Die ersten ID.3 und ID.4 rollen derzeit auf die Straßen, da startet Volkswagen in seinem niedersächsischen Motorenwerk in Salzgitter eine Recycling-Anlage Batterien. Noch ist es nur eine Pilotanlage, genau wie die Batteriezellfertigung neben an, doch eines Tages soll sie industriellen Maßstab erreichen.
[embedyt] https://www.youtube.com/watch?v=RJ8IlPaqL_k[/embedyt]Mehr als 90 Prozent wiederverwerten
„Unser Ziel ist es, einen eigenen Kreislauf mit mehr als 90 Prozent Wiederverwertung unserer Batterien zu schaffen“, sagt Thomas Tiedje, Leiter der Technischen Planung der Volkswagen Komponente. Batterie-Rückläufer aus Elektroautos werden zunächst geprüft. Ist ihr Zustand gut genug, bekommen sie ein zweites Leben in Energiespeichern wie mobilen Schnellladesäulen oder Lade-Robotern. Erst danach steht das Recycling an.
Weniger Energieaufwand, mehr Ausbeute
Die Recycling-Methode der Volkswagen Group Components hat zwei Vorteile gegenüber dem gängigen Verfahren (Pyrometallurgie): Weniger Energieeinsatz und mehr zurück gewonnene Rohstoffe.
Entwickelt wurde das Verfahren an der Technischen Universität Braunschweig unter dem Namen LithoRec-Prozess. Die Gründer des Unternehmens Duesenfeld in Wendeburg bei Braunschweig waren an dem Projekt beteiligt und setzen das Recycling-Verfahren bereits in der Praxis um (siehe Video). Der Prozess beginnt mit einer mechanischen Zerkleinerung der Batteriezellen (schreddern). In einem zweiten Schritt werden mit einem hydrometallurgischen Verfahren die wertvollen Rohstoffe aus den pulverisierten Resten gelöst.
[embedyt] https://www.youtube.com/watch?v=pwoRxee97Rs[/embedyt]Zerkleinern zu schwarzem Pulver
Volkswagen beschreibt den Ablauf in seiner Pilotanlage so: Zunächst wird das Batterie-Paket entladen und danach geöffnet, um die einzelnen Module zu entnehmen. Die dabei anfallenden Rohstoffe wie Aluminiumgehäuse, Kupferkabel und Kunststoff werden aussortiert, wiedergewonnen und kehren in den Produktionskreislauf zurück. Die Batteriemodule werden unter einer Schutzatmosphäre (verhindert eine Selbstentzündung) stark zerkleinert.
Durch den austretenden flüssigen Elektrolyten wird alles zu einer feuchten Masse, dem Granulat. Das wird getrocknet, durch diverse Siebe und ein Magnetband geleitet und dadurch immer feiner und feiner. Am Ende entsteht das so genannte „Schwarze Pulver“. Es enthält unter anderem wertvolles Graphit sowie Lithium, Mangan, Kobalt und Nickel. Ein Partnerunternehmen aus der Chemiebranche trennt anschließend mit einem hydrometallurgischen Prozess, also unter Anwendung von Wasser und Lösemitteln, das “Schwarze Pulver” in seine Bestandteile. Diese können als sekundäres Rohmaterial für den Bau von neuen Batterien genutzt werden – ohne Qualitätsverlust gegenüber neuem Material.
Recycling und Batterieproduktion an einem Standort
Mit dem geschlossenen Materialkreislaufs will die Volkswagen Group Components seinen Rohstoffbedarf als auch den CO2-Fußabdruck der Batterien senken. „Wenn wir unsere Kathoden ausschließlich aus recyceltem Material herstellen, sparen wir mehr als eine Tonne CO2 pro Fahrzeug ein“, sagt Thomas Tiedje. Langfristig wirkt sich die fachgerechte Entsorgung der Batterie und die Wiederaufbereitung ihrer wertvollen Bestandteile ökologisch und wirtschaftlich nachhaltig aus.
Die recycelten Rohstoffe finden in naher Zukunft gleich nebenan eine neue Nutzung. Auf dem VW-Gelände in Salzgitter entsteht in Zusammenarbeit mit dem schwedischen Unternehmen Northvolt eine 16 Gigawatt-Batteriefabrik.
Was machen die anderen Autohersteller?
Daimler forscht an effizienten Methoden für ein Batterie-Recycling. Zusammen mit einem Dutzend Partnern betreibt man das öffentlich geförderte Forschungsprojekt DeMoBat.
BMW kooperiert mit dem Recyclingkonzern Umicore. Der betreibt im belgischen Hoboken eine der größten Recyclinganlagen für Lithium-Ionen- und Nickelmetallhydrid-Batterien. Die Hochöfen haben eine Kapazität von über 7.000 Tonnen pro Jahr, was rund 35.000 Batterien entspricht. Der Nachteil des Einschmelzens ist jedoch, dass Materialien wie Kunststoff und flüssiger Elektrolyt verbrennen. Außerdem müssen entstehende Dioxine und Fluorwasserstoff im Prozess gefiltert werden, bevor sie über den Schornstein entweichen.
Im LithoRec-Prozess wird lediglich mit Temperaturen bis 120 Grad gearbeitet. Das spart Energie und mehr Rohstoffe gelangen zurück in den Kreislauf. Bei Duesenfeld wird sogar der flüssige Elektrolyt nach dem Schreddern gefiltert und wiedergewonnen.
