LFP-Batterien Teil 2: Recycling und Rohstoffrückgewinnung in Deutschland | Green ICT Courses
In diesem Video geht Sanna Juola-Richter vom Fraunhofer IZM vertiefend auf die zentrale Frage ein, was mit Batterien am Ende ihrer Lebensdauer geschieht. Sie untersucht die zukünftigen Abfallmengen, die technologische Infrastruktur in Deutschland und die Frage, ob Deutschland bereit ist, Batterien in großem Maßstab zu recyclen und kritische und strategische Rohstoffe zurückzugewinnen. Dieses Tutorial ist die Fortsetzung des ersten Videos, welches einen allgemeinen Überblick über LFP- & LMFP- Batterien bietet.
Prognose der Abfallmengen
Die Prognose der anfallenden und gesammelten Abfallmengen an LFP- und LMFP-Batterien in Deutschland zeigt eine zeitliche Verzögerung. Dies liegt daran, dass der Marktanteil der LFP-Batterien in Deutschland derzeit noch gering ist. Es wird jedoch erwartet, dass in den nächsten Jahren das Aufkommen von elektrischen Fahrzeugen und damit der Batterien deutlich steigt. Da die LFP-Batterien Schätzungen zufolge eine Lebensdauer von ca. zehn Jahre haben, werden sie voraussichtlich ab dem Jahr 2030 in die Abfall-Sammelsysteme zurückgeführt.
Insgesamt wird die Gesamtmenge des Abfalls von LFP-Batterien von 2,2 Kilotonnen im Jahr 2022 auf ca. 540 Kilotonnen im Jahr 2050 ansteigen.
Die Recyclinginfrastruktur von Lithium-Ionen-Batterien in Deutschland
Sanna Juola-Richter hat eine Recherche der Anlagenbetreiber in Deutschland durchgeführt, die sich mit dem Recycling von LFP-Batterien beschäftigen oder beschäftigen werden, um zu analysieren, wie Deutschland die zukünftigen Batterie-Mengen recyclen kann. Insgesamt werden voraussichtlich 32 Anlagen von 26 Betreibern existieren, die sich dem Recycling von Lithium-Ionen-Batterien widmen. Diese Infrastruktur lässt sich im Wesentlichen in zwei Anlagentypen unterteilen:
- Spokes (Speichen): Diese Anlagen übernehmen die mechanische Aufbereitung und Vorbehandlung. Sie produzieren die sogenannte »schwarze Masse« – eine konzentrierte Mischung aus Anoden- und Kathodenmaterial. Spoke-Anlagen werden den größten Anteil der Recyclingkapazität ausmachen.
- Hubs (Knotenpunkte): Hier erfolgt die chemische Rückgewinnung der Rohstoffe aus der schwarzen Masse, meist durch Hydrometallurgie, Pyrometallurgie oder direktes Recycling. Dabei werden wertvolle Stoffe wie Lithium, Kobalt, Nickel oder Kupfer zurückgewonnen.
Rückgewinnung kritischer Rohstoffe – Materialflussanalyse (MFA)
Mit einer Materialflussanalyse (MFA) wird erfasst, wie viele strategische und kritische Rohstoffe wie Lithium, Kobalt oder Nickel durch geeignete Verfahren zurückgewonnen werden können. Im Jahr 2022 gab es eine vergleichsweise geringe Menge an Alt-Batterien und nur 43 % dieses Anteils wurde recycelt. Dabei wurde als Recyclingverfahren vor allem die Pyrometallurgie eingesetzt, bei dem jedoch nur wenige Rohstoffe zurückgewonnen werden konnten und wichtige Rohstoffe verloren gingen.
Bis zum Jahr 2030 muss also ein geeigneteres Verfahren als die reine Pyrometallurgie eingesetzt werden, um das hohe Aufkommen an Batterien fachgerecht zu recyclen. Ca. 70 % der LFP-Batterien müssen künftig in Spoke-Anlagen verarbeitet werden, wo wertvolle Materialien in Form von schwarzer Masse zurückgewonnen werden können. Weitere 20 % der Batterien wird künftig voraussichtlich in einer Kombination aus mechanischer und hydrometallurgischer Verarbeitung unterzogen, wodurch Lithium, Kupfer und Aluminium zurückgewonnen werden können. Der kleinste Anteil wird gemäß der Recyclinginfrastruktur-Planung in Pyrometallurgie-Anlagen verarbeitet. Insgesamt können so bis zum Jahr 2030 circa 10 Kilotonnen an kritischen Rohstoffen zurückgewonnen werden.
Die geplanten Recyclingkapazitäten von 177 Kilotonnen stehen einem erwarteten Abfallaufkommen von 540 Kilotonnen im Jahr 2050 gegenüber. Damit wird das derzeit absehbare Recyclingpotenzial voraussichtlich nicht ausreichen, um die zukünftigen Mengen an Batterieabfall vollständig zu bewältigen.
Ausblick
Damit das Recycling von LFP- und LMFP-Batterien zukunftsfähig wird, sind laut Sanna Juola-Richter zwei Hebel entscheidend: Technischer Fortschritt im Recyclingbereich sowie ein strengerer regulatorischer Rahmen. Um hochwertige Materialien effektiv zurückzugewinnen, müssen Recyclingtechnologien dringend weiterentwickelt und durch bessere Daten, flexibel anpassbare Strategien sowie strengere Vorschriften unterstützt werden. Eine verstärkte Zusammenarbeit aller Beteiligten entlang der gesamten Wertschöpfungskette ist dabei essenziell, um die Rückgewinnung kritischer Rohstoffe dauerhaft sicherzustellen.
Mehr Informationen gibt es im Video.