Fortschritte und Kreislaufwirtschaft beim Batterierecycling von Autobatterien weltweit und in der Schweiz.

 
Mit der Beschleunigung der Energiewende verzeichnet der Markt für Elektrofahrzeuge bereits ein exponentielles Wachstum. Bis 2024 wird mit einem Absatz von 17 Millionen Fahrzeugen gerechnet, was mehr als einem Fünftel der weltweit verkauften Autos entspricht. Batterien spielen auf unserem Weg zur Klimaneutralität eine zentrale Rolle. Die massive Nachfrage nach Batterien führt zu einem hohen Verbrauch an Ressourcen, von denen einige knapp sind. Dieses rasante Wachstum geht mit einer massiven Produktion von Batterien einher, was eine entscheidende ökologische Herausforderung darstellt: Was tun mit diesen Tausenden von Batterien am Ende ihrer Lebensdauer? Früher lag der Schwerpunkt auf der Entwicklung kostengünstigerer Batterien mit höherer Energiedichte. Heute hat sich der Zeitgeist in Richtung Optimierung von Nachhaltigkeit und Zirkularität verschoben.

Der Markt für Lithium-Ionen-Batterie-Recycling wächst rasant. Marktforscher schätzen, dass der Weltmarkt bis 2024 3,25 Milliarden US-Dollar wert sein wird und in den nächsten fünf Jahren mit einer jährlichen Wachstumsrate von 22,5 Prozent auf fast 9 Milliarden US-Dollar anwachsen könnte. Der globale Markt für das Recycling von Batterien für Elektrofahrzeuge könnte bis 2032 einen Wert von über 38 Milliarden US-Dollar erreichen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 57,2 Prozent.

Haupttreiber dieses Wachstums sind die steigende Nachfrage nach Energiespeichern, sinkenden Preisen für Lithium-Ionen-Batterien und staatliche Vorschriften, die eine umweltfreundliche Entsorgung und Rückgewinnung von Batteriekomponenten erfordern.

Daher ist es unerlässlich, den Lebenszyklus von Batterien durch effiziente Sammlung, Sortierung, Aufarbeitung, Umnutzung und Wiederverwendung zu verlängern und am Ende ihrer Lebensdauer ein effizientes Batterierecycling zu integrieren, um selbststeuernde Lieferketten zu unterstützen. In den modernen Märkten fehlt die die technologische und politische Infrastruktur, um sicherzustellen, dass Batterien während ihres gesamten Lebenszyklus optimal genutzt werden, auch in „Second-Life“-Anwendungen.

Weltweit soll die Kreislaufwirtschaft bei Fahrzeugbatterien dazu beitragen, die Lieferkette für Batterien von Elektrofahrzeugen zu stärken und die wachsende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen zu decken. Eine Weltwirtschaft mit einer zirkulären Batteriewirtschaft, in der Altbatterien entweder wiederverwendet oder recycelt werden, schafft nicht nur eine belastbare Lieferkette, sondern verringert auch unsere Abhängigkeit von den Rohstoffen, die in Batterien für Elektrofahrzeuge verwendet werden. Zudem werden die schädlichen Bergbaupraktiken, die zu ihrer Gewinnung eingesetzt werden, reduziert.

Der Übergang zum elektrischen Transportwesen bietet eine unglaubliche Chance, eine Kreislaufwirtschaft für Batterien zu schaffen – eine Wirtschaft, in der ausgediente Batterien von Elektrofahrzeugen wiederverwendet, umfunktioniert oder recycelt werden.

Durch Kreislaufwirtschaft und das Recycling von Elektrofahrzeugbatterien werden effiziente Nutzung von Ressourcen gefördert und Abfall reduziert. Die Umsetzung von Strategien wie der Priorisierung der Recyclingfähigkeit bei der Batteriekonstruktion, der Verlängerung ihrer Betriebslebensdauer durch Second-Life-Anwendungen und der Rückgewinnung wertvoller Materialien zur Wiederverwendung tragen zur Verringerung des Rohstoffbedarfs und zur Minderung der Umweltfolgen im Zusammenhang mit der Herstellung und Entsorgung von Batterien bei.

Zweitnutzung von Batterien aus Elektrofahrzeugen (Second Life).

