BatMix – Quantitative Bewertung des zukünftigen Rohstoffmix für die Batterieproduktion

Die Steigerung und Optimierung der Batterieproduktion sind eng mit den Klimazielen der EU verbunden, da Batterien hierbei eine Schlüsselrolle zukommt. Sie sind sowohl als Zwischenspeicher für die Stabilisierung dezentraler Stromnetze als auch für die Umsetzung der Elektromobilität unabdingbar. Aufgrund ihrer großen Energiedichte sind Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) momentan der wichtigste kommerziell verfügbare Batterietyp für diese Anwendungen. Verschiedene Studien erwarten daher ein rasantes Wachstum dieser Sparte.

Schwierig ist dabei, dass die meisten in LIBs verwendeten Rohstoffe (Lithium [Li], Kobalt [Co], Nickel [Ni], Graphit und Mangan [Mn]) momentan durch den Abbau primärer Lagerstätten gewonnen werden. Dies führt zu einer erhöhten CO2-Bilanz. Eine Steigerung des Recycling-Anteils der verwendeten Rohstoffe könnte eine Möglichkeit zur Verbesserung der CO2-Bilanz durch eine Änderung des Rohstoffmix bieten. Jedoch setzt das rasante Verbrauchswachstum dem Recycling enge Grenzen. Grund hierfür ist, dass die Menge des rückführbaren Materials nicht vom Volumen der aktuellen Jahresproduktion abhängt, sondern von der Produktion der vergangenen Jahre und der Lebensdauer der Produkte. So wird zum Beispiel in einer Studie der DERA geschätzt, dass bis 2050 wahrscheinlich nicht mehr als 10% des in LIBs verwendeten Li aus dem Batterierecycling kommen kann.

Ziel dieses Projekts ist es, statistisch belastbare Szenarien für die Verfügbarkeit von Batterierohstoffen sowie die anfallenden CO2-Emissionen und Exergieverbräuche und ihrer voraussichtlichen Entwicklung bis zum Jahr 2050 zu erstellen. Die Ergebnisse sollen dazu dienen, die größten Effizienzpotentiale am Beginn der Lieferketten zu identifizieren, und damit die wichtigsten Ansatzpunkte für zukünftige Forschungsprojekte zur weiteren Optimierung der „Grünen Batterie“ aufzuzeigen. Der Fokus des Projekts wird dabei auf den für die Batteriegewinnung kritischen Ausgangsstoffen Li, Co, Ni, Mn und Graphit liegen.

Quantifiziert werden soll zunächst, wie viel des jeweiligen Rohstoffs aus sekundären Quellen gewonnen werden kann, und wie viel aus primären Rohstoffen durch Bergbau bereitgestellt werden muss. Die jeweiligen Massenströme sollen weiterhin nach Typen untergliedert werden (geologische Lagerstätten