In Zukunft werden gewaltige Mengen an Batterien aus Elektroautos und E-Bikes zu recyceln sein. Doch wie gut ist die Industrie darauf vorbereitet?
Wenn die Zukunft auf der Straße, der Schiene oder den Radwegen elektrisch ist, dann fallen in einigen Jahren große Mengen an ausgedienten Batterien an. Doch ist die Industrie darauf vorbereitet? Während überall im Land die Zellfabriken hochgefahren werden, beginnt für die Recyclingbranche der Wettlauf um einen künftigen Milliardenmarkt. Auch im Emsland laufen die Vorbereitungen.
Was kommt die nächsten Jahre auf uns zu?
8,5 Millionen E-Bikes waren im vergangenen Jahr auf den deutschen Straßen unterwegs. Hinzu kommen über 600 000 rein elektrische Autos, Tendenz stark steigend. Noch vor den EU-Plänen für ein Verbrenner-Aus ab 2035 ließ der Maschinen- und Anlagenbau die zu erwartende Menge an ausgedienten Lithium-Ionen-Batterien untersuchen. Nach der Fraunhofer-Studie werden in Europa ab 2030 schätzungsweise 230 000 Tonnen pro Jahr zu recyceln sein. Ab 2040 gehen die Forscher von 1,5 Millionen Tonnen pro Jahr aus. Um solche Mengen bewältigen zu können, müsste die Recyclingindustrie in den nächsten Jahren demnach um über 30 Prozent pro Jahr wachsen.
Wie gut ist die Industrie vorbereitet?
In Deutschland gibt es bereits einige Anlagen, die Lithium-Ionen-Batterien recyceln, weitere entstehen. Aktuell verarbeiten sie noch häufig den Ausschuss der Zellfabriken. Im Nordwesten verarbeitet das mittelständische Unternehmen Duesenfeld im Kreis Peine rund 3000 Tonnen im Jahr. Volkswagen hat in Salzgitter eine Anlage mit einer jährlichen Kapazität von 1500 Tonnen in Betrieb genommen. Und in Bremerhaven recycelt Redux schon bis zu 10 000 Tonnen Altbatterien pro Jahr.
Ganz so weit sind Michael Kedwesch (Geschäftsführer) und Christoph Spandau (Geschäftsführer und Impulsgeber) von eCar-Cycle im emsländischen Lingen noch nicht. Aber sie haben große Pläne mit dem 2021 gegründeten Unternehmen und wollen in den wachsenden Markt einsteigen. ECar-Cycle soll künftig Leistungen von der Lagerung über den Transport bis hin zu Zweitnutzung und Recycling gebrauchter Lithium-Ionen-Akkus anbieten.
Eine Halle in Lingen sei bereits gekauft, perspektivisch sei man bereit, einen mittleren zweistelligen Millionenbetrag zu investieren, sagt Kedwesch. Man prüfe derzeit verschiedene Verfahren, mit denen sich die Recyclingquote den 100 Prozent annähern solle. Konkreter will er mit Verweis auf den starken Wettbewerb nicht werden.
Lohnt sich das Recyceln der Batterien?
Abgesehen vom Umweltschutz dürfte das Recycling durch die wachsende Nachfrage bei Rohstoffen wie Kobalt, Lithium oder Nickel immer profitabler werden. Zudem erhöht der Gesetzgeber den Druck auf Hersteller, für das Recycling Sorge zu tragen. „Zurzeit sprechen wir wegen des hohen Aufwands für die Entwicklung der Anlagen und die Vermarktung der nachgelagerten Rohstoffe noch von einem Zuzahlungsgeschäft“, sagt Kedwesch. Das bedeutet, die Hersteller und letztlich die Kunden bezahlen für das Recycling mit. Schon heute steigen aber die Preise für Rohstoffe wie Nickel deutlich.
Welche Rohstoffe lassen sich zurückgewinnen?
Nicht nur Metalle wie Kobalt und Nickel lassen sich zurückgewinnen, sondern auch Kunststoffe. „Die Prozesse werden immer feiner“, sagt Dr. Julian Schwenzel. Er ist Abteilungsleiter für elektrische Energiespeicher am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung in Bremen. Dort wird derzeit auch an der Rückgewinnung von Lithium geforscht, das lange eher stiefmütterlich behandelt wurde. Das ändert sich aber mit dem Rohstoffhunger der Industrie.
