Die Mythen um Lithium für Elektroautos

By Gordian Hense
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Immer wieder wird von Kritikern der Elektromobilität die Frage nach Lithium aufgeworfen. Es wird behauptet, Lithium sei eine „seltene Erde“, die nur ganz wenig auf unserem Planeten vorkommt. In Batterien für Elektroautos würden Unmengen von Lithium verbaut. Die Abbaumethoden wären nicht nachhaltig, umweltschonend und Menschen würden ausgenutzt. Wir wollen hier deswegen gegen einige dieser Mythen und Verschwörungstheorien vorgehen und die Dinge klar stellen.

Mythos 1 – Die Lithium-Mengen auf der Welt reichen nicht für alle Elektroautos!

Laut dem United States Geological Survey, mit Stand 2020, gibt es heute ein „exploriertes“ Vorkommen von Lithium von rund 80 Millionen Tonnen auf der Welt. Exploriert heisst, dass Geologen die Vorkommen entdeckt haben und sie zum Abbau bereitstehen. Die durch Minen davon erschlossene Menge beträgt rund 17 Millionen Tonnen. Noch 2015 ist man von nur 14 Millionen Tonnen Vorkommen ausgegangen. Das heisst, wenn die Geologen noch mehr Vorkommen explorieren, dann ist die Situation mehr als entspannt.

Ein typischer Akku in einem Elektroauto, wie dem Tesla Model S, enthält 10 kg Lithium. Bei modernen Akkus für Elektroautos beträgt der Lithiumanteil pro kWh nur rund 150 Gramm. Im Jahr 2019 waren laut ADAC rund 8 Mio. Elektroautos weltweit im Einsatz. Bei einem durchschnittlichen Akku von 60 kWh Kapazität sind das nur 9 kg Lithium pro Auto, also 72’000 Tonnen für alle 8 Mio. Elektroautos. Bleiben also noch rund 79.9 Millionen Tonnen für weitere E-Autos. Vorausgesetzt, die zukünftigen Akkus enthalten ebenso viel Lithium, wie bisher, was unwahrscheinlich ist, könnte man 8.9 Milliarden Elektroautos bauen bis die Vorkommen zur Neige gehen. Weltweit kommen derzeit ca. 2.3 Millionen Elektroautos jährlich hinzu. Das heisst man könnte, wenn die Mengen Lithium pro Akku so gleich bleiben, rund 3’870 Jahre so weiter machen und Akkus mit Lithium in Elektroautos verbauen. Also sehr lange. Ob wir dann überhaupt noch fahren ist eine andere Frage.

Die Weiterentwicklung der Akkus für Elektroautos schreitet in extremer Geschwindigkeit fort. Lithium ist im Vergleich ein teures Material. Deshalb streben alle Hersteller danach andere Materialien einzusetzen, die günstiger sind. Bei der Lernkurve für die Entwicklung von Elektroautos ist davon auszugehen, dass die Menge an Lithium in Akkus, in den nächsten 5 Jahren, um die Hälfte fallen wird. Damit erhöht sich noch einmal die Anzahl möglicher Akkus, die man bauen könnte.

Übrigens, eines der grössten Vorkommen von Lithium in den USA liegt in der Wüste von Nevada. Direkt vor den Toren des Batteriewerks von Tesla. Tesla hat sich grosse Flächen in der Wüste von Nevada gesichert um dort Lithium abzubauen. Die Vorteile liegen auf der Hand. Der Transportweg in die Werkshallen ist wohl der kürzeste den es gibt – also mit sehr wenig CO2 Erzeugung zu überwinden. Es werden US-Standards bei dem Arbeitsrecht, der Sicherheit und dem Naturschutz angesetzt und eingehalten.

