Elektrofahrzeuge gehen mit einem großen CO2-Makel an den Start. Die Schlüssel zu mehr Nachhaltigkeit: regenerative Energie bei der Produktion und neue Typen von Zellen.
Lithium-Erz: Der Stoff, aus dem die Akkus sind: Rund 110 Gramm Lithium werden pro Kilowattstunde Batteriekapazität benötigt.
Mit der E-Mobilität kehren sich die Verhältnisse um: Klassische Verbrennerfahrzeuge verursachten den größten Teil der übers ganze Fahrzeugleben gerechneten CO2-Emissionen beim Fahren. Bei Batteriefahrzeugen hingegen sind die der Produktion für den Löwenanteil verantwortlich.
Der größte CO2-Verursacher ist hier die Batterie mit einem Anteil von 40 bis 60 Prozent. Hinzu kommt, dass manche Batterierohstoffe unter sozial und ökologisch sehr bedenklichen Bedingungen gewonnen werden.
Für den CO2-Rucksack aktueller Batterien sind vor allem Nickel, Mangan, Kobalt, Lithium und Grafit verantwortlich, bei deren Abbau und Aufbereitung sehr viel CO2 erzeugt wird. Im weltweiten Durchschnitt werden laut McKinsey-Schätzung bei der Herstellung von Batteriezellen 100 Kilogramm CO2 pro Kilowattstunde verursacht. McKinsey rät, innerhalb von fünf bis sieben Jahren die Emissionen im Vergleich zu heute um bis zu 75 Prozent zu senken.
Daran arbeiten Automobilhersteller bereits. BMW etwa bezieht ab 2024 Batteriezellen aus der Northvolt-Gigafactory im nordschwedischen Skellefteå, wo ausschließlich lokal erzeugter Strom aus Wind- und Wasserkraft eingesetzt wird. In der sechsten Batteriegeneration, die ab 2025 in BMWs Neuer Klasse verbaut werden soll, kommen Rundzellen zum Einsatz, in denen auch recyceltes Kobalt, Lithium und Nickel beigemischt wird. Zusammen mit der Verpflichtung der Zelllieferanten, nur noch Grünstrom zu nutzen, soll der CO2-Fußabdruck der Batteriezellen um bis zu 60 Prozent sinken.
Ein Stellhebel ist die Mischung der Kathodenmaterialien. Derzeit wird in Europa am häufigsten Lithium sowie Nickel, Kobalt und Manganoxid im Verhältnis 6:2:2 eingesetzt. Entwickler versuchen, den Nickel-Anteil zu erhöhen und dafür weniger Kobalt und Mangan zu verwenden.
Eine bereits verfügbare Variante zur CO2-Einsparung sind Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP, Lithium-Ferrophosphat). Die Berater von McKinsey gehen davon aus, dass Lithium-Eisenphosphat-Batterien im Schnitt 15 bis 25 Prozent weniger CO2-Emissionen verursachen. Sie kommen ohne Nickel und Kobalt aus, sind billiger und langlebiger als Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Zellen. Allerdings haben sie eine niedrigere Energiedichte und geringere Reichweite.
Aber ihre Bedeutung nimmt zu. Beim neuen Volvo EX30 oder im Ford Mustang Mach-E können Kunden zwischen den beiden Batterievarianten wählen. BMW hat seine sechste Batteriezellgeneration, die Rundzellen für die Neue Klasse, so entwickelt, dass dort auch Kathoden aus Lithium-Eisenphosphat verwendet werden können. Auch Mercedes-Benz kündigte an, sich die LFP-Option offenzuhalten.
Deshalb geht das britische Advanced Propulsion Center (APS) davon aus, dass – auch um die Abhängigkeit von Nickel und Kobalt zu senken – 25 Prozent der Batteriekapazität der in Europa verkauften Fahrzeuge auf LFP-Batterien oder -Varianten entfallen werden. Laut APS hatte Tesla schon vor einem Jahr in seinen Fahrzeugen einen LFP-Anteil von 50 Prozent.
Ohne Nickel, Mangan und Kobalt sollen Lithium-Schwefel-Batterien auskommen, die Stellantis mit dem Silicon-Valley-Unternehmen Lyten entwickeln und ab 2030 serienreif machen will. En passant sollen diese Akkus eine doppelt so hohe Energiedichte, aber einen um 60 Prozent geringeren CO2-Fußabdruck als Lithium-Ionen-Akkus haben. Dafür hat sich Stellantis an Lyten beteiligt.
Ein anderes Nachhaltigkeitsthema ist die Lithiumgewinnung, die teilweise die Umwelt erheblich belastet. 80 Prozent des derzeit gewonnen Lithiums stammen aus Australien und Chile, und dort wiederum aus der Salar de Atacama, wo der Wasserhaushalt durch den Lithiumabbau als gefährdet gilt.
So entwickelt sich unter Lithium-Lieferanten ein Wettbewerb um CO2-freie und umweltschonende Gewinnungsmethoden. Vulcan Energie Resources nimmt für sich in Anspruch, komplett CO2-neutrales Lithium aus Deutschland liefern zu können, indem das Element dem Thermalwasser aus Geothermieanlagen entzogen wird.
Renault will von Vulcan ab 2026 jährlich 6000 bis 17.000 Tonnen Lithiumcarbonat-Äquivalente in Batteriequalität kaufen und so zwischen 300 und 700 Kilo CO2 pro 50-kWh-Batterie einsparen. Auch die VW-Batterietochter PowerCo hat einen langfristigen Liefervertrag mit Vulcan.
Stellantis ist mit einer Beteiligung über 50 Millionen Euro zum zweitgrößten Aktionär von Vulcan geworden und kauft ebenfalls bei dem Unternehmen.
Mercedes-Benz lässt sich ab 2026 jährlich rund 10.000 Tonnen Lithiumhydroxid vom kanadisch-deutschen Start-up Rock Tech Lithium liefern. Spätestens 2030 soll die Produktion CO2-neutral werden.
Um die CO2-Bilanz zu verbessern, ist es natürlich enorm wichtig, genau zu wissen, wo in der Lieferkette wie viel CO2 entsteht. Hier soll das Datenökosystem Catena-X Aufschluss geben. Das ist auch nötig, denn ab 2024 will die EU von den Herstellern einen Batteriepass sehen, der unter anderem den CO-Fußabdruck ausweist. Auf dieser Basis sollen dann auch Grenzwerte entwickelt werden, die für 2027 avisiert sind.
Dieser Text stammt aus der Automobilwoche-Edition "Sustainability". Mehr erfahren
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