Wie werden eigentlich die Akkus in Elektroautos rezykliert?

11.9.2018 - 15:21, dj/pal

Der Tesla Roadster war eines der ersten Elektroautos der jüngeren Zeit, die in grösseren Stückzahlen gebaut und mit einem grossen Akku ausgestattet wurden.
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Was passiert eigentlich mit den alten Batterien von Elektroautos? Die Hersteller sind uns noch eine Antwort schuldig, denn die Lebensdauer der Akkus ist länger als erwartet. Die Frage ist: Recycling oder Upcycling?

Für schrottreife Autos gibt es seit Jahrzehnten ein etabliertes Verfahren zum Recycling und Wiederverwerten: Die Kompaktierung der Autos ist simpel und kostengünstig, das Einschmelzen und die Weiterverwendung durch die Stahlindustrie ebenso. Bei quasi jedem Schrottauto übersteigt dessen Materialwert die Kosten der Verwertung.

Doch konventionellen Autos fehlt ein Bauteil, das bei Elektrofahrzeugen essentiell ist: Die Batterie. Diese kann man nicht einfach zerquetschen – wie mit ihr umgegangen werden soll, wenn sie am Ende ihrer Lebensdauer angekommen ist, ist eine der grossen, offenen Fragen der Elektromobilität.

Hat das Auto keine Lithium-Ionen-Batterie, gestaltet sich das Recycling der Wertstoffe einfach.
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Lange Garantie: Noch ist das Thema nicht akut

Elektroautos sind erst seit ein paar Jahren in grösseren Stückzahlen auf dem Markt vertreten, deshalb ist momentan praktisch jede jemals in einem Elektroauto verbaute Batterie noch in Betrieb.

Wie lang Elektroauto-Batterien in der Praxis wirklich halten, dazu gibt es bisher vor allem anekdotische Daten – die Prüfmenge ist eigentlich nur bei Hersteller Tesla, der mittlerweile insgesamt über 300'000 Elektroautos weltweit auf den Strassen hat, und bei Nissan mit seinem Dauerbrenner «Leaf», aussagekräftig.

Tesla-Akkus halten länger als bei Nissan

Hier zeigt sich jedoch ein grosser Unterschied unter den Herstellern bei der Langlebigkeit der Akkus ihrer Elektroautos:

Während die ersten Tesla Model S mittlerweile bei Laufleistungen von 500'000 bis 800'000 Kilometern angekommen sind, zeigt sich nach dieser Distanz eine Rest-Kapazität von rund 80 Prozent, Fahrer mit «normaleren» Fahrleistungen berichten von 94% Restkapazität nach fünf Jahren.

Jeder blaue Punkt steht für die Daten eines Tesla-Fahrzeugs. Die Mehrheit der Besitzer meldet auch nach 250'000 Kilometern Fahrleistung noch Batteriekapazitäten über 90%.
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Mit mehr Einbussen in der Reichweite müssen hingegen Fahrer von Nissan-Fahrzeugen wie dem Leaf rechnen: Besonders bei der grösseren 30 kWh-Akkuvariante waren die Batterien oft schon nach zwei Jahren auf dem Niveau von 80% angelangt. Erklären lässt sich dieser Unterschied möglicherweise durch die unterschiedliche Zellchemie, die jeder Hersteller selber bestimmt, sowie durch die Fähigkeiten der Firma, ein effizientes Lade-Management im Akku zu verbauen, mit dem sich die Batteriezellen langfristig schonen lassen.

Aus den Gewährleistungsangaben der Hersteller lässt sich aber erahnen, womit diese rechnen. Tesla garantiert etwa, dass die Model 3-Batterie auch nach acht Jahren Betrieb mindestens 70% ihrer Kapazität behält, sonst gibt es einen kostenlosen Austausch. Nissan garantiert bei seinem Leaf mindestens 79% Kapazität nach acht Jahren oder 160'000 km Laufleistung.

Ein Auto-Akku ist kein Smartphone-Akku

Wer dabei einen Auto-Akku mit der Batterie in seinem Smartphone vergleicht, ist auf dem Holzweg. Die beiden Akku-Technologien unterscheiden sich in ihrem Aufbau und in ihrer Laderegelung grundlegend, so dass Akkus in Elektroautos ein Mehrfaches der Lebensdauer aufweisen werden.

