Batterierecycling 15.08.2019, 12:02 Uhr

Welche Alternativen gibt es zur Elektromobilität?

Batteriebetriebene Fahrzeuge erfreuen sich keiner großen Beliebtheit bei Bevölkerung und Autoherstellern. Doch was ist der Antrieb der Zukunft? Wir stellen drei Alternativen zum derzeitigen Elektroauto mit Akku vor.

elektrischer Anlasser-Button mit der Aufschrift "Start E-Mobilität

Foto: panthermedia.net/Karneg

Unser Artikel „Elektromobilität: Bundesregierung fördert am Bedarf vorbei“ hat viel Zuspruch erhalten. Allerdings fragten uns einige Leser auch, was denn die Alternativen seien. Dieser Frage wollen wir uns in diesem Artikel widmen.

Wenn wir von der Elektromobilität sprechen, wie sie von der Bundesregierung maßgeblich gefördert und von den Automobilherstellern vorrangig vorangetrieben wird, dann meinen wir batteriebetriebene Fahrzeuge. Autos mit Akku, die Tankstellen benötigen, aus denen (idealerweise grüner) Strom kommt. Dieses Modell ist bisher noch eine Zukunftsvision, denn die wenigsten Autokäufer legen sich ein Elektroauto zu, Stromtankstellen entstehen nur langsam und der grüne Strom ist auch noch nicht flächendeckend garantiert. Doch bei aller Unzufriedenheit stellt sich ja die Frage: Was ist die Alternative zum batteriebetriebenen Elektroauto?

Alternative 1: Wasserstoffantrieb

Die batteriebetriebene Elektromobilität wird von vielen Menschen hierzulande nicht als Antriebslösung der Zukunft gesehen. Stattdessen favorisieren einige den Wasserstoffantrieb. Er kann große Reichweiten erzielen, ist kosteneffizient, greift auf langfristig verfügbare Rohstoffe zurück und ist schnell nachgeladen. Wissenschaftler und Fahrzeugexperten sehen in ihm allerdings eher eine Option für Transport- und Lieferfahrzeuge. Der Grund: Die Batterie hat einen höheren Wirkungsgrad als die Brennstoffzelle. „Immer wenn die Reichweitenanforderung nicht so hoch ist, die Batterie nicht so groß sein muss, ist das Batteriefahrzeug deutlich vorne“, erklärte Angelika Heinzel, Geschäftsführerin des Zentrums für Brennstoffzellentechnik an der Universität Duisburg-Essen gegenüber dem Deutschlandfunk. „Aber immer, wenn ich lange Reichweiten brauche oder kurze Tankzeiten unabdingbar sind, dann sehen wir den Brennstoffzellenantrieb als bessere Variante.“

Bis 2050 sollen etwa 65% aller Gabelstapler in Deutschland mit Brennstoffzelle ausgerüstet sein. Auch Streetscooter und Routenzüge stehen bei den Ausrüstern weit oben auf der Wunschliste. Ob die Brennstoffzelle zu einer ernstzunehmenden Konkurrenz für die Batterie werden könnte, bzw. was sie davon abhält, haben wir bereits aufgeschrieben. Wir wollen uns in diesem Artikel einem anderen Schwerpunkt widmen.

Alternative 2: Akku-Technologien

Um die batteriebetriebene Elektromobilität zu pushen, müsste die Batterie vielleicht nicht gänzlich ersetzt, wohl aber optimiert werden. Denn sie steht gleich mehrfach in der Kritik. So nutzt der klassische Lithium-Ionen-Akku begrenzte Rohstoffe wie Lithium und Kupfer in großen Mengen. Das ließe sich durch alternative Akku-Technologien umgehen, etwa Schwefel an der Kathode oder Metall. Welche das sein könnten und wie weit deren Entwicklung ist, haben wir im Artikel „Batteriefabriken: Europa vernachlässigt alternative Akku-Technologien“ beleuchtet. Doch auch das Ende des Akku-Lebenszyklus stellt ein Problem dar.

Alternative 3: Batterierecycling

Bisher gibt es kein überzeugendes Batterierecycling und keinen gängigen Rohstoffkreislauf für aussortierte Akkus. Wissenschaftler und Unternehmen weltweit arbeiten jedoch daran, genau das zu ändern. Schauen wir uns einige Ansätze an.

Umicore verbrennt die Akkus

Das belgische Unternehmen Umicore ist Marktführer des Batterierecyclings der bisher gängigsten Art, der thermischen Aufschmelzung. Dabei wird der Akku zunächst verbrannt und schließlich zermahlen. So können Kobalt, Nickel und das Kupfer der Batterie wiedergewonnen werden. Nicht wiederzuverwerten sind jedoch die Rohstoffe Lithium, Graphit, Aluminium sowie der Elektrolyt. All diese Rohstoffe können dem Kreislauf nicht wieder zugeführt werden. Audi ist im vergangenen Jahr eine Forschungskooperation mit Umicore eingegangen, um einen geschlossenen Kreislauf für Hochvoltbatterien zu entwickeln. Dabei soll die Wiederverwertung von alten Akkumaterialen im Vordergrund stehen. Ergebnisse liegen noch keine vor.

Duesenfeld zeigt, wie man Akkus verschrottet

Das deutsche Chemieunternehmen Duesenfeld hat derweil einen Schredder unter Stickstoff gesetzt und zerlegt darin die ansonsten leicht entzündliche Lithium-Ionen-Batterie bis nur noch eines bleibt: Geschreddertes und Elektrolyt. Aus dem geschredderten Material gewinnt Duesenfeld die einstigen Rohstoffe Graphit, Mangan, Nickel, Kobalt und Lithium. Sie gehen in die (Re-)Produktion, um daraus neue Antriebsakkus zu bauen. Das Verfahren wird im folgenden Video erklärt. Der Erfolg:

  • 96 % aller Batteriebestandteile werden so einem neuen Kreislauf zugeführt
  • der CO2-Fußabdruck bei der Produktion neuer Akkus verringert sich um 40 % im Vergleich zur Neuproduktion

Empa sucht den idealen Recyclingprozess

In der Schweiz suchen Rolf Widmer und sein Team der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, kurz Empa, nach dem perfekten Verfahren. Gemeinsam mit der Stiftung Autorecycling der Schweizer Automobilimporteure wollen sie die verschiedenen Formen des Batterierecyclings, dessen Kosten, Erträge und ökologischen Impact untersuchen. Dabei werden sie Umicore und Duesenfeld unter die Lupe nehmen, aber auch das Verfahren der Schweizer Batrec Industrie AG. Sie führt zunächst eine thermische Behandlung der Akkus durch, bevor sie die Bestandteile einer Abgas-Nass- sowie Abgas-Trockenreinigung unterziehen.

Schaubild des Batrec-Verfahren des Batterierecyclings

Der Batrec-Verfahren des Batterierecyclings.

Foto: Batrec Industrie AG

Am Ende der Empa-Untersuchungen soll eine Strategie stehen, wie Antriebsakkus idealerweise zu entsorgen wären.

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