Eine neue Studie weist auf ein Dilemma für Europas Zukunft in der Mobilität hin: Zwar fährt derzeit ein Viertel der weltweit verkauften Elektrofahrzeuge in Europa, aber der Großteil der Batterien dafür komt aus dem Ausland, vor allem aus China. Das soll anders werden: Europa, allen voran die Europäische Union (EU), will mehr Autarkie erreichen. Das aber heißt: mehr Energieverbrauch durch mehr Batteriezellproduktion. Derzeit deckt der Kontinent nur 6,8 % (3,5 TWh) der für die Batteriezellproduktion in den Elektroautos benötigten Energie selbst. Der Rest wird in Form von Materialien und Batteriezellen importiert.
Jetzt hat ein Team um Simon Lux von der Universität Münster ermittelt, wie viel Energie es denn bräuchte, würden die europäische Batterielieferketten wie geplant gestärkt. Ergebnis: Das braucht viel Energie, nämlich 250 TWh pro Jahr, um bis 2050 Autarkie zu erreichen. Zum Vergleich: Das wäre etwas weniger als ein Drittel dessen, was der jüngst vorgestellte Monitoringbericht zur Energiewende der Bundesregierung jährlich für ganz Deutschland genannt hatte (zwischen 600 TWh und 7000 TWh). Die Gewinnung und Raffination von Lithium, Nickel, Kobalt und Mangan werden in den ersten Jahren voraussichtlich fast die Hälfte des gesamten Energiebedarfs der Batteriezellenproduktion ausmachen, während das Recycling deutlich weniger energieintensiv ist, so die Studie.
Europas Energiehunger für Batteriezellproduktion
Das aber gelingt nur, wenn eine wichtige Zusatzbedingung erfüllt ist, haben Lux und sein Team ermittelt. Bis 2050 braucht es eine gut ausgebaute Recyclinginfrastruktur in der EU. Und das ist nur die halbe Wahrheit. Hinzu kommen:
- ein weiterer Energieaufwand von 200 TWh bis 250 TWh für das Laden von Elektroautos und den Ausgleich von Effizienzverlusten.
- ein Energiegewinn von 90 TWh: So viel würde der zunehmenden Einsatz von Elektromotoren und stationären Batterien, die ab 2050 rund 500 TWh an erneuerbaren Energien puffern können, einsparen.
„Die Stärkung lokaler Batterielieferketten ist entscheidend, um die Energieabhängigkeit zu verringern“, betont Lux, der an der Universität Münster den Lehrstuhl für angewandte elektrochemische Energiespeichertechnik und Wirtschaftschemie innehat. „Sie erfordert jedoch gleichzeitig die Bereitstellung erheblicher Energiemengen in Europa.“ Der batteriebasierte Strombedarf wachse im Vergleich zum gesamten Strombedarf überproportional. Vor diesem Hintergrund seien große Investitionen in die erneuerbare Stromerzeugung und die entsprechende Infrastruktur erforderlich.
Recycling als Game-Changer: bis zu 46 % weniger Energieverbrauch möglich
Für Europa werde es entscheidend sein, die Batterierecyclingquote und -effizienz zu maximieren, um die Importabhängigkeit und den zukünftigen Energiebedarf der Bstteriezellproduktion zu reduzieren, so Lux. Sein Team geht in der Studie von erheblichen Recyclingkapazitäten in Europa aus. Rund 800 GWh an Batteriekapazität würden demnach 2050 jährlich bereitgestellt. So ließe sich die Energie für die Batterieproduktion um 33 % bis 46 % senken.
Nur ist von dieser benötigten Recyclinginfrastruktur in der EU bisher kaum etwas zu sehen. Lux und sein Team appellieren daher, jetzt für die Batteriezellenproduktion von morgen die richtigen Rahmenbedingungen zu setzen:
- mehr erneuerbare Energien für die Batteriefabriken.
- konkrete Vorgaben zum Batterierecycling in der EU, um die Importabhängigkeit zu senken.
- reale Anreize für Unternehmen, damit diese die benötigte nachhaltige Kreislaufwirtschaft beginnen aufzubauen.
Die Studie beruht auf einer Lebenszyklusanalyse, die auf Daten aus aktuellen Forschungsarbeiten sowie der Datenbank „ecoinvent“ basiert. Ergänzend führte das Forschungsteam die Energiebedarfsanalyse mit einem am Institut für betriebswirtschaftliches Management im Fachbereich Chemie und Pharmazie der Universität Münster entwickelten Simulationsmodell durch, das eine vereinfachte Batteriekreislaufwirtschaft abbildet.
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