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Elektroantrieb:Die dreckige Wahrheit der Mobilitätswende

02 12 2017 Berlin Deutschland GER Alte Batterien liegen auf einem Atapel *** 02 12 2017 Berl

Bisher ist nicht klar, wie die Altbatterien von Elektroautos und Fahrrädern mit E-Motor recycelt werden sollen.

(Foto: Marius Schwarz/imago)

Elektroautos sollen den Verkehr in Deutschland sauberer machen. Die Wahrheit ist aber auch: Für die riesigen Batteriemassen gibt es noch gar kein Recycling-System.

Volkswagen will Öko-Weltmarktführer werden. Mit jährlich 100 000 Elektrofahrzeugen ab 2020 und einer Million ab 2025. Wo der Kohlestrom bisher hässliche Flecken hinterlässt, soll die Öko-Bilanz blitzsauber werden. "Wenn wir sagen, dass wir ein bilanziell CO₂-neutrales Fahrzeug ausliefern, dann schließt das die Batteriezellproduktion natürlich mit ein", sagt Thomas Ulbrich. Aber wie sieht es mit den Batteriematerialien aus? Viel Neues über die Entsorgung der Akkus weiß der VW-Markenvorstand für E-Mobilität aber nicht zu sagen. Die Wahrheit ist: Für die enormen Batteriemengen der Mobilitätswende gibt es noch gar kein Recycling-System.

Bisher ist der Kreislauf bei Altbatterien eine Kette mit vielen Brüchen. Die Hälfte aller in den Verkehr gebrachten Geräteakkus verschwindet spurlos. Das zeigt eine neue Studie des Öko-Instituts für die EU-Kommission. Statt aussortiert und wiederverwertet zu werden, landeten 2015 allein 35 000 Tonnen an tragbaren Batterien europaweit im Hausmüll. Das sind 16 Prozent der 212 000 Tonnen, die 2015 in den Markt gebracht wurden. Zudem werden viele Akkus mitsamt der Kleingeräte entsorgt. Selbst Deutschland verfehlte 2016 die vorgeschriebene Sammelquote für Elektroaltgeräte in Höhe von 45 Prozent. Ab 2019 schreibt das Batteriegesetz 65 Prozent vor.

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Ein großer Teil wird jedoch weiterhin in dunkle Kanäle fließen. Die Deutsche Akademie für Technikwissenschaften (Acatech) geht davon aus, dass 25 bis 30 Prozent des in Europa anfallenden Elektronikschrotts illegal exportiert werden - inklusive der Akkus. Was in Regionen mit niedrigen Umweltstandards mit dem Sondermüll passiert, will keiner so genau wissen. Das wird sich auch mit Elektrofahrzeugen kaum ändern, die am Ende ihres Lebens nach Afrika oder Osteuropa abgeschoben werden.

Grüne E-Fahrzeuge? Auf die großen Mengen an Akkus sind die Entsorger nicht vorbereitet

"Alte Lithium-Ionen-Akkus haben anders als von vielen erwartet keinen Marktwert", berichtet Falk Petrikowski: "Das Recyceln ist teuer, unter anderem wegen der vielen Inhaltsstoffe und der komplexen Demontage der uneinheitlichen E-Auto-Antriebsbatterien. Die Einnahmen durch den Verkauf der recycelten Stoffe wiegen die Kosten für Sammlung, Demontage und Recycling nicht auf", so der Batterieexperte des Umweltbundesamts.

Bei Starterbatterien sieht es besser aus: Blei-Säure-Akkus bestehen zu drei Vierteln aus Metall, sind einfach zu recyceln und erzielen einen Gebrauchtpreis von zirka 500 Euro pro Tonne. Eine nahezu hundertprozentige Verwertung zeigt, dass das Geschäft lukrativ ist. Bleibatterien sind allerdings ein Auslaufmodell, weil sie im Verhältnis zu ihrer Kapazität zu groß und zu schwer sind.

Mit den Elektrofahrrädern kommen große Mengen von Lithium-Ionen-Akkus in den Handel, die viel schwerer sind als in Kleingeräten - aber im Schnitt nicht viel länger halten. "Trotz der zunehmenden Bedeutung von Lithium-Ionen-Batterien in neuen Technologien wie in Pedelecs, gibt es für sie weder eigene Sammel- noch separate Recyclingziele", so Hartmut Stahl, Wissenschaftler am Öko-Institut und Hauptautor der Studie über die Batterie-Sammelquote in Europa: "Eine verbesserte Richtlinie muss hier ansetzen - etwa mit ambitionierten Vorgaben für Schlüsselelemente wie Lithium und Kobalt." Die EU-Batterierichtlinie stuft Lithium-Ionen-Speicher für E-Fahrzeuge gegenwärtig als eine Art von Industriebatterien ein. Dafür gibt es aber weder eine Sammel- noch eine Recyclingquote. Geschweige denn, dass nach Wertstoffen unterschieden wird.

