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E-Auto-Batterie: Lebensdauer & Recycling Recycling-Prozesse von E-Auto-Akkus nicht serienreif
Was passiert eigentlich mit den Batterien aus Elektroautos, wenn sie irgendwann defekt oder zu schwach sind?
Die Lebensdauer von E-Auto-Batterien ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Und wie steht es mit dem Recycling der Akkus, wenn sie im Fahrzeug nicht mehr genutzt werden können? Die AUTO ZEITUNG hat die Antworten.
Die Zahl der Elektroautos auf den Straßen steigt kontinuierlich an. Aber was passiert den E-Auto-Batterien, wenn sie irgendwann defekt oder zu schwach sind? Die AUTO ZEITUNG erklärt, wie es um die Lebensdauer der Akkus steht und welche Möglichkeiten es zum Recycling gibt. Auch interessant: Unsere Produkttipps auf Amazon
Was wäre, wenn alle E-Auto fahren? (Video):
Lebensdauer von E-Auto-Batterien
Die Lebensdauer von Batterien für Elektroautos ist abhängig von vielen Faktoren. Die Anzahl der Ladezyklen, die Art der Aufladung (Wallbox oder Schnellladesäule), selbst Fahrweise und äußere Faktoren beeinflussen seine Alterung. In der Regel hält eine E-Auto-Batterie aber um die acht bis zehn Jahre. Selbst dann ist der Akku aber nicht plötzlich kaputt. Doch je älter die Elektroauto-Akkus werden, desto stärker verändert sich das Material durch die ständigen Auf- und Entladeprozesse. Mit der Zeit verliert die Batterie immer mehr an Kapazität, wodurch die Reichweite sinkt.
Durch die richtige Pflege lässt sich die Lebensdauer ausdehnen, die Alterung jedoch nicht aufhalten. Das Gleiche gilt für die Reichweite. Auch sehr niedrige Temperaturen beeinflussen die Kapazität des Energiespeichers negativ. Wer eine bestimmte Reichweite benötigt, sollte den Kapazitätsverlust also schon beim Kauf des Elektroautos einberechnen und gegebenenfalls ein Auto mit größerem Akku in Erwägung ziehen.
Zweites Leben als stationläre Stromspeicher
Haben E-Auto-Batterien durch ihre Einbußen an Kapazität keine Verwendung mehr in Fahrzeugen, können sie als stationäre Stromspeicher "weiterleben". Voraussetzung dafür ist, dass sie noch rund 70 bis 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität haben. Im stationären Betrieb können sie nochmals zehn bis zwölf Jahre genutzt werden, erklärt der ADAC. Demnach können sie etwa in Großspeichern genutzt werden, aber auch der Einsatz als Stromspeicher für den privaten Haushalt ist prinzipiell möglich.
Recycling-Verfahren aktuell nicht serientauglich
Das Berliner Öko-Institut schätzt, dass jährlich 100.000 Tonnen an Batterien in Umlauf kommen. Die meisten Akkus sind jedoch noch einige Zeit in Betrieb. Autohersteller rechnen ab 2030 mit einer großen Zahl an Alt-Batterien von E-Autos, die dann recycelt oder entsorgt werden müssen, da sie die nicht mehr im Elektroauto genutzt werden – rein rechnerisch eine Million Tonnen. Doch die Recycling-Kapazitäten der Hersteller könnten das aktuell nicht bewältigen. Zudem gibt es aus Sicht der Forschung noch kein passendes Verfahren in serientauglichem Ausmaß.
Die Recycling-Kapazität von Mercedes soll im mit Batterie-Recycler Primobius neu gebauten Werk künftig 2500 Tonnen jährlich betragen. VW befindet sich in der Testphase zum Akku-Recycling und plant eine Kapazität von 1500 Tonnen pro Jahr. Auch Recycling-Unternehmen abseits der Autoindustrie fahren die Kapazitäten langsam hoch. Bis die Batterien aus den Serienfahrzeugen ihr Lebensende endgültig erreicht haben, sollen vor allem Akkus aus Testfahrzeugen und Prototypen recycelt werden.
Probleme beim Recyclen von Akkus
Das Problem, mit dem die Industrie beim Recyclen von E-Auto-Batterien zu kämpfen hat, liegt bei der Beschaffenheit der Akkus. "Momentan sind die Batterien alles andere als recyclingfreundlich gestaltet", so der Physiker Kai Peter Birke. Durch die fest verschweißten Zellverbindungen ist es beispielsweise schwierig, die Akkus zu zerlegen. Zudem unterscheidet sich der Aufbau der Batteriezellen je nach Hersteller, was die Entwicklung eines serientauglichen Standardverfahrens verhindert.
Möglichkeiten beim Recycling von E-Auto-Batterien
Ist der E-Auto-Akku zerlegt, müssen aus den Einzelteilen die Rohstoffe zurückgewonnen werden. Dazu gibt es grob zwei Möglichkeiten, erklärt Experte Kai Peter Birke: Einerseits sogenannte pyrometallurgische Prozesse, bei denen die Stoffe unter hohen Temperaturen eingeschmolzen werden, und andererseits hydrometallurgische Prozesse, bei denen die Stoffe in wässrigen Lösungen durch Zugabe von Chemikalien herausgelöst werden.
Mercedes und Primobius setzen auf die Hydrometallurgie. Laut Mercedes kann dabei eine hohe Recycling-Quote erzielt werden, ohne dabei CO2 auszustoßen. Umweltexperte Jürgen Sutter vom Öko-Institut bestätigt, dass diese Verfahrensweise einen geringeren Energiebedarf aufweist als beim Einschmelzen. Sutter weist jedoch auch auf Nachteile der Hydrometallurgie hin: In den Anlagen kämen organische Lösungsmittel zum Einsatz, die nicht in die Umwelt gelangen dürften. Außerdem könne es passieren, dass ätzende Flusssäure entstehe. Im Recyclingwerk von Mercedes sei Flusssäure laut einem Sprecher von Primobius aufgrund des spezifischen angewandten chemischen Verfahrens kein Thema.
EU-Vorgaben beim Akku-Recycling
Nach geltender Rechtslage (Batteriegesetz von 2006) müssen mindestens 50 Prozent des Materials einer E-Auto-Batterie recycelt werden. Dieser Wert wird häufig bereits durch das Entfernen von Gehäuse und Komponenten aus Aluminium, Stahl oder Kunststoff erreicht, erklärt der Automobilclub. Das Ziel, auch die kritischen Rohstoffe der Batterie wiederzugewinnen, wird damit jedoch verfehlt.
Der Entwurf einer neuen EU-Batterieverordnung mit festgelegten Recyclingquoten wird bereits diskutiert. Er soll für bestimmte Materialien eine Mindestquote festschreiben. Die Rohstoffe, die durch Recycling gewonnen werden können, sind Expert:innen zufolge vor allem Kupfer, Aluminium, Nickel, Kobalt und unter Umständen Lithium. Doch auch wenn es unter Laborbedingungen funktioniert, beispielsweise Nickel und Kobalt zu 90 Prozent bis 95 Prozent zurückzugewinnen, so schätzt Energieforscher und Physiker an der Universität Stuttgart und dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung Kai Peter Birke, dass bei einer Massenproduktion "vielleicht eher mit 50 bis 60 Prozent" zu rechnen ist.
Mit dpa
