller, die Menge des benötigten Kobalts zu minimieren. Mit Erfolg: Bestanden die Kathoden von Lithium-Ionen-Akkus von wenigen Jahren noch im Verhältnis 6:2:2 aus Nickel, Kobalt und Mangan, so liegt der Materialmix mittlerweile bei 8:1:1. Der Kobalt-Anteil sank damit bereits auf unter zehn Prozent. Nichtsdestotrotz sind Rohstoffengpässe und damit massiv steigende Preise in den kommenden Jahren programmiert. Je nach Element brauchen die großen Bergbaukonzerne mehrere Jahre, um die Rohstoffe neuer, zusätzlicher Minen auf den Markt zu bringen.
Erhöhung der Recyclingqoute
Um die Materialkosten angesichts der avisierten E-Auto-Verkaufszahlen nicht ins Unermessliche steigen zu lassen und zugleich die eigene Klimabilanz zu verbessern, arbeiten die Hersteller an der Erhöhung der Recyclingquote. Im Gegensatz zu fossilen Treibstoffen, die unwiederbringlich verbrannt werden, ist es aus technischer Sicht schon heute möglich, mehr als 90 Prozent der Rohstoffe eines Lithium-Ionen-Akkus wiederzuverwenden. Wenngleich Batterien altern und dabei langsam, aber stetig an Kapazität einbüßen, bleiben die darin verbauten Rohstoffe uneingeschränkt nutzbar. Geht es nach den Chefetagen deutscher Premiumhersteller, müssen für die E-Autos der Zukunft schon bald gar keine neuen Substanzen mehr aus der Erde geholt werden.
Kein Wunder, dass sich immer mehr Unternehmen mit der Wiederaufbereitung von Lithium-Ionen-Akkus beschäftigen und dabei auf unterschiedliche Technologien setzen. Europas größter Automobilkonzern VW investiert bereits Millionen. Bereits Anfang 2021 wurde am Standort Salzgitter die erste Anlage für das Recycling von Hochvolt-Fahrzeugbatterien eröffnet. In der rund 650 Quadratmeter großen Pilotanlage werden pro Schicht bis zu fünf Fahrzeug-Akkus wiederverwertet, die Jahreskapazität liegt damit bei 3600 Batterien zu je 400 Kilogramm.
Bei dem Recyclingverfahren werden Gehäuse und Anbauteile der Akkusysteme entfernt und die einzelnen Akkumodule getrennt. Die Module werden anschließend in einem Zerkleinerer mechanisch zu Granulat zerrieben, das anschließend getrocknet wird. Dabei verdampft der giftige und brennbare Bestandteil, der Elektrolyt. Das getrocknete Granulat wird in der Folge gesiebt. Dabei wird das sogenannte "Schwarze Pulver" gewonnen, aus dem die wertvollen Rohstoffe Lithium, Nickel, Mangan, Kobalt und Graphit aufbereitet und für die Produktion neuer Batteriezellen eingesetzt werden können. Alle magnetischen Anteile des Granulats - hauptsächlich Eisen und Stahl - werden von Magneten herausgefiltert.
Rückgewinnungsquote bei über 70 Prozent
Die Rückgewinnungsquote der Volkswagenanlage in Salzgitter liegt eigenen Angaben zufolge bei über 70 Prozent - und damit deutlich über der Vorgabe der Europäischen Union, wonach mindestens 50 Prozent vom Gewicht einer Lithium-Ionen-Batterie recycelt werden müssen. Geht man davon aus, dass für die Kathoden einer neuen 62-kWh-Batterie ausschließlich recycelte Rohstoffe und Grünstrom genutzt werden, so liegt die CO2-Ersparnis bei 1,3 Tonnen.
Bis derartige Einsparungen in der Praxis die Regel werden, wird es allerdings noch einige Jahre dauern. Und das ist - so kurios es klingen mag - vor allem für die Umwelt eine gute Nachricht. Denn bevor moderne Fahrzeugbatterien der stofflichen Verwertung zugeführt werden, können sie in stationären Energiespeichern weiterverwendet werden, vorrangig in Gewerbebetrieben, aber auch bei Privathaushalten. "Volkswagen will den Rohstoffkreislauf für Batterien an keiner Stelle aus der Hand geben", stellt Volkswagen-CEO Herbert Diess klar. "Es geht dabei nicht nur um das möglichst vollständige Recycling der wertvollen Rohstoffe, sondern auch um die Verwendung der Batterien nach dem ersten Lebenszyklus im Auto. Auch nach einem normalen Autoleben von 200.000 bis 300.000 Kilometern wird die Batterie mit Abstand die wertvollste Komponente des Autos bleiben und voraussichtlich noch mehrere Jahre in stationären Speichern eingesetzt werden." Aus Konsumentensicht ungeklärt ist bis dato allerdings eine wichtige Komponente des zukünftigen Auto-Wertschöpfungsmodells: Wer ist für die Rückgabe der Elektro-Altfahrzeuge verantwortlich? Und wer setzt den verbleibenden Wert der Fahrzeugbatterie fest, den der Fahrzeugbesitzer bei Rückgabe erhält?