Lithium und Kobalt: Lithium-Produktion reicht nicht aus

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Lithium und Kobalt: Bremsen Rohstoff-Engpässe das Elektroauto aus?

Lithium-Produktion reicht nicht aus

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.

In der LIB wandern geladene Lithium-Atome (Ionen) von der Kathode zur Anode und sorgen so für den Stromfluss; beim Aufladen an der Ladesäule wandern sie wieder zurück. Lithium ist das kleinste und leichteste Metallatom, eignet sich daher sehr gut für diesen Job. Doch für die Verwendung im Auto braucht man eine große Menge Lithium: Im Akku des Tesla Model S mit 90 Kilowattstunden etwa stecken bis zu 80 Kilogramm Lithium; im Akku eines iPhone 6 gerade mal 0,9 Gramm.

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.“

Der Weltmarkt für 99,9-prozentiges Lithium aber ist aktuell leer gