Warum Kreislaufwirtschaft der Schlüssel für Elektroauto-Batterien ist

40 bis 90 kWh Kapazität, 300 bis 550 Kilometer Reichweite pro Ladung und rund 1’000 bis 2’000 Ladezyklen bis zum Lebensende. Das sind die technischen Kennzahlen des Herzstücks jedes Elektroautos, der Batterie. Doch eine wichtige Frage bleibt: Was passiert mit solchen Batterien, wenn sie nicht mehr top sind – aber noch lange nicht am Ende ihrer Lebensdauer? Eine Arbeitsgruppe  aus Vertreterinnen und Vertretern der Branche, von Wissenschaft und  Verwaltung hat diese Frage im Rahmen der Roadmap Elektromobilität untersucht und einen Bericht dazu erarbeitet.

Lässt die Leistung der Batterie – im Fachjargon spricht man von Traktionsbatterie – im Elektroauto nach, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die auf den Prinzipien der Kreislaufwirtschaft basieren.

• Reparatur zur Verlängerung der Lebensdauer: Defekte Komponenten wie zum Beispiel Zellen oder Module werden ersetzt. Die Batterie kann danach wieder im Fahrzeug eingesetzt werden.
• Wiederverwendung als Second-Life-Batterie: Die Batterie wird ausgebaut, geprüft und für die Wiederverwendung aufbereitet. Sie kann danach wieder genutzt werden, beispielsweise als stationärer Energiespeicher.
• Recycling am Ende des Lebenszyklus: Ist weder Reparatur noch Wiederverwendung möglich, wird die Batterie rezykliert. Wertvolle Rohstoffe wie beispielsweise Nickel, Kobalt oder Mangan werden zurückgewonnen.

Das Motto lautet also «Weiter verwenden statt entsorgen». Denn: In den Batterien werden Rohstoffe verbaut, die begrenzt sind und deren Abbau häufig negative Umweltfolgen hat. Ausserdem sind die Schweiz und Europa stark von Importen abhängig – insbesondere von verarbeiteten Batterierohstoffen und Batterien aus China. Siehe dazu das Grundlagendokument des Bundesamts für Energie zu Batterien für Elektrofahrzeuge.

Die Kreislaufwirtschaft kann also dazu beitragen, den Rohstoffabbau zu reduzieren, Umweltbelastung zu senken und Abfall zu vermeiden. Wiegross ist dieses Potenzial konkret? Und wo steht die Schweiz? Antworten gibt Corinne Spillmann. Sie ist wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Sektion Siedlungsabfälle beim Bundesamt für Umwelt und leitet die Arbeitsgruppe «Kreislaufwirtschaft von Batterien» im Rahmen der Roadmap Elektromobilität.

Energeiaplus: Batterien in Elektroautos haben eine lange Lebensdauer. Wo sehen Sie die grössten Herausforderungen beim Wiederverwenden und Reziklieren von diesen Batterien?

Corinne Spillmann leitet die Arbeitsgruppe «Kreislaufwirtschaft von Batterien» im Rahmen der Roadmap Elektromobilität. Bild Bafu

Corinne Spillmann: Die Batterien von Elektroautos haben ein grosses Potenzial für die Kreislaufwirtschaft. Allerdings wird beim Verbauen der einzelnen Zellen und Module in das Fahrzeug noch zu wenig darauf geachtet, dass Batterien am Ende ihrer Nutzungsdauer wieder ausgebaut, repariert oder am Ende rezyliert werden können.

Die grösste Herausforderung ist derzeit die Demontage: Batterien sind komplex aufgebaut, schwer und technisch anspruchsvoll. Das könnte deutlich verbessert werden, wenn bereits bei der Produktion an das spätere Demontieren und Recycling gedacht würde. Hinzu kommt, dass sich die Technologie der Batterien ständig weiter entwickelt. Diese Dynamik erschwert standardisierte Recyclingprozesse.

Batterien von Elektroautos können bis zu 800 kg wiegen und gelten als Sonderabfall und Gefahrgut. Was passiert mit diesen Batterien?

Hersteller und Importeure tragen die Verantwortung für die von ihnen in Verkehr gebrachten Batterien und müssen für deren Entsorgung aufkommen. Privatpersonen bringen ihre Fahrzeuge in die Autowerkstatt. Diese wird sich um die Reparatur oder die allenfalls notwendige Entsorgung / Recycling der Traktionsbatterie kümmern.

