Wo sind die Unterschiede beim Recycling eines E-Autos und eines Verbrenners?
Der größte Unterschied zwischen einem E-Auto und einem Verbrenner bezüglich des Recyclings liegt in der Antriebsbatterie des E-Autos. Bis auf den Antriebsstrang sind viele Schritte und Bilanzen zunächst ähnlich.
Aus diesem Grund betrachten wir in diesem Artikel speziell das Recycling bzw. die Weiterverwendung der Batterie. Wir gehen dabei von einer Lithium-Ionen-Batterie mit flüssigem Elektrolyten aus. Als Beispiel für konkrete Zahlen nehmen wir die Batterie des VW ID.3 (58 kWh).
Woraus besteht eine E-Auto Batterie eigentlich?
Die Hauptkomponenten der Lithium-Ionen-Batterie sind die Lithium-Ionen-Zellen, das Batteriegehäuse, Kühl- und Heizsysteme sowie die elektrischen Verbindungen.
1. Lithium-Ionen-Zellen
Die Lithium-Ionen-Zellen enthalten das eigentliche Energiespeichermaterial und bestehen aus einer Kathode, einer Anode, einem Separator und einem Elektrolyten. Der Lithium-Ionen-Zellverbund bei unserem beispielhaften Akku des VW ID.3 (58 kWh) besteht aus folgenden Materialien:
Zusätzlich kommen diverse Materialien wie Kunststoffe, Aluminium und Stahl zum Einsatz.
2. Batteriegehäuse
Dieses bietet strukturelle Unterstützung und Schutz für die Batterie. Im ID.3 ist ein Aluminiumgehäuse verbaut.
3. Kühl- und Heizsysteme
Um die Batterie auf optimaler Betriebstemperatur zu halten, sind Kühl- und Heizsysteme in die Batterie integriert. Diese bestehen aus verschiedenen Komponenten wie Kühlmittelleitungen, Wärmetauschern und Lüftern.4. Elektrische Verbindungen
Die Batterie ist mit dem elektrischen System des Fahrzeugs verbunden, und dafür werden Kabel, Anschlüsse und Verbindungen verwendet.
Wann gilt eine Batterie in einem E-Auto als ausgedient?
Meist wird eine Restkapazität der Batterie von 70 % bezogen auf den Neuzustand als Nutzungsgrenze im PKW angesetzt. Danach gilt die Batterie im Fahrzeugkontext als ausgedient.
Das passt dazu, dass die meisten Hersteller eine Batteriegarantie über 6 - 8 Jahre geben. Fällt die Restkapazität während dieser Zeit auf unter 70 oder 80 % (je nach Hersteller), kann ein Batterietausch gefordert werden.
Was passiert mit der Batterie nach der Nutzung im Fahrzeug?
Prinzipiell stehen nach Nutzung der Batterie im Fahrzeug zwei Möglichkeiten zur Verfügung.
Wann welcher Weg Sinn macht, hängt vor allem von der Restkapazität der Batterie ab und ob die Batterie generell noch funktionsfähig ist.
Einsatz als stationärer Energiespeicher (Second-Life-Anwendungen)
Ist die Batterie untauglich für den weiteren Betrieb im E-Auto, heißt das noch lange nicht, dass die Batterie nicht mehr in einer anderen Anwendung eingesetzt werden kann. Für stationäre Energiespeicher sind Fahrzeugbatterien in der Regel noch mehrere Jahre geeignet.
Die Batterie kann sowohl in einem Einfamilienhaus zur Energiespeicherung von Photovoltaik-Energie verwendet werden als auch in großen, stationären Anlagen zur Netzstabilisierung oder Energiespeicherung. In beiden Szenarien spielt es kaum eine Rolle, dass die nutzbare Energiedichte durch die Batteriealterung geringer wurde. Mit entsprechend mehr Platz lässt sich dieses Problem lösen.
Wird die ausgebaute Batterie weiterverwendet, spricht man von einer Second-Life-Nutzung der Batterie. Ein Beispiel: Im BMW-Werk in Leipzig werden ausgebaute Batterien vom BMW i3 als Großspeicher zusammengeschaltet. Diese Batterien werden mit Solar- und Windstrom geladen und bedarfsgerecht für die BMW Produktion genutzt.
Recycling
Reicht die Restkapazität für die stationäre Weiterverwendung der Batterie nicht mehr aus oder ist die Funktion der Batterie nicht mehr gewährleistet, wird sie recycelt.
Das Hauptziel ist es, die eingesetzten Rohstoffe zu extrahieren und weiterzuverwenden. Aktuell liegt die Recyclingquote noch bei ca. 60 - 70 %. Die gesetzliche Mindestvorgabe der EU beträgt lediglich 50 %. Durch strengere politische Vorgaben und gezielte Förderungen wird in Zukunft eine Recyclingquote von 90 % angestrebt.
Aufwand für das Recycling
Das Recycling eines Fahrzeugs führt zu einer Gutschrift im Hinblick auf Treibhausgasemissionen. Der Grund dafür liegt darin, dass Rohstoffe, die mit viel Energie gewonnen wurden, wieder in die Kreislaufwirtschaft zurückgeführt werden.
Beim E-Auto ist dieser Effekt verstärkt, da wertvolle Rohstoffe aus der Batterie zurückgewonnen werden.
Fazit
Eine höhere Recyclingquote ist entscheidend für eine höhere Umweltfreundlichkeit der Batterien.
Quellen
ADAC: Elektroauto-Akkus - So funktioniert das Recycling
greenncap: Life Cycle Assessment (LCA) Interactive Tool
Sonderabfallwissen: Recycling und Entsorgung von E-Auto-Batterien
BMUV: Ressourcenbilanz - Welchen Rohstoffbedarf haben Elektroautos?
