Die globale Nachfrage nach Batterien geht steil nach oben. Gemäss Statista-Prognose wird sich die gesamte Leistung bis zum Jahr 2030 gegenüber heute vervierfachen. Vor allem für die Mobilität – Stichwort Elektrofahrzeuge – sind Batterien unverzichtbar. Um diese stark wachsende Nachfrage zu bewältigen, sind nachhaltige Produktionsverfahren und Wertschöpfungsketten erforderlich.
Die Global Battery Alliance beispielsweise hat einen speziellen «Ausweis» entwickelt, mit dem sich die Herstellung, ausgehend vom Ausgangsmaterial bis zur Verbraucherin, nachvollziehen lässt. Damit lassen sich auch Herausforderungen wie Emissionsfussabdruck und Menschenrechte handhaben.
Kombination von Lösungen
Die Wiederverwertung von Batterien wird für grosse Rohstoffunternehmen wie Glencore immer attraktiver. «Glencore ist bereits heute ein bedeutender Recycler von metallhaltigen Materialien», sagt Hendrik Fitschen, Recycling-Zuständiger für Europa bei Glencore. «Darunter fallen auch Lithium-Ionen-Batterien. Das Batterierecycling wollen wir nun weiter ausbauen, weil sich hier ein wichtiger Markt entwickeln wird.»
Bis 2030 sollte es laut Fitschen möglich sein, 90 bis 95 Prozent der Metalle, die in der Batterie eines Elektrofahrzeugs stecken, wiederzuverwerten. Einige in den vergangenen Monaten angekündigte Kooperationen mit Versorgern, Netzbetreibern und Recyclingunternehmen schaffen auf globaler Ebene die Basis für eine sich abzeichnende Kreislaufwirtschaft, die über das reine Recycling hinausgeht. «Die Batterieherstellung – und dadurch auch das Recycling – sind eine sehr dynamische Branche, und das Recycling ‹hinkt› der Produktion tendenziell etwas hinterher», sagt Andrin Büchel, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Batterierecycling in der Care-Gruppe (Critical Materials and Resource Efficiency), welche Teil des Labors für Technologie und Gesellschaft der Empa ist.
«In der Schweiz werden bereits fast alle Batterien rezykliert», stellt Büchel fest. Ausnahmen sind Batterien, die aus dem Wertstoffstrom ausscheiden wie beispielsweise durch fälschlicherweise im Abfall entsorgte Batterien. «Aus Forschungssicht muss man allerdings unterscheiden, von welcher Batterietechnologie man spricht», erklärt Büchel.
Herkömmliche Alkalibatterien («Haushaltsbatterien») werden in der Schweiz ausschliesslich von der Firma Batrec rezykliert. Auch wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterien werden von der Firma Batrec vorbehandelt und dann von spezialisierten Firmen im Ausland weiter rezykliert. «Unterschiede zwischen diesen Batterietechnologien sind einerseits die verwendeten Materialien und der Massenanteil an der Gesamtmenge an Altbatterien», so Büchel. «Das führt dazu, dass das Batterierecycling für die aktuellen Lithium-Ionen-Batterien neue Prozesse verlangt.»
Das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien sei vergleichsweise eine junge Branche. Batterien von Elektrofahrzeugen werden zukünftig den Batterierecyclingmarkt dominieren, sagt Büchel. Haushaltsbatterien seien dagegen massenmässig ein vernachlässigbarer Anteil. «Trends zeigen, dass der Kreislaufgedanke bei den Batterieherstellern fest verankert ist», so Büchel. «So werden Produktionsabfälle häufig schon rezykliert und teilweise Recyclingzentren in der Nähe von Produktionsstandorten aufgebaut.»
Durch materielles Recycling könne das zurückgewonnene Material als sekundäres Rohmaterial die Nachfrage nach primärem Rohmaterial abfedern, sagt Büchel. «Es ist unwahrscheinlich, dass es einen einzigen Recyclingprozess geben wird, der sämtliche alten Lithium-Ionen-Batterien sinnvoll behandeln kann», so Büchel. «Stattdessen wird es zukünftig wahrscheinlich eine Vielzahl an Zweitnutzungslösungen und unterschiedlichen Recyclingprozesse geben, welche für jede Batterie, abhängig von Anwendungsgebiet, Zellchemie und Formfaktoren, eine effiziente Lösung bieten werden.»