Dank der anhaltenden Exploration haben die identifizierten Lithiumressourcen weltweit erheblich zugenommen, sie ergeben insgesamt etwa 80 Millionen Tonnen. Lithiumressourcen in den Vereinigten Staaten bestehen aus kontinentalen Solequellen, geothermische Solen, Hectorit, Ölfeldsolen und Pegmatite, insgesamt 6,8 Millionen Tonnen. Lithiumressourcen in anderen Ländern wurden auf 73 Millionen Tonnen berechnet. Die Lithiumressourcen in absteigender Reihenfolge: Bolivien, 21 Millionen Tonnen; Argentinien, 17 Millionen Tonnen; Chile, 9 Millionen Tonnen; Australien, 6,3 Millionen Tonnen; China, 4,5 Millionen Tonnen; Kongo (Kinshasa), 3 Millionen Tonnen; Deutschland, 2,5 Millionen Tonnen; Kanada und Mexiko, je 1,7 Millionen Tonnen; Tschechien, 1,3 Millionen Tonnen; Mali, Russland, und Serbien je 1 Million Tonnen; Simbabwe 540.000 Tonnen; Brasilien 400.000 Tonnen; Spanien 300.000 Tonnen; Portugal, 250.000 Tonnen; Peru, 130.000 Tonnen; Österreich, Finnland und Kasachstan, jeweils 50.000 Tonnen; und Namibia, 9.000 Tonnen. Und das sind eben nur die bekannten Vorkommen. In Russland, dem grössten Land der Erde, wird es mit Sicherheit noch sehr grosse Felder zu entdecken geben.

Antwort auf den Mythos 1: Es gibt, mit aktuellem Stand, mehr als genug Lithium um Elektroautos für die nächsten 3’870 Jahre für die ganze Welt zu bauen! Jeder, der dieses Thema als Argument gegen Elektroautos bringt, muss als unwissend oder polemisch bezeichnet werden.

Mythos 2 – Der Lithium-Abbau schadet der Umwelt und der lokalen Bevölkerung

Im Jahr 2019 wurden Lithium wie folgt abgebaut (Quelle USGS):

Land Tonnen
Australien 42’000
Chile 18’000
China 7’500
Argentinien 6’400
Simbabwe 1’600
Portugal 1’200
Brasilien 300
Kanada 200

Australien ist der weltweit grösste Produzent von Lithium. Australien begrüsst die Möglichkeit in den entlegenen Gebieten der Salzseen, in denen im Tagebau/Bergbau Lithium gewonnen wird enorm. Das geht aus verschiedenen Regierungsdokumente hervor. Die Regionen dort blüht durch den Abbau und der Nachfrage nach Lithium auf. Australien achtet darauf, dass die Regionen die unter Naturschutz stehen, unberührt bleiben. Die Standards für Umweltschutz, Arbeitsrecht und Sicherheit werden nach internationalen Massstäben eingehalten und kontrolliert. Australiens Vorkommen an „exploriertem“ Lithium beträgt noch weitere 78 Jahre, bei der Menge die in 2019 abgebaut wurden. Es wird aber weiter nach Lithium exploriert und angenommen, dass es weit grössere Mengen, als die bisher entdeckten, gibt. Für die von den grossen Städten weit entlegenen Gebiete, in denen Lithium abgebaut wird, ist die gestiegene Nachfrage ein Segen für die Bevölkerung. Sonst mussten sie dort von karger Landwirtschaft leben, nun können sie geregelter Arbeit mit guter Bezahlung nachgehen.