Fakt ist aber, dass in einigen Jahren, wenn die Fahrzeuge und Batterien des ersten Elektroauto-Aufschwungs am Ende ihres Lebens angekommen sind, Lösungen für deren weitere Nutzung bereitstehen müssen.

Lassen sich Elektroauto-Batterien überhaupt recyceln?

Doch ein ordnungsgemässes Recycling von Akkus findet bislang nur selten statt, das zeigen Erfahrungen aus dem Smartphone- und Laptop-Computermarkt. Das klassische Recycling, bei dem Batterien durch chemische Verfahren in ihre Einzelteile getrennt werden, ist zwar technisch möglich, findet allerdings in der Praxis bisher noch kaum Verwendung.

Denn die gleiche Menge an Lithium zu gewinnen, ist im Recycling rund fünf mal so teuer wie beim Abbau. Nur bei den in den Akkus ebenfalls enthaltenen Nickel und Kobalt ist das Verhältnis etwas besser. Daher wird auch heute nur eine verschwindend geringe Zahl von Lithium-Ionen-Batterien rezykliert. In Australien betrifft dies etwa 2% aller Batterien, der Rest landet bislang auf Mülldeponien. Da in einem Elektroauto aber massiv mehr Akku-Rohstoffe verbaut sind als in einem Mobiltelefon, wird es plötzlich auch attraktiver, diese Ressourcen wieder zurückzugewinnen.

Der Abbau des Salzes Lithium ist momentan noch günstiger als dessen Recycling.
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Elektroautohersteller arbeiten am Recycling

Die meisten Elektroautohersteller haben inzwischen Verfahren für die Entsorgung beziehungsweise Weiterverwertung von alten Batterien entwickelt. Tesla hat sein Recycling derzeit noch ausgelagert, plant aber dies in Zukunft selbst an seinen «Gigafactories» durchzuführen. Nissan baut alte Batterien einzeln auseinander und ersetzt jedes Zelle, die mehr als 20% ihrer Kapazität verloren hat. So können aus mehreren alten Batterien eine (fast) neuwertige gemacht werden.

Dennoch: Es ist noch lange nicht klar, ob das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien auch in Isolation wirtschaftlich ist und bleibt, trotz stetig steigender Rohstoffpreise. Daher werden wohl gesetzliche Vorschriften nachhelfen müssen und die Elektroautohersteller zum Recycling zwingen.

In China, das gerade einen Elektroautoboom erlebt, hat das Industrieministerium angekündigt, Vorschriften zum Batterie-Recycling zu entwickeln. Die gesamte Industriekette müsse sich daran beteiligen. In der Europäischen Union soll die Batterierichtlinie von 2006 an die Anforderungen der Elektromobilität angepasst werden.

Der Elektroautoboom in China wird in ein paar Jahren zu Problemen führen: Wohin mit all den alten Batterien?
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Weiterverwendung statt Recycling

Effizienter als das aufwendige Recycling könnte die Weiterverwendung der Batterie ohne grosse Veränderung als Stromspeicher sein, zum Beispiel für die Solaranlage auf dem Hausdach. Bei diesem «Second Life» ist es kein Problem, wenn die Batterie vielleicht 50% ihrer Kapazität verloren hat, denn im Garten gibt es in der Regel nicht den Platzmangel einer Autokarosserie.

Einige Hersteller wenden dieses Konzept schon im Pilotprojekten an. Renault verwendet alte Batterien seines Zoe-Elektroautos für sein Heimbatteriesystem «Powervault». Nissan versorgt mit alten Leaf-Batterien etwa Strassenlaternen an abgelegenen Orten:


Auch hier ist noch nicht klar, ob diese Projekte tatsächlich wirtschaftlich sind. Eine wirklich massentaugliche Lösung scheint noch niemand gefunden zu haben. Ausgerechnet Elektroauto-Pionier Tesla setzt übrigens bisher noch nicht auf die umweltfreundliche Zweitverwendung und nutzt für seine Powerwall bislang nur fabrikneue Batterien. Eventuell wird sich auch das ändern, sobald die ersten Akku-Packs von ihren Autos ersetzt werden. In der Zwischenzeit zeigen uns talentierte Handwerker, wie sie Akkus ein zweites Leben als Heim-Energiespeicher einhauchen.

Wenn der Akku brennt: Wie gefährlich sind Elektroautos?

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