Batterierohstoffe Batterien in E-Fahrzeugen - Was steckt drin?

Bis 2030 sollen sechs Millionen E-Autos in Deutschland fahren. Eine durchschnittliche Lithium-Ionen-Batterie enthält etwa zehn Kilogramm Kobalt. Somit würden allein für die in Deutschland fahrenden Elektroautos rund 60 Millionen Kilogramm Kobalt für die Batterien benötigt.

Die Großstädte der Zukunft sollen möglichst grün sein: Busse sollen elektrisch fahren, E-Autos werden zunehmend attraktiver und E-Fahrräder sowie E-Roller liegen mehr und mehr im Trend. Doch was steckt in den Batterien? Woher kommen die dafür benötigten Rohstoffe und unter welchen Bedingungen werden sie vor Ort abgebaut?

Die Grundlage aller modernen Batterien bilden mineralische Rohstoffe wie Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan und Graphit. In der E-Mobilität haben sich bis heute zwei Arten von Lithium-Ionen Batterietypen durchgesetzt, die sich vor allem in der Zusammensetzung der Kathode unterscheiden:
- Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA) Batterie
- Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) Batterie
Eine durchschnittliche NMC-Batterie enthält beispielsweise 11 Kilogramm Mangan, 4,5 Kilogramm Lithium und 12 Kilogramm Nickel sowie Kobalt.*

Was bedeutet das? Der steigende Bedarf an diesen Rohstoffen für die Energie- und Verkehrswende wird sich nicht allein durch Einsparungen in anderen Sektoren oder durch Recycling decken lassen. Deshalb wird der Abbau neuer Rohstoffvorkommen auch künftig erforderlich sein - zumindest bis eine vollständige Kreislaufwirtschaft für mineralische Rohstoffe Wirklichkeit wird, oder technische Alternativen gefunden werden. Nicht nur die Weltbank (Externer Link) prognostiziert eine signifikant steigende Nachfrage nach den genannten Rohstoffen. Die untenstehende Grafik zeigt den zukünftigen Bedarf an Rohstoffen allein für Elektromobil-Akkus für das Jahr 2035. So wird sich Schätzungen zufolge der Bedarf an Nickel um 476 % im Vergleich zur Menge von 2018 erhöhen. Für Lithium sind diese Schätzungen noch extremer: Die benötigte Menge könnte um fast 650 % im Vergleich zu 2018 steigen.**

Future Mineral Demand for EV batteries in 2035***

Abgesehen von den vier aufgelisteten Mineralen, werden zahlreiche andere Rohstoffe für die Energie- und Verkehrswende benötigt. Natürlich sollen die E-Fahrzeuge wenn möglich mit grüner Energie und nicht mit Kohlestrom geladen werden. Dafür werden neue Windräder und Solarzellen benötigt. Für deren Herstellung werden auch eine Vielzahl an mineralischen und metallischen Rohstoffen (vor allem Kupfer) sowie seltene Erden gebraucht.

Im Bereich E-Batterien ist der Weltmarkt derzeit extrem abhängig von China. China ist Hauptimporteur der meisten Rohstoffe. Sämtliche Herstellungsschritte vom Import der Minerale bis zum Export von Batteriezellen werden von chinesischen Unternehmen dominiert. In besonderen Zeiten - wie z.B. während der Corona-Pandemie - sind die Auswirkungen solcher Abhängigkeiten entlang der Lieferkette für den Weltmarkt deutlicher denn je zu spüren. Verbessertes Recycling und eine daraus resultierende Kreislaufwirtschaft könnten in Zukunft Abhilfe schaffen. Viele der gelisteten Rohstoffe hätten Recyclingpotenzial, nur wenige werden jedoch derzeit in Europa recycelt. Das Sektorprogramm (SP) Rohstoffe und Entwicklung (X4D) der GIZ, das im Auftrag des BMZ tätig ist, beschäftigt sich mit verschiedensten Fragen rund um das Thema Batterierohstoffe. Die einzelnen Batterierohstoffe werden wir hier nach und nach genauer vorstellen.

Weitere Informationen:

Gemeinsam mit dem SP Mobilität der GIZ hat das SP (X4D) vergangenen Monat ein Webinar mit dem Titel „Rohstoffe für die globale Batterieproduktion - Herausforderungen und Chancen“ veranstaltet. Die Aufzeichnung des Webinars finden sie hier (Externer Link).

Für weitere Fragen kontaktieren Sie bitte Johannes Lohmeyer (Externer Link).

*Source: Emilsson, E. et al, 2019.: Lithium-Ion Vehicle Battery Production. Status 2019 on Energy Use, CO2 Emissions, Use of Metals, Production Environmental Footprint, and Recycling.

**Source: DERA, 2016: Rohstoffe für Zukunftstechnologien (146); IEA-Report Global EV Outlook 2019; Emilsson, E. et al, 2019.: Lithium-Ion Vehicle Battery Production. Status 2019 on Energy Use, CO2 Emissions, Use of Metals, Production Environmental Footprint, and Recycling.

***Die Tabelle dient lediglich als exemplarische Hochrechnung für eine NMC111 Batterie und nur BEV (nicht für HEV, PHEV)