Lithium und Kobalt für E-Auto-Batterien wachsen nicht an jeder Ecke

LITHIUM UND KOBALT

Bremsen Rohstoff-Engpässe das Elektroauto aus?

Lithium-Produktion reicht nicht aus

Ab Mitte der 2020er werden laut Mobilitätsforschern 15 Prozent der Neuwagen in Deutschland elektrisch betrieben sein – das sind 15 bis 20 Millionen neue Elektroautos im Jahr 2025. Diese gelten als umweltfreundlich, sauber und nachhaltig und damit als Alternative zu herkömmlichen Fahrzeugen. Die sind durch ihren CO2-Ausstoß schlecht für die Umwelt und zudem vom endlichen Rohstoff Erdöl angetrieben. Dass moderne Elektroautobatterien bzw. –akkus aber auch seltene Metalle wie Lithium oder Kobalt  benötigen, ist vielen nicht bewusst. Laut Schätzungen wird allein die Automobilindustrie im Jahr 2035 122.000 Tonnen Kobalt für die Akkus von Elektrofahrzeugen benötigen.1)

Die hohe Energiedichte dieser beiden Metalle macht sie zum idealen Antrieb für Elektroautos. Dabei benötigt man pro Akku circa 10 bis 15 Kilogramm Kobalt. Dessen Gewinnung ist aber häufig auch umweltschädlich und die Arbeiter müssen das Material unter teils menschenunwürdigen Bedingungen abbauen. Nicht selten sind an der Förderung Kinder beteiligt.1)

Kobalt kann in Ländern wie ChinaKanada und Australien gefunden werden.

48 Prozent der Weltreserven befinden sich allerdings in der Demokratischen Republik Kongo. 60 Prozent des weltweiten Bedarfs an Kobalt stammen aus Minen des zentralafrikanischen Landes. Sie produzieren eine Menge von 84.400 Tonnen des Metalls. Davon stammen 18.000 Tonnen, also rund 20 Prozent, aus illegalen Kleinbergwerken.1)2)

Beim Abbau von Kobalt im Kongo lassen sich zwei Arten unterscheiden: Die Gewinnung aus illegalen Kleinbergwerken einerseits und die aus industriellen Minen mit gewissen Standards andererseits. Da die industriellen Minen allerdings hauptsächlich in chinesischer Hand liegen und vergleichsweise wenige Arbeitsplätze für Einheimische schaffen, wächst die Armut in der Region trotz des Rohstoffreichtums. Die Menschen vor Ort suchen deshalb eine Möglichkeit, ebenfalls am lukrativen Kobaltgeschäft teilzuhaben – und versuchen ihr Glück in ihren eigenen Minen. Diese graben sie teilweise direkt neben ihren Hütten, bis zu 45 Meter tief, sodass in den Dörfern instabile Untertagelabyrinthe entstehen. Sie arbeiten ohne Sicherung, ohne Mundschutz, oft barfuß. Die Böden sind brüchig, die Arbeit extrem gefährlich. Täglich gibt es Unfälle und Menschen werden lebendig unter den Erdmassen begraben.

Zudem müssen sie Unmengen des giftigen Kobaltstaubes einatmen. Je tiefer die Schächte, desto enger werden sie auch. Aufgrund dessen ist Kinderarbeit im Kobaltgeschäft an der Tagesordnung. Auch suchen teilweise siebenjährige Kinder in den Abfallprodukten der industriellen Minen nach dem Metall und sortieren und waschen die Erze, bevor sie verkauft werden. Bis zu 12 Stunden am Tag müssen Minderjährige für einen Lohn von ein bis zwei Dollar durchschnittlich arbeiten. Teilweise verbringen sie im Alter von 12 Jahren 24 Stunden in den Tunneln. UNICEF schätzt, dass im Jahr 2014 ungefähr 40.000 Jungen und Mädchen in Minen im Süden der Demokratischen Republik Kongo arbeiten mussten, viele davon, um Kobalt zu gewinnen. Diese Form der Kinderarbeit zählt nachweislich zu den schlimmsten Formen weltweit.1)3)4)5)

Abgesehen von der ausbeuterischen Kinderarbeit in den Minen Afrikas gibt es weitere Probleme mit dem Lithium. 
 