Chiles zweit grösser Wirtschaftssektor ist der Abbau von Mineralien. So z. B. Kupfer und Lithium. Das heisst, nach Dienstleistungen ist der Verkauf der Mineralien die grösste Einnahmequelle des armen Landes. In den Regionen in denen Lithium abgebaut wird, gibt es verschiedene Probleme. Das Lithium wird an der Oberfläche durch Trocknung in Salzlake gewonnen. Dadurch entstehen Umweltschäden. Die indigene Bevölkerung, die in den Abbaugebieten leben, nutzen ihre Macht um Forderungen an die Regierung und Unternehmen zu stellen. Deshalb ist Chile auch innerhalb kürzester Zeit auf den zweiten Platz der Lithium liefernden Länder zurück gefallen. Grösster Abnehmer ist das US-Unternehmen Albamare, dass bereits andere Vorkommen, in anderen Ländern, unter Vertrag genommen hat und dort verstärkt Lithium abbaut. Zum Beispiel in Kanada. Die Vorkommen in Chile sind sehr gross. Nach Bolivien und Argentinien ist Chile das Land mit dem meisten Lithium-Vorkommen (exploriert) auf der Erde. Wenn aber die Regierung die Probleme mit Umweltschutz, Forderungen der indigenen Bevölkerung, Sicherheit, Arbeitsrecht und -schutz nicht in den Griff bekommt, fällt diese Einnahmequelle nach und nach für Chile weg. Die nachfragenden Unternehmen können beliebig auf andere Quellen ausweichen die bessere Bedingungen zur Verfügung stellen, was sie auch tun.

China hat ein Vorkommen von explorierten 4.5 Mio. Tonnen Lithium. Das reichhaltigste Gebiet liegt nahe Nepal und der Pakistanischen Grenze. Für die Region ist die Nachfrage nach und der Abbau von Lithium ein Segen. Denn in diesem weiten Landesteil sind sonst kaum Einnahmequellen für die Bevölkerung vorhanden. Nach der Entscheidung der chinesischen Regierung voll auf Elektroautos mit Batterien zu setzen, wurden dort mit modernsten Methoden der Abbau aufgebaut. Aber auch in anderen Landesteilen gibt es grosse Vorkommen. Die Regionen lebten bisher meist von der Landwirtschaft, nun zunehmend vom Abbau von Lithium. Die meisten Firmen wurden erst in den letzten Jahren mit modernsten Methoden, Sicherheitsvorschriften und Umweltstandards errichtet. China hat sogar den Vorteil, dass Lithium aus dem eigenen Land in Batterien zu verarbeiten. Die grössten Akku-Hersteller für E-Autos gibt es in China.

Bis auf ein kleines Gebiet in Chile, sind alle neuen Abbaugebiete nach modernsten Methoden, Umweltschutz, Nutzen für die Bevölkerung und zum Vorteil der Wirtschaft aufgebaut worden. Die Kritik die dazu in einschlägigen Lobbyisten-Blättern verbreitete wird bezieht sich auf ein Gebiet, dass überhaupt keine grosse Rolle mehr spielt. Der Abbau in Chile nimmt rapide ab. Dagegen werden in anderen Regionen schon aus Kostengründen, moderne Abbauanlagen aufgebaut. Die Methoden die z. B. in Chile verwendet wurden, haben auch vom Reinheitsgehalt und der Effizients keinen Nutzen mehr.

Antwort auf den Mythos 2: Die angeblichen Umweltschäden und Probleme entstanden nur in einem ganz kleinen Abbaugebiet. Neue Abbauregionen sind umweltfreundlich und zum Nutzen der hiesigen Bevölkerung aufgebaut! Interessant ist, dass die Kritik am Lithiumabbau erst entstand als E-Autos gebaut wurden, obwohl in Handys, Tabletts, Laptops, Zahnbürsten, Fensterglas, Schmiermitteln und hunderten anderen Produkte schon immer Lithium verwendet wird!

Mythos 3 – Lithium kann und wird nicht recycelt!

Die meisten Akkus aus Handys, Laptops, Zahnbürsten oder Elektroautos sind viel zu wertvoll um sie nicht zu recyceln. In ihnen befinden sich sehr wertvolle Bestandteile, wie zum Beispiel Lithium, Kobalt, Nickel oder Kupfer. Das Material ist so wertvoll, dass sogar Diebe in Verwertungshöfe einbrechen und ganze Wagenladungen davon stehlen. Eine Tonne Kupfer-Schrott kostet zur Zeit ca. 5’000 Euro, eine Tonne Lithium-Schrott ca. 5’500 Euro (Quelle: wiwo.de). Denn diese Stoffe lassen sich zu 99 % in neuen Produkten wieder verwerten. Es wäre also von allen Beteiligten ziemlich blöd, Batterien aus Elektroautos nicht zu recyceln, was den Mythos schon in der ersten Stufe widerlegt!

