Modernes Recycling: Für die Elektromobilität entscheidend

Emissionsabsenkung, Klimaschutz und Ressourcenschonung sind in aller Munde – und haben den Entwicklungen in der Elektromobilität einen ungeahnten Schub verliehen. Für die Baustoffe der dazu nötigen Akkus dürfte das Recycling eine Schlüsselrolle spielen.

Lithium-Ionen-Akkus als Herz der Elektromobilität

Mit dem "Kreisel Evex 910e" haben die Brüder Kreisel nach eigenem Bekunden einen "Supersportwagen mit atemberaubenden Leistungsdaten" geschaffen: in nur 2,5 Sekunden von 0 auf 100 und eine Spitzengeschwindigkeit jenseits der 300 km/h. Autoenthusiasten dürfte angesichts solcher Leistungsangaben warm ums Herz werden, erst recht, wenn sie das Auto sehen. Denn die äußere Gestalt des Elektrorenners stammt schon aus den 1960er Jahren, vom Porsche 910. Den Zuffenhausener Rennwagen, der in den nur zwei Jahren seiner Bauzeit bei vielen europäischen Bergrennen für Aufsehen sorgte, will die Solinger Autoschmiede Evex in einer Kleinserie mit Straßenzulassungen wieder auferstehen lassen. Ihre "Manufakturkapazität" gibt das bergische Unternehmen mit vier Fahrzeugen pro Jahr an. Interessenten müssen also schon ein ordentlich dickes Portemonnaie mitbringen – vor allem, wenn das klassische Gewand dieses Autotraums mit einem modernen elektrischen Antrieb geliefert werden soll, der für die oben angegebenen Fahrleistungen, die jedem Benziner zur Ehre gereichen, 360 kW bereitstellt.

Mit dem Fahrzeug haben die Projektpartner Evex-Fahrzeugbau GmbH und die Kreisel Electric GmbH & Co. KG quasi eine Metapher für die Zukunft der Elektromobilität geschaffen, weil sie Entwicklungen aus dem 20. Jahrhundert mit dem Know-How des 21. Jahrhunderts wiederbeleben. Denn wenige Jahre nach Bauende des Porsche 910 wurden an der TU München die Grundlagen für den Bau von Lithium-Ionen-Akkus erforscht. Von da an dauerte es noch 20 Jahre, ehe Sony diesen Batterietyp erstmals in einer Hi8-Videokamera kommerziell verfügbar machte.


Exemplarischer Porsche 910

Der Porsche 910 Rennwagen ist heute auch als Elektroversion erhältlich.

Seither sind die Li-Ion-Akkus kontinuierlich verbessert worden. Eines aber ist gleich geblieben: Kobalt gilt für den Bau der Kathoden bei diesem Akkutyp nach wie vor als unverzichtbar, soll der – wichtig für die Elektromobilität – eine möglichst hohe Energiedichte aufweisen. Doch der Rohstoff ist nicht unproblematisch. Mehr als 60 Prozent des Metalls werden nach Angaben des Bundes Deutscher Ingenieure (BDI) heute im Kongo abgebaut, mit steigender Tendenz. Das weckt Begehrlichkeiten und treibt den Preis. Denn Kobalt wird nicht nur für den Bau moderner Li-Ion-Akkus benötigt. Der BDI empfiehlt zur Sicherung des High-Tech-Standorts Deutschland daher eine Doppelstrategie: Den Bedarf problematischer Rohstoffe soweit als möglich zu senken und den unverzichtbaren Bedarf durch Ausbau der heimischen Recyclingwirtschaft zu decken. Denn allein beim Kobalt gingen jährlich durch fehlendes Recycling 30.000 Tonnen verloren, wie die Ingenieursvereinigung in ihren Handlungsempfehlungen "Rohstoffversorgung 4.0".


Zukunftsindustrie Recycling

Den Kobaltanteil in den Akku-Kathoden signifikant zu senken, ist schwierig: Ein erster Schritt könnte dem japanischen Akkulieferanten Panasonic gelungen sein. In den Akkus des Tesla 3 sollen sich nur noch 2.8 Prozent Kobalt befinden – der Standard gegenwärtiger Technik liegt bei 8 Prozent. Diesen und andere Rohstoffe aber aus verbrauchten Akkus zurückzugewinnen oder noch besser, gleich bei deren Produktion schon das Recycling im Blick zu behalten, darauf haben sich deutsche High-Tech-Unternehmen bereits spezialisiert. Bei ihrem Besuch der mittelständischen Accurec GmbH Mitte vergangenen Jahres betonte die Bundesumweltministerin Svenja Schulze deshalb die Bedeutung für die prognostizierte Entwicklung der Elektomobilität, in Handel und Gebrauch befindliche Akkus in den Recyclingkreislauf zu bringen. Accurec ist mit zwei Standorten in Mülheim/Ruhr und Krefeld darauf spezialisiert, Graphit, Kobalt, Kupfer und Lithium aus den Akkus von PCs, Smartphones und Tablets zurückzugewinnen, und hat für den Ausbau dieses essentiellen Wirtschaftszweiges allein in Krefeld bereits 10 Millionen Euro investiert, weitere 5 Millionen sollen demnächst folgen.

