Daran hakt es beim Recyceln von Akkus

Rohstoffe zurückgewinnen

Daran hakt es beim Recyceln von Akkus

In wenigen Jahren müssen Zehntausende Akkus aus Elektroautos recycelt werden. Aber es gibt noch Probleme dabei, die wertvollen Rohstoffe herauszuholen.

1. September 2020 | Aktualisiert: 26. Januar 2021

Inhalt

Darum geht’s: Viel zu wenige Akkus werden recycelt
Darum müssen wir drüber sprechen: Jeder Akku enthält wertvolle Rohstoffe
Aber: Nicht alle Rohstoffe werden recycelt
Und jetzt? Rücklauf und Recycling müssen sich verbessern

Darum geht’s: Viel zu wenige Akkus werden recycelt
Darum müssen wir drüber sprechen: Jeder Akku enthält wertvolle Rohstoffe
Aber: Nicht alle Rohstoffe werden recycelt
Und jetzt? Rücklauf und Recycling müssen sich verbessern

Darum geht’s:

Viel zu wenige Akkus werden recycelt

In jedem Akku, den wir kaufen, stecken wertvolle Rohstoffe wie Nickel, Mangan, Kobalt, Grafit, Aluminium, Kupfer oder Stahl. Recycelt man die Akkus, kann die Industrie die Rohstoffe für neue Akkus oder anderweitig nutzen. Das große Problem: Im Jahr 2018, für das es die aktuellsten Zahlen gibt, wurden insgesamt nur ungefähr 48 Prozent aller verkauften Akkus auch wieder nach Gebrauch eingesammelt, also nicht einmal jeder zweite. Die restlichen Batterien landen im Hausmüll und werden mitsamt ihren wertvollen Inhaltsstoffen verbrannt.

Oder sie kommen gar nicht erst wieder in den Umlauf. Laut Wuppertal-Institut für Klima, Umwelt, Energie werden etwa die meisten gebrauchten Handys nicht ins Recycling gegeben, sondern in Schubladen aufgehoben. Nach einer repräsentativen Umfrage sind das 200 Millionen alte Handys, die deutsche Haushalte in Schubladen horten. Man müsste also entweder ein Pfand- oder ein Bonussystem einführen, sodass möglichst viele Akkus zurückgegeben werden. Das schlagen einige Politiker und Umweltverbände vor, aber handeln nicht.

Darum müssen wir drüber sprechen:

Jeder Akku enthält wertvolle Rohstoffe

Heute werden größtenteils Lithium-Ionen-Akkus verwendet. Denn kein anderer Akku kann auf so wenig Platz so viel Energie speichern und lässt sich gleichzeitig so häufig wieder aufladen, ohne Qualität einzubüßen. Lithium-Ionen-Akkus nutzen wir in Handys, Laptops, in Fotoapparaten und Kameras, in Rasenmähern und Bohrmaschinen, aber auch in Autos und E-Bikes.

Ein 400 Kilogramm schwerer Akku mit 50 Kilowattstunden für ein Auto enthält beispielsweise:

6 Kilogramm Lithium
10 Kilogramm Mangan
11 Kilogramm Kobalt
32 Kilogramm Nickel
100 Kilogramm Grafit

So funktioniert ein Akku

Ein Akku besteht aus einem Gehäuse und zwei Elektroden, also einem Plus- und einem Minuspol, über die der elektrische Strom in den Akku hinein- oder hinausfließen kann. Im Inneren befindet sich eine Flüssigkeit, der Elektrolyt. Darin können sich die Lithium-Ionen bewegen. Sie transportieren den Strom, indem sie zwischen den Elektroden hin- und herwandern. Damit es keinen Kurzschluss gibt, werden die Elektroden, also Plus- und Minuspol, in der Mitte des Akkus voneinander getrennt. Dieser sogenannte Separator lässt die Lithium-Ionen gleichmäßig passieren. So gibt es weder einen Kurzschluss noch fließt der Strom zu schnell oder ungleichmäßig.

Aber:

Nicht alle Rohstoffe werden recycelt

Akkus werden recycelt, indem sie zunächst auf 600 Grad Celsius erhitzt werden, damit der Elektrolyt verdampft. Ansonsten bestünde Explosionsgefahr. Dann werden die Akkus geschreddert und die einzelnen Komponenten in einem mehrstufigen Verfahren getrennt.
In einem anderen Verfahren werden die Batterien nicht erhitzt, sondern hermetisch abgeschlossen direkt geschreddert.

Aus dem Gehäuse der Akkus wird Stahl gewonnen. Aus den Elektrodenfolien kann man Aluminium und Kupfer zurückgewinnen. Als Drittes fällt ein Konzentrat an, das aus Nickel, Kobalt, Mangan und Grafit besteht. Alle diese Stoffe können verkauft und wieder neu verwendet werden.

Nur das begehrte Lithium wird mit der am Ende übrig gebliebenen Schlacke deponiert. Denn: Noch ist es billiger, Lithium vor allem in Südamerika und Australien mit allen negativen Folgen für die Umwelt und die Bevölkerung abzubauen, als es zu recyceln.

Und jetzt?

Rücklauf und Recycling müssen sich verbessern

Die beste Sammelquote haben Bleisäureakkus. Das sind die Batterien, mit denen man ein normales Benzin- oder Dieselauto startet. Der Grund: Die Händler sind verpflichtet, die Batterien zurückzunehmen. Und der Autokäufer muss ein Pfand von 7,50 Euro zahlen, das er erstattet bekommt.
Bei anderen Akkus ist das nicht der Fall. Daher fordert unter anderem das private Wuppertal-Institut einen Pfand für Handys, damit mehr gebrauchte Geräte ins Recycling zurückkommen.

Gleichzeitig arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Verfahren, wie sie gerade das Lithium aus alten Akkus wirtschaftlich wiedergewinnen können. Die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH Aachen) forscht an einem sogenannten Early-Stage-Li-Recovery-Verfahren. Damit soll nach der Erhitzung der Batterien auf 600 Grad Celsius Lithium zurückgewonnen werden. Zurzeit werden dazu zwei verschiedene Verfahrensweisen getestet. Wirtschaftlich lohnt es sich allerdings im Moment noch nicht, da die Menge an zurückgewonnenem Lithium noch zu gering ist.

Autor: Marcus Schwandner