Die ersten Akteure einer batterietechnologischen Kreislaufwirtschaft haben sich positioniert, einer davon ist EAS Batteries. Mit dem Battery-Circularity-Projekt der Initiative CIRCULAR REPUBLIC des Münchner Gründerzentrums UnternehmerTUM zeigt ein sogenannter „Proof of Concept“, dass ein vollständig geschlossener Lithiumkreislauf für Batterieaktivmaterialien kurz vor der Durchführbarkeit steht. Dr. Matthias Ballweg, Organisator der Initiative CIRUCLAR REPUBLIC, hat vier Fragen über die Herausforderungen und Chancen der wachsenden Kreislaufwirtschaft für Batterien beantwortet:
Wie erleben Sie den Aufbruch in die batterietechnologische Kreislaufwirtschaft?
„Jedes Unternehmen, das mit automobilen Batterien zu tun hat, bearbeitet das Thema Recycling mittlerweile auf Vorstandslevel. Das ist neu und das ist großartig. Innovationen und Skalierung werden seit rund einem Jahr angeschoben. Doch wir sind langsam. Manche Bereiche, wie zum Beispiel die Zerlegung, wurden bislang stiefmütterlich behandelt. Das Auseinandernehmen der Batterien erfolgt nicht automatisiert mithilfe von Cobots, sondern noch immer manuell. Das liegt daran, dass dies bislang kein eigener ‚business case‘ war. Die Unternehmen investieren noch immer aus Compliance-Gründen in die Wiederverwertung, nicht weil es sich in Europa aktuell rechnen würde. Ich begegne zugleich aber auch vielversprechenden neuen Verfahren, wie zum Beispiel der Hydrometallurgie. Im Gegensatz zu den gängigen pyrometallurgischen Verfahren, kann die hydrometallurgische Aufbereitung der Schwarzmasse nicht nur Kobalt und Nickel aus den geschredderten Batterien zurückgewinnen, sondern auch das Lithium. Hier fehlt allerdings noch eine Methode zur Feinaufbereitung des wiedergewonnenen Lithiums. Diese suchen wir zurzeit in unserem Batteriekreislaufprojekt von CIRCULAR REPUBLIC, das wir unter anderem mit EAS zusammen aufgesetzt haben. Wir arbeiten an den blinden Flecken – und daran, den dann vollständigen Batteriekreislauf auf industrielle Größen zu skalieren.“
Was verändert und treibt die Batterieindustrie aktuell in Richtung Recycling?
„Die Wirtschaft versteht zunehmend, dass das Thema mehrere Dimensionen hat. Es geht nicht nur darum, den Planeten zu schonen und weniger Lithium aus dem Boden zu sprengen. Vielmehr hat recyceltes Lithium geostrategische Relevanz. Wir müssen unsere Volkswirtschaft weniger abhängig von Ressourcen-Strömen aus Drittländern machen, sonst geht es uns beim Batteriematerial bald wie mit russischem Gas. Durch die Energiewende nimmt die geopolitische Relevanz von Batterien zu. Im Gegensatz zu früher würde es uns heute bis ins Mark treffen, wenn der Strom der sogenannten ‚clean energy materials‘ versiegt. Er ist bereits jetzt eine Lebensader Europas. Zudem bringt insbesondere die Elektrifizierung des Straßenverkehrs Schwung in den Recyclingmarkt. Kerntreiber ist hier sicherlich die regulatorische EU-Vorgabe, dass ab dem Jahr 2031 mindestens sechs Prozent des verwendeten Lithiums in einer neuen Batterie recycelt sein müssen. Dafür müssen wir die Elektroautos, deren Batterien wir recyclen können, mindestens zehn Jahre vor dem Zeitpunkt verkauft haben, zu dem wir das recycelte Lithium wieder einsetzen möchten. Bei dem steil steigenden Bedarf an Elektroautos sind sechs Prozent Sekundär-Lithium eine große Menge, die wir anhand der Anzahl aktuell genutzter Batterien und der technologisch noch nicht vollständig geschlossenen Kreislaufwirtschaft nur mit außerordentlichem Einsatz erreichen werden.“
Wie stehen die Chancen für einen profitablen Batteriekreislauf bis 2031?
„Recycling ist immer für irgendjemanden profitabel, sonst hätte sich bis heute niemand darum gekümmert. Eine ökonomisch gewinnbringende Kreislaufwirtschaft von Batterien ist ebenfalls absehbar – sie hängt jedoch an ihrer Skalierung. Offen ist auch, welche Technologien den zukünftigen Batteriekreislauf bestimmen werden. Batterien sind ein komplexes Produkt. In ihrer Produktion liegt enorm viel Prozesswissen, was die repetitive Qualität betrifft. Doch wir haben noch keine jahrzehntelang eingespielten Abläufe, die nur noch durchoptimiert werden. Mitten in die laufende Professionalisierungsphase hinein kommt nun die Unsicherheit des recycelten Materials. Wir haben noch keine Dauerbelastungstests auf der Straße, zugleich müssen wir spätestens in sechs Jahren schon wieder unsere Rezepturen verändert haben. Hier braucht es Flexibilität. Kein recyceltes Material ist zu einhundert Prozent rein. Die Frage ist aber, wie gehen wir damit um und welchen Grad an Verunreinigung können wir zulassen. Vielleicht macht der Reinheitsgrad des Lithiums ab einer gewissen Gradzahl keinen Unterschied mehr für die Haltbarkeit oder Reichweite der Batterie, erspart aber Energie und Prozesse in der Aufreinigung. Ich bin mir absolut sicher, dass wir pünktlich zur notwendigen Regulierung im Jahr 2031 einen profitablen Batteriekreislauf sehen werden. Eine hochgradig spannende Frage ist, welche Kompromisse wir darin eingehen und ob er auch ohne massiven Preisanstieg profitabel wird.“
Wie nachhaltig wird die zirkuläre Batteriewirtschaft?
„Zu einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft gehört es, den Einsatz von Ressourcen zu reduzieren und Produkte in einem zweiten Lebenszyklus wiederzuverwenden. Recycling ist immer nur letzte Schritt. Wenn wir in der Wiederverwendung oder Wiederverwertung unserer Ressourcen auf die Spielregeln des Marktes setzen, können wir erreichen, dass wirtschaftlich erfolgreiches Handeln zugleich ökologisches Handeln ist. In der Batteriewirtschaft befinden wir uns zwar gerade in einer hektischen Aufholjagt, um Recycling im industriellen Maßstab zu realisieren, doch im Grunde haben wir bereits heute das technologische Wissen, um unsere Materialien dauerhaft in einen Kreislauf zurückzuführen. Der Vorteil der Batteriematerialien ist, dass es im Wesentlichen Metalle sind. Sie sind – anders als Textilien oder Kunststoffe – unendlich replizier- und verwertbar. Doch auch die Rezepturen der Batteriechemie an sich werden sich verändern. Für bestimmte Anwendungen werden Eisenphosphatbatterien eines Tages vollständig ohne Lithium auskommen. In diesem Bereich werden wir noch viele nachhaltige Innovationen erleben.“
In einem Video zeigen wir, wie ein vollständiger Batterie-Kreislauf aussehen könnte: