Kann ein Öko Akku die Zweifler an der Elekromobilität bekehren? Oftmals heißt es aus skeptischen Kreisen, dass ein Elektroauto über die gesamte Produktionskette nicht umweltschonender ist, als ein Auto mit herkömmlichem Antrieb. Selbst Elektro-Fans wie ich müssen einräumen, dass die Herstellung der Batterien nicht gerade umweltschonend vonstattengeht. Dabei wird aber oftmals auch übertrieben und Stimmung gegen die E-Mobilität gemacht.

Daher sollten wir mit einer Bestandsaufnahme beginnen, wie umweltbelastend die Produktion der Batterien tatsächlich ist. Im zweiten Schritt kommen wir dann zu den Verbesserungen, an denen momentan geforscht wird. Und danach klären wir, warum der Elektroantrieb – anders als vieler Orten zu hören – besser ist als Wasserstoff.

Bestandsaufnahme: Produktion der Batterien

Weltweit laufen die Bemühungen auf Hochtouren, eine Mobilitätswende hin zu einem CO2-armen, bzw. CO2-losen Antrieb zu schaffen. Doch je mehr Elektroautos auf den Straßen fahren, desto knapper werden die benötigten Rohstoffe für die Akkus. Besonders zwei Metalle könnten dabei zu Engpässen werden: Lithium und Kobalt.

Diesem Thema haben sich nun US-amerikanische Forscher, untern anderem vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) angenommen. Sie kommen zu dem Ergebnis, dass die Versorgung mit Lithium sicher scheint. Das Leichtmetall wird in Minen und Salzsolen gewonnen. Letztere sind weit verbreitet und die Produktion lässt sich bei Bedarf schnell hochfahren. Allein Australien und Chile sind für über 75% der globalen Lithiumförderung verantwortlich. Gerade in Chile ist dies allerdings umstritten, da zur Förderung massiv in den dortigen Trinkwasserhaushalt eingegriffen wird.

Das Lithium-Karbonat wird im Salzsee in der Atacama Wüste gefördert. Das mineralhaltige Grundwasser wird in riesige Becken gepumpt. Dort verdunstet es und übrig bleibt eine Salzkruste, aus der das Lithium-Karbonat gewonnen wird. 

Hinzu kommt, dass der größte Bergbaukonzern, der Lithium in Chile abbaut, der Familie des Diktators Augusto Pinochet gehört. Dieser hatte den Konzern in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts privatisiert und seitdem befindet er sich im Besitz der Familie. Zum Umweltfaktor kommt damit auch noch ein äußerst fragwürdiger sozialer Aspekt beim Abbau von Lithium in Chile.

Kobaltabbau ebenfalls extrem fragwürdig

Während Lithium zwar problematisch in der Förderung, aber zumindest in recht großen Mengen verfügbar ist, sieht es beim Kobalt noch schlechter aus. Der Großteil des weltweiten Kobaltbedarfs wird durch Bergwerke in der Demokratischen Republik Kongo gedeckt. Kongo ist ein Krisenherd. Korruption und staatliche Willkür machen stabile wirtschaftliche Beziehungen zu dem Land schwierig. Die Förderung geschieht unter teils unmenschlichen Bedingungen.

Etwa 10 Kg Kobalt werden für den Akku eines Elektroautos benötigt. Zwei Drittel des Metalls kommt derzeit aus dem Kongo. Durch die weltweite Nachfrage hat sich der Preis in den vergangenen Jahren vervierfacht. Das macht den Abbau immer lukrativer. Die Gewinne versacken oftmals leider – dem Klischee entsprechend – in den Taschen von lokalen Warlords, die davon ihre Waffenkäufe finanzieren.

Verbesserungen bei der Elektroakkuherstellung hin zum Öko Akku

Doch bevor jetzt alle die Hände über dem Kopf zusammen schlagen und das Elektroauto verfluchen kommen wir zu den guten Nachrichten. Um die Mobilitätswende mit Elektroautos zu schaffen, muss  die Produktion eines Öko Akku geschafft werden. Dieser sollte sich dadurch auszeichnen, dass der Anteil der o.g. sehr problematischen Rohstoffe auf ein Minimum gesenkt wird. Oder noch besser, dass sich auf diese Rohstoffe bei einem Öko Akku komplett verzichten lässt.

Erste Erfolgsnachrichten gibt es von Tesla, denen es bereits gelungen ist, die Kobaltmenge in ihren Akkus auf nur noch ein Viertel (!) dessen zu senken, was früher benötigt wurde. Sowohl Tesla als auch Panasonic gaben zu Protokoll, sich sicher zu sein, dass der komplett kobaltfreie Öko Akku schon in naher Zukunft machbar sei. Auch VW ist auf einem guten Weg, Kobalt aus seinen Akkus zu verbannen. Der chinesische Batteriehersteller SVOLT ist sogar schon so weit und hat bereits den ersten kobaltfreien Öko Akku vorgestellt.

Bis auf Rohstoffe wie Lithium und Kobalt komplett verzichtet werden kann, muss eine echte Kreislaufwirtschaft für diese Metalle etabliert werden. Das heißt, ein Öko Akku muss nahezu komplett recycle-bar sein. Dies geschieht anders als beispielsweise das Recycling von Plastik oder Papier. Denn die Akkus werden nicht zerlegt und neu zusammengesetzt, sondern bekommen ein zweites Leben als Speicher im stationären Betrieb spendiert. Dazu werden die Akkus, deren Kapazität nach ca. 1500-2500 Ladezyklen „nur“ noch 80% beträgt als Speicher für die aus Photovoltaikanlagen gewonnene Energie genutzt. Ein Pilotprojekt kann man am Hamburger Hafen bestaunen. Die dort in zwei Containern beherbergten Akkus fassen immerhin zwei Megawatt, können Bedarfsspitzen mühelos ausgleichen und entlasten somit das Stromnetz.

Ist Wasserstoff der bessere Antrieb?

Aber was ist denn mit Wasserstoff? Den kann man einfach tanken und löst somit das Reichweitenproblem. Kobalt und Lithium braucht man dafür auch nicht. Ist das also die bessere Lösung? Keineswegs. Zunächst mal muss man wissen, dass auch beim Wasserstoffantrieb ein Elektromotor das Auto antreibt. Während beim Elektroauto der Strom aber sofort den Motor antreibt, also zu 100% direkt für den Antrieb genutzt wird, sieht dies bei Wasserstoff anders aus.

Wasserstoff ist in der Natur zwar reichlich vorhanden, aber nicht in einer für den Transport geeigneten Form. Zunächst muss er aufwändig und energieintensiv – mit Strom – heruntergekühlt werden für den Transport. Dann wird er verschifft und mit Lastern zu den Tankstellen gebracht. Dort wiederum in die Autos gefüllt und dann – aufgepasst – in den Brennstoffzellen wieder zu Strom gemacht. Auf diesem Weg  (Strom –> Wasserstoff –> Transport –> Strom) bleiben bis zu 80% (!) der Energie auf der Strecke. Das heißt nur etwa 20% der Energie bleiben für den eigentlichen Antrieb des Wasserstoffautos über.

In Deutschland gibt es 45 Millionen Autos. Würden alle auf reinen Elektroantrieb umgestellt, würden sie laut Bundesumweltministerium 90 Terrawattstunden Energie verbrauchen. Mit den 30.000 bisher in Deutschland stehenden Windrädern wurden im Jahr 2018 112 Terrawattstunden Strom erzeugt. Das würde also locker reichen, um ALLE Elektroautos anzutreiben. Ist natürlich nur ein Rechenmodell, da der Strom auch anderweitig benötigt wird. Würde man komplett auf den wesentlich ineffizienteren Wasserstoff setzen, bräuchte man mindestens die dreifache Summe an Windrädern – allein für den Verkehr!

Wir merken uns also: Wasserstoffautos sind Elektroautos – nur wesentlich ineffizienter! Dennoch haben auch sie ihre Daseinsberechtigung. Beispielsweise für LKW, die lange Strecken auf Autobahnen zurücklegen müssen, kann der Einsatz von Wasserstoff durchaus sinnvoll sein. Akkus, die solche Massen über weite Entfernungen antreiben, müssten wahnsinnig schwer und wären so ziemlich das Gegenteil eines Öko Akku.

Hybride Modelle als Brückentechnologie

Aber ist es denn überhaupt nötig, immer größere und schwerere Akkus zu bauen, damit die Reichweiten der Elektroautos erhöht werden? Die durchschnittliche Streckenlänge von Autos lag im Jahr 2017 bei etwa 12,5 Kilometern. Das heißt, das Auto wird wesentlich öfter für kurze Strecken, wie Fahrten zum Einkaufen etc. benutzt, als für Langstrecken. Leider gewichten viele aber gerade die Langstrecken zu hoch, wenn sie lesen, dass ein E-Auto „nur“ z.B. 300 Km Reichweite hat. Wie soll man damit im Urlaub nach Italien oder an die Nordsee kommen? Dann also doch lieber das Luxus-E-Auto mit tonnenschwerem Akku und 700 Km Riechweite kaufen?

Klares nein! Angesichts der alltäglichen Kurzstrecken ergibt es wesentlich mehr Sinn, auf einen kleineren Akku zu setzen und sich einen Mietwagen mit konventionellem Antrieb (oder Wasserstoffantrieb) für den Urlaub zu leihen. Oder stattdessen gleich auf einen Hybriden aus Elektro und Benzinmotor für den Übergang zu setzen. Nämlich so lange, bis die Akkuherstellung so effizient ist, dass sie umweltschonender ist als ein hybrider Antrieb. Denn dass die Akkus effizienter in der Herstellung werden, ist sicher. So lange kann man die Kurzstrecken mit dem Elektromotor zurücklegen und für die Langstrecken auf den Benziner setzen.

Öko Akku als fehlendes Puzzleteil bei der Verkehrswende

Wie in einem anderen Post beschrieben, setzen die Norweger voll auf Elektroautos bei der Verkehrswende. Sie versorgen sich selbst mit nachhaltigem Strom aus Wasserkraft und sind so in der Lage einen geschlossenen Kreislauf zu etablieren. Während die Elektromobilität in Deutschland eher ins Stocken geraten ist, sind die Nordeuropäer ein echtes Vorbild in Sachen Mobilitätswende. Aber es kommt eben auch die Gesamtbilanz an. Und hier ist bei den derzeitigen Elektroautos, bzw. deren Akkus noch Luft nach oben.

Aber da die Technologie noch keine flächendeckende Marktverbreitung gefunden hat, bin ich mir sehr sicher, dass hier noch Fortschritte gemacht werden. Im Gegenteil: wären Elektroautos schon flächendeckend auf dem Markt, würde ich mir eher Sorgen machen, ob noch große Fortschritte in der Technologie erzielt werden. Oftmals kommt es dann nur noch zu marginalen Verbesserungen, da der Markt gesättigt ist. Davon kann derzeit keine Rede sein, so dass uns noch große Technologiesprünge erwarten. Schauen wir also zuversichtlich in die Zukunft und freuen uns auf eine Mobilitätswende mit Öko Akku und Elektromobilität. Ergänzt um wasserstoffgetriebene Fahrzeuge, wo deren Einsatz Sinn ergibt.