Das zweite Leben

Batterie-Recycling. Was geschieht eigentlich mit Batterien aus Elektroautos nach deren Nutzungsende? Wo dabei die Probleme liegen.

Das einstige Mauerblümchen Elektromobilität hat sich zu einer prächtigen Pflanze entwickelt – und ein Ende ist nicht in Sicht. Ganz im Gegenteil: Eine Studie des Center of Automotive Management geht davon aus, dass bis 2025 über ein Viertel der Neuzulassungen in Europa elektrisch angetrieben sein werden.

Dass Batterien nur über eine begrenzte Lebensdauer verfügen, weiß jeder, der schon einmal den Verfall anhand eines elektrisch betriebenen Haushaltsgeräts oder Werkzeugs mitverfolgt hat. Wie schaut das nun aus, wenn ein Auto – in dem deutlich mehr Zellen arbeiten – nicht mehr die gewünschte Reichweite bringt? Im Wesentlichen gibt es zwei Szenarien, diese wieder zu verwenden:

Akkus, die für den Betrieb im Auto nicht mehr geeignet sind, sind keineswegs wertlos. Während beim Auto durch die stetigen Beschleunigungsund Rekuperationsphasen die Batterie durch große Leistungsabgabe/-aufnahme schwer gefordert ist, kann diese im stationären Betrieb noch gute Dienste leisten. Das langsame Laden und Entladen ist deutlich schonender für die Batterie. Verwendungszweck wäre dann beispielsweise der Stromspeicher für den Haushalt mit Photovoltaikpanelen auf dem Dach. Aber auch im Stromnetz können Schwankungen durch industrielle Windkraftanlagen oder Bedarfsspitzen ausgeglichen werden – entsprechend große stationäre Speicher vorausgesetzt.

Ist dann auch hier die Kapazität erschöpft, hilft nur mehr das Recycling der Batterie. In der Theorie können bis zu 90 Prozent des Akkus wieder in seine einzelnen Stoffe zerlegt und wiederverwertet werden. Wie funktioniert das? Zunächst werden die angelieferten Altbatterien komplett entladen. Speichersysteme von Elektroautos verfügen über Spannungen von bis zu 800 Volt, die es zu entladen gilt. Diese Energie kann den Recyclinganlagen zugeführt werden. Anschließend werden die Batteriesysteme zerlegt. Das geschieht im Falle der Module noch manuell, indem etwa Stromschienen und Gehäuse abmontiert werden. Die Zellen selbst werden anschließend thermisch behandelt, geschreddert und mechanisch voneinander getrennt. Übrig bleiben Kunststoffe, verschiedene Metalle und die sogenannte schwarze Masse. Bei der schwarzen Masse handelt es sich um das Aktivmaterial aus der Kathode der Zelle, in der auch die Materialien Kobalt, Nickel, Mangan, Kupfer und Lithium enthalten sind. Die Masse kann entweder durch eine Kombination aus weiteren mechanischen Verfahren (Schreddern, Sieben sowie chemische Nachbehandlung) oder thermischen Verfahren (Trennung der Rohstoffe aufgrund der unterschiedlichen Schmelzpunkte) in ihre Bestandteile zerlegt werden.

Die Praxis. In der Theorie ist Batterie-Recycling also jetzt schon möglich – die vollständige Kreislaufwirtschaft scheitert allerdings im Moment noch an zwei Faktoren: Einerseits fehlt noch der Rohstoff. Bis ausreichend Rückläufer aus dem zweiten Nutzungsbereich angeliefert werden können, wird es wohl noch einige Jahre dauern. Weiters ist die gesetzliche Grundlage für einen höheren Wirkungsgrad der Recyclingverfahren schlicht noch nicht gegeben. Nach heutigem Stand der Dinge müssen 50 Prozent des Materialanteils recycelt werden. Es zählt das Gewicht – die Quote kann also leicht mit den Gehäusen und den leicht zu trennenden Rohstoffen erfüllt werden, die kritischen Rohstoffe landen im Müll.

Die Unternehmen warten alle bereits auf die neue Batterieverordnung der EU, in der die Verwertungsquoten vorgeschrieben werden. Aus den Plänen erwartet man ab 2025 Quoten von 90 Prozent für Kobalt, Nickel und Kupfer sowie 35 Prozent für Lithium. Ab 2030 sollen diese auf 95 und 70 Prozent angehoben werden.

 

Interview Ing. DI Dr. mont. Astrid Arnberger

„Die Branche ist stark gefordert”


Die von der EU geforderte Recyclingquote für Traktionsbatterien liegt aktuell bei 50 Prozent, was doch etwas wenig erscheint. Was wäre technisch möglich?

