Batterierecycling Rohstoff-Rückgewinnung noch nicht wirtschaftlich

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Viele Kritiker der Elektromobilität mahnen eine funktionierende Recyclingstrecke für alte Hochvoltbatterien an. Eine Studie der RWTH Aachen zeigt nun, warum es diese noch nicht gibt.

Schrottreife Batterien aus Hochvoltfahrzeugen werden zwar auch bislang recycelt. Allerdings werden dabei die aktiven Batteriechemikalien, etwa Lithium, Nickel oder Kobalt, die nach dem Zerkleinerungsprozess in Form der sogenannten Schwarzmasse vorliegen, oft nicht sortenrein und wiederverwendbar zurückgewonnen. Der Grund ist wirtschaftlicher Natur: Einer aktuellen Studie des Lehrstuhls Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) der RWTH Aachen zufolge ist das Recycling von Elektrofahrzeug-Batterien in Europa derzeit nicht profitabel.

Besonders hohe Investitionen entstehen laut der Analyse durch den Transport, der je nach Einstufung der Batterien bis zu 70 Prozent der gesamten Recycling-Kosten verursacht. Lithium-Ionen-Batterien gelten als gefährliche Güter und müssen unter den sogenannten ADR-Regularien verschickt werden. Eine weitere Herausforderung bestehe darin, dass der größte Teil der zurückgewonnenen Schwarzmasse mangels europäischer Nachfrage ins Ausland verkauft werden müsse.

„Die Ergebnisse bestätigen, dass die derzeitigen Recycling-Praktiken nicht rentabel sind“, resümiert PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Neben den teilweise immensen Transportkosten erfordere die Infrastruktur für die chemische Verarbeitung aktuell Investitionen von rund 23 Euro pro Tonne Altmaterial. „Darüber hinaus sind momentan zahlreiche Recycling-Anlagen aufgrund deutlich zu geringer Rücklaufmengen mit weniger als zehn Prozent ihrer Kapazität mit Elektrofahrzeug-Batterien ausgelastet“, ergänzt Studienautorin Natalia Soldan, Leiterin der PEM-Forschungsgruppe „Circular Economy & Materials“.

Aufgrund ihrer langen Haltbarkeit müssen bislang nur sehr wenige Hochvoltbatterien aus Elektroautos wirklich stofflich verwertet werden. Für viele Zellen oder Module, die für den Fahrzeugeinsatz nicht mehr geeignet sind, gibt es ein zweites Leben in einem stationären Energiespeicher. Ins Recycling gelangen heute überwiegend Zellen aus dem Produktionsausschuss oder aus Prototypfahrzeugen, die nicht in den Verkauf gehen.

Um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern, schlagen die Verfasser eine dezentrale Recycling-Struktur vor, die unter anderem die Transportwege verkürzt und regionale Vorbehandlungs- sowie zentrale chemische Verarbeitungseinheiten miteinander kombiniert. „Angesichts der entscheidenden Bedeutung von Lithium-Ionen-Batterien für den Elektrofahrzeug-Markt und der begrenzten Verfügbarkeit kritischer Rohstoffe wie Lithium, Kobalt und Graphit sind effektive und rentable Recyclingverfahren essenziell, um die Abhängigkeit Europas von Importen zu verringern und die Nachhaltigkeit von Batterien zu verbessern“, heißt es in der Studie.

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Der Analyse „Wirtschaftliche und strukturelle Herausforderungen beim Recycling von Lithium-Ionen-Batterien in Europa: Eine auf Interessengruppen basierende Bewertung“ liegen Interviews mit 13 Akteuren der Batteriewertschöpfungskette zugrunde, darunter Fahrzeughersteller, Logistikanbieter und Recycling-Unternehmen. Zu den untersuchten Prozessen zählen die Batteriesammlung, die Klassifizierung, der Transport, die Zwischenlagerung, die mechanische Behandlung und die chemische Aufbereitung. Die Studie ist im wissenschaftlichen Fachjournal „Science Direct“ frei zugänglich.

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