Massenweise Recycling Unternehmen gegründet, wertvoller Rohstoff

Verantwortungsbewusste Elektroauto-Hersteller, aber auch Recycling-Firmen haben deshalb schon lange Unternehmen gegründet oder aufgekauft, die sich auf das Recyceln von Lithium-Ionen-Akkus spezialisiert haben. Ein Unternehmen dieser Art ist die Firma KYBURZ in der Schweiz. Wir berichteten darüber. Auch ein ehemaliger Mitarbeiter von Tesla hat sich dem Thema gewidmet und die Firma Redwood Materials gegründet. So weit bekannt ist, hat er mit Tesla einen Vertrag für das Recyceln der Tesla-Akkus ausgemacht. Natürlich arbeiten diese Unternehmen nach den modernsten Umweltvorschriften und bezahlen ihre Mitarbeiter gut. Das kann man in den Bilanzen und Protokollen von Umweltverbänden, Prüfstellen und Kontrollen nachlesen.

Akkus aus Handys, Laptops und Co. werden schon lange eingesammelt und recycelt

In allen Industrienationen werden Akkus schon lange über Wertstoffhöfe eingesammelt und an solche Unternehmen zum Recyceln weitergegeben. Denn damit lässt sich sehr viel Geld verdienen. Akkus aus Elektroautos werden zudem von den Herstellern der Elektroautos zurück genommen und verwertet. Die haben selber das grösste Interesse an die Rohstoffe günstig heran zu kommen.

Gar nicht genug Akkus aus Elektroautos vorhanden – die halten einfach zu lange

Nun gibt es aber zwei grosse Probleme zu dem Thema. Das erste ist, es gibt noch gar nicht so viele zu recycelnden Akkus aus Elektroautos. Warum? Ganz einfach. Weil die Dinger einfach zu lange halten! Tesla – einer der Pioniere auf dem Gebiet – baut nun seit 2008 Elektroautos in Grossserie. Und bisher gibt es keinen nennenswerten Rücklauf an Akkus aus alten Elektroautos, die man recyceln könnte. Ein Akku in einem Elektroauto ist erst nicht mehr richtig nutzbar, wenn er nur noch ca. 70 % der Leistung speichern kann, wie bei Auslieferung. Diesen niedrigen Wert erreichen aber nicht mal Akkus in Teslas, die bereits über eine Millionen und mehr Kilometer gefahren sind. Was nun? Weiterhin gibt es immer mal Fälle, bei denen einzelne Zellen in Akkus defekt sind. Diese tauscht Tesla meist auf Garantie oder Kulanz aus. Der Akku wird gegen einen anderen getauscht und der mit den defekten Zellen im Werk mit neuen Zellen erneuert. Der „reparierte“ Akku wird in einen anderen Tesla eingebaut, der einen gebrauchten Akku braucht. Das Verfahren nennt man „Refurbished“. Manche kennen das auch von Computer-Herstellern, die alte Computer zurück nehmen und sie erneuern und als „Refurbished“ wieder verkaufen. So landen, wenn überhaupt, nur wenige alte Zellen im Recyclingprozess.

Nutzung im Second Life

Das zweite Thema dazu ist – das „Second Life“ der Akkus. Elektroautohersteller, die kein so durchdachtes System wie Tesla haben, setzen Akkus die nicht mehr volle Leistung in einem Elektroauto liefern, in einem zweiten Leben ein. Es gibt heute sehr viele Anwendungsfälle in der Industrie, in der Strom abfällt und der nicht gespeichert wird. Neue Speicher sind teuer. Akkus aus Elektroautos, auch wenn sie nur noch 70 % Leistung speichern können, können da noch lange wertvolle Dienste zu einem günstigen Preis leisten. Die alten Akkus werden in Gehäusen zusammengesetzt und bilden so einen sehr grossen Pufferspeicher. Dieser kann noch Jahre, ja Jahrzehnte als Zwischenspeicher für Strom eingesetzt werden. Viele Unternehmen reissen sich gerade um die alten Akkus für solche Anwendungsfälle. Es ist eine sehr kostengünstige Art Strom zwischen zu speichern.

