Engpässe bei Rohstoffversorgung für E-Autos?
01.12.2017

Die Zeichen stehen auf Strom – in sämtlichen Branchen, vor allem aber im Automobilsektor. Und gerade hier sieht die deutsche Industrie die Gefahr einer Rohstoffknappheit als Folge der steigenden Zahl von Elektroautos. Vor allem die Herstellung von Batterien beansprucht eine Menge von Rohstoffen, darunter auch einige sehr seltene. Schon anhand eines Beispiels wird klar, dass man beim Batteriebau dringend alternative Rohstoffe benötigt. Bereits heute, wo bislang nur etwa ein Prozent aller Fahrzeuge weltweit mit Elektromotor fahren, beanspruchen diese bereits die Hälfte aller Lithium-Ionen-Akkus, die im Umlauf sind. „2015 wurden 35.000 Tonnen Lithium weltweit gefördert“, sagt Dagmar Goll, Professorin am Institut für Materialforschung der Hochschule Aalen. 2050 werden nach aktuellen Schätzungen bereits knapp 500.000 Tonnen gebraucht. Bei Lithium müssen also kreative Lösungen her, zum Beispiel durch den Bau von Minen, in Regionen, in denen es sich bisher nicht gelohnt hat.

Lithium im Erzgebirge

So rückt nun auch Deutschland in den Fokus. Im Erzgebirge gibt es Lithiumvorräte, die ab 2021 abgebaut werden sollen, schreibt die Wissenschaftsplattform spektrum.de. Die Lagerstätte soll ein geschätztes Abbauvolumen von 70.000 Tonnen haben und wäre somit eine der Größten in Europa. Nach Angaben der Wissenschaftsplattform sucht das Unternehmen Deutsche Lithium derzeit Investoren für den Aufbau des Bergwerks und verhandelt über Anteile mit einem Unternehmen aus Kanada, das sich ebenfalls Anteile gesichert hat.

Lithium wird aktuell hauptsächlich in Chile, Argentinien und Bolivien abgebaut. Die drei Länder vereinen gemeinsam geschätzt zwei Drittel aller globalen Vorkommen. Laut der Deutschen Rohstoff-Agentur ist der Preis für das Leichtmetall bereits gestiegen: Bis 2016 lag er bei rund 6.600 Dollar pro Tonne, nun stieg er bereits auf 10.000 Dollar an.

„Große Unternehmen reagieren zeitversetzt und eröffnen jetzt neue Minen“, so Siegfried Behrendt vom Berliner Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (IZT). Und weiter: „Wenn nicht rechtzeitig neue Minen aufgebaut werden, wird es zu Engpässen kommen.“ Behrendt ist allerdings optimistisch: „Forschung und Entwicklung sind darauf eingestellt.“ Das Ziel der Politik müsse sein, ein gutes Monitoring aufzubauen, um eine Verknappung frühzeitig vorhersehen zu können.

Recycling

Ein weiteres Thema ist das Recycling von Lithium. Noch ist es zu aufwendig und teuer, bei weiter steigendem Marktpreis könnte es sich in Zukunft aber lohnen. „Mit Recycling kann die Kritikalität von Rohstoffen gesenkt werden“, erläutert Behrendt. Die Aalener Forscherin Goll rechnet damit, dass 2030 zehn Prozent des benötigten Lithiums aus Batterien recycelt werden kann, 2050 gar 40 Prozent. Auch angesichts der sozialen und der ökologischen Folgen des Abbaus sei es wichtig, in entsprechende Entwicklung zu investieren, so Goll: „Man kann den Abbau nicht von heute auf morgen verzehnfachen.“

Seltene Erden wie Neodym sind ebenfalls sehr gefragt. Sie werden für die Magnete gebraucht, die für die Energieumwandlung im Elektromotor verantwortlich sind. Pro Elektromotor sind das in etwa 500 Gramm Neodym. Seltene Erden stammen zum überwiegenden Teil (rund 90 Prozent) aus China. Ein Abbau wäre auch in Deutschland oder anderen Ländern möglich, ist jedoch sehr aufwendig und umweltschädlich. Hinzu kommt: Die Seltenheit der Erden führen zu unterschiedlichen Förderaufkommen und somit starken Preisschwankungen. Eine erhöhte Nachfrage würde den Preis wohl dauerhaft nach oben treiben. „Von daher muss man auch hier an Recycling denken“, so Goll.

