Wie Lithium, Nickel und Co. den Erfolg der E-Mobilität beeinflussen

Sollen die Pariser Klimaziele eines CO2-neutralen Verkehrssektors bis 2050 erreicht werden, dann führt wohl kein Weg an Antriebstechnologien vorbei, die rein auf die Batterie oder die Brennstoffzelle zur Erzeugung von Energie setzen. Damit lässt sich im Verkehr der Ausstoß klimaschädlicher Emissionen verhindern.

Doch auch die alternativen Technologien benötigen den Abbau und Einsatz von heiklen Rohstoffen wie Lithium, Kobalt oder Platin. Eine Studie der baden-württembergischen Landesagentur E-mobil BW, die der Automobilwoche vorab exklusiv vorliegt, hat nun erstmals Herkunft, Abbaubedingungen, Preisschwankungen und das Recycling der Rohstoffe untersucht – vor allem bei Kobalt und Platin sind die Reserven durchaus begrenzt.

"Deutschland verfügt bei vielen wichtigen Rohstoffen über geringe bis keine Vorkommen. Das betrifft Öl, Gas – aber eben auch beispielsweise Kupfer, Aluminium, Lithium, Kobalt oder seltene Erden", sagte e-mobil-Chef Franz Loogen der Automobilwoche. "Es ist für die verarbeitende Industrie auch in der Elektromobilität von großer wirtschaftlicher Bedeutung, diese Rohstoffe zu vernünftigen Preisen auf dem Weltmarkt einkaufen zu können."

Die Studie arbeitet dabei mit der Annahme, dass ein Viertel der heute auf den Straßen befindlichen 1,3 Milliarden Fahrzeuge mit Brennstoffzelle oder rein batterieelektrischem Antrieb ausgestattet sind. Zwar könnten diese alle mit den notwendigen Rohstoffen versorgt werden, doch sind die Vorkommen unterschiedlich verteilt.

Für Kobalt beispielsweise wären knapp die Hälfte der heutigen Reserven notwendig. Unter der Annahme einer hohen Platinbeladung in der Brennstoffzelle wären laut Studie 22 Prozent geschätzten Reserven notwendig. Während nur temporäre Engpässe und Verknappungen zu erwarten wären, müsste doch die Fördermenge deutlich erhöht werden: Bei Lithium um das Fünfeinhalbfache, bei Kobalt um das Doppelte, bei Platin um das bis zu Dreieinhalbfache der heutigen Menge.

Während beispielsweise bei der Gewinnung von Lithium vor allem die Wasserentnahme in teils trockenen Gebieten als problematisch gilt, ist Kobalt in vielerlei Hinsicht ein schwieriger Rohstoff. 60 Prozent des weltweiten Vorkommens sind in der Republik Kongo in Afrika konzentriert. Die Arbeitsbedingungen in den Minen sind teils verheerend, Kinderarbeit ist noch immer weit verbreitet. Auch die Geschäfte mit dem Rohstoff sind nicht immer klar nachvollziehbar.

"Durch mangelnden Arbeitsschutz beim Kobaltabbau entstehen viele gesundheitliche Probleme wie Erkrankungen der Atemwege und Hautleiden", heißt in der Studie. Dazu kommen schwere Umweltbelastungen durch die Bergbauminen. Platin wird hauptsächlich in Südafrika abgebaut. Da die benötigte Energie hauptsächlich aus Kohlekraftwerken stammt, entstehen hier viele Treibhausgase bei der Gewinnung. "Es ist uns in Deutschland wichtig, dass auch die Material-Vorkette unserer Produkte zunehmend nachhaltig gestaltet wird", sagt Loogen.

Die große Nachfrage nach Rohstoffen von Kobalt bis Kupfer hat in den vergangenen Jahren zu erheblichen Preisschwankungen geführt. Viele Autohersteller und Zulieferer haben daher im vergangenen Jahr die Rohstoffpreise als Ursache für gesunkene Gewinne angegeben. So kostete die Tonne Kobalt Anfang 2016 noch knapp über 20.000 Dollar, Anfang 2018 waren es über 90.000 Dollar, bevor die Preise wieder etwas zurückgingen.

Der Lithium-Preis kletterte im selben Zeitraum von 8000 auf 18.000 Dollar. Auch für Nickel und Platin mussten Unternehmen kurzfristig zum Teil den dreifachen Preis bezahlen. Da die Produktion der Rohstoffe ausgeweitet wurde, könnten die Materialien aber in Zukunft wieder günstiger werden.

Auf Basis der Ergebnisse leitet die Studie sieben Handlungsempfehlungen ab. An oberster Stelle steht dabei die Reduktion von Rohstoffabhängigkeiten durch eine verringerte Verwendung kritischer Rohstoffe. So konnte etwa der Platin-Anteil in einer Brennstoffzelle von Generation zu Generation deutlich verringert werden.

Experten gehen davon aus, dass die Herstellungskosten für Brennstoffzellensysteme bis zum Jahr 2025 um 80 Prozent sinken. Daimler-Chef Ola Källenius kündigte kurze Zeit nach seinem Amtsantritt im Mai an, den Anteil teurer Rohstoffe wie Kobalt, Nickel oder Mangan bei Elektroautos deutlich senken zu wollen.

Zweitens müssten nach Angaben der Studienmacher Kooperationen zwischen der verarbeitenden Industrie und den Rohstoffanbietern geschaffen werden, um die "Planungssicherheit hinsichtlich zukünftiger Marktbedingungen auf beiden Seiten" zu erhöhen. Die dritte Empfehlung der Studie zielt auf eine verstärkte Kooperation zwischen Industrie und Recyclingunternehmen ab und darauf, die Wiedergewinnung der Materialien effizienter und wirtschaftlicher zu gestalten. Dabei geht es unter anderem um eine verstärkte Automatisierung in den einzelnen Prozessen und Kooperationen von Beteiligten entlang der Wertschöpfungskette, um die Potenziale des Recyclings voll auszuschöpfen.

Als vierter Punkt werden politische Maßnahmen angeführt, die dazu beitragen, die Stoffkreisläufe zu schließen. Dazu gehörten insbesondere die Überarbeitung der europäischen Batterierichtlinie und die Einführung von individuellen Mindestrecyclingquoten für bestimmte Materialien statt der bisherigen Regelung. Von größter Bedeutung sei zudem die "positive Gestaltung der Lieferkette von Primärrohstoffen", also eine Erhöhung der Transparenz unter Mitwirkung sämtlicher Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette.

Als sechste Maßnahme werden ganzheitliche Betrachtungen als Entscheidungsgrundlage zur Festlegung der regulatorischen Vorschriften im Verkehrssektor gefordert, um eine faire Vergleichsbasis für die Technologien sicherzustellen und um Verschiebungseffekten vorzubeugen.

Zuletzt wird die Sicherstellung einer belastbaren und aktuellen Informationsbasis im Themenfeld des Rohstoffbezugs als äußerst wichtige Grundlage dargestellt, um die breite Öffentlichkeit für die damit zusammenhängenden Herausforderungen zu sensibilisieren. "Man darf also durchaus festhalten, dass in der Materialkette auf uns große Herausforderungen warten. Mit unserer Studie wollen wir die Diskussion darum fördern und vor allem Handlungsansätze aufzeigen", so Loogen.

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