Wieso das Recycling eines Akkus einer Hexenküche gleicht

Wieso das Recycling eines Akkus einer Hexenküche gleicht

Lagerung in Überseecontainern

So wie zurzeit die Weichen in der Elektromobilität gestellt werden, sind irgendwann mehrere Millionen Elektroautos unterwegs. Das bedeutet aber auch, dass ebenso mehrere Millionen alte Akkupacks anfallen.

Was mir wirklich Sorgen macht, ist die Frage wie unsere nachfolgende Generation mit dem noch nicht geklärten Recycling der Akkus umgehen wird. Denn egal ob Lithium-Ionen-Akku oder alte Blei- und Nickel-Akkus, sie alle sollten vernünftig entsorgt werden können.

Welche Probleme allerdings bei der Entsorgung und auch der Wiederverwertung der Altakkus auftreten können, erkläre ich dir im Video. Natürlich werfe ich auch einen Blick in die Glaskugel und schaue in die Zukunft des Akku Recyclings. Wenn ihr lieber das Ganze und ein bisschen mehr als Text lesen wollt, dann scrollt einfach ein wenig weiter runter.

Akkus brauchen Zuwendung

Vor über zehn Jahren habe ich auch für meine chinesischen Partner den After-Service für ihre Fahrradakkus in Europa übernommen. Damals kamen unzählig viele Akkus aus China nach Europa, die bei verschiedenen Fahrradherstellern in neue Pedelecs eingebaut wurden.

Natürlich lief am Anfang nicht alles so rund und es gab Reklamationen oder die Akkus wurden vom Radfahrer selbst falsch behandelt. Da war es meine Aufgabe die Fahrradhersteller in ganz Europa zu besuchen und die defekten Akkus zu untersuchen.

Meistens war ich im Frühjahr unterwegs, weil die E-Biker noch nicht wussten, dass der Akku nicht am Fahrrad überwintern soll, sondern dass dieser alle paar Wochen aufgeladen werden muss.

Wenn der Akku eine Weile nicht gepflegt wird, dann wird er tiefentladen und ist nicht mehr zu gebrauchen. In diesem Fall muss der Akku ersetzt und der Altakku recycelt werden.

Wer transportiert schon gern Akkus

Mit großem Erschrecken sah ich bei meinen Besuchen in Holland, Italien, Portugal und auch in Deutschland, dass die Fahrradhersteller die defekten, alten und ausgedienten Akkus nicht so einfach entsorgen konnten.

Es gab noch keine Regelung über das Recycling geschweige denn über den sicheren Transport der gebrauchten Akkus. Fahrradakkus gelten aufgrund ihrer Größe als 100 % Gefahrgut. Für Speditionen ist es wirklich schwer diese abzuholen und irgendwo hinzubringen, denn was ist, wenn unterwegs ein Akku, warum auch immer, mal Feuer fängt und der Container auf dem Laster mitten auf der Autobahn in die Luft fliegt.

Das kann doch nicht die Lösung sein

Also fand ich auf den Geländen der Hersteller viele Seefrachtcontainer, die teilweise bis unters Dach mit alten Akkus gefüllt waren und nur auf ihre Entsorgung warteten.

Totaler Schock – ich dachte, wie soll das denn in ein paar Jahren aussehen, was passiert denn mit den Akkus, sind die Akkus doch nicht so umweltfreundlich?

Wie grün sind Lithium-Ionen-Akkus

E-Bike mit Lithium–Ionen-Akku

Seit fast 30 Jahren finden wir Lithium-Ionen-Akkus in unseren Geräten, die wir täglich nutzen. Früher waren es Handys und Videokameras, dann MP3-Player und später Akkuschrauber. Akkus wogen für diese Anwendungen auch nur wenige Gramm und waren viel handlicher.

Ein guter grüner Gedanke, denn mit der neuen Lithium-Ionen-Technologie hat der Akku viel länger gehalten als die alten Blei- oder Nickel-Akkus. Die Akkus wurden noch leistungsfähiger und beim E-Bike konnte das Gewicht der Akkus gegenüber dem Blei oder sogar noch Nickel-Cadium-Akku halbiert werden.

Die Lithium-Ionen-Akkus brachten also Hoffnung in den Straßenverkehr, klimafreundlicher zu fahren. Der Hype Elektromobilität startet unaufhaltsam durch.

Heute wiegen die Antriebsakkus zum Beispiel beim Tesla bis zu einer halben Tonne. Um aber auch nachhaltig umwelt- und klimafreundlich zu sein, müsste sich die Überzahl der Komponenten eines Akkus wiederverwerten lassen. Da sind sich alle Experten einig.

Entschuldigung, hat auch mal jemand an das Recycling der Akkus gedacht?

Um den Akku wieder in seine Bestandteile zerlegen zu können, muss schon bei der Produktion der Batterie nicht nur Kosten, Leistung und Lebensdauer beachtet werden, sondern es sollten auch Überlegungen zum Recycling angestellt werden.

Recycling fängt bereits im Kleinen an

Damit der Akku überhaupt in die neuen, coolen Autos passt und auch sicher ist, wird er verklebt, verschweißt oder gar vergossen und es wird nicht daran gedacht den Akku wieder mal öffnen zu müssen. Zumindest lassen sich diese Überlegungen kaum erkennen ;).

Da sich diese Akkus also kaum wieder demontieren lassen, ist das heutige Recycling eher ein Verbrennen, Schreddern, Zerstören, Rösten und Einschmelzen. Das erinnert nicht nur an eine Hexenküche, es ist auch alles andere als nachhaltig und teuer ist es auch.

Das Umweltbundesamt schätzt, dass die Verwertung von alten Lithium-Ionen-Akkus bis zu 3000 Euro pro Tonne kostet. Ein Tesla S Wrack zu entsorgen kostet somit 1700 Euro und das bezieht sich nur auf das Recycling des Akkus. Hinzukommt, dass es ja immer mehr große Akkus geben wird.

Auch hier rechnet das Umweltbundesamt ab 2030 in Deutschland mit circa 30.000 Tonnen Altakkus pro Jahr. Zumindest gibt es jetzt ja schon Verwerter, die 21.000 Tonnen im Jahr davon stemmen können.

Allerdings wird aus dem alten Akku ja kein neuer gemacht, also wird ganz schön viel Geld in die Luft geblasen.

Ein Nachleben für alte Akkus, da gibt es natürlich Ideen, an denen in allen Ecken auf der Welt geforscht werden.

Idee 1: Komponentenaustausch

Eine Idee ist, dass die Komponenten, die die Leistung des Antriebsakkus nach unten ziehen, einfach repariert oder ausgetauscht werden. Denn der Akku ist nur so gut wie die schlechteste Zelle. Somit würden viele noch brauchbare Teile länger genutzt werden können.

Idee 2: Verwendung als Speicher

Eine andere Idee ist, Akkus aus Autos, die für den Antrieb nicht mehr die volle Leistung bringen können, zum Beispiel für Fotovoltaikanlagen als stationäre Speicher zu verwenden.

Das geht – aber weil es ja verschiedene Autohersteller gibt, und somit auch unterschiedliche Akkus, wird eine Standardisierung echt sehr schwer. Ich würde mir übrigens auch zweimal überlegen ob ich einen gebrauchten Akku, der ja immerhin auch noch eine Stange Geld kostet, ob ich mir den in den Keller stelle.

Doch am Ende des Tages werden dann auch diese Akkus für nichts mehr zu gebrauchen sein und müssen recycelt werden. Also wir haben keine Reduzierung der Menge von Altakkus und auch keine Wiederverwertung, sondern nur eine Verzögerung bis es zum Schredder geht.

Wie werden Akkus heute zerlegt?

Die derzeitigen Verwerter stehen vor großen Problemen. Manche Akkus haben ja noch eine Restkapazität und stehen noch unter Druck. Da fehlen meistens die Informationen der Lade-/ Entladezyklen oder auch wie der Akku im Inneren aufgebaut ist. Also muss der Akku erst noch mal entladen werden, bevor man ihn von Hand zerlegen kann.

Das Gehäuse zu öffnen ist relativ einfach. Kabel, Elektronik und Isolation, die können schnell entnommen werden und teilweise sogar wieder gut getrennt werden.

