Titel 6/2017
Elektroautos
Reichen die Rohstoffe?
Um Akkus für Elektroautos, -busse, -Lkw und Pedelecs zu bauen, benötigen die Hersteller riesige Mengen Lithium und Kobalt. Der Abbau ist problematisch.
Der Salzsee Salar de Uyuni im bolivianischen Andenhochland ist der größte Lithiumspeicher der Welt. Hier soll ab 2020 mit Hilfe des deutschen Unternehmens K-UTEC der Abbau des Rohstoffs beginnen. Als Bestandteil von Akkus für hunderte Millionen Smartphones und Laptops ist Lithium im vergangenen Jahrzehnt immer begehrter geworden. Zukünftig wird die Nachfrage um ein Vielfaches steigen. Denn auch die deutlich größeren Akkus von E-Autos, E-Bussen und Pedelecs benötigen das Leichtmetall.
Eine E-Auto-Batterie mit einer Kapazität von 30 Kilowattstunden wiegt über 300 Kilogramm. Sie enthält etwa fünf Kilogramm Lithium, 13 Kilogramm Kobalt sowie 13 Kilogramm Nickel. Weitere Zutaten sind Graphit und in kleinen Mengen Mangan.
Das Darmstädter Ökoinstitut hat in der Studie „Strategien für die nachhaltige Rohstoffversorgung der Elektromobilität” berechnet, ob die globalen Ressourcen bei einem Boom der Elektromobilität in ausreichender Menge vorhanden sind und abgebaut werden können. Dabei haben sich die Wissenschaftler an einem Szenario orientiert, in dem Politiker weltweit die Verkehrswende inklusive Verkehrsverlagerung auf den ÖPNV vorantreiben, um die Erderwärmung auf zwei Grad zu begrenzen. Darüber hinaus hat das Öko-Institut auch die Emissionen und Abfälle betrachtet, die beim Abbau der Ressourcen entstehen, und sich mit den Arbeitsbedingungen vor Ort beschäftigt.
Die Forscher gehen davon aus, dass die globalen Lithiumreserven trotz des immensen Bedarfs langfristig ausreichen werden. Die weltweiten Lithiumreserven belaufen sich laut der US-Geologiebehörde (USGS) auf etwa 47 Millionen Tonnen, die überwiegend in Bolivien, Argentinien und Chile lagern. Diese Einschätzung hat USGS in den letzten Jahren mehrfach nach oben korrigiert, da Rohstoffunternehmen mit der steigenden Nachfrage verstärkt nach Lithium gesucht haben und auch fündig geworden sind.
Das Öko-Institut schätzt den weltweiten Lithiumbedarf für das Jahr 2050 auf etwa 580 000 Tonnen – das 17-Fache der heutigen Produktion. Allein die Elektromobilität wird dann eine halben Million Tonnen benötigen. Immerhin sollen in dem Jahr etwa 160 Millionen Hybrid- und E-Autos, 145 Millionen E-Motor- und Dreiräder sowie 39 Millionen Pedelecs verkauft werden.
„Es könnte in den kommenden Jahren zu einer zeitlich begrenzten Verknappung von Lithium kommen, da die Nachfrage schnell wächst. Aber nicht in einem Ausmaß, das den Ausbau der Elektromobilität ausbremst”, sagt Dr. Matthias Buchert vom Öko-Institut, einer der Autoren der Studie. Selbst wenn die Rohstoffpreise durch einen zeitlichen begrenzten Versorgungsengpass stiegen, würden die Preise für die E-Auto-Batterien weiter fallen. „Wir raten dennoch dringend zum Aufbau eines umfassenden Recyclingsystems für Lithium-Ionen-Batterien. Bis zu 40 Prozent des Lithiums-Bedarfs könnten so im Jahr 2050 gedeckt werden”, erklärt Buchert.
Lithium-Vorkommen erschließen
Die Firma K-UTEC aus dem thüringischen Sondershausen hat 2015 von der bolivianischen Regierung den Auftrag bekommen, für 4,5 Millionen Euro eine Anlage für den Abbau von Lithiumkarbonat am Salar de Uyuni zu planen. Unter der Salzkruste des Sees befindet sich eine wässrige Lösung, die über Brunnen abgepumpt wird. Diese wir dann in ein Becken geleitet. Die Sonneneinstrahlung lässt die Flüssigkeit verdunsten. In mehreren Schritten wird die Lauge immer weiter konzentriert und diverse Salze fallen aus, bis am Ende Lithiumkarbonat für die Batterieproduktion übrig bleibt. „Da sich der Flüssigkeitsspeicher unter der Salzkruste durch Regenfälle und Schmelzwasser wieder auffüllt, zerstört der Abbau den Salar de Uyuni nicht”, sagt Dr. Heiner Marx, Vorstandsvorsitzender von K-UTEC.
