Unserer Elektropostautos fahren mit Lithium-Ionen-Batterien Wissenswertes zu E-Auto-Batterien. Das Kathodenmaterial besteht aus Nickel-, Mangan- und Kobaltoxiden (NMC), die Anode aus Graphit, das auf einer Kupferfolie aufgebracht ist. Zwischen Kathode und Anode befindet sich ein Elektrolyt, der den Transport der Elektronen ermöglicht. Der Elektrolyt besteht aus einer Lösung von Lithiumsalzen.

Grundsätzlich sind die Rohstoffe nicht geologisch knapp, sondern allenfalls wegen eingeschränkten Produktionskapazitäten und geopolitischen Konflikte limitiert verfügbar.

Lithium

Der Lithiumbedarf einer 3 Tonnen schweren Busbatterie entspricht etwa 50 Kilogramm. 2021 wurden weltweit 104 800Tonnen Lithium produziert. 50 Prozent davon stammen aus Australien, ein Viertel aus Chile. Die globalen Lithiumreserven werden auf 14 Millionen Tonnen geschätzt.

Kobalt

Pro Busbatterie braucht es etwa 80 Kilogramm Kobalt. Die Gewinnung ist technisch aufwendig. Die globale Jahresproduktion an Kobalt liegt bei gerade mal 124 000 Tonnen. Allerdings werden die bekannten Reserven mit etwa 7 Millionen Tonnen nicht als geologisch knapp klassifiziert. Weil die Batterien kobaltreduziert und nickelreicher werden, dürfte die Nachfrage nach Kobalt zurückgehen und eine Entspannung bei der Liefersituation eintreten.

Nickel

Der Nickelbedarf einer Busbatterie entspricht etwa 200 Kilogramm. Die heutigen globalen Reserven werden auf 95 Mio. Tonnen geschätzt. Im Jahr 2021 wurden weltweit rund 2.7 Mio. Tonnen produziert. Wichtigstes Abbauland ist Indonesien mit 771'000 Tonnen jährlich, gefolgt von den Philippinen mit 334'000 Tonnen. Durch die Entwicklung hin zu kobaltreduzierten und nickelreichen Hochenergie-Batterien wird die Nachfrage nach Nickel in den nächsten Jahren mit grosser Sicherheit zunehmen. Zudem ist ein Nickel wichtiger Legierungsbestandteil von rostfreiem Stahl. Nickel kann aber zum Grossteil aus recycelten Batterien zurückgewonnen werden.

Mangan

Der Manganbedarf einer Busbatterie entspricht etwa 110 Kilogramm. Im Jahr 2021 wurden global 20’000 Tonnen Mangan gefördert, ein Drittel davon in Südafrika und je ein Sechstel in Australien und Gabun. Die weltweiten Reserven werden auf ca. 1.5 Mio. Tonnen geschätzt.

Graphit

2021 betrug die weltweite Produktion von natürlichem Graphit etwa 1 Mio. Tonnen. 80 Prozent davon stammen aus China. Die aktuellen weltweiten Graphitreserven werden auf ca. 320 Mio. Tonnen geschätzt. Ein Recycling von Graphit aus Lithium-Ionen-Batterien findet derzeit aus wirtschaftlichen Gründen nicht statt, wird aber bereits erforscht. Zurzeit gibt es auch Bestrebungen, Graphit durch Silicium als Anodenmaterial zu ersetzen. Die volumetrische Energiedichte von Silicium übersteigt die von Graphit um fast das Dreifache.

Die Rohstoffgewinnung und die Produktion der Batterie machen mit etwa 20 Prozent einen grossen Teil der Gesamt-Umweltbelastung eines Batteriebusses aus. Die grössten Umweltauswirkungen fallen bei der Gewinnung und Trocknung von Lithium sowie beim Strombedarf für den Zusammenbau der Batterie an. Die Gesamtumweltbelastung über die Lebensdauer eines Batteriebusses entspricht schon heute nur knapp 40 Prozent derer eines Dieselbusses.

Aus einer gesellschaftlichen Sicht problematisch ist vor allem die Gewinnung von Kobalt. Die politisch instabile Demokratische Republik Kongo kontrolliert die Hälfte des Weltmarkts. Ein Drittel des kongolesischen Kobalts hat leider eine besonders fragwürdige Herkunft: Es stammt aus inoffizieller Förderung, bei der Arbeiter in primitiven Kleinstminen ihr Leben riskieren. Eine branchenübergreifende Initiative will die Arbeitsbedingungen dieser Arbeiter verbessern. Wegen des hohen Preises versuchen Batteriehersteller zudem, den Kobalt-Anteil in der Kathode stetig zu verringern. Die ersten komplett kobaltfreien Batterien werden in den nächsten paar Jahren erwartet.

• Wir wollen uns in Zukunft noch mehr für eine verantwortungsvolle Beschaffung einsetzen.
• Wir fordern von unseren Lieferanten ein Recyclingkonzept für Batterien, damit möglichst viel Lithium, Nickel, Mangan und andere Metalle zurückgewonnen werden können.
• Wir achten bei der Busbeschaffung auf den Einsatz von kobaltreduzierten Batterien.
• Wir beobachten die technologische Entwicklung und lassen unsere Erkenntnisse in die Busbeschaffung einfliessen.