Antwort auf den Mythos 3: Dieser Mythos ist der dümmste in der Reihe der Diffamierungen von batteriebetriebenen Elektroautos. Wie beschrieben, kann nicht kritisiert werden, was nicht ist. Im Gegenteil, jeder der das liest, muss merken dass der Schuss nach hinten losgeht!

Mythos 4 – Für die Lithium – Produktion benötigt man viel Wasser!

Für die 0815 Herstellung bzw. Billighersteller von Lithium ist diese Aussage im Grunde richtig. Um Lithium zu gewinnen, werden die Materialien meist mit viel Wasser vermischt, um das Lithium daraus auszuwaschen. Das Verhältnis beträgt dabei 90 zu 10. Man benötigt also 90 % Wasser um 10 % Lithium auszuwaschen. Nach dem Auswaschen bleibt eine Flüssigkeit mit Lithium übrig, die so lange getrocknet werden muss, damit das Wasser verdunstet ist und reines Lithium übrig bleibt (vereinfachte Darstellung). Das heisst aber auch, dass das Wasser nicht verbraucht wird! Es wird natürlich aufgefangen und für die nächste Charge eingesetzt. Das machen vielleicht Goldgräber anders, aber keine Lithium Wäscher. Das Wasser wird in den Trockungsanlagen und schon davor aufgefangen, in Tanks oder Becken gepumpt und für die nächste Fuhre Material wieder verwendet.

Weiterhin hat, zum Beispiel, die Firma Tesla ein Verfahren entwickelt, bei dem nur noch 10 % Wasser eingesetzt werden muss, um das gleiche Ergebnis zu erreichen. Auf dem Battery Day im September 2020 wurde das neue Verfahren von Tesla vorgestellt. Wir berichteten darüber.

Antwort auf den Mythos 4: Bei aktuellen Anlagen zur Gewinnung von Lithium wird zwar viel Wasser eingesetzt, aber es wird nicht verbraucht. Das ist ein grosser Unterschied. Es wird wieder verwendet. Moderne Anlage, wie z.B. von Tesla benötigen nur 10 % Wasser um die gleiche Menge Lithium zu gewinnen. Auch das wird wieder verwendet. Der Mythos fällt also in sich zusammen.

Fazit

Die meisten Mythen zur Gewinnung von Lithium, seinem Verbrauch, oder Umwelteinflüssen entstehen aus Unwissenheit oder sind Provokationen, die anderen Menschen eine falsche Wahrheit nahebringen sollen um ein anderes Ziel zu verfolgen. Interessanter Weise, ist es vor allem die Wasserstoff-Industrie die gegen batteriebetriebene Elektroautos hetzt und solche Mythen in die Welt setzt. Sie halten alle Menschen für unwissend und wollen nur kurzfristig Geschäfte mit Aktien machen. Denn ein Auto mit Brennstoffzelle benötigt natürlich auch einen Akku in dem der Strom gespeichert werden muss. Eine Brennstoffzelle kann gar nicht so viel Strom produzieren, wie der Elektromotor braucht um zu fahren. Also muss der Strom zwischengespeichert werden. Vergleicht man den Impact zur Herstellung und Nutzung von Autos mit Verbrennungsmotor, Wasserstoffautos und Elektroautos mit Batterien, sind wohl die letztgenannten diejenigen mit dem geringsten Fussabdruck, den sie auf dieser Erde hinterlassen. Sie sind ökonomisch wie ökologisch minimalinvasiv. Die wichtigsten Mythen zu dem Thema sind hier mit Quellenangaben eindeutig widerlegt. Wenn einem Leser noch ein weiterer Mythos einfällt, kann er den gerne in den Kommentaren nennen. Wir bearbeiten und ergänzen dann gerne diesen Beitrag dazu.

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