Es sind auf EU-Ebene Verwertungsquoten auf Elementebene geplant, z. B. 2025 - Kobalt/Nickel/Kupfer 90 Prozent sowie Lithium 35 Prozent; 2030: Kobalt/Nickel/Kupfer 95 Prozent und Lithium 70 Prozent.
Wir recyceln schon über 90 Prozent der enthaltenen Metalle der Batterie und erreichen damit schon heute die geplanten EU-Ziele von 2025 auf Elementebene. Ein besonderer Pluspunkt: Unsere Anlage produziert verwertbare Aktivmasse (Schwarzmasse) in höchster Qualität, die sowohl für pyrometallurgische als auch hydrometallurgische Prozesse bestens geeignet ist. Eine Gesamtrecyclingeffizienz die gesamte Batterie macht keinen Sinn. Wichtig ist die Förderung der Kreislaufwirtschaft auf Elementebene. So werden auch die E-Autobatterien der Zukunft gestaltet. Wir wissen heute nicht noch, wie die E-Auto-Batterie der Zukunft aussieht. Wir gehen davon aus, dass der Anteil hochwertiger Stoffe im Vergleich zu heutigen Modellen sinken wird.

Unser Ziel ist 100 Prozent zu recyceln, ganz unserer Saubermacher Vision ZERO WASTE folgend. Da ist sicherlich noch einiges zu tun und hängt auch von der weiteren Entwicklung der verschiedenen Batterien selbst ab. Zusätzlich haben wir den Re-Use Gedanken (Nutzung als Stationärer Speicher – Pilotprojekt an einem unserer Standorte in der Steiermark gemeinsam mit Partnern im Laufen).


Rechnen Sie mit einer baldigen Verschärfung des Gesetzes und einer Anhebung der Quote?

Die einzelnen Nationen werden vermutlich nicht höhere Recyclingquoten in ihrer Gesetzgebung vorsehen, da es dann zu einer Wettbewerbsverzerrung kommen könnte. Alle warten auf die neue europäische BatterieVO. Diese Zahlen wären, dann auch national bindend. Es sind ja wie anfangs erwähnt auf EU-Ebene Verwertungsquoten auf Elementebene geplant (z. B. 2025 - Kobalt/Nickel/Kupfer 90 Prozent sowie Lithium 35 Prozent; 2030: Kobalt/Nickel/Kupfer 95 Prozent und Lithium 70 Prozent.


Es ist oft zu lesen, dass sich Recycling von Traktionsbatterien noch nicht lohnen würde, weil es noch zu wenig Rückläufer aus Autos und dem Second Life gibt. Was ist Ihre Einschätzung? Wann sehen wir die ersten Anlagen im Vollbetrieb?

Wir haben eigentlich gedacht, dass die Fahrzeugbatterien erst in einigen Jahren zurückkommen, nach sieben bis zehn Jahren Betriebsdauer oder nach einem Second Life. Der Markt wird nun überrascht von Rückrufaktionen.

Die ganze Branche ist durch die hohen Mengen stark gefordert, überhaupt das Recycling bewerkstelligen zu können. Die Kapazitäten sind begrenzt und es ist derzeit mehr Volumen auf dem Markt, als recycelt werden kann. Es ist eine Branche, die sich in einer rasanten Entwicklung befindet. Es ist aber vieles von der Infrastruktur noch nicht so vorhanden, wie es da sein müsste, um die großen Mengen zu bewerkstelligen, die auf den Markt kommen.

Wir haben aber in Bremerhaven bei REDUX Vorkehrungen getroffen, um mit dem Markt zu wachsen und haben sicherlich die modernste Anlage in Europa. Wir holen aus den Batterien u.a. verschiedene Metallen und vor allem eine qualitativ hochwertige Aktivmasse (reines Pulver) raus. Wir erwarten in den nächsten Jahren einen kontinuierlichen Anstieg der E-Autobatterien aus dem normalen Produktlebenszyklus. Momentan bekommen wir einen Großteil unserer Ware aus dem Batterie-Testing und aus Produktionsausschüssen. Unsere Anlage ist im Vollbetrieb. Wir verwerten nicht nur Autobatterien, sondern auch die Li-Ion-Gerätebatterien.

Das beste Recyclat hilft nicht, wenn es nicht vom Markt gekauft wird - sprich: teurer als der ursprüngliche Rohstoff ist. Sehen Sie Handlungsbedarf seitens der Politik?

Das Recycling-Geschäft mit E-Auto-Batterien ist eines, in dem wir eine große Zukunft sehen, aber derzeit bringt es nur wenig Ertrag. Die Chemieunternehmen, die gewisse Produkte aus dem Li-Ion-Recycling entgegennehmen können, sind auch noch in der Aufbau- und Entwicklungsphase. Recycling bzw. der Einsatz von Recyclat ist – wie bei allen anderen Produkten – auch bei Li-Ion-Batterien ein wichtiger Faktor. Das Recycling sollte in allen Bereichen gefördert werden. Es spart CO2, schon natürliche Ressourcen und schont die Umwelt. Zudem verringern wir auch zumindest teilweise die Abhängigkeit vom Ausland, wo die Stoffe abgebaut werden.


Werden wir irgendwann eine Batterierecyclinganlage in Österreich haben, vielleicht sogar von der Firma Saubermacher?

Derzeit lohnt es sich noch nicht, die Rücklaufmengen sind zu gering. Wir liefern unsere Batterien nach Deutschland zu unserer Anlage. Aber wenn sich die Mengen weiterhin positiv entwickeln – siehe Förderung E-Mobilität und Klimaneutralität bis 2040 – ist das grundsätzlich nicht auszuschließen.