Die Umnutzung von Elektrofahrzeugbatterien in Energiespeichersysteme als Second-Life-Anwendungen zeigt, wie die Produkt- und Materialnutzung maximiert werden kann. Die Umnutzung von Batterien, die nicht mehr für Fahrzeuge geeignet sind, verlängert ihre Lebensdauer, verzögert ihre Entsorgung und verringert den Bedarf an neuen Rohstoffen.

Das Konzept der Zweitnutzung von Elektrofahrzeugbatterien wird seit über zwei Jahrzehnten diskutiert, aber bisher wurden nur sehr wenige praktische Fortschritte erzielt. Die Entwicklung von neuen Märkten und Infrastrukturen sollen sicherstellen, dass Fahrzeug-Batterien während ihrer gesamten Lebensdauer optimal genutzt werden, auch am Ende der „ersten Lebensdauer“ in einem Fahrzeug. Batterien von Elektrofahrzeugen behalten immer mehr von ihrer ursprünglichen Kapazität. Als Speicher für intermittierende erneuerbare Energiequellen wie Wind- und Solarenergie sind sie sehr geeignet. Leider werden solche „Zweitnutzungszwecke“ derzeit noch eher selten realisiert.

Da Menschen ihre Autos auf sehr unterschiedliche Weise nutzen, gibt es eine immense Variabilität im Zustand der EV-Batterien, sobald sie das Ende ihres ersten Lebenszyklus erreichen. Dies führt zu Unsicherheit über die Sicherheit und Leistung gebrauchter Batterien, was ihre Wiederverwendung einschränkt. Da das Batterierecycling noch nicht ausgereift ist, führt die Entsorgung von EV-Batterien zu einer Krise in der Abfallwirtschaft und zum Verlust kritischer Materialien.

Es soll eine sichere und gerechte „Second-Life“-Batterieindustrie entwickelt werden. Der erste Schwerpunkt liegt auf einem besseren Verständnis des potenziellen Wertes einer Batteriekreislaufwirtschaft. Dazu gehört zum Beispiel die Digitalisierung der globalen Batterieströme. Es werden Instrumente für ein unkomplizierte Neuzertifizierung von Batterien entwickeln werden müssen. Es sollen schnelle, kostengünstige Tests und Screening-Instrumente etabliert werden, um den Zustand und die verbleibende Nutzungsdauer von Fahrzeug-Batterien zu bewerten. Verschiedenste Interessengruppen und Endnutzern sollen auf diese Daten Zugang haben. Parallel dazu müssen politische, institutionelle und regulatorische Rahmenbedingungen die Akzeptanz von Second-Life-Batterien verbessern.

Heutige Lieferketten für Elektrofahrzeugbatterien.

Die Lieferketten sind anfällig für Störungen. Derzeit gibt es nur wenige große Akteure, die den Großteil der Lieferkette überwachen. Wenn eines oder mehrere dieser Unternehmen eine Störung erleiden, ist die gesamte Lieferkette betroffen.

Gefahren und Störungen bei der Beschaffung von Rohstoffen.

Bergbau, Raffination, Verarbeitung und Batteriemontage finden in nur wenigen Ländern statt. Störungen können zu Engpässen führen und sich negativ auf den Rest der Batterie-Lieferkette auswirken. Sie können sich auch auf die Wirtschaft auswirken, zu Verzögerungen bei den Lieferanten führen, die Transportkosten erhöhen, Arbeitgeber dazu zwingen, Arbeitsplätze abzubauen, Investitionen verhindern und die Dekarbonisierung des Verkehrs behindern.

Mineralien.

Der Großteil der Mineralien, die heute in Elektrofahrzeugbatterien verwendet werden, wird in nur wenigen Ländern gewonnen und verarbeitet, darunter die Demokratische Republik Kongo, China, Chile, Bolivien, Argentinien, Indonesien, die Philippinen und Neukaledonien. Die gesamte Lieferkette ist betroffen, wenn es in einem dieser Länder zu Störungen kommt (z. B. durch extremes Wetter oder geopolitische Ereignisse).

Abhängigkeit.

Eine kreislauforientierte Batteriewirtschaft kann die Abhängigkeit von abgebauten Materialien verringern, Emissionen reduzieren und globale Lieferketten stärken.

