Recycling von Batterien elektrischer Fahrzeuge

Fahrzeuge sind eine der größten Quellen für Treibhausgasemissionen in den Vereinigten Staaten und verursachen fast ein Viertel der Emissionen des Landes. Glücklicherweise trägt die wachsende Zahl von Elektrofahrzeugen (EVs) bereits dazu bei, die Emissionen zu reduzieren. Über ihre Lebensdauer hinweg erzeugen EVs deutlich weniger Treibhausgasemissionen als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, selbst bei der vorherrschenden Nutzung von fossil erzeugtem Strom.

Während der Großteil der Umweltbelastung durch benzin- und dieselbetriebene Motoren von den Auspuffemissionen während der Fahrt stammt, entstehen die meisten mit EVs verbundenen Treibhausgasemissionen „stromaufwärts“ – also vor dem Betrieb des Fahrzeugs, bei der Herstellung und bei der Stromerzeugung zur Versorgung. Das bedeutet, dass Bemühungen, die EV-Technologie noch sauberer zu machen, diese Phasen im Lebenszyklus eines EVs ins Visier nehmen sollten, indem Batterien mit recycelten Materialien hergestellt und mehr erneuerbare Energien ins Stromnetz eingespeist werden, was zusammen einen großen Unterschied in der Umweltbilanz über die Lebensdauer eines Fahrzeugs ausmachen kann.

In den nächsten 15 Jahren wird erwartet, dass die Anzahl der EVs auf US-Straßen deutlich ansteigt, von heute etwa einer Million auf potenziell mehrere zehn Millionen (abhängig von verschiedenen Faktoren). Mit steigendem Bedarf an EVs wird auch die Nachfrage nach Batterien zur Versorgung wachsen – und um Batterien in den notwendigen Mengen herzustellen, müssen viele logistische, ökologische und ethische Hürden überwunden werden.

Probleme an der Quelle

Jedes Elektrofahrzeug wird von einer verbundenen Gruppe aus Hunderten, manchmal Tausenden von Lithium-Ionen-Batteriezellen angetrieben. Jede einzelne ist auf Mineralien angewiesen, die aus Reserven weltweit gewonnen werden, wobei der Bergbau eine Vielzahl ethischer und ökologischer Herausforderungen mit sich bringen kann. Die Lithiumgewinnung beispielsweise kann erhebliche Mengen Wasser verbrauchen. In der Demokratischen Republik Kongo, wo der Großteil des weltweiten Kobalts produziert wird, sind negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Gemeinschaft und Menschenrechte gut dokumentiert, unter anderem von Amnesty International und anderen Organisationen.

Bei der aktuellen Abbaurate könnten die Reserven der für Batterien wichtigen Mineralien bis zu 50 Jahre reichen, doch mit dem wachsenden Bedarf an EVs – ein Trend, der hoffentlich anhält – wird auch die Herausforderung steigen, genügend Mineralien für die Batterieherstellung bereitzustellen.

Glücklicherweise bietet das Recycling die Möglichkeit, eine langfristige und nachhaltige Versorgung mit kritischen Batteriematerialien zu etablieren. Durch die Rückgewinnung dieser Materialien aus ausgedienten Batterien können Hersteller die ethischen und ökologischen Auswirkungen des Bergbaus für neue Materialien vermeiden und in den nächsten 15 Jahren bis zu 30 Prozent der Gesamtnachfrage decken. Mit dem Wachstum des EV-Marktes wird auch das Angebot an Materialien steigen, die schließlich recycelt werden können, was es erleichtert, die Batterienachfrage nachhaltig zu erfüllen.

Ungenutztes Potenzial – im Lager

Wenn eine EV-Batterie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht, muss sie irgendwie verarbeitet werden: wiederverwendet, recycelt oder entsorgt. Da es in den Vereinigten Staaten derzeit keine groß angelegten Recyclinganlagen für EV-Batterien gibt, lagern viele ausgediente EV-Batterien ungenutzt in Lagerhallen. Das ist zwar frustrierend, zeigt aber auch, dass es erhebliches Verbesserungspotenzial gibt.

Lithium-Ionen-Batterien können viele Jahre halten, ähnlich wie die Zeitspanne, in der die meisten Menschen ihr Auto ersetzen – sei es durch Verschleiß oder weil Alter und Nutzung die Speicherkapazität der Batterie unter die optimale Leistung für den Fahrzeugbesitzer gesenkt haben. Zu diesem Zeitpunkt wird jedoch wahrscheinlich noch zwei Drittel oder mehr der ursprünglichen Batteriekapazität vorhanden sein: mehr als genug für Anwendungen wie die Versorgung von Ladestationen oder die Bereitstellung von Notstrom für Gebäude.

Leider erschweren das Fehlen standardisierter Verpackungen, Kennzeichnungen und Chemien bei EV-Marken heute die Wiederverwendung auf diese Weise. Und die aktuellen Abfallmanagementrichtlinien berücksichtigen EV-Batterien schlichtweg nicht. Weltweit verarbeiten derzeit weniger als ein Dutzend Recyclinganlagen EV-Batterien. Bei voller Kapazität können sie jährlich nur etwa 300.000 Batterien recyceln, was ungefähr 10 Prozent der heutigen globalen EV-Verkäufe entspricht. Bis Anfang der 2030er Jahre wird diese Recyclingkapazität voraussichtlich nur noch ein Prozent der jährlichen Verkäufe abdecken. Offensichtlich benötigen die Entsorgungsanlagen eine erhebliche Erweiterung, um mit dem Wachstum der EVs Schritt zu halten.

Die Wiederverwendung von Batterien, das Recycling von Materialien und die Steigerung des Anteils erneuerbar erzeugten Stroms bieten großes Potenzial, die Umweltbelastung von EVs zu verringern. Mit steigendem Bedarf kann die Politik eine wichtige Rolle spielen, uns auf eine EV-Zukunft vorzubereiten: durch die Festlegung strenger Standards für recycelte Inhaltsstoffe in neuen Batterien, den Aufbau von Anlagen zur verantwortungsvollen Handhabung ausgedienter Batterien, die Entwicklung von Standards, die die Wiederverwendung von Batterien erleichtern, sowie die Einführung strenger Umwelt- und Arbeitsstandards für Bergbau und Materialverarbeitung. Hersteller sowie staatliche, bundesstaatliche und internationale Entscheidungsträger haben alle eine Rolle dabei, sicherzustellen, dass EVs so nachhaltig wie möglich sind.