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Umwelt

// nachhaltig in die Zukunft

Umwelt und Ökologie ist im Zusammenhang mit Elektroautos ein heiss diskutiertes Thema.

Ökologie der Elektromobilität

Die Ergebnisse einer neuen Studie von Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) zeigten, dass bezüglich CO2-Emissionen ein Elektroauto umweltfreundlicher ist. Sie verglichen dabei ein Tesla Model X mit einem Ford Fiesta.
Mehr dazu in unserem Blogbeitrag: Tesla Model X klimafreundlicher als Kleinwagen Ford Fiesta

 

Rohstoff Lithium

Im Jahr 1817 wurde Lithium durch den schwedischen Chemiker Johan Agusut Arfvedson entdeckt. Er fand es im Mineral Petalit. 1818 konnte Humphry Davy das erste Mal geringe Mengen des reinen Metalls aus Lithiumcarbonat herstellen. Lithium kommt in der Natur nicht rein vor. In chemisch gebundener Form sind Lithium-Atome in etwa 150 verschiedenen Mineralien zu finden. Eines davon ist das erwähnte Petalit.
Heute gewinnt die Industrie das Lithium vor allem aus Solen, welche Lithiumchlorid enthalten. Besonders reichhaltig sind die Salzseen Salar de Uyuni in Bolivien oder Salar de Atacema in Chile. Es wird vermutet, dass Bolivien, Chile und Argentinien, auch bekannt als das südamerikanische Lithium-Dreieck, mehr als die Hälfte der Lithium-Vorkommen der Erde enthalten. Im Durchschnitt steigt die Nachfrage nach Lithium seit dem Jahr 2000 um 20 Prozent pro Jahr. Branchenexperten erwarten bis zum Jahr 2020 Wachstumsraten von durchschnittlich zwölf Prozent. Gemäss USGS Mineral Resources werden 35% des weltweit verarbeiteten Lithiums für Batterien und Akkus verwendet.

Quelle: Seilnacht.com 

 

Häufig wird in Berichten veröffentlicht, dass Lithium für die Elektromobilität in Zukunft knapp werden könnte. In unserem Blogbeitrag Elektromobilität: Ein Ressourcen- und Machtkampf können Sie nachlesen was Christian Hochfeld, Chef der thinktanks Agora Verkehrswende dazu meint.

Elektromobilität: Ein Ressourcen- und Machtkampf

Umweltverträglichkeit und Recycling

Bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus entsteht Kohlenstoffdioxid. Es gibt verschiedene Studien zur Menge des CO2 pro Kilowattstunde Akkukapazität. Diese Angaben können je nach Studie von 70 kg bis 200 kg variieren. Für die komplette CO2-Emission der Produktion und Herstellung der Akkus wird in den Studien angemerkt, dass der Grossteil der Emissionen durch die Produktion der Akkus und nicht durch die Produktion des Rohstoffes entsteht. Hier muss aber bedacht werden, dass der verwendete Energiemix stark ins Gewicht fällt. Stammt die verwendete Energie aus regenerativen Quellen, so fallen die Kohlendioxid-Äquivalente für die Herstellung der Akkus deutlich unter die Werte aus den verschiedenen Studien.

Solche regenerativen Quellen sind durchaus plausibel. Ein gutes Beispiel hierfür ist die sich noch im Bau befindende Gigafactory von Tesla im US-Bundesstaat Nevada. Nach der zweiten Ausbaustufe der Gigafactory wird diese mehr als die damalige Weltjahresproduktion von Lithium-Ionen-Batterien aus dem Jahre 2013 erzeugen. Die Rohstoffversorgung der Gigafactory mit Lithium wird durch zwei Minenfirmen gesichert werden. So sollen Verträge für die Lieferung von Lithium für die ersten fünf Jahre zu gesicherten Preisen bestehen und jährlich 35‘000 Tonnen Lithiumdioxid bzw. Lithiumcarbonat geliefert werden. Sogar eine Erweiterung auf 20‘000 Tonnen jährlich soll möglich sein.

 

Batterien und Akkus können bereits heute zu praktisch 100% recycelt werden. Der stark zunehmende Anfall von Lithium-Ionen-Akkus stellt dabei eine spezielle Herausforderung dar. Verschiedene Ansätze für den Umgang mit Lithium-Ionen-Akkus aus elektrischen Fahrzeugen gibt es bereits:

  • Weiterverwendung alter Akkus als Zwischenspeicher, Stichwort „Second Life“. Hierbei handelt es sich um eine einfache Umnutzung der Akkus, was wirtschaftlich und ökologisch, im Sinne der längeren Lebensdauer der Akkus, eine gute Alternative zum direkten Recycling darstellt.
  • Recycling: Heute werden Lithium-Ionen-Akkus vielfach noch von Hand demontiert. Bei einer in Zukunft steigenden Anzahl an Akkus ist dieses Vorgehen nicht zukunftstauglich. Der Markt bereitet sich aber auf das Thema Recycling im grossen Stil vor. Zahlreiche entsprechende Projekte bestehen bereits. Die weltweit erste kommerzielle Recycling-Anlage (PosLX) wurde 2017 von POSCOin Gwangyang, Südkorea, in Betrieb genommen. In dieser Anlage wird Lithiumphosphat aus alten Lithium-Ionen-Akkus durch das von POSCO patentierte Verfahren in Lithiumcarbonat, ein Vorprodukt für Lithium, umgewandelt. Die neue Fabrik hat eine Jahresproduktionskapazität von 2.500 Tonnen Lithiumcarbonat.

 

Einfach dargestellt läuft der Recyclingprozess eines Lithium-Ionen-Akkus folgendermassen ab:

  • Deaktivieren/Entladen (speziell für Traktionsbatterien)
  • Demontage der Batteriesysteme (speziell für Traktionsbatterien)
  • mechanische Prozesse (Schreddern, Sortieren, Sieben etc.[61])
  • hydrometallurgische Prozesse
  • pyrometallurgische Prozesse

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