(BMZ) mit Hauptsitz im nordbayrischen Karlstein geht noch einen Schritt weiter und hat bereits bei der Produktion schon ans Recycling gedacht. Mit Standorten in Deutschland, Frankreich, Polen, den USA und China gehört die BMZ zu den Global Playern bei den Lithium-Ionen-Systemlösungen in der Elektromobilität und hält in allen EU-Staaten ein flächendeckendes Rücknahmesystem für Lithium-Ionen-Batterien bereit! Gestartet ist das Unternehmen mit heute weltweit 2.300 Mitarbeitern bereits 1994 als Start-up zur Zusammensetzung von Batteriezellen zu Batteriepacks. Vor zweieinhalb Jahren wurde die Produktion am Heimatstandort zuletzt aufgestockt, um jährlich bis zu 200 Millionen Lithium-Ionen-Akkus unterschiedlichsten Typs liefern zu können.


Akkuproduktion in der Autoindustrie

Um ihre internationale Spitzenpositionen im Automobilbau zu halten, kam das Angebot für die deutschen Premiumhersteller allerdings etwas spät. Nachdem die Daimler AG bereits 2006 mit den 100 noch mit Natrium-Nickel-Chloridzellen betriebenen Smart Fortwo 450 Electric Drive in einem Londoner Großversuch gute Erfahrungen gemacht hatte, wurde es Zeit, sich um die eigene Produktion moderner Akkus zu kümmern. Denn bereits der zweite, 2009 erschienene kurz ED2 benannte Elektrosmart, lief mit einem Lithium-Ionen-Akku, der noch von Tesla bezogen werden musste. Und auch er wurde nur in einem Flottenversuch betrieben und verleast – kaufen konnte man ihn nicht. 2008 gründete Daimler deswegen im sächsischen Kamenz die Deutsche Accumotive GmbH & Co. KG.

In der Folge wurde auch das Markenkonzept EQ ins Leben gerufen - und in diesem Jahr bringt der Autobauer mit dem neuen Mercedes EQC sein erstes vollständig elektrisches SUV-Crossover auf den Markt. Damit deckt der Konzern dank eigener Akkufertigung 2019 erstmals auch alle PKW-Segmente vom Kleinstwagen Smart bis zum Mercedes Van e-Vito ab. Auch im Transport-Sektor ist inzwischen der Durchbruch bei allen Fahrzeuggrößen gelungen: nach einer Transporter-Variante des e-Vito ist nun auch der e-Sprinter und seit 2018 der LKW e-Actros im Einsatz. Und mit dem e-Citaro ist Mercedes auch im vollelektrischen öffentlichen Personennahverkehr vertreten. Das erforderte freilich den massiven Ausbau der eigenen Akkuproduktion, in Deutschland auch an den heimischen Standorten Sindelfingen und Untertürkheim.

Wie rasant sich die deutsche Automobilindustrie in Sachen Elektromobilität entwickelt hat, zeigt noch eine andere Neuerscheinung dieses Jahres: der erste vollelektrische Oberklasse-Crossover Audi e-tron. Bei den dazu nötigen Akkus hinken die Ingolstädter den Stuttgartern rsp. den Kamenzern indes noch hinterher. Um nicht, wie seinerzeit Daimler mit dem zweiten Elektro-Smart, in die "Tesla-Falle" zu tappen, setzt Audi beim neuen e-tron einstweilen auf Energiespeicher aus der polnischen Fabrik der südkoreanischen LG-Chem. Neben der greift man bei Volkswagennoch auf einen weiteren fernöstlichen Lieferanten zurück - die Samsung-SDI. Für deutsche Akkuproduzenten und ihr Recycling besteht damit also ein erhebliches Potenzial!


Und die Motoren?

Bei dem anderen Herzstück für die Elektromobilität ist die heimische Industrie noch weiter vorn. Natürlich ist Siemens bei der Entwicklung elektrischer Antriebe nicht nur für den Automobilbereich mit von der Partie, sondern längst auch in der Luftfahrt!


 
 

Siemens Produktionskompetenz eMobility.©Siemens

Außer dem weltweiten Elektrokonzern ist die Elektromobilität aber längst auch im Mittelstand angekommen. Beispiele für kleinere Motorenhersteller sind die 1999 gegründete hochfränkische Schwarz Elektromotoren GmbH oder die Starnberger Compact-Dynamics, die mit ihren 70 Mitarbeitern sogar auf 30 Jahre Entwicklungserfahrung mit elektrischen Antriebssystemen im Motorsport zurückblickt. Und natürlich spielen die Global Player der Automobilzulieferer aus dem Land des Flocken-Elektrowagens von 1888 wie Schäffler oder die Bosch Gruppe ihre Rolle für die Elektrifizierung des automobilen Individualverkehrs.

Seit einigen Jahren setzen Autoproduzenten wie die Daimler AG aber auch selbst auf die Produktion von Elektromotoren für ihre Autos. So gründeten die Stuttgarter bereits 2011 gemeinsam mit der Robert Bosch GmbH das Joint-Venture em-motive GmbH.

Auch bei der Stromversorgung für alle diese Aggregate hat sich noch ein deutsch(sprachig)es Unternehmen einen weltweit geachteten Namen gemacht – die eingangs erwähnte Kreisel Electric GmbH & Co. KG, die mit selbst entwickelten Laser-Verbindungsverfahren einzelner Zellen zu Batteriepaketen und intelligentem Thermomanagement für die zur Elektromobilität nötige Leistungsdichte bei den Energiespeichern sorgt.

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