Der Verwerter steht nun aber vor verklebten und verschweißten Modulen, die ja auch wieder von Hand irgendwie getrennt werden müssen. Das ist aber noch leicht im Gegensatz zu den Modulen selbst oder wenn es dann mal um die Zellen geht. Denn der im Akku befindliche Elektrolyt darf nicht ungefiltert austreten. Er ist fluorhaltig, brennbar und giftig.

Verfahren 1: Dem Akku wird mächtig eingeheizt

Es gibt jetzt hauptsächlich zwei Varianten, wie die Module unter Luftabschluss zerstört werden, zum Beispiel Einschmelzen. Da gibt es die Pyrometallurgie, bei der die Akkus bei 1500 °C eingeschmolzen werden.

Übrig bleiben dabei Kobalt, Nickel und Kupfer die, wenn sie dann noch getrennt werden, sortenrein verkauft werden können. Und dann bleibt noch eine amorphe schwarze Masse über. Diese beinhaltet Lithium und ein paar seltene Erden.

Das Lithium könnte man zwar noch extrahieren, da lohnt sich aber der Aufwand rein finanziell nicht. Daher findet sich dann diese Asche bei der Zementherstellung oder im Straßenbau wieder.

Schon gewusst? So werden die Überreste der Akkus verarbeitet

Verfahren 2: Der Akku wird in seine Bestandteile zerlegt

Die Alternative zum Einschmelzen ist die Hydrometallurgie, das Schreddern. Das passiert auch unter Luftabschluss und die Brocken werden mechanisch oder magnetisch getrennt. Ätzende Flüssigkeiten kümmern sich dann noch um die nicht brauchbaren Metalle und lösen diese auf. Beim Schreddern kann dann, ja so sagt man, der Elektrolyt, das Lithium und Graphit aufgesammelt werden.

So richtig super sind die beiden Varianten aber nicht, denn die Bestandteile die dabei gewonnen werden können ja nicht wieder in neue Batterien eingesetzt werden.

Wo die Reise beim Akku-Recycling hingeht

Komponenten wie Lithium, Mangan, Kobalt und Nickel wieder so aufzubereiten, dass sie für neue Akkus genutzt werden können. Die freigesetzten Partikel müssten eine längere Zeit in einer Reaktionsflüssigkeit liegen, bis sie die gewünschte Korngröße wieder erreicht haben.

Ein Forscherteam aus den USA hat 30 Kilogramm Altakkus nach der neuen Methode erfolgreich aufbereitet. Warum war es erfolgreich? Der Gewichtszuwachs ist deutlich erkennbar, denn beim ersten Test wog die recycelte Menge nur noch ein Kilo.

Also technisch ist es machbar aber die Aufbereitung der Aktivmaterialien benötigt wieder so viel Energie, dass wiederum unsere Umwelt sehr belastet wird und bis zur Industrialisierung für größere Mengen ist wahrscheinlich noch ein sehr weiter Weg.

Aber diese Art des Recyclings steckt ja noch in den Kinderschuhen und wenn man mal aus einer zylindrischen Zelle, wie sie zum Beispiel bei einem Tesla verbaut ist, 90 Prozent der Aktivmaterialien wieder zurückgewinnen kann, dann müssen wir uns auch nicht mehr so viel Sorgen bei der Rohstoffgewinnung machen, wie zum Beispiel in Chile wo enorme Wassermengen verdunstet werden um ans Lithium ranzukommen oder im Kongo wo Kinder für Hungerlöhne Kobalt abbauen müssen.

Der erste Schritt wäre aber auch schon getan, wenn die Hersteller der großen Akkus schon mal darauf achten, dass die Demontage der Halbtonner einfacher wird.

Ich achte bei meinen Projekten für meine Kunden auch schon bei der Entwicklung darauf, dass die Materialien, möglichst umweltschonend und leicht zu entsorgen sind. Melde dich doch einfach mal bei mir, wenn du auch daran interessiert bist, schon bei der Produktentwicklung auch ans richtige Entsorgen zu denken ;). Schreibe mir gerne einfach per Whatsapp oder per E-Mail oder ruf mich einfach an.