Die Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien, insbesondere ihr vorgelagerter Teil (Bergbau), ist mit Menschenrechtsverletzungen, Kinder- und Zwangsarbeit verbunden In vielen Bergwerken fehlen auch grundlegende Sicherheitsmaßnahmen für die Arbeiter, was das Leben der Arbeiter gefährdet, und der Abbau ist oft mit Umweltkosten verbunden. Bergbaupraktiken führen häufig zu einer Erschöpfung des Oberflächen- und Grundwassers, zu Bodenverschmutzung, zum Verlust der biologischen Vielfalt und zu anderen negativen Folgen, die Jahrhunderte andauern können. Auch die lokale Wirtschaft leidet darunter. So können sich die Auswirkungen des Bergbaus auf die lokale Wasserversorgung negativ auf die Landwirtschaft und die damit verbundenen wirtschaftlichen Aktivitäten auswirken und den lokalen Gemeinden ihre Lebensgrundlage entziehen.

Die Lieferketten sind zu verstreut, da die Mineralien, die in eine Batterie eingehen, für ihre Herstellung durchschnittlich 80'000 Kilometer zurücklegen müssen, wodurch vermeidbare Emissionen entstehen. Herkömmliche Abbau- und Verarbeitungspraktiken für Batteriematerialien erfordern enorme Energiemengen und verursachen erhebliche Treibhausgasemissionen. Zwar sind die Emissionen eines Elektrofahrzeugs über den gesamten Lebenszyklus hinweg geringer als die eines vergleichbaren Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor, doch sind die anfänglichen Emissionen bei der Herstellung eines Elektrofahrzeugs höher. Da sie jedoch keine Auspuffemissionen verursachen und über effizientere Elektromotoren verfügen, verursachen Elektrofahrzeuge über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg letztlich weniger Emissionen.

Durch die Reduzierung unseres Bedarfs an abgebauten Materialien und die verstärkte Wiederverwendung, Wiederverwertung und Umnutzung von Batterien können die mit der Produktion von Elektrofahrzeugen verbundenen anfänglichen Emissionen gesenkt werden. Eine neue Studie zeigt, dass durch Recycling 80 % weniger Emissionen entstehen als durch die Gewinnung.

 

Ziele einer Kreislaufwirtschaft für Batterien.

Die Kreislaufwirtschaft für Batterien muss als transformatives Modell konzipiert sein, das vom linearen Modell „Nehmen-Herstellen-Entsorgen“ zu einem regenerativen, wiederherstellenden und nachhaltigen Ansatz übergeht. Es basiert auf Abfallreduzierung, Produktwiederverwendung und Wiederherstellung natürlicher Systeme. Beim Recycling von Elektrofahrzeugbatterien beinhaltet die Kreislaufwirtschaft eine umfassende Neubetrachtung der Batterielebenszyklen, die Design-, Herstellungs- und End-of-Life-Strategien umfasst und sich auf die Optimierung der Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit konzentriert.

In einer Kreislaufwirtschaft geht es nicht nur darum, Produkte am Ende ihres Lebenszyklus zu recyceln, sondern die Gesamtnutzungsdauer der Produkte zu verlängern. Obwohl die Wartung und Umnutzung dieser alten Produkte neue Rohstoffe erfordert, ergeben sich die Umweltvorteile einer Kreislaufwirtschaft nicht nur aus der Reduzierung des Rohstoffverbrauchs. Stattdessen liegt der Hauptvorteil in der Verringerung der Anzahl neuer Elektrofahrzeug-Batterien, die produziert werden müssen. Diese Reduzierung ergibt sich aus einem langsameren Rückgang der Anzahl der verwendeten Einheiten, da diese Einheiten häufig aufgearbeitet oder umfunktioniert werden. Folglich landen weniger Batterien auf Mülldeponien, und die Produktionskosten sinken, was zu erheblichen ökologischen und wirtschaftlichen Vorteilen führt.

In einer Kreislaufwirtschaft für Batterien werden Batterien deshalb zunächst wiederverwendet oder umfunktioniert. Sie werden erneut in einem Elektrofahrzeug oder für eine andere Energiespeicheranwendung verwendet. Nach dem zweiten Leben werden sie dann recycelt. Die Batterie wird zerlegt und die Materialien werden extrahiert, um sie in einer neuen Batterie wiederzuverwenden. Eine Kreislaufwirtschaft für Batterien bietet zahlreiche Vorteile. Das Recycling und die Wiederverwendung von Elektrofahrzeugbatterien können dazu beitragen, Versorgungslücken bei Mineralien zu schließen. Die heutige Lieferkette wird nicht in der Lage sein, Lithium, Nickel, Kobalt und andere Mineralien, die in Fahrzeug-Batterien enthalten sind, in den Mengen bereitzustellen, die zur Deckung der gestiegenen Nachfrage erforderlich sind. Die Rückgewinnung von Mineralien aus Fahrzeug-Batterien kann dazu beitragen, den Bedarf an zusätzlicher Förderung zu verringern und diese Versorgungslücken zu schließen.

In einer Kreislaufwirtschaft für Batterien werden Produkte, Materialien und Ressourcen so lange wie möglich genutzt: Produkte werden für die Demontage, Wiederaufarbeitung, Wiederverwendung und das Recycling konzipiert. Unsere derzeitige lineare Wirtschaft beruht auf ständiger Materialgewinnung, Verbrauch und Entsorgung, was Gemeinden und Ressourcen belastet. Für Benzinfahrzeuge sind kontinuierliche Ölexploration, Bohrungen, Förderung, Raffination und Verbrennung erforderlich. Im Gegensatz dazu halten Elektrofahrzeug-Batterien lange und bestehen aus Materialien, die wiederholt verwendet werden können. Elektrofahrzeuge bieten im Vergleich zu Fahrzeugen mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren eine enorme Chance, eine langfristig tragfähige Kreislaufwirtschaft zu etablieren. Wenn Materialien und Produkte so lange wie möglich in Gebrauch bleiben, werden die Auswirkungen des Bergbaus, unnötiger Abfall und der Energieverbrauch minimiert.

Kompetenzentwicklung für nachhaltige Recyclingverfahren.

Eine Spezifizierung der Qualifikationsanforderungen an die Arbeitskräfte ist unerlässlich, da der Sektor der Elektrofahrzeugbatterien auf nachhaltige Recycling- und Wiederaufarbeitungsprozesse umstellt. Dies ist ein wesentlicher Bestandteil zur Sicherung der langfristigen Rentabilität der Recyclingindustrie. Es besteht Bedarf an Kompetenzentwicklung für nachhaltige Recyclingverfahren und für die Steigerung der Effektivität der Prozesse. Grundlegenden Fähigkeiten für ein nachhaltiges Recycling von Elektrofahrzeugbatterien sind erforderlich.

Technologische Kompetenz.

Für ein effizientes Recycling und die Wiederaufarbeitung von Elektrofahrzeugbatterien müssen ausgefeilte chemische und mechanische Verfahren, Materialtrennung und eine sichere Demontage eingesetzt werden. Eine Person in diesem Sektor muss über ein umfassendes Wissen in den Bereichen Batteriechemie, Materialwissenschaft und den in Recyclingverfahren eingesetzten Technologien verfügen. Darüber hinaus sind kontinuierliches Wachstum und Anpassungen unerlässlich, da sich die Recyclingtechnologien weiterentwickeln, um die Wettbewerbsfähigkeit und betriebliche Effizienz aufrechtzuerhalten.

Umwelt- und Sicherheitsstandards.

 Die Umsetzung nachhaltiger Recyclingpraktiken wird durch strenge Sicherheits- und Umweltvorschriften unterstützt. Fachwissen in diesem Bereich garantiert, dass das Personal diese Kriterien beim Recycling anwenden kann. Dazu gehören die Überwachung gefährlicher Stoffe, die Reduzierung der Umweltverschmutzung und die Gewährleistung einer sicheren Arbeitsumgebung. Die Einhaltung von Vorschriften und die Einführung sozialverträglicher ökologischer Managementpraktiken sind grundlegende Anforderungen für die Branche.

 

Woraus bestehen Elektrofahrzeugbatterien und woher stammen diese Materialien?

Wie die meisten Batterien bestehen auch Elektrofahrzeugbatterien hauptsächlich aus kritischen Mineralien für die Energiewende. Derzeit sind die meisten Elektrofahrzeugbatterien Lithium-Ionen Batterien und enthalten verschiedene Mengen an Mineralien wie Lithium, Kobalt, Nickel und Graphit. Die in Elektrofahrzeugbatterien enthalten Edelmetalle können unendlich oft recycelt werden. Lithium ist ein Metall mit einer glänzenden Zukunft und ein wesentlicher Bestandteil von Elektrobatterien. 

Batteriekomponenten.

Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus vier Hauptkomponenten: Anode, Kathode, Elektrolyt und Separator. Die Anode ist die negative Elektrode und die Kathode die positive Elektrode. Diese Elektroden arbeiten zusammen, wobei die Anode überschüssige Elektronen in den externen Stromkreis abgibt, während die Kathode sie aufnimmt. Der Elektrolyt dient als Medium, durch das Elektronen zwischen Anode und Kathode übertragen werden. Schließlich hält der Separator Anode und Kathode voneinander getrennt, verhindert Kurzschlüsse und hilft, die Stärke des elektrischen Stroms zu regulieren.

Identifizierung kritischer Materialien.

Bei einer Kreislaufwirtschaft für Elektrofahrzeugbatterien liegt der Schwerpunkt in der ersten Phase auf den Materialien. Zu den Rohstoffen, die für die Herstellung einer Lithium-Ionen-Batterie benötigt werden, gehören in der Regel Metalle wie Lithium (mit Variationen in Legierungen), Mangan, Kupfer, Graphit, Kobalt, Nickel und Eisen. Diese Metalle werden aufgrund ihrer effizienten Eigenschaften wie Leitfähigkeit und Verfügbarkeit ausgewählt. Allerdings ist die Beschaffung nicht aller für diese Batterien erforderlichen Materialien wirtschaftlich vorteilhaft. So kann beispielsweise Kobalt teuer sein, da es häufig aus instabilen Regionen bezogen werden muss. Trotz der Kosten sind die Eigenschaften von Kobalt für ein besseres Temperaturmanagement innerhalb der Batterie von entscheidender Bedeutung, was die Suche nach geeigneten Alternativen erschwert.

 

Herausforderungen für eine Kreislaufwirtschaft bei Fahrzeugbatterien.

Die wichtigsten Entwicklungen, die das anhaltende Wachstum des globalen Batteriemarktes unterstützen, sind die Entwicklung einer vollständigen, selbstlaufenden, effizienten und transparenten Wertschöpfungskette für Batterien, einschließlich der nachhaltigen Beschaffung von Materialien und Komponenten, der Nutzung, Wiederverwendung, selektiven Sammlung am Ende der Lebensdauer und des effizienten Recyclings.

Die Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft für Elektrofahrzeugbatterien erfordert einen multidisziplinären Ansatz, der technische und sozialwissenschaftliche Aspekte in Einklang bringt, um sicherzustellen, dass die vorgeschlagenen Maßnahmen technisch umsetzbar, sensibel und menschenzentriert sind.

Die derzeitigen Recyclingtechniken können verbessert werden, um ein besseres Maß an Zirkularität zu erreichen. Die Standardisierung des Batteriedesigns ist für die Verbesserung der Recycling- und Demontageprozesse von entscheidender Bedeutung, da die Batteriedesigns einheitlich sein müssen. Das Fehlen einer einheitlichen Chemie und eines einheitlichen Designs behindert die Recyclingbemühungen. Es ist deshalb wichtig, eine ausgeklügelte Recyclingtechnologie zu entwickeln und umzusetzen. Ältere Recyclingtechnologien sind durch den Energieverbrauch und die Materialrückgewinnungsraten eingeschränkt.  

Technologische Fortschritte und Recyclingverfahren.

Mechanische, hydrometallurgische und pyrometallurgische Verfahren stellen einzigartige Hindernisse dar, darunter die Verwendung gefährlicher Stoffe, ein hoher Energieverbrauch und Emissionen. Technologische Fortschritte erleichtern jedoch die Entwicklung von Recyclingmethoden, die sowohl effizienter als auch umweltverträglicher sind. Führende Nationen bei diesen technologischen Fortschritten, darunter Südkorea, Japan, China und mehrere europäische Länder, setzen ausgefeilte hydrometallurgische und pyrometallurgische Methoden ein, um wesentliche Batteriekomponenten zu gewinnen. Die Umweltauswirkungen und die Effizienz dieser Prozesse sind unterschiedlich. Wenn eine Recyclinganlage eine Altbatterie verarbeitet, zerkleinert und zerkleinert sie zunächst die Batteriezellen und erzeugt so die sogenannte „schwarze Masse“, eine Mischung aus wertvollen Metallen wie Lithium, Mangan, Kobalt und Nickel. Die schwarze Masse wird dann an Verarbeitungsanlagen geschickt, die diese Materialien zurückgewinnen und ihnen neues Leben einhauchen.

