Beim meistverkauften Elektroauto der Schweiz, dem Modell Y von Tesla, bestehen bis zu 30 Prozent der rund 500 Kilogramm schweren Batterie aus verschiedenen Metallen: Kupfer (50 kg), Nickel (40 kg), Aluminium (30 kg), Lithium (10 kg), Kobalt (6 kg) und Mangan (5 kg) sind in den Batterien verbaut. Bei den Batterien anderer Hersteller sieht es ähnlich aus. Während aktuell Elektroautobatterien überwiegend auf Lithium-Ionen-Zellen mit einem hohen Anteil an Nickel, Kobalt und Mangan basieren, könnten sich in den kommenden Jahren auch andere Batteriezusammensetzungen weiterverbreiten: Lithium-Eisenphosphat- und Lithium-Mangan-Eisenphosphat-Batterien verzichten auf Nickel und Kobalt und gewinnen vor allem im Volumensegment des Automarktes an Boden. Die als «nächste Generation» gehandelten Festkörperbatterien – sie bieten bis zu 50 Prozent mehr Reichweite bei gleichem Batterievolumen und wesentlich schnellere Ladezeiten – brauchen weiterhin Lithium, aber voraussichtlich deutlich weniger Kobalt; der Nickel-Anteil hängt jeweils von der Zellchemie ab. Parallel dazu entwickeln sich Natrium-Ionen-Batterien, die Lithium komplett ersetzen, aber keine grossen Reichweiten ermöglichen und eher für kleinere Stadtautos geeignet sind. Mit diesen Entwicklungen verschiebt sich der Rohstofffokus: weniger Nickel und Kobalt, dafür noch mehr Gewicht auf Lithium und Kupfer – und auf die Wiedergewinnung bereits eingesetzter Materialien.
Die Wetten auf das Batterierecycling
Momentan ist der Anteil recycelter E-Auto-Batterien zwar noch relativ klein, Schätzungen liegen bei rund 5 Prozent. Es wird erwartet, dass dieser Anteil deutlich steigt – durch gesetzliche Vorschriften, eine bessere Infrastruktur, wachsende Mengen ausgedienter Batterien und technologische Verbesserungen im Recycling. Mit gutem Beispiel voran geht BMW mit dem iX3, dessen Gen6-Batteriezellen aus 50 Prozent Sekundärmaterialien bestehen, also aus recycelten Metallen wie Kobalt, Lithium und Nickel. Das schafft Chancen für Unternehmen, die über die nötigen Anlagen und das Know-how verfügen – etwa Glencore, eine der grössten Rohstofffirmen der Welt mit Sitz in Baar in der Zentralschweiz. Glencore integriert das Recycling von Elektroschrott und Batterien seit längerem in seine bestehenden Schmelz- und Raffinerieprozesse und nutzt dabei etablierte Anlagen, um Metalle wie Kupfer, Nickel und Kobalt zurückzugewinnen. «Recycling ist für Glencore eigentlich kein neues Thema, sondern seit Jahrzehnten Bestandteil unseres Metallgeschäfts», sagt Hendrik Fitschen, bei Glencore verantwortlich für das Batterierecycling und die Kreislaufwirtschaft kritischer Rohstoffe in Europa. «Historisch haben wir Schmelzanlagen, vor allem in Nordamerika, mit Primärmaterial aus Minen und Sekundärmaterial aus Recycling gespeist, um den Ertrag zu optimieren.» Auf der operativen Ebene beginnt der Recyclingprozess bei lokalen Sammelstellen: «Altgeräte werden demontiert, und Bestandteile wie Kupfer, Edelmetalle und Batterien vorgereinigt und als Feed in unsere Schmelzen geliefert, wo sie zusammen mit Primärmaterial verarbeitet werden», sagt Fitschen. In Europa, Australien und Nordamerika betreibe Glencore industrielle Anlagen mit unterschiedlichen Schwerpunkten, «die einen sind auf Kupfer, die anderen auf Nickel und Kobalt fokussiert».
Ausbau des integrierten Batterierecyclings
Lange gingen kleinere Lithium-Ionen-Batterien direkt in den Ofen. «Aus Sicherheits- und Effizienzgründen setzen wir heute auf Vorbehandlung: Batterien werden geschreddert, es entsteht «Schwarzmasse», die dann weiterverarbeitet wird», erklärt Fitschen. Um künftig auch Lithium effizient zurückgewinnen zu können, baut Glencore seine Aktivitäten aus – unter anderem durch die Übernahme des kanadischen Recyclers Li-Cycle. Und auch in Europa gibt es Bemühungen, Kreisläufe näher an die europäische Zell- und Autoindustrie zu rücken.
Diese werden in der Praxis jedoch durch Genehmigungen und Abfallrecht ausgebremst: «Grenzüberschreitende Transporte von Schwarzmasse können drei bis zwölf Monate dauern – selbst innerhalb der EU sind die Verfahren zäh», sagt Fitschen. «Mehr Standardisierung würde Kosten und Zeit massiv senken.» Glencore ist offen für weitere Projekte: «Wir sind bereit, partnerschaftlich zu investieren, aber fokussiert und wirtschaftlich», sagt Fitschen. «Priorität ist, die integrierten Anlagen stabil und profitabel zu betreiben. Dann skalieren wir gezielt dort, wo die Technologie, der Kundenbedarf und die Rahmenbedingungen stimmen.»