Rohstoffe für Lithium-Ionen-Batterien
Jeder Abbau von Rohstoffen hat einen Einfluss auf die Umwelt. Besonders dann, wenn bestehende technische Lösungen und Umweltschutzauflagen nicht konsequent beachtet werden. Dasselbe gilt für die Arbeitsbedingungen, die in den betroffenen Regionen teilweise nicht den deutschen bzw. europäischen Standards entsprechen.
Nachfolgend werden die Herausforderungen beim Abbau der Rohstoffe Lithium und Kobalt näher beleuchtet. Obwohl diese Rohstoffe schon seit Jahrzehnten gefördert werden, sind sie mit dem Hochlauf der Elektromobilität verstärkt in den Fokus der öffentlichen Wahrnehmung gerückt.
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Rohstoffvorkommen ausreichend
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Das Fraunhofer-Institut für System- und Innova-tionsforschung weist darauf hin, "dass für eine globale Elektromobilität ausreichend Batterieroh-stoffe wie Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan und Graphit vorhanden sind."
Zudem "können [Nickel und Kobalt] zu über 90 Prozent aus gesammelten Batterien zurückgewonnen werden." (Quelle)
Durch das flächendeckende → Recycling entsteht hier ein (fast) geschlossener Rohstoff-Kreislauf.
Lithium
Das Lithium für die Lithium-Ionen-Batterie wird hauptsächlich als Erz abgebaut (Quelle). Hier werden keine großen Wassermengen benötigt, da das Erz mit konventionellen Methoden gewonnen wird.
Seltener, dafür jedoch bekannter ist die Gewinnung von Lithium als Sole in den Salzseen der Atacamawüste (Argentinien, Chile). Dabei wird lithiumhaltige Salzwasser an die Oberfläche gepumpt und verdunstet dort. Obwohl hier nur Salzwasser gefördert wird, wird vermutet, dass dadurch auch Süßwasserreserven beeinflusst werden. Genaue Untersuchungen dazu gibt es jedoch nicht.
Für das Lithium der Akkus werden mit diesem Verfahren je nach Quelle 60 bis 140 Liter Wasser pro kWh Batteriekapazität verdunstet (Quelle, Quelle). Das entspricht bei einem 64-kWh-Akku selbst im schlechtesten Fall demselben Wasserverbrauch, der bei der Produktion von 800 Gramm Rindfleisch, 60 Tassen Kaffee oder 1,5 Jeans anfällt.
Als umweltfreundlichere Alternative gibt es auch schon Methoden bei denen das Lithium direkt aus dem Wasser gefiltert und das Restwasser zurück in den Untergrund gepumpt wird. So wird das Absinken des Wasserspiegels verhindert. Inzwischen wird auch eine deutsche Lithium-Förderung aus Tiefengewässern erprobt (Quelle, Quelle).
Anwendungsfälle
87 % der Lithiumförderung endet heute in Batterien (Quelle), der Anteil der Batterien für Elektroautos liegt aktuell bei 43 % (Quelle), wird in Zukunft jedoch weiter ansteigen.
2019 | 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | 2024 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
Förderung (Tonnen) * | 86.000 | 82.500 | 107.000 | 146.000 | 204.000 | 240.000 (est.) |
Batterien | 65 % | 71 % | 74 % | 80 % | 87 % | 87 % |
Glas & Keramik | 18 % | 14 % | 14 % | 7 % | 4 % | 5 % |
Schmierfette | 5 % | 4 % | 3 % | 4 % | 2 % | 2 % |
* ohne USA, Quelle: United States Geological Survey
Auch die Benzin- und Dieselproduktion braucht eine Menge Wasser
Bei der Förderung und Raffination werden enorme Mengen Wasser benötigt, häufig ist dieses danach so stark verunreinigt, das es unbrauchbar ist. Dadurch "verbraucht" jeder Verbrenner über 2.000 Liter Wasser – jedes Jahr wieder.
Auch führen Unfälle und Undichtigkeiten regelmäßig dazu, dass Erdöl in die Umwelt gelangt und so die Natur schädigt und Wasserreserven unbrauchbar macht.
Kobalt
Kobalt verleiht Batterien die nötige thermische Stabilität und befindet sich daher ebenfalls in geringen Mengen in Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge. Inzwischen werden aus Kostengründen aber vielfach kobaltfreie Lithium-Eisenphosphat Batterien (LFP-Batterien) genutzt.
Gefördert wird der Rohstoff fast ausschließlich (98 Prozent) als Nebenprodukt beim schon vorhandenen Nickel- und Kupferabbau. Zwei Drittel der Kobalt-Vorkommen liegen in der Demokratischen Republik Kongo. Hier findet der Abbau vorwiegend im industriellen Bergbau statt, allerdings auch zu etwa 15 Prozent im meist illegalen Kleinbergbau (artisanaler Bergbau) (Quelle).
Kleinbergbau aufgrund von Armut
Diese Form des Bergbaus ist in den letzten Jahren verstärkt in den Fokus gerückt – auch oder gerade wegen der öffentlichen Diskussion zur Elektromobilität.
So wurden dafür neue Instrumente geschaffen und Netzwerke gebildet (Quelle), um sicherzustellen, dass die benötigten Rohstoffe aus verantwortungsvollen Quellen stammen.
Anwendungsfälle
Kobalt wird vor allem für die Herstellung wieder aufladbarer Batterien genutzt (Quelle); der Anteil der Batterien für Elektroautos liegt aktuell bei 38 Prozent (Quelle), allerdings existieren bereits heute kobaltfreie Akkus und durch → Recycling kann über 90 Prozent des Kobalt aus alten Akkus wiederverwertet werden (Quelle).
Auch Verbrenner-Fahrzeuge benötigen Kobalt
Hier wird Kobalt unter anderem zur Härtung von Kurbelwellen, in Autoreifen oder auch zur Kraftstoff-Entschwefelung genutzt.
