Problematische Elektroauto-Batterie: Wie umweltfreundlich sind E-Autos?

Fotos: © BMW, Kia, Mercedes, Mitsubishi, Nissan, Renault, Smart, Tesla, VW

Elektroautos gelten als die umweltfreundlicheren Autos – aber sind sie das wirklich? Sie verpesten zwar nicht die Luft, dafür haben sie ein Bauteil, das so gar nicht klimafreundlich ist: Die Batterie.

Elektroautos haben jede Menge Vorteile: Sie fahren emissionsfrei, stoßen keine schädlichen Stickoxide aus und sind außerdem besonders leise im Straßenverkehr unterwegs. Kein Wunder also, dass die Nachfrage nach Elektroautos stetig wächst. Immer mehr Autobauer stellen sich darauf ein und produzieren Autos mit elektrischem Antrieb, Volvo stellt ab 2019 sogar komplett auf Elektroautos um.

Doch so erfreulich die steigende Popularität von Elektroautos und die Abkehr von Verbrennungsmotoren auch ist – von klimafreundlichen Autos kann man bislang auch bei E-Autos noch nicht sprechen. Die Fahrzeuge haben nämlich einen grundlegenden Haken, der ihre Umweltbilanz stark verschlechtert: die Lithium-Ionen-Batterien.

Batterien von Elektroautos brauchen knappe Rohstoffe

Die Batterien sind gleich aus mehreren Gründen problematisch. Zum einen beinhalten sie Rohstoffe wie Lithium und Cobalt – die weltweiten Reserven dieser Materialen sind begrenzt. Der Abbau von Lithium benötigt extrem viel Wasser und ist mit hohen Umweltbelastungen verbunden, ganz zu schweigen von den Arbeitsbedingungen in den Minen.

Das nächste Problem entsteht, wenn das Elektroauto einmal ausgedient hat. Wie „The Guardian online“ berichtet, werden in der EU nämlich nur etwa fünf Prozent der Lithium-Ionen-Batterien recycelt. Selbst hoch entwickelte Recycling-Verfahren haben bislang vor allem Schwierigkeiten damit, reines Lithium wieder zu gewinnen.

Jedes Elektroauto hat eine mehrere hundert Kilo schwere Batterie

Elektroauto Ladestation Tankstelle
Ein Elektroauto an einer Ladestation. Die Batterie eines Elektroautos wiegt mehrere hundert Kilo. (Foto: Utopia / Ch.Schwarzer)

Schon jetzt sind weltweit etwa zwei Millionen Elektroautos unterwegs, Tendenz steigend. Jedes dieser Autos fährt eine mehrere hundert Kilogramm schwere Batterie mit sich herum.

Zwar sind die Batterien laut Zeit online relativ langlebig: Demnach solle der Akku eines Elektroautos nach acht Jahren noch 80 Prozent seiner Leistungsfähigkeit haben. Früher oder später müssen die Batterien jedoch entsorgt werden. Wertvolle Rohstoffe gehen dabei verloren. The Guardian bezeichnet die Frage nach der Entsorgung der Batterien sogar als Kernfrage der Elektroauto-Bewegung.

Batterien werden kleiner und leistungsstärker

Damit Elektroautos zu einer wirklich umweltfreundlicheren Alternative werden, muss sich also sowohl in der Batterietechnik, als auch in den Recyclingverfahren noch einiges tun. Zu bedenken ist aber, dass wir seit über hundert Jahren den Verbrennungsmotor weiterentwickeln, während es kaum Weiterentwicklungen an der Auto-Batterie gab – weil es bisher kaum Nachfrage gab.

Forscher arbeiten schon länger daran, kleinere und leistungsstärkere Batterien zu entwickeln, die mit weniger oder anderen Rohstoffen auskommen. Auf diesem Gebiet gibt es auch schon Fortschritte. Heutige Akkus in Elektroautos weisen bereits eine höhere Energiedichte auf als die ihrer Vorgänger.

Rohstoffe sind günstiger

Verschiedene Unternehmen und Start-ups versuchen außerdem, das Recycling von Batterien effizienter und vor allem kostengünstiger zu gestalten. Autohersteller wie Tesla unterstützen große Recycling-Unternehmen in diesem Anliegen. Das Problem liegt jedoch nach wie vor beim Lithium.

Das Tesla Model S. Tesla ist einer der Vorreiter in der Elektroauto-Branche. (© Tesla)

In herkömmlichen Recycling-Prozessen lässt sich bislang noch kein reines Lithium wiedergewinnen, sondern nur ein Abbauprodukt. Wie „The Guardian“ berichtet, ist es prinzipiell möglich, aus diesem Abbauprodukt reines Lithium zu extrahieren. Der Prozess sei allerdings so aufwendig und teuer, dass er sich wirtschaftlich nicht rechne. Solange Materialen wie Lithium also noch günstiger als Rohstoffe zu haben sind, werden die Autohersteller auch weiterhin darauf zurückgreifen.

Andere Materialien für Elektroauto-Batterien?

Ein weiterer Versuch ist deshalb, in den Batterien andere, weniger problematische Materialien als Lithium oder Cobalt einzusetzen. Die koreanischen Firmen Samsung SDI and LG Chem haben beispielsweise Netzteile entwickelt, die einen höheren Anteil an Nickel und dafür weniger Cobalt enthalten.

Das US-amerikanische Unternehmen EnZinc arbeitet derzeit an einer speziellen Nickel-Zink-Batterie. Die Batterie soll laut The Guardian in etwa zwei bis drei Jahren marktreif sein. Vor allem Zink ist ein Rohstoff, der noch reichlich vorhanden ist und sich deutlich besser recyceln lässt als etwa Lithium.

Unternehmen investieren in Forschung

Auch viele Universitäten weltweit forschen nach Lösungen für das Akku-Problem. Immer wieder gibt es neue Konzepte, etwa Batterien mit Magnesium statt Lithium, bioelektrochemische Batterien oder sogenannte Redox-Flussbatterien, um nur einige Beispiele zu  nennen.

Utopia meint: Bislang ist die Lithium-Ionen-Batterie noch der große Wermutstropfen bei Elektroautos. Wir gehen jedoch davon aus, dass sich in diesem Bereich einiges tun wird. Viele der großen Auto- und Technikunternehmen investieren nämlich Millionenbeträge in die Forschung und Entwicklung neuer Batterie-Konzepte – und zwar branchenübergreifend. Egal ob für technische Kleingeräte wie Smartphones und Laptops oder für Elektro-Fahrzeuge – die Technik-Branche braucht leistungsstarke Batterien und will gleichzeitig von konfliktreichen Rohstoffen wie Lithium möglichst wegkommen. Am wichtigsten ist unserer Ansicht nach, dass der Durchbruch in der Recycling-Technologie gelingt. Wenn sich alle Rohstoffe aus den Batterien recyceln lassen, können sie nach dem Prinzip der Kreislaufwirtschaft wieder in neuen Batterien eingesetzt werden.

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(2) Kommentare

  1. Eine Ergänzung zu dem interessanten Artikel. In Südkorea gibt es die weltweite erste Recycling-Anlage für Lithium aus Lithium-Ionenakkus. Der Stahlhersteller Posco hat Anfang dieses Jahr eine Anlage erichtet, mit der es möglich ist Lithiumcarbonat durch Elektrodialyse wirtschaftlich zu gewinnen. Übrigens wendet das Unternehmen auch diese Methode an um Lithium aus Salzlagerstätten zu gewinnen. Bisher müssen Salzseen durch lange Verdunstprozesse aufkonzentriert werden.

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