Rohstoffbedarf von E-Fahrzeugen

Nachhaltiger wirtschaften für die Mobilität der Zukunft

Der Brennstoffzellenantrieb, wie hier im Mirai von Toyota, eignet sich vor allem für Langstrecken und hohe Leistungsanforderungen. Bild: Toyota

Welche Rohstoffe werden für Batterie- oder Brennstoffzellenfahrzeuge benötigt? Wie groß ist deren CO2-Fußabdruck? Antworten auf diese und weitere Fragen gibt eine Studie von e-mobil BW, die den Rohstoffbedarf von batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) und Brennstoffzellenfahrzeugen (FCEV) verglichen hat.

Als „kritisch“ stufen die Experten demnach die Elemente Lithium, Kobalt, Platin, Nickel, Seltenerdmetalle und Kupfer ein, weil sie für Fahrzeuge mit alternativen Antrieben immer wichtiger werden, aber nur begrenzt verfügbar seien. Beispielhaft nennt die Studie die Versorgung mit Platin für Brennstoffzellen, das aktuell zu 70 Prozent in Südafrika gefördert wird. Unterdessen kontrolliere die Demokratische Republik Kongo circa 60 Prozent der globalen Kobaltförderung, während China mehr als 80 Prozent der Seltenerdmetalle stellt.

Recycling der Rohstoffe

Um Rohstoffe dauerhaft verfügbar zu halten und die Ressourceneffizienz zu steigern, bietet die Wiedergewinnung durch Recycling eine große Chance. Außerdem zeigt sich, dass die Rohstoffe maßgeblich die Kosten von batterie- und brennstoffzellenelektrischen Fahrzeugen beeinflussen und auch signifikant auf die Größe des „ökologischen Rucksacks“ eines E-Fahrzeugs wirken.

Da für BEV mehr seltene Rohstoffe gebraucht werden als für FCEV fallen hier die Kosten stärker ins Gewicht und es sei das Risiko von Preissteigerungen höher. Die Betrachtung der CO2-Emissionen bei der Rohstoffgewinnung nach Fahrzeugtechnologie zeige, dass beim batterieelektrischen Fahrzeug die benötigten Mengen von Kupfer, Nickel und Kobalt mit hohen Treibhausgas-Emissionen verbunden sind. Die Gewinnung von Lithium und Seltenerdmetallen sei im Vergleich dazu relativ gesehen weniger CO2-intensiv. Beim Brennstoffzellenfahrzeug kommen zwar weniger seltene Rohstoffe zum Einsatz, aber der Abbau des notwendigen Platins ist mit relativ hohen CO2-Emissionen verbunden. Die Studie zeigt auch, dass dabei durch den Einsatz erneuerbarer Energien der Kohlendioxidausstoß deutlich gesenkt werden könne. Gerade bei Platin gebe es ein großes Minderungspotenzial.

Auch auf soziale und ökologische Verbesserungen abzielen

Für die Akzeptanz der Elektromobilität ist wichtig, dass bezahlbarer Klimaschutz
nicht zu Lasten der Menschen und der Umwelt in den Rohstoffherkunftsländern
erreicht wird. Die Studie hat für alle betrachteten Rohstoffe zahlreiche Ansatzpunkte
aufgezeigt, an denen Gesundheitsgefährdungen aus den Abbauaktivitäten sowie regionale Umweltzerstörung mit Auswirkungen auf die lokale Bevölkerung vermindert werden. Zum Beispiel stellt Kinderarbeit einen zentralen ethischen Aspekt in Verbindung mit der Kobaltförderung dar. Aber auchUmweltbelastungen wie Luftverschmutzung und Wasserentnahmen beispielsweise beim Lithiumabbau gilt es entgegenzuwirken.

Sieben Handlungsempfehlungen für mehr Nachhaltigkeit

Auf Basis der Ergebnisse leitet die Studie sieben Handlungsempfehlungen ab.
Erstens gelte es die Abhängigkeiten durch eine verringerte Verwendung kritischer Rohstoffe zu reduzieren sowie vermehrt Alternativen für Technologien und Materialien im Fahrzeug zu finden.
Zweitens müssten Kooperationen zwischen der verarbeitenden Industrie und den Rohstoffanbietern geschaffen werden, um die Planungssicherheit hinsichtlich zukünftiger Marktbedingungen auf beiden Seiten zu erhöhen.
Die dritte Empfehlung zielt auf eine verstärkte Kooperation zwischen Industrie und Recyclingunternehmen ab und darauf, die Wiedergewinnung der Materialien effizienter und wirtschaftlicher zu gestalten. Ein Ansatzpunkt hierfür ist u. a. die
Steigerung des möglichen Automatisierungsgrads in den verschiedenen Prozessen. Um die Potenziale des Recyclings voll auszuschöpfen, empfehlen sich darüber hinaus
Kooperationen aller Stakeholder entlang der Wertschöpfungskette.
Als Viertes werden politische Maßnahmen angeführt, die dazu beitragen, die Stoffkreisläufe zu schließen. Dazu gehören insbesondere die Überarbeitung der europäischen Batterierichtlinie und die Einführung von individuellen Mindestrecyclingquoten für bestimmte Materialien- statt der bisherigen Regelung eines gewissen Anteils an der Gesamtmasse.
Als Fünftes wird die positive Gestaltung der Lieferkette von Primärrohstoffen angeführt, was angesichts der beschriebenen Bedingungen eine Aufgabe von höchster Wichtigkeit darstellt. Hierbei müssen sowohl die Unternehmen als auch die Politik mitwirken. Multi-Stakeholder-Initiativen stellen ein beliebtes Instrument dar, um gemeinsam die Transparenz in der Lieferkette zu erhöhen und auf Verbesserungen hinzuwirken. Hier ist eine konsequente Umsetzung effizienter Maßnahmen von Seiten aller beteiligten Akteure gefragt.
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 relevante Betrachtungen durchführen zu können und die breite Öffentlichkeit
für die damit zusammenhängenden Herausforderungen zu sensibilisieren.

Jetzt Weichen stellen

„Die Studie hat die Bedeutung der Rohstoffe in der Wertschöpfungskette der Elektromobilität aufgezeigt und konkrete Handlungsempfehlungen gegeben, wie wir die zahlreichen Herausforderungen angehen können. Jetzt werden die strategischen
Weichen gestellt, wie Elektromobilität erfolgreich industrialisiert werden kann und dabei dem Anspruch der Nachhaltigkeit in seinen drei Dimensionen – ökologisch, ökonomisch und sozial – gerecht wird“, appelliert Franz Looge, Geschäftsführer der e-mobil BW, an Wirtschaft, Wissenschaft und Politik die Ergebnisse der Studie aufzugreifen und praktisch weiterzuentwickeln.