Modernste Recyclingtechnologien können wesentliche Elemente effizient aus gebrauchten Elektrofahrzeug-Batterien für Materialrückgewinnung und -wiederverwendung extrahieren. Die Verwendung von wiedergewonnenen Materialien bei der Herstellung neuer Batterien schließt den Kreislauf.

Nachverfolgung und Rückverfolgbarkeit.

Digitale Nachverfolgung und Rückverfolgbarkeit sind unerlässlich, um ein höheres Maß an Zirkularität zu erreichen. Der Einsatz digitaler Überwachungssysteme wie Blockchain könnte die Transparenz und Effizienz beim Batterierecycling verbessern und die Einhaltung von Umweltvorschriften gewährleisten.

Wie eine zirkulären Batteriewirtschaft aufgebaut werden kann.

Die Europäische Union treibt den Übergang zur Elektromobilität durch proaktive Vorschriften voran. Zu den gesetzten Zielen gehören eine Reduzierung der CO2-Emissionen von Neuwagen bis 2030, ein geplantes Verbot von Benzin- und Dieselfahrzeugen ab 2035 sowie strengere Anforderungen an das Recycling und die Haltbarkeit von Batterien. Diese Maßnahmen schaffen einen wichtigen Impuls für die Entwicklung innovativer Recyclinglösungen für Fahrzeugbatterien.

Die Diskussion über das von der EU Green Deal vorgeschlagenes Verkaufsverbot für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor ab 2035 hat dem europäischen Markt für Elektromobilität einen Dämpfer bereitet. Während der Trend zu Elektroautos 2024 in China und den USA weiter an Fahrt aufnimmt, stagnieren die Zulassungszahlen in Deutschland und Europa. Dies wirkte sich auf die Batterieproduktion aus: In der ersten Hälfte des Jahres 2024 wurden Investitionspläne für rund 158 Gigawattstunden vorhergesagter Produktionskapazität zurückgezogen.

Digitalisierung und Rückverfolgbarkeit.

Der Einsatz digitaler Technologien, einschließlich Blockchain, KI, ML und Internet der Dinge (IoT), verändert die Transparenz und Rückverfolgbarkeit der Lieferkette für das Recycling von Elektrofahrzeugbatterien erheblich. Durch die Verwendung ihres dezentralen Hauptbuchsystems verbessert die Blockchain-Technologie die Rückverfolgbarkeit und Transparenz, indem sie jede Transaktion und Bewegung von recycelten Materialien dokumentiert. Dies gewährleistet die Integrität des Prozesses und fördert die Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft. Die Rückverfolgbarkeit wird durch Algorithmen für maschinelles Lernen verbessert, die die Bewegung von Materialien während des Recyclingprozesses überwachen, um die Einhaltung von Vorschriften und Standards sicherzustellen.

Die IoT-Technologie ermöglicht datengestützte Erkenntnisse und Echtzeitüberwachung mithilfe von Sensoren, die wichtige Informationen über den Zustand der Batterie, die Materialzusammensetzung und die Prozesseffizienz sammeln, um die Recyclingverfahren zu verbessern. Insgesamt fördert die Digitalisierung im Bereich des Recyclings von Elektrofahrzeugbatterien die Rechenschaftspflicht, optimiert die Betriebsabläufe und fördert eine höhere Effizienz und Nachhaltigkeit.

Obwohl die Digitalisierung vielversprechende Aussichten für die Verbesserung des Recyclings von Elektrofahrzeugbatterien bietet, müssen verschiedene Hindernisse überwunden werden. Die Wahrung des Datenschutzes und der Datensicherheit ist bei der Integration von Blockchain- und IoT-Technologien von größter Bedeutung.

Recyclinginfrastruktur.

Darüber hinaus ist eine umfassende Beteiligung und Zusammenarbeit verschiedener Parteien erforderlich, um diese digitalen Tools in die derzeitige Recyclinginfrastruktur zu integrieren. Die Möglichkeiten, die die Digitalisierung bietet, sind jedoch umfangreich. Digitale Technologien können durch Verbesserungen in den Bereichen Rückverfolgbarkeit, Effizienz und Nachhaltigkeit erheblich zur Ausweitung des Recyclings von Elektrofahrzeugbatterien und zur gewissenhaften Deckung des steigenden Bedarfs an recycelten Materialien beitragen. Die Umsetzung der Digitalisierung in Recyclingverfahren wird eine entscheidende Rolle bei der Schaffung eines Batterie-Ökosystems spielen, das sowohl nachhaltig als auch kreislauforientiert ist, während der Markt für Elektrofahrzeuge weiter wächst.

