Batterie-Rohstoffe

Immer wieder wird das Thema der Arbeitsbedingungen und Umwelteinflüsse bei der Rohstoffgewinnung als größte Herausforderung bei der Elektromobilität genannt.
Im Folgenden haben wir Informationen zusammengetragen, die das Thema etwas genauer betrachten.


 

 

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.

Rohstoffvorkommen ausreichend

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 über eine deutsche Lithium-Förderung aus Tiefengewässern nachgedacht (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.

 

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

Förderung (Tonnen)

69.000

95.000

86.000

82.500

107.000

146.000

180.000

(est.)

Batterien

46 %

56 %

65 %

71 %

74 %

80 %

87 %

Glas & Keramik

27 %

23 %

18 %

14 %

14 %

7 %

4 %

Schmierfette

7 %

6 %

5 %

4 %

3 %

4 %

2 %

Was häufig vergessen wird:
Auch bei der Benzin- und Dieselproduktion (Förderung, Raffination) wird eine Menge Wasser benötigt. Dadurch "verbraucht" jeder Verbrenner über 2.000 Liter Wasser – jedes Jahr.
Auch gelangt durch Unfälle und Undichtigkeiten regelmäßig Erdöl in die Umwelt, schädigt die Natur und macht Wasserreserven unbrauchbar.

 

 


 

 

Kobalt

Kobalt verleiht Batterien die nötige thermische Stabilität und befindet sich daher ebenfalls in geringen Mengen in Lithium-Ionen-Batterien. Der genaue Anteil variiert je nach Hersteller, 2018 lag dieser zwischen 2,9 und 20 Prozent (Quelle). 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

Obwohl die häufigste Form der Kinderarbeit in der Landwirtschaft und der Industrie (z. B. Textilindustrie) stattfindet (Quelle), sind Minenarbeiten 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.

 

 

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