Handlungsempfehlungen für verbesserten Batterielebenszyklus
Recyclingeffizienz von Batterien maximieren
© plainpicture / Hanka Steidle
Lithium-Ionen-Batterien sind Grundvoraussetzung für den Ausbau der Elektromobilität. Um die damit einhergehenden Umweltauswirkungen so gering wie nötig zu halten, müssen die Nutzungsdauer maximiert und der Ressourceneinsatz minimiert werden. Die Wissenschaftler*innen des Öko-Instituts haben mit ihren Projektpartner*innen im Projekt „Batterielebenszyklus – greenBattNutzung“ nun Handlungsempfehlungen entwickelt:
Recyclingeffizienzen & Rückgewinnungsquoten regulatorisch steigern
Die EU-Batterieverordnung (BATT2) gibt Rückgewinnungsquoten für Kobalt, Kupfer, Nickel und Lithium vor. Darüber hinaus sollten jedoch auch weitere Materialien wie Graphit, Aluminium und Mangan zurückgewonnen und Recyclingprozesse – fortlaufend flexibel, analog zu den veränderten Batteriechemien allgemein – anpasst werden. Für gleiche Standards hilft eine ausdifferenzierte Definition von Recyclingeffizienz, die für die Berechnung zwischen Zell-, Modul- und Packebene unterscheidet. Die einheitliche Gestaltung von Batterien kann das Recycling erleichtern, allerdings sollten Ansätze zur Standardisierung von Zellformaten nicht den Technologiefortschritt hemmen.
Eine wichtige Komponente im Prozess ist die Digitalisierung, die zur Erhöhung und Überwachung der Quoten beitragen kann. Zudem sollte der Gesetzgeber Rahmenbedingungen für risikoarme Kooperationen zwischen Batterieherstellern und -recyclern schaffen. Dafür wäre die Kopplung einer Informationsplattform an den Batteriepass, der ab dem Jahr 2027 EU-weit verpflichtend ist, denkbar.
Informationen entlang der Wertschöpfungskette zugänglich machen
Die zentralen Akteure benötigen entsprechende Informationen zu Rohstoffen als Teil der Batterie, der Batterieproduktion sowie deren Nutzung. Damit sind beispielsweise Daten zum Aufbau und dem Gesundheitszustand der Batterie gemeint, aber auch das Alterungsverhalten der Batterien während der Erstnutzung. Diese ermöglichen eine optimierte Zweitnutzung und verbessern die automatisierte Demontage sowie das Recycling. Dafür braucht es Datenschnittstellen zwischen den Akteuren im Batterieökosystem. Für das Recycling und die Rückführung von Rohstoffen in die Batterieproduktion sind Definitionen der Qualitätsansprüche an die Stoffströme notwendig.
Die Lebensdauer von Batterien erhöhen & das Recycling erleichtern
Aus ökologischer Sicht ist eine möglichst lange Lebensdauer von Batterien wünschenswert und ein entsprechendes Design sollte daher regulatorisch gefördert werden. Und auch die Normierung und Standardisierung des Batteriedesigns über verschiedene Hersteller hinweg ist erstrebenswert. Für eine leichtere, automatisierte Batteriedemontage braucht es zugängliche Komponenten und Verbindungselemente, damit diese von Robotern gelöst und entnommen werden können.
Wiederverwendung und Umnutzung unterstützen
Um nach Ablauf der Erstanwendung über eine Weiterverwendung oder Umnutzung zu entscheiden, sind Angaben zum Grund für das Ende der Erstanwendung essenziell und könnten beispielsweise im Rahmen des Batteriepasses zugänglich gemacht werden. Daten zur verwendeten Zellchemie ermöglichen darüber hinaus die Gruppierung gleichartiger Systeme – sowohl für eine Wiederverwendung als auch das Recycling.
Gesamtsystembewertung als Grundlage für Projektförderung sowie Investitionen
Durch die Nutzung entsprechender zusammengeführter digitaler Simulationen aus dem Batteriecluster können die Potenziale neuer Materialien auf Systemebene in relevanten Anwendungen und damit die ökologischen Auswirkungen sehr schnell abgeschätzt werden. Dies könnte in Zukunft nicht nur für Investitionsentscheidungen, sondern auch für staatlich geförderte Projekte als Grundlage und zugleich als Kriterium für die Mittelzuwendung dienen.
Die Handlungsempfehlungen entstanden aus dem Begleitvorhaben „Batterielebenszyklus – greenBattNutzung“ im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierten Dachkonzepts zur Batterieforschung.
