Elektrifizierung: Chancen und Hindernisse für das Batterierecycling

Die Welt erlebt eine tiefgreifende Energiewende. Industrieunternehmen auf der ganzen Welt tauschen Verbrennungsbrennstoffe gegen Strom aus, um die Energieversorgung zu dekarbonisieren und die Energieproduktivität zu verbessern. Während derzeit nur 20 % der im Industriesektor verbrauchten Energie elektrisch erzeugt wird, könnten es nach den jüngsten Prognosen von McKinsey mit den heute verfügbaren Technologien bis zu 50 % sein.

Angesichts der steigenden Nachfrage wird der globale Markt für Industriebatterien laut dem neuesten Bericht von Grand View Research von 2020 bis 2027 voraussichtlich eine jährliche Wachstumsrate von 6 % verzeichnen. Während derzeit Blei-Säure-Batterien mit einem Marktanteil von über 47 % der dominierende Batterietyp sind, steigt die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien ebenfalls, da sie eine kommerziellere Option werden und im Prognosezeitraum mit einer jährlichen Wachstumsrate von 15,70 % wachsen sollen.

Mit Blick auf eine Welt, in der der industrielle Sektor zunehmend elektrifiziert wird, stellt sich jedoch ein großes Problem: Wie werden wir mit der riesigen Menge an Batterieabfällen umgehen?

Sowohl Bleisäure- als auch Lithium-Ionen-Batterien können, wenn sie auf einer Mülldeponie gelagert werden, giftige Stoffe an die Umgebung abgeben und dadurch Mensch und Umwelt schwer schädigen. Das Gleiche gilt für das so genannte "Hinterhof-Recycling", eine äußerst gefährliche und schädliche Praxis des unkontrollierten Recyclings durch Privatpersonen oder unqualifizierte Unternehmen, die weltweit zu Fällen von Bleiverunreinigung geführt hat.

It’s an issue that global health and development organisations are all too aware of, with lead-acid batteries being labelled one of the world’s worst pollution problems by NGOs Pure Earth and Green Cross Switzerland in 2016.

In Griechenland, wo Sunlight seinen Hauptsitz hat, war die Situation bis vor kurzem besonders schlimm. Vor vier Jahren wurden nur 51 % der gebrauchten Altbatterien legal recycelt oder gesammelt, während der europäische Durchschnitt bei 95 % lag. Bei den restlichen 49 % besteht der Verdacht, dass sie illegal entsorgt oder recycelt wurden, was zu einer Bleiverseuchung der Umwelt beiträgt.

Sunlight hat daraufhin 2014 eine eigene EMAS-zertifizierte Recyclinganlage für Bleibatterien eingerichtet, die es uns ermöglicht, das Modell der Kreislaufwirtschaft anzuwenden.

Durch Anlagen wie diese sind vertrauenswürdige Hersteller in der Lage, bis zu 95 % der Blei-Säure-Batterien zu recyceln. Dadurch wird nicht nur eine vertikale Integration der Bleiversorgung erreicht, sondern auch eine bessere Kontrolle über die Zusammensetzung und Qualität der Bleilegierungen. Neben der besseren Kontrolle über die Lieferfristen für das Blei, das für die Herstellung neuer Batterien benötigt wird, bringt das interne Recycling auch einen wirtschaftlichen Vorteil mit sich: die geringeren Kosten für den Import des Bleis, das für die Herstellung neuer Batterien benötigt wird.

Mit diesem Modell der Kreislaufwirtschaft produzieren wir 60 % des Bedarfs unserer Produktionseinheit in Blei. Mehr Nachfrage bedeutet jedoch, dass andere Hersteller nachziehen müssen, insbesondere im asiatisch-pazifischen Raum, wo ein großer Teil des weltweiten Angebots an Industriebatterien entwickelt wird.

Während Anlagen wie diese den Weg für das Recycling von Blei-Säure-Batterien ebnen, sind derartig ausgefeilte Anlagen für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien nach wie vor Mangelware. Während also derzeit dank der Innovation bis zu 95 % einer Bleisäurebatterie recycelt werden können, liegt dieser Wert bei Lithium unter 50 %.

Da es sich um eine relativ neue kommerzielle Batterietechnologie handelt, unterscheiden sich Chemie, Form und Design von Lithiumbatterien von Hersteller zu Hersteller enorm. Damit sie effizient recycelt werden können, müssen sie zerlegt und die anfallenden Abfallströme getrennt werden. Derzeit gibt es jedoch noch keine Möglichkeit, die Elektrode zu recyceln.

Auch wenn die Universitäten und Forschungszentren noch am Anfang der Suche nach einer Lösung für das Recycling der gesamten Lithiumbatterie stehen, gibt es doch Anlass zu Optimismus, was die Wiederverwendung dieses Materials angeht. Wenn eine Lithium-Ionen-Batterie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat, verfügt sie noch über etwa 80 % ihrer Ladung, die dann für den Betrieb einer anderen Batterie verwendet werden kann.

Da die Gesamtmenge an Lithium-Ionen-Batterien laut einem Bericht von IDTechEx bis 2040 voraussichtlich 7,8 Millionen Tonnen pro Jahr erreichen wird, ist davon auszugehen, dass das weltweite Angebot an Altbatterien die Nachfrage nach Second-Life-Anwendungen übersteigen wird.

Auch werden nicht alle Lithium-Ionen-Batterien wiederverwendbar sein. Wenn sie zum Beispiel beschädigt sind, müssen sie sofort recycelt werden. Und natürlich sind Batterien irgendwann für immer tot. Daher ist ein vorausschauender Ansatz für das Recycling erforderlich, um eine effiziente langfristige Abfallbewirtschaftung zu gewährleisten.

Die Pandemie hat dazu geführt, dass Regierungen auf der ganzen Welt mehr Anreize für den Wiederaufbau der Wirtschaft durch Investitionen in grüne Unternehmen und Arbeitsplätze geschaffen haben. Wenn es uns also ernst damit ist, dies zu verwirklichen, müssen wir dem nachhaltigen Recycling von Batterien auf globaler Ebene Vorrang einräumen - und das muss damit beginnen, dass die Batteriehersteller die Verantwortung für die Bewirtschaftung der durch ihre Produkte entstehenden Abfälle übernehmen, sei es durch Recycling oder die Wiederverwendung von Materialien.

Quelle: https://www.batterypoweronline.com/news/electrification-opportunities-and-obstacles-for-battery-recycling/