Um zu verstehen, warum diese Pläne womöglich besser klingen, als sie sind, muss man kurz eintauchen in die Welt der Elektrochemie. 

Batteriezellen bestehen im Prinzip aus drei Teilen: Pluspol, Minuspol und Elektrolyt. Im Minuspol spielt Grafit die Hauptrolle, ein Material, das weder knapp noch besonders teuer ist. Anders sieht es bei den für die Elektrolyten und für den Pluspol benötigten Metallen aus. Die einzige derzeit verfügbare Batterietechnologie, die bei akzeptabler Größe genügend Energie speichern kann, um ein tonnenschweres Auto über Hunderte von Kilometern anzutreiben, ist die Lithium-Ionen-Batterie (LIB).

LIB laden schnell, speichern relativ zu Größe und Gewicht viel Strom und „haben den Vorteil, dass sie sich viele Jahre lang und mehrere Tausend Male be- und entladen lassen, ohne dabei kaputtzugehen“, erklärt Dirk Uwe Sauer, Professor für Elektrochemie an der RWTH Aachen.
 
Bei Teslas Gigafactory in der Wüste Nevadas geht der Bau zügig voran. Anfang Januar nahm der Elektroautobauer zusammen mit dem Kooperationspartner Panasonic in Teilen der Fabrik die Fertigung von Lithium-Ionen-Zellen auf.
 
Die im Januar veröffentlichten Luftbilder zeigen den Baufortschritt deutlich. In einigen der errichteten Gebäude wird schon gearbeitet, in anderen die Produktion vorbereitet. Auch der Bau der Gebäude selbst wird noch weitergehen.

China fegt die Weltmärkte leer

Zwar glauben Geologen, dass es weltweit bis zu 47 Millionen Tonnen Lithium-Ressourcen gibt. Aber: Derzeit werden pro Jahr gerade mal 36.000 Tonnen des Leichtmetalls produziert.

Und die Produktion lässt sich nicht schnell genug hochfahren, um den exponentiell steigenden Bedarf der Batteriezellenfabriken zu decken, fürchtet etwa Dirk Harbecke, Chairman der Explorationsfirma Rock Tech Lithium in Vancouver. „Exploration, Förderung und Verarbeitung sind extrem aufwendig“, sagt Harbecke.

Lithium-Vorkommen liegen meist in einer zähflüssigen Sole in 200 bis 400 Meter Tiefe unter den Salzseen Boliviens, Argentiniens oder der USA.
 
Von dort muss die Sole hochgepumpt und dann über viele Monate von der Sonne in Trockenbeeten verdichtet werden, wo der Wasseranteil verdampft. „Danach hat es eine Konzentration von 0,9 Prozent“, erklärt Harbecke, „die Zellenhersteller benötigen für ihre Akkus Lithium aber in einer Reinheit von 99,9 Prozent.“
 
So weit kommen Elektroautos mit einer Akkuladung

In Deutschland gibt es immer mehr Ladesäulen für Elektrofahrzeuge. In knapp 1000 Städten und Gemeinden finden sich mittlerweile öffentliche zugängliche Ladepunkte. 

Mit seinem neuen Akku (35,8 kWh) schafft es auch die aktuellste Ausgabe des e-Golf auf 300 Kilometer nach NEFZ. 

Der Elektro-Golf ist damit im alltagstauglichen Bereich angekommen – und die Wahl für jene Autofahrer, die auf gewohnten Komfort und Ausstattung eines Golf nicht verzichten oder die futuristischen Karosserien eines BMW i3 nicht haben wollen.

Der Preis für Lithium an den Weltmärkten hat sich seit 2012 vervierfacht. Wenn 2030 – wie etwa der renommierte Autoforscher Stefan Bratzel von der Fachhochschule Bergisch Gladbach und viele andere meinen – 40 Millionen Elektroautos pro Jahr weltweit vom Band rollen sollten, werden dafür zwischen einer und drei Millionen Tonnen an reinem Lithium gebraucht.
 
Für Bergbauexperten wie Caspar Rawls, Analyst des Bergbaukonzerns Benchmark Minerals, ist „unklar, wie diese Mengen hochreinen Lithiums bis dahin produziert werden sollen“.

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