Billig und illegal

Der Internet-Handel boomt und mit ihm der ungesetzliche Verkauf von Elektrogeräten. 460 000 Tonnen werden jährlich in Europa illegal in den Verkehr gebracht, schätzt die OECD. Die Geräte sind häufig von minderer Qualität, enthalten hohe Schadstoffgehalte und umgehen die Zahlung von Entsorgungsbeiträgen. Verkaufsplattformen wie Amazon kontrollieren nicht, ob die Hersteller bei der Stiftung Elektro-Altgeräte-Register (EAR) registriert sind. Für die Entsorgung muss dann letztlich der Steuerzahler aufkommen.

Ein ähnliches Problem gibt es bei manchen Billiganbietern von Elektrofahrrädern. Ein Discounter, der nur Elektrofahrzeuge, aber nicht die entsprechenden Antriebsakkus separat verkauft, muss die Energiespeicher nicht zurücknehmen. Der Wertstoffhof will die sogenannten Industriebatterien mit einem Durchschnittsgewicht von 2,7 kg auch nicht haben, weil er bei deren Entsorgung draufzahlt. Jeder Hersteller muss zwar eine Rücknahmelösung vorweisen. 2017 kamen aber mehr als ein Drittel der 640 000 nach Deutschland importierten Elektrofahrräder aus Asien. Wenn ein Billiganbieter vom Markt verschwindet, greift seine Rücknahmelösung mit großer Wahrscheinlichkeit nicht mehr. In Deutschland haben 68 Fahrradhersteller die GRS Service GmbH beauftragt, dem Fahrradeinzelhandel einen kostenlosen Abholservice für gebrauchte Akkus anzubieten. 2017 kamen so 76 Tonnen zusammen - nur wenig mehr als die 52 Tonnen aus dem Jahr 2013. In diesem Zeitraum haben sich die jährlichen Verkäufe von Elektrofahrrädern jedoch fast verdoppelt. Auch der Zweiradverband ZIV kann nicht abschließend klären, wie viele Lithiumakkumulatoren einfach im Müll landen.

BMW, Northvolt und Umicore wollen einen "geschlossenen Lebenszyklus für Antriebsakkus" entwickeln. Eine Blaupause dafür gibt es aber selbst bei dem belgischen Rohstoffriesen Umicore noch nicht. Bei vielen Verwertern gehen wertvolle Ressourcen wie Lithium und Graphit verloren. Volkswagen ist seit 2012 an dem Förderprojekt "Recycling von Lithium-Ionen-Batterien" (LithoRec) beteiligt, das die Universität Münster und die TU Braunschweig wissenschaftlich begleiten. In Braunschweig wurde 2016 auch eine kleine Pilotanlage für die Verarbeitung von Altbatterien errichtet.

Das Öko-Institut hat diesem LithoRec-2-Verfahren eine gute Umweltbilanz bescheinigt: Nicht nur Metalle wie Kobalt, Nickel und Mangan, sondern auch Lithium werden fast hundertprozentig in batteriefähiger Qualität wiedergewonnen. Kostendeckend ist das alles aber noch nicht. "Volkswagen arbeitet daran, den LithoRec-Prozess weiter zu entwickeln. Wesentliche Ziele sind Effizienz-Verbesserungen und eine einfachere Rückgewinnung von Lithium", sagt ein VW-Sprecher. Bisher ist ein "nachhaltiger Kreislauf" zu teuer, weil viel Handarbeit und Energie eingesetzt werden müssen.

Außerdem kalkuliert das Öko-Institut mit durchschnittlich 300 Kilometern Transportstrecke, um die Batterien aus einer dezentralen Autowerkstatt zu einem industriellen Entsorger zu bringen. Aus Sicherheitsgründen müssen die bis zu 700 kg schweren Antriebsakkus in Sand befördert werden, sonst können sich unvollständig entladene Batterien erhitzen und womöglich Feuer fangen. In Kalifornien haben Lithium-Ionen-Akkus im vergangenen Jahr 65 Prozent aller Brände in Müllverwertungen ausgelöst.