Aktuell liege die Recyclingquote für Lithium-Ionen-Batterien gesamt bei 50 Prozent, sagt Schwenzel, sie soll bis 2025 aber auf 70 Prozent steigen. Für Kobalt, Nickel und Kupfer solle die Quote auf 95 und für Lithium auf 70 Prozent angehoben werden.
Wie gut lassen sich die Batterien recyceln?
Das Recycling von Batterien mit den thermischen und hydraulischen Verfahren ist ein energieintensiver Prozess. Zudem stellt die unterschiedliche Bauweise von Batterien die Recyclingindustrie vor Herausforderungen. Am längsten dauere es, die Module risikoarm zu zerlegen, sagt Spandau. Wie ihre Wettbewerber tüfteln die Emsländer daran, den Prozess zu automatisieren. Das ist entscheidend, um die erwartete Masse an Batterien verarbeiten zu können.
Was dazu noch wichtig ist: Zweites Leben für ausgediente Akkus
Die Reichweite und die Ladedauer waren lange Zeit Argumente gegen den Kauf eines Elektroautos. Das hat sich inzwischen geändert, auch weil die Batterien immer leistungsfähiger werden. Doch irgendwann ist für jeden Akku Schluss. Dann kann er die von den Herstellern angepriesenen Reichweiten, das Ladetempo oder die Beschleunigung nicht mehr leisten. Diese Grenze ziehen Automobilisten bei einer Kapazität von rund 80 Prozent.
Das heißt im Umkehrschluss, dass ausgebaute Batterien aus Elektroautos noch viele Jahre in einem weniger anspruchsvollen Bereich zum Einsatz kommen können. Ein zweites Leben können solche Akkus etwa in stationären Speichern führen, die als Puffer für überschüssige Energie genutzt werden. Einen Markt dafür sehen Christoph Spandau und Michael Kedwesch von eCar-Cycle aus Lingen etwa im Nordwesten, wo bereits auf vielen Dächern von Mastställen und Bauernhöfen Strom aus Sonnenenergie erzeugt wird. Was nicht sofort verbraucht werde, könne in stationäre Speicher fließen.
Warum Vattenfall auf neue Module setzt
Das ist allerdings nicht einfach, wie der Energieriese Vattenfall feststellen musste. Zwischen 2016 und 2020 hatte der Konzern in Hamburg gemeinsam mit BMW und Bosch einen Stromspeicher aus den gebrauchten Batteriemodulen von mehr als 100 Autos getestet. Der Speicher hatte eine Kapazität von etwa 2,8 Megawattstunden, inzwischen ist er zurückgebaut worden. „Ein Ergebnis ist, dass Vattenfall jetzt für den Bau von Batteriespeichern neue Module einsetzt“, teilte eine Sprecherin nach dem Ende der Projektlaufzeit mit. „Es war sehr schwierig, den aus gebrauchten Modulen zusammengesetzten Speicher fehlerfrei und verlässlich zu betreiben“, erklärte sie. Für einen verlässlichen Betrieb seien gleichmäßig gealterte Module erforderlich.
Batterien altern nicht nur in Jahren
Bei einem zusammengeschalteten System bestimme die schlechteste Batteriezelle die Gesamtleistung, sagt Dr. Julian Schwenzel vom Fraunhofer IFAM. Die Herausforderung liegt ihm zufolge darin, den Zustand der gebrauchten Batterien genau einzuschätzen und möglichst homogene Zellen zu finden.
Akkus altern nicht nur mit der Zeit, sondern auch mit den Umständen ihrer Nutzung: Wie wurden sie geladen, wo gelagert und war das Elektroauto eher in warmen Gefilden oder im nasskalten Klima unterwegs? Damit Batterien einem zweiten Leben zugeführt werden können, muss möglichst viel über ihr erstes bekannt sein. Deshalb wird beispielsweise auf EU-Ebene überlegt, eine Art Pass für Batterien einzuführen.
von Svenja Fleig