Eine weitere Möglichkeit: Magnete als Ganzes recyceln. So sind Experten damit beschäftigt, herauszufinden, wie man sie pulverisieren und technologisch aufbereiten kann. Es sei eine Herausforderung, die Eigenschaften zu erhalten, sagt Goll, aber durch ein besseres Verständnis der Zusammenhänge und durch die Zugabe von Additiven könnte es eventuell möglich sein. Hier werden allerdings vermutlich noch Jahrzehnte bis zur Umsetzung ins Land gehen.

Studie fordert Recycling und strengere Standards für Unternehmen

In einer aktuellen Studie fordert das Freiburger Ökoinstitut nicht nur, die Anstrengungen und Aktivtäten rund um das Recycling auszuweiten, sondern spricht sich auf für verpflichtende Umwelt- und Sozialstandards für die Industrie aus. Es seien zwar genügend Rohstoffe vorhanden – die Studie hat Lithium, Kobalt, Nickel, Graphit und Platin untersucht – doch nicht alle sind bislang sozial- und umweltverträglich abbaubar. Die Autoren der Studie sind überzeugt davon, dass der Kobaltbedarf 2030 bereits bis zu 260.000 Tonnen beträgt und bis 2050 auf bis zu 800.000 Tonnen steigen kann – abhängig von der weiteren Entwicklung der Batterietechnologie. Fast die Hälfte des Kobaltbedarfs könnte 2050 könnte aus Recycling stammen. Eine große Zahl, die eine geringere Abhängigkeit von den Förderländern wie dem Kongo darstellen würde. Gerade dort ist immer wieder vom extrem schlechten Arbeitsbedingungen und Menschenrechtsverletzungen zu hören. Somit stellt Kobalt eine besonders Herausforderung dar. Unternehmen sollten bei Kobalt als auch bei Zinn, Wolfram und Gold verbindliche Sorgfaltspflichten auferlegt werden, fordert Studienleiter Matthias Buchert gegenüber der Deutschen Presseagentur: „Es geht nicht, dass wir uns bei Kaffee und Kakao viele Gedanken machen, aber bei strategisch wichtigen Produkten ein Auge zudrücken.“

Fazit

Elektroautos sind immer gefragter (auch in Deutschland steigt der Absatz zunehmend), nicht nur zuletzt durch die anhaltenden Dieseldiskussionen. Die Folge: Der Metallbedarf für die Batterien der Fahrzeuge steigt in den nächsten Jahren deutlich an. So benötigt beispielsweise die Batterie eines BMW i3 unter anderem 35 Kilogramm Grafit, zwölf Kilo Nickel, zwölf Kilo Kobalt, zwölf Kilo Mangan und weitere Metalle. Große Mengen, die auf Dauer kaum refinanzierbar beziehungsweise auch nicht lieferbar sein werden. Die Forschung muss an alternativen Lösungen arbeiten. Ansätze für effizientere Batterien mit weniger eingesetzten Rohstoffen gibt es bereits, noch ist hier aber nichts spruchreif. Eine weitere Möglichkeit: ein ausgeklügeltes, kostengünstiges Recyclingsystem. Noch stehen Wissenschaftler hier erst am Anfang. Perspektivisch gilt es vor allem eine Alternative für Lithium zu finden. „Von der Effizienz her sind die Lithiumbatterien bis jetzt noch die besten“, konstatiert Goll. Entsprechende Entwicklungen mit Feststoffbatterien und Glas-Akkus erzielten in Tests erste vielsprechende Ergebnisse.


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