Eine bessere Nachhaltigkeit für Lithium-Ionen-Batterien
Zu diesem Thema wurden zahlreiche wissenschaftliche Studien veröffentlicht. Die überwiegende Mehrheit kommt zu dem Schluss, dass die Nachhaltigkeit von Lithium-Ionen-Batterien weitaus besser ist als die von Verbrennungsmotoren (Diesel und Benzin). Beginnen wir mit einer Studie der Internationalen Energieagentur. Die Nachhaltigkeit jeder Lösung wird anhand der äquivalenten CO2-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus des Produkts (Herstellung, Nutzung, Ende der Lebensdauer) gemessen. Somit werden die global vergleichbaren Emissionen für jeden Fahrzeugtyp dargestellt. Die folgende Abbildung zeigt, dass derzeit nur in China Dieselmotoren weniger Emissionen verursachen als batterieelektrische Fahrzeuge. Diese Ergebnisse werden sich jedoch mit der Zeit völlig ändern. China erzeugt seinen Strom derzeit zwar hauptsächlich aus Kohle, stellt jedoch auf umweltfreundlichere Kraftwerke um.
IEA-Studie zu den globalen Umweltauswirkungen von Batterien für Elektrofahrzeuge
Die vollständige Studie finden Sie hier: https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/GlobalEVOutlook2017.pdf
Ein längeres Leben führt zu mehr Nachhaltigkeit.
Eine weitere Studie wurde von der Technischen Universität Trondheim (Norwegen – größter europäischer Benzinproduzent) durchgeführt. Sobald die Batterielebensdauer eine Fahrleistung von 100.000 km ermöglicht, sinken die äquivalenten Emissionen des Fahrzeugs auf 50 gCO2/km. Dieser Wert ist bereits deutlich besser als bei jedem klassischen Fahrzeug, ohne die Emissionen zu berücksichtigen, die mit der Herstellung des Fahrzeugs und des Benzins (oder Diesels) verbunden sind. An dieser Stelle sei angemerkt, dass 100.000 km etwa 2.000 Fahrstunden entsprechen, was einer Nutzungsdauer von 1 bis 2 Jahren für ein Geländewagen entspricht.
Studie der Universität Trondheim zum Treibhauspotenzial von Batterien im Vergleich zu ihrer Lebensdauer.
Analyse des Treibhauspotenzials (GWP) eines Elektrofahrzeugs im Vergleich zu Lebensdauer und bei unterschiedlichen Annahmen zum Energieverbrauch (Quelle: Technische Universität Trondheim).
Das GWP ist nicht das einzige Kriterium zur Bewertung der Umweltauswirkungen von Batterien. Das Schweizer Labor EMPA hat eine Studie zum gesamten Lebenszyklus des Fahrzeugs durchgeführt und dabei folgende Aspekte untersucht:
- Treibhauseffekt (GWP),
- Verbrauch natürlicher Ressourcen (ADP)
- Verbrauch nicht erneuerbarer Energie (CED)
- Und ein globaler Indikator (EI 99 H/A).
EMPA-Studie zu den globalen Umweltauswirkungen von Batterien
Studie durchgeführt von Dominic A. Notter vom Schweizer EMPA-Labor (veröffentlicht in Environmental Science & Technology / Band 44, Nr. 17, 2010 (Seiten 6550-6556)).
Batterien zur Begrenzung der Risiken durch Luftverschmutzung
Außerdem verursachen Elektrofahrzeuge keine lokalen Schadstoffemissionen (NOx, Feinstaub, CO…). Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation ist die Luftverschmutzung weltweit für mehr als 7 Millionen Todesfälle pro Jahr verantwortlich (https://www.who.int/mediacentre/news/releases/2014/air-pollution/en/).
Wiederverwendung und Recycling von Batterien, derzeit verfügbare Lösungen
Schließlich hängt die Umweltbelastung von Batterien, wie die Universität Trondheim gezeigt hat, in hohem Maße von ihrer Lebensdauer ab. Daher ist es wichtig, die Batterie bei ihrer ersten Verwendung optimal zu nutzen. So kann sie anschließend in einer weniger anspruchsvollen Anwendung effizient wiederverwendet werden. Da Lithium-Ionen-Batterien zwei- bis viermal leistungsfähiger sind als Blei-Säure-Batterien, können sie diese in einer zweiten Lebensphase vorteilhaft ersetzen.
Sobald diese aufeinanderfolgenden Lebenszyklen abgeschlossen sind und die Batterie keine Energie mehr speichern kann, kann sie zerlegt und recycelt werden. Das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien wird immer effizienter und strukturierter. In Frankreich recycelt beispielsweise das Unternehmen SNAM (https://www.snam.com/) und in Belgien UMICORE (https://csm.umicore.com/en/recycling/battery-recycling/our-recycling-process) Lithium-Ionen-Batterien. UMICORE zeichnet sich dadurch aus, dass es Rohstofflieferant für Batteriehersteller ist. Daher kann das Unternehmen das recycelte Material aus alten Batterien direkt in seinem Produktionsprozess für Material für neue Batterien wiederverwenden (siehe Abbildung unten).
UMICORE-Verfahren zum Recycling von Lithium-Ionen-Batterien
Quelle: UMICORE.
Insgesamt sind Batterien nachhaltiger als klassische Motoren (Benzin oder Diesel). WATTALPS-Batterien wurden speziell entwickelt, um ihre Lebensdauer zu maximieren (mehr als 3.000 Zyklen), in einer zweiten Anwendung wiederverwendet zu werden (Modularität) und den Recyclingprozess zu vereinfachen.