Sind überhaupt schon genug Altbatterien verfügbar, damit Wiederverwertung respektive Recycling auch rentieren kann?

Derzeit erreichen erst relativ wenige Traktionsbatterien das Ende ihrer Lebensdauer. Mit der zunehmenden Verbreitung der Elektromobilität wird auch die Menge der ausgedienten Batterien in den kommenden Jahren spürbar wachsen.

Es gibt in der Schweiz bereits einige Firmen, die sich entweder auf Recycling oder auf Wiederverwendung spezialisiert haben? Wie schätzen Sie ihre Perspektiven ein? Die Konkurrenz im Ausland schläft nicht wie die Karte zu Second-Life-Applikationen von Battery-News.com zeigt.

In der Schweiz gibt es bereits Firmen, die sich auf Recycling oder Wiederverwendung von Batterien spezialisiert haben. Die Nachfrage nach nachhaltigen Lösungen wächst kontinuierlich.

Projekte wie CircuBAT zeigen zudem, dass die Schweizer Forschung innovativ ist und dass Wirtschaft und Forschung eng zusammenarbeiten. CircuBAT ist ein Forschungsprojekt unter Leitung der Berner Fachhochschule BFH, das eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft für Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen etablieren soll. Das Projekt wurde vom Bund unterstützt.

Laut einer Studie der Universität St. Gallen ziehen Konsumentinnen und Konsumenten neue Batterien gegenüber Second-Life-Batterien vor. Wie kann das Vertrauen der Konsumenten und Konsumentinnen gewonnen werden?

Es geht vor allem darum, die Informationen und Kenntnisse zu diesem Thema bei den Konsumentinnen und Konsumenten und in der breiten Öffentlichkeit zu verbessern. Second-Life-Anwendungen sind noch relativ neu, und es gibt wenig Erfahrungswerte. Das Wissen dazu wird erst aufgebaut. Konsumentinnen und Konsumenten  müssen verlässliche Informationen bekommen zum  Zustand der Batterie und mit welcher Leistung sie rechnen können. Je transparenter diese Informationen sind, desto höher wird die Akzeptanz.

Der digitale Batteriepass soll ab Februar 2027 für jede Batterie eine vollständige Dokumentation des Lebenszyklus liefern – von der Rohstoffgewinnung über Produktion bis hin zu Wiedernutzung und Recycling. Wie ist sichergestellt, dass keine Fehler erfasst werden oder der Batteriepass gar manipuliert wird?

Der digitale Batteriepass wird in der EU vorgeschrieben. Viele Detailfragen zur Umsetzung sind aber noch offen.

In der Schweiz gibt es derzeit keine Vorgabe für den digitalen Produktepass. Die Schweiz beobacht die Entwicklung in der EU genau und prüft, in welcher Form wir Zugang zu den relevanten Daten erhalten und wie eine Anbindung aussehen könnte.

Warum ist der Batteriepass fürs Recycling wichtig?

Der Batteriepass soll alle relevanten Informationen zu einer Batterie enthalten – insbesondere zur Zusammensetzung und zum Zustand der Batterie. Für Recyclingunternehmen ist besonders relevant zu wissen, welche Materialien in welchen Konzentrationen enthalten sind und wie sich die Batterie demontieren lässt. Das erleichtert eine sichere Demontage und eine effiziente und umweltfreundliche Rückgewinnung der Rohstoffe.

Zum Schluss: Laut Bericht kann die Etablierung einer Kreislaufwirtschaft in der Batterietechnologie auch wirtschaftlich etwas bringen. Stichwort: Neue Branchen mit neuen Arbeitsplätzen. Was braucht es, damit die Kreislaufwirtschaft in diesem Bereich funktioniert?

Damit die Kreislaufwirtschaft bei Batterien funktioniert, braucht es die Zusammenarbeit aller Akteure: Unternehmen, Forschung und Politik. Wichtig sind auch Innovationen und Informationen über die Batterien, damit Reparatur, Wiederverwendung und Recycling möglich sind. Nur wenn diese Aspekten von Anfang an mitgedacht werden, kann die Kreislaufwirtschaft bei Traktionsbatterien ihr volles Potenzial entfalten.

Link zum Bericht (Deutsch)
Link zum Bericht (Französisch)

Interview: Brigitte Mader, Kommunikation, Bundesamt für Energie
Bild: Shutterstock