ÜBER DIE NOTWENDIGKEIT DES NACHHALTIGEN UMGANGS MIT RESSOURCEN

Herr Dr. Balke, welche Rolle spielt das Batterierecycling im Gesamtkomplex E-Mobilität?

Die Elektromobilität ist in Deutschland und darüber hinaus ein wesentlicher Bestandteil der Energiewende. Neben der Weiterentwicklung in der Fertigung sind Kreislaufführung von wertvollen Ressourcen und die Reduktion des ökologischen Fußabdrucks der E-Mobile von entscheidender Bedeutung, um einen nachhaltigen Beitrag zu den Klimazielen zu leisten. Alle natürlichen Ressourcen auf unserem Planeten sind endlich. Es gehört also zu unseren zentralen Zukunftsaufgaben, nachhaltig mit Materialien und Ressourcen umzugehen. Das gilt vor allem für die Elektromobilität: Hier müssen wir dringend die Lebensdauer von Batterien signifikant erhöhen und das Batterierecycling verbessern.

Wie ist der aktuelle Technologiestand bei diesem Thema?

Derzeit existieren zwei generelle Verfahrenswege zum Recycling von Lithiumbatterien. Der pyrometallurgische Ansatz, also das Aufschmelzen der Batterien, ist robust und sicher. Die erreichbare Recyclingquote ist jedoch begrenzt, insbesondere in Bezug auf bestimmte Elemente und Verbindungen. Der mechanische Ansatz verspricht potenziell höhere Recyclingquoten, ist jedoch mit höheren Sicherheitsrisiken behaftet. Die Materialtrennung im Zerkleinerungsprozess – meist „Schreddern“ – ist zudem nur mäßig selektiv. Derzeit gibt es noch relativ geringe Mengen an Batterien für Elektrofahrzeuge, die recycelt werden müssen. Da diese Mengen dramatisch zunehmen, stellen sich Fragen zu den Upscaling-Vor- und Nachteilen in Bezug auf die etablierten, aber auch auf die sich in der Entwicklung befindenden Prozesse. Insbesondere pyrometallurgische Wege leiden unter hohen Kapitalkosten. Und wenn eine vollständige Recyclingfähigkeit erreicht werden soll, sind alternative Verfahren dringend erforderlich – anstatt zu versuchen, nur die wirtschaftlich wertvollsten Komponenten zu recyceln. Hier ist die Kombination aus mechanischem und hydrometallurgischem Recycling klar im Vorteil.

Welche Innovationen stehen kurz vor dem Durchbruch?

Das IWKS entwickelt derzeit einen hydromechanischen Prozess, dessen Kernstück eine potenziell hohe Materialselektivität in den Zerkleinerungsschritten aufweist. Der Einsatz von Wasser im überwiegenden Teil des Verfahrens sorgt für hohe Sicherheit. Dieses Verfahren hat unter anderem auch den Vorteil, dass es relativ leicht möglich ist, die unterschiedlichen Fraktionen wie Polymere, Metalle und Schwarzmasse, voneinander zu trennen und dabei auch eine – im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren – hohe Reinheit der Fraktionen zu erreichen. Dadurch sind die darauffolgenden Recycling-Schritte deutlich zeit- und energieeffizienter und damit natürlich auch wirtschaftlicher. Hier fehlt allerdings bisher noch der Beweis der Upscale-Fähigkeit. In mehreren gemeinsamen Projekten mit starken nationalen und internationalen Partnern werden wir diesen Beweis in den kommenden drei Jahren erbringen.

Wo liegen grundsätzlich die größten Hindernisse beim Batterierecycling? Und was ist aus Ihrer Sicht regulatorisch optimierbar?

Die größten Hindernisse liegen zunächst beim industriellen Upscaling der Technologien, aber auch bei der Logistik des sicheren Transports von Batterien zum Recycling-Institut. Eine große Rolle kommt der Sammlung von Autobatterien am Ende ihres ersten Lebens zu. Speziell der letzte Aspekt muss von Bund und EU geregelt werden, sodass es verpflichtend wird, die Batterien zu recyclen. Ich würde sogar noch einen Schritt weitergehen und sagen, dass diese Materialien nachweisbar im Kreislauf zu führen sind. Um die Kreislaufwirtschaft möglichst effizient und effektiv zu gestalten, ist es unbedingt nötig, einen EU-weit verpflichtenden „Batterie-Passport“ einzuführen. Damit kann jeder Befugte schnell und eindeutig erkennen, um was für einen Zell-Typen es sich handelt. Im Idealfall lassen sich auch die Inhaltsstoffe bis zur Mine zurückverfolgen.

Wie könnte eine komplette Recycling­Infrastruktur im Idealfall aussehen?

Die Komplettlösung hat sehr viele Facetten und ist sehr komplex. Wichtig wäre auf jeden Fall, neben jede Batteriefabrik direkt eine Batterierecycling-Fabrik zu stellen. So könnte man schon einmal den „Produktionsausschuss“ recyceln und ihn mit relativ geringem Aufwand der Produktion wieder zur Verfügung stellen. Für End-of-Life-Batterien braucht es dann eine einfache und schnelle Diagnostik, um beurteilen zu können, ob sich ein „Second-Life“ wirtschaftlich oder ökologisch lohnt – oder, ob die Batteriezelle dem Recycling zugeführt werden sollte. Bevor man dann ans Recycling denken kann, muss man sich erst einmal um das Entladen und die sichere, schnelle und robuste Demontage bis auf Zell-Niveau kümmern. Hierzu erarbeiten wir am IWKS in unserem Zentrum für Demontage und Recycling der E-Mobilität, kurz ZDR-EMIL, automatisierte und flexible Demontage- und Recyclingprozesse für alle Komponenten aus Elektrofahrzeugen. In Kooperation mit der regionalen Industrie können wir so eine hohe Recyclingeffizienz unter den Gesichtspunkten von Wirtschaftlichkeit, Resilienz und Nachhaltigkeit erreichen.

Wie sollte sich der Wirtschaftsstandort Deutschland hier am besten positionieren?

Es sollten nicht mehr nur politische Absichtserklärungen gegeben werden, in denen das Recycling als wichtig und entscheidend für die Energiewende genannt wird. Für den Erfolg wird es wichtig sein, wie wir handeln – und nicht, was wir sagen.

Besten Dank für das interessante Gespräch.