Recycling wird zu einer Überlebensfrage der individuellen Mobilität

Wie effizient Recyclingprozesse sind, hängt von den automatisierten Demontage- und Sortier-Prozessen ab. "Die bisherigen unterschiedlichen Verfahren bieten durch technologische Weiterentwicklung und zukünftig größere Anlagen noch beträchtliche Optimierungspotenziale: ökologisch wie ökonomisch", betont Matthias Buchert, der die Ressourcen- und Transportabteilung im Öko-Institut leitet.

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Kobalt kommt meist aus dem Kongo und wird oft mithilfe von Kinderarbeit gewonnen

Ein Problem ist das kunterbunte Durcheinander verschiedener Batterietypen. Jeder Hersteller behandelt seine Akkus als Betriebsgeheimnis, zudem ändert er dauernd die Zellchemie. Ohne genaue Baupläne und Inhaltsangaben wird aus Altbatterien statt hochwertigen Rohstoffs nur Einheitsschlacke. Apple will den Prozess selbst in die Hand nehmen, um seine Geräte langfristig komplett aus Sekundärrohstoffen bauen zu können. Der Computerhersteller rechnet vor, dass in 100 000 iPhones unter anderem 1900 kg Aluminium, 710 kg Kupfer, 770 kg Kobalt und elf kg Seltene Erden stecken. Der eigens entwickelte Recycling-Roboter Daisy kennt die Baupläne von neun iPhone-Versionen. Statt den Elektroschrott durch den Schredder in einen Hochofen zu jagen, zerlegt der Werkzeugarm 200 Smartphones pro Stunde mit chirurgischer Präzision. Außer im holländischen Breda gibt es den Recycling-Roboter aber erst in Austin, Texas.

Standard ist die planmäßige "Rückwärts-Fertigung" noch lange nicht, schon gar nicht bei Industriebatterien. Wenn 2025 tatsächlich ein Viertel aller neuen Autos elektrisch fahren soll, wie die EU-Kommission fordert, dann werden rund 20 Millionen E-Mobile auf Europas Straßen unterwegs sein. Die Deutsche Rohstoffagentur Dera rechnet mit einem Jahresbedarf von 700 Gigawattstunden an Akkuleistung im Jahr 2026. Fast zwei Drittel davon entfallen auf Antriebsakkus. Das entspricht 20 Gigafactories nach dem Vorbild von Teslas Batteriefabrik in Nevada.

Die Kobalt-Nachfrage wird sich laut Dera bis dahin auf rund 225 000 Tonnen verdoppeln. Bisher stammen erst zehn Prozent des bläulich schimmernden Erzes aus dem Recycling. Daran wird sich so schnell nichts ändern: VW garantiert für seine Lithium-Ionen-Akkus nach acht Jahren eine Restkapazität von 80 Prozent. Dann lassen sie sich zum Beispiel als stationäre Speicher für Photovoltaik-Anlagen weiternutzen. Erst ab 2025 werden also größere Mengen zurück in den Kreislauf kommen.

Bis auf Weiteres werden Europa und die restliche Welt auf Kobalt aus dem Kongo angewiesen sein. "Auch die größten Projekte, die derzeit neu entwickelt werden, befinden sich alle im Kongo, so dass die Angebotskonzentration bis 2026 auf über 70 Prozent zunehmen wird", so Siyamend Al Barazi: "Weil der Aufbau neuer Förder-Kapazitäten nicht mitkommt, kann es zu erheblichen Problemen in der Versorgung kommen", warnt der Kobaltexperte der Dera. Dabei berücksichtigt die Rohstoffagentur bereits einen veränderten Metallmix für Lithium-Ionen-Batterien: Dank neuer Entwicklungen lässt sich der Kobaltanteil, der für die Langzeitstabilität der Kathoden sorgt, halbieren. Das ist gut für den Rohstoffverbrauch und die Versorgungssicherheit. Das Recycling wird durch den schrumpfenden Anteil des Edelstoffs aber noch unwirtschaftlicher.

Kobalt aus dem Kongo zeigt die schmutzige Seite der Energiewende. Kinderarbeit und die Finanzierung von kriegerischen Konflikten sorgen immer wieder für Skandale rund um den Konfliktrohstoff. Laut Dera weist Kobalt die höchsten Beschaffungsrisiken unter allen Batteriematerialien auf. Einer Studie des Helmholtz Instituts Ulm (HIU) zufolge könnte die Nachfrage nach Antriebsbatterien die heute bekannten Kobalt-Reserven bis 2050 um das Doppelte übersteigen. Spätestens dann wird Recycling zur einer Überlebensfrage der individuellen Mobilität.

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