Welche Umweltauswirkungen hat die Herstellung und das Recycling von EV-Batterien?

Ein großer Vorbehalt gegen die Verbreitung von Elektrofahrzeugen ist die Frage, was wir mit all diesen Autobatterien tun werden, wenn ihre Zeit abgelaufen ist. Es gibt auch Bedenken hinsichtlich der Umweltauswirkungen des Lithiumabbaus, ganz zu schweigen von den Auswirkungen anderer wichtiger Metalle wie Kobalt und Nickel. Nehmen wir uns etwas Zeit, um zu sehen, was in EV-Batterien steckt, wohin sie gehen, wenn sie leer sind, und ob EVs am Ende immer noch die beste Wahl für die Umwelt sind.

Sind EV-Batterien recycelbar?

EV-Batterien sind in hohem Maße recycelbar. Über 95 % der Bestandteile einer Lithium-Ionen-Batterie können durch Hydrometallurgie extrahiert werden. Dabei werden Batteriekomponenten zermahlen und durch eine saure Lösung geleitet. Eine Reihe von Lösungsmitteln und Galvanisierungsrunden können einzelne Elemente aus der Lösung ziehen. Die Schmelzrückgewinnung ist üblich, aber energieintensiver und weniger effektiv. Die Verschmutzung durch diesen Recyclingprozess ist vernachlässigbar . Das Problem besteht derzeit darin, dass wir derzeit nicht genügend Recyclinganlagen in der Größenordnung betreiben, die erforderlich ist, um die Flut von EV-Batterien zu bewältigen, die ihr Lebensende erreichen. Wir recyceln derzeit nur etwa 5 % unserer Lithium-Ionen-Batterien , aber glücklicherweise macht der wachsende Wert von Lithium, Kobalt und Nickel die Aussicht auf eine Rückgewinnung viel attraktiver.

Den Recyclingprozess rentabel zu gestalten, kann eine Herausforderung sein, abhängig von den Materialien, auf die Sie abzielen, aber diese Studie bringt die Wirtschaftlichkeit ziemlich gut auf den Punkt .

„Die meisten Prozessrouten erzielen hohe Ausbeuten für die wertvollen Metalle Kobalt, Kupfer und Nickel. Im Vergleich dazu wird Lithium nur in wenigen Verfahren und mit geringerer Ausbeute, jedoch einem hohen wirtschaftlichen Wert zurückgewonnen. Die Rückgewinnung der geringwertigen Bestandteile Graphit, Mangan und Elektrolytlösungsmittel ist technisch machbar, aber wirtschaftlich herausfordernd.“

Welche Umweltauswirkungen hat der Lithiumabbau?

Obwohl Lithium ein wichtiger Bestandteil von Batterien ist, macht es nur etwa 11 % der Gesamtmasse einer Zelle aus . Sie können hier sehen, wie es in die Batteriechemie einfließt . Australien, Chile und China produzieren den Löwenanteil der weltweiten Lithiumversorgung. Automobilanwendungen fressen etwa 31 % dieses Angebots auf, aber diese Nachfrage wird voraussichtlich weiter stark steigen.

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Lithium gewonnen wird: Salinen und Hartgesteinsabbau. Wenn hartes Spodumen-Erz abgebaut wird, wird es zerlegt, getrennt, einem Säurebad unterzogen, und schließlich kann Lithiumsulfat aus der Mischung herausgekitzelt werden. Dies ist eine sehr traditionelle Abbaumethode mit all den üblichen Risiken, dass sich Schadstoffe in Absetzbecken ansammeln. Es ist ein relativ billiger Prozess im Vergleich zur Verarbeitung in der Salzwüste, produziert aber auch ein minderwertiges Produkt. Australien ist mit satten 46 % der weltweiten Lithiumproduktion stark vom Hartgesteinsabbau abhängig. Da diese Methode so arbeitsintensiv ist, ist es nicht verwunderlich, dass sie im Vergleich zu Salzseen etwa dreimal so viele Emissionen pro Tonne Lithium produziert .

Salinen entstehen, wenn Wasser in den Untergrund gepumpt wird und mit gelösten Mineralien an die Oberfläche zurückkehrt. Diese Sole wird über weite Becken verteilt, um zu verdunsten, wobei die Mineralien zurückbleiben, die getrennt und verarbeitet werden müssen. Salinen sind in einem Dreieck verbreitet, das Chile, Argentinien und Bolivien überlappt. Die nahe gelegenen Anden haben dank geothermischer Aktivität, die Mineralien aus Vulkangestein auslaugt, große Lagerstätten nicht weit unter der Oberfläche geschaffen. Eine höhere Lage fördert auch eine schnellere Verdunstung in den Solebecken.

Die Hauptkosten der Lithiumgewinnung in Salinen sind der Wasserverbrauch. Es ist jedoch schwierig, genaue Zahlen zu erhalten. Schätzungen reichen von 250 Gallonen Wasser pro Pfund Lithium bis hin zu einer Million Gallonen . Daten der chilenischen Regierung deuten darauf hin, dass die Soleproduktion in den Atacama-Ebenen die Fähigkeit des Grundwasserleiters, sich wieder aufzufüllen, um etwa 30 % übersteigt . Etwa 65 % des Wassers der Region wird für den Lithiumabbau verwendet. Diese Operationen finden in Wüsten statt, wo die Wasserversorgung für die lokale Bevölkerung ohnehin schon knapp ist und die lokale Landwirtschaft zusätzlich belastet . Zusätzlich zum Umgang mit dem immer knapper werdenden Wasser an den trockensten Orten der Erde besteht für Ureinwohnergruppen, die benachbarte Gebiete bewohnen, auch das Risiko, sich mit verlassenen Materialien und gestörten Ökosystemen aufgrund der Bergbauindustrie auseinanderzusetzen. Viele waren in der Vergangenheit bereits Opfer dieser Art von Missbrauch durch internationale Bergbauunternehmen. Infolgedessen haben sie entweder entschiedenen Widerstand gegen neue Projekte geleistet oder erhebliche Eigentumsrechte an ihnen beansprucht.

Was ist mit den anderen Materialien, die in Batterien verwendet werden?

Batterien enthalten viele andere Materialien wie Nickel, Kobalt und Graphit.

Kobalt wird hauptsächlich im Kongo abgebaut, der etwa die Hälfte des weltweiten Angebots produziert. Hohe chinesische Investitionen haben dazu geführt, dass viele industrielle Bergbaubetriebe gebaut wurden, um ihren Produktionsbedarf zu decken, aber lokale Arbeiter werden oft von diesem Unternehmen ausgeschlossen. Stattdessen sind sie darauf angewiesen, ihre eigenen handwerklichen Minen mit wenigen Sicherheitsvorkehrungen und wenig Rückgriffsmöglichkeiten im Falle einer Verletzung zu graben . Am Ende verkaufen sie ihr Kobalt an dieselben Händler, die industriell abgebautes Kobalt zu Raffinerien in China transportieren.

Die Nickelproduktion ist weniger angespannt, aber nicht ohne Kosten . Es wird weltweit stark abgebaut, wobei Indonesien etwa 30 % des gesamten Angebots liefert . Der größte Teil davon fließt in die Herstellung von Edelstahl und nur 6 % in Batterien.

Sind Elektrofahrzeuge immer noch besser für die Umwelt, wenn die Batterieproduktion und das Recycling berücksichtigt werden?

Insgesamt mag das wie ein hoher Preis erscheinen, um unsere Elektrofahrzeuge Wirklichkeit werden zu lassen. Ökobilanzen, die Elektroautos mit herkömmlichen Autos vergleichen, zeigen, dass Elektrofahrzeuge dank der Batteriekosten tatsächlich mit Emissionen vorbelastet sind. Wo diese Differenz ausgeglichen wird, ist über die Lebensdauer des Fahrzeugs. Verbrennungsmotoren machen Autos in den USA zwischen 60 % und 68 % emissionsärmer als Elektrofahrzeuge. In Anbetracht der übergroßen Rolle, die Kraftstoff in dieser Berechnung spielt, ist die Reinigung des Stromnetzes fast so wichtig, wie ein paar Elektrofahrzeuge auf die Straße zu bringen. Die durchschnittlichen Emissionseinsparungen in Europa können zwischen 28 % und 72 % liegen, je nachdem, wie Elektrofahrzeuge aufgeladen werden.

Letztendlich sind Elektrofahrzeuge immer noch ein notwendiger Übergang, um die globalen Emissionen zu senken. Allerdings stehen die Menschen, die in der Nähe von Minen leben, noch immer vor einer Fülle von Herausforderungen. Sie sind lange vor denen des Klimawandels mit den hässlichen Umweltauswirkungen des Bergbaus konfrontiert. Die Regierungen müssen die Bergbauindustrie besser dazu bringen, für eine ordnungsgemäße Standortverwaltung Rechenschaft abzulegen, bevor wir zu selbstgefällig werden, wenn es darum geht, eine grüne Zukunft voller Elektrofahrzeuge zu bevölkern.