Doch umweltschonend und sozialverträglich geht es beim Lithiumabbau nicht immer zu. „Oft werden große Mengen Wasser benötigt, um Lithiumkarbonat über einen komplexen chemischen Prozess zu gewinnen. Daher kann es zu Konflikten um Wasser und Landnutzung zwischen der einheimischen Bevölkerung und den Rohstoffunternehmen kommen, gerade in trockeneren Regionen”, sagt Antonia Reichwein, Referentin für Ressourcenpolitik und IT-Branche bei der Nichtregierungsorganisation Germanwatch.
Mit dem Abbau von Rohstoffen sind auch Chancen für die Förderländer verbunden. Am Salar de Uyuni kann der Lithiumboom die wirtschaftliche Entwicklung vorantreiben. Bis zu 100 Millionen US-Dollar will Boliviens Regierung in die Anlage investieren, die über 15 000 Tonnen Lithiumkarbonat pro Jahr produziert und mehrere Hundert Arbeitsplätze bietet. Auch andere Salze, die beispielsweise für die Herstellung von Düngemitteln benötigt werden, könnten dort mit ähnlichen Anlagen gewonnen werden. So könnten etwa anderthalbtausend Arbeitsplätze durch die Gewinnung verschiedener Salze entstehen, schätzt Heiner Marx. Jobs im Einzelhandel oder der Gastronomie, die ebenfalls entstünden, nicht mitgerechnet.
K-UTEC hat der bolivianischen Regierung angeboten, einheimische Fachkräfte in Deutschland auszubilden. Der Bund hat sogar eine Förderungen für die Ausbildung in Aussicht gestellt. Bislang hat die Regierung das Angebot von K-UTEC jedoch nicht angenommen. „Ohne Fachkräfte kann der reibungslose Betrieb der Anlage nicht funktionieren. Hier verspielen die Bolivianer eine große Chance”, sagt Heiner Marx.
Größere Probleme als bei dem Abbau von Lithium erwarten die Forscher des Öko-Instituts bei der Förderung von Kobalt. Zwar ist auch dieser Rohstoff in ausreichendem Maß vorhanden. Aber rund die Hälfte der Vorkommen, die heute wirtschaftlich abgebaut werden können, lagern in der Demokratischen Republik Kongo. Das afrikanische Land ist auch Hauptförderer des Metalls.
Konfliktmineral Kobalt
Etwa ein Fünftel des im Kongo abgebauten Kobalts wird nicht industriell, sondern im informellen Bergbau abgebaut. „Rund 40 000 Kinder arbeiten oft ohne Helme und Schutzkleidung in kleinen Minen, die kaum mehr als Erdlöcher sind”, sagt Antonia Reichwein von Germanwatch. Über chinesische Zwischenhändler gelangt Kobalt aus diesen Kleinstminen auch in westliche Industrieprodukte.
Das Öko-Institut sieht die Versorgung mit Kobalt vor allem durch die Abhängigkeit vom politisch instabilen Kongo gefährdet. Krisen und Kriege führten dort schon einmal, zwischen 1992 und 2000, zu einem Einbruch der Kobaltproduktion. Vor allem bei Kobalt aus dem informellen Bergbau kann niemand ausschließen, dass die Verkäufer des Erzes mit ihren Einnahmen bewaffnete Konflikte finanzieren.
Es wäre aber eine falsche Schlussfolgerung, die Elektromobilität wegen schlechter Arbeitsbedingungen und Umweltzerstörung beim Abbau der benötigten Rohstoffe zu verdammen. Schließlich verursacht die Erdölförderung ähnliche Probleme. Die Situation einfach hinnehmen dürfen wir aber auch nicht: „Die EU muss Kobalt in ihre Verordnung für Konfliktmineralien aufnehmen“, fordert Antonia Reichwein von Germanwatch. Ab 2021 müssen Importeure von Gold, Tantal, Wolfram und Zinn dafür sorgen, dass beim Abbau der Rohstoffe weltweit keine Menschenrechtsverletzungen passieren oder mit den Einnahmen aus dem Handel bewaffnete Konflikte finanziert werden. Dazu sollen die Importeure ihre Lieferketten auf Risiken überprüfen, diese minimieren und ein vorbeugendes Managementsystem einrichten.
Für einen nachhaltigen Lithiumabbau empfiehlt das Öko-Institut den Aufbau einer globalen Industrieallianz. Automobilindustrie, Batteriehersteller, Bergbauunternehmen und Akteure aus den Förderländern müssten dazu gemeinsam mit unabhängigen Experten Richtlinien für die den umwelt- und sozialverträglichen Lithiumabbau entwickeln. Dann müssten die Unternehmen transparent machen, wie sie für deren Einhaltung sorgen.
Benjamin Kühne
Verfügbarkeit der Rohstoffe:
Lithium
- 14 Millionen Tonnen (mt) heute wirtschaftlich abbaubar
- 47 mt bekannte Vorkommen
- 580 000 t Bedarf in Jahr 2050
Kobalt
- 7 mt heute wirtschaftlich abbaubar
- 120 mt bekannte Vorkommen
- über 1 mt Bedarf im Jahr 2050
Nickel
- 78 mt heute wirtschaftlich abbaubar
- 130 mt bekannte Vorkommen
- knapp 8 mt Bedarf im Jahr 2050
fairkehr.de