Automobilunternehmen setzen auf Batterierecycling.

Trotz dieser politischen Unsicherheiten ist die E-Mobilität immer noch auf dem Vormarsch. Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung schätzt, dass der Marktanteil von Elektroautos in Europa bis 2030 auf fast 60 Prozent steigen wird. Selbst wenn in Europa nur ein kleiner Anteil der Batterien für diese Autos produziert wird, wird das Recyclingvolumen exponentiell wachsen. Und es gibt keine Alternative zur Rückgewinnung wertvoller Rohstoffe wie Lithium, Kobalt und Nickel. Unternehmen und Konsortien auf der ganzen Welt investieren daher in Technologien und Anlagen zur nachhaltigen Kreislaufwirtschaft.

Und - obwohl die europäische Batterieproduktion in letzter Zeit einen Rückschlag erlitten hat, bleibt das Batterierecycling ein zentrales Thema für die Zukunft, auch für die chemisch-mechanische Verfahrenstechnik. Automobilunternehmen, aber auch andere Akteure planen und bauen derzeit Recyclingfabriken.

 

Hindernisse für eine zirkulären Batteriewirtschaft.

Die Sammlung von Elektrofahrzeug-Batterien noch nicht etabliert. Infrastruktur für die Sammlung, Logistik und das Recycling von Altbatterien: Die Netzwerke für Sammlung, Transport und Demontage sind noch nicht ausreichend entwickelt, um die Menge an Altbatterien zu bewältigen, die in den kommenden Jahren verfügbar sein wird.

Die Nachfrage nach den recycelten Produkten ist aktuell noch unzureichend. Hohe Recyclingkosten: Es ist billiger, neue Mineralien aus dem Boden zu gewinnen, als alte zu recyceln. Heutzutage ist das Recycling aufgrund der hohen Kosten für die Sammlung, den Transport und die Handhabung gebrauchter Batterien sowie der Kosten für die Beschaffung von Rohstoffen, seien es Altbatterien oder Schwarzmasse, teuer. Ohne Kostenvorteile oder politische Unterstützung werden Batteriehersteller weiterhin auf neu gewonnene Mineralien setzen, die billiger sind als recycelte Materialien.

  

Fazit Kreislaufwirtschaft und Batterierecycling von Elektrofahrzeug-Batterien.

 

Durch die Integration von Prinzipien der Kreislaufwirtschaft und die Verbesserung der Kompetenz im Recycling von Elektrofahrzeug-Batterien kann eine praktikable Strategie zur Erreichung der in der Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung festgelegten Ziele entwickelt werden. Die Prinzipien der Kreislaufwirtschaft, einschliesslich abfallfreier Gestaltung, Wiederverwendung von Materialien und Produkten sowie Regeneration von natürlichen Systemen sind ein Paradigmenwechsel. Die Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft für Batterien konzentriert sich deshalb auf Sammlung und Transport, Sortierung, Wiederverwendung und Recycling.

Die Entwicklung von Fähigkeiten ist für die Umsetzung nachhaltiger Recyclingpraktiken unerlässlich. Um finanzielle Vorteile voll auszuschöpfen, müssen erhebliche Investitionen in die Recyclinginfrastruktur getätigt sowie regulatorische Unsicherheiten und technologische Hindernisse überwunden werden.

Das Recycling von Batterien bietet eine Vielzahl weiterer Vorteile, darunter die Minderung der Bedenken hinsichtlich der öffentlichen Gesundheit und der Umwelt, die sich aus der herkömmlichen Entsorgung ergeben können. Die Möglichkeit, diese Materialien aus Altbatterien von Elektrofahrzeugen zu extrahieren und wiederzuverwenden, wird letztendlich die Kosten senken und unseren Bedarf an neuen Mineralien verringern. Der Ausbau des inländischen Recyclings kann auch die Angebots- und Preisvolatilität auf den globalen Märkten mindern und Tausende neuer Arbeitsplätze schaffen.

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Illustration Kreislaufwirtschaft - mit freundlicher Genehmigung, Copyright Librec AG.

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