Die Herausforderungen beim Recycling von Elektroautobatterien
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Am Ende ihrer Lebensdauer durchlaufen die Batterien von Elektroautos eine letzte entscheidende Phase: das Recycling. Das Ziel besteht darin, möglichst viele wiederverwertbare Ressourcen bei möglichst geringem Energieverbrauch zurückzugewinnen.
VON DER RENAULT GROUP
Das Recycling der Batterie eines Elektrofahrzeugs dient einem doppelten Zweck: Es soll die Abfallmenge reduzieren, die entsteht, wenn eine Batterie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht, und die Wiederverwendung möglichst vieler bei ihrer Herstellung verwendeter Komponenten und Ressourcen fördern.
Batterien sammeln und zerlegen
In Europa schreibt die Richtlinie 2006/66/EG seit 2006 vor, dass mindestens 50 % der in Altbatterien und -akkus enthaltenen Materialien recycelt werden müssen. Sie legt außerdem fest, dass der Hersteller verpflichtet ist, Altbatterien auf eigene Kosten zu sammeln und sie anschließend entweder selbst oder mithilfe eines Partners aus der Fachbranche zu recyceln. Das Recycling von Elektroautobatterien ist somit eine Verpflichtung, die allen Automobilherstellern obliegt. Der Recyclingprozess variiert dann je nach der verwendeten Batterietechnologie.
Bei einer Lithium-Ionen-Batterie wie der des Renault ZOE beginnt das Recycling mit der Demontage. Eine Batterie besteht nämlich aus mehreren hundert einzelnen Lithium-Ionen-Zellen, die zu Modulen zusammengefasst sind, welche wiederum in die übergeordnete Batterieeinheit integriert sind. Außerdem enthält sie elektronische Bauteile, die insbesondere für die Steuerung des Betriebs unddie Gewährleistung der Sicherheit zuständig sind. Das Gesamtvolumen und die Anzahl der Komponenten variieren logischerweise je nach Kapazität der Batterie.
Die Chemie von Lithium-Ionen-Zellen wiederverwerten
Verbrauchte oder beschädigte Batterien werden daher zunächst von ihrer Restenergie entladen, bevor sie zerlegt werden. Die Strukturteile – Kunststoff, Metalle und Schweißnähte – werden in spezielle Recyclingkreisläufe geleitet. Der wichtigste Schritt besteht in der Aufbereitung der Lithium-Ionen-Zellen, deren Zusammensetzung mehrere chemische Elemente umfasst: natürlich Lithium, aber auch andere Metalle wie Kobalt, Nickel oder Mangan.
Um die Zelle zu recyceln, müssen diese verschiedenen Bestandteile voneinander getrennt werden, bevor sie zu neuen Rohstoffen verarbeitet werden können. Das technische Verfahren variiert je nach dem jeweiligen Industrieunternehmen und der genauen Beschaffenheit der verwendeten Materialien. Je nach Fall kann es sich dabei um eine Zerkleinerung mit anschließender mechanischer Trennung oder um eine pyrometallurgische Aufbereitung bei sehr hohen Temperaturen handeln. Der abschließende Schritt der Trennung und Veredelung erfolgt anschließend durch Hydrometallurgie.
Die Effizienz von Recyclingverfahren wird anhand verschiedener Kriterien beurteilt, darunter die Menge an wiederverwertbarem Rohstoff am Ende des Kreislaufs und der Energieaufwand für den Vorgang. Durch das Recycling einer Lithium-Ionen-Batterie lassen sich beispielsweise mehr als 85 % des darin enthaltenen Kobalts verwerten. Diese verschiedenen Kriterien fließen direkt in die Berechnung desökologischen Fußabdrucks eines Elektroautos ein.
Rohstoffe wiederverwenden und das Recycling so lange wie möglich hinauszögern
Die Herausforderung besteht nun darin, die aus dem Recycling gewonnenen Rohstoffe in einem „kurzen Kreislauf“ für die Herstellung neuer Batterien für Elektrofahrzeuge wiederzuverwenden. Auf diese Weise werden der Abbau und der Transport neuer Ressourcen reduziert, ganz im Sinne der Kreislaufwirtschaft.
Genau diese Philosophie führt dazu, dass der Recycling-Schritt durch die Wiederverwendung von Batterien, die den Anforderungen eines Elektroautos nicht mehr genügen, so lange wie möglich hinausgezögert wird. Die Renault Group setzt ihre Lithium-Ionen-Batterien daher für die stationäre Energiespeicherung ein, um deren Lebensdauer so weit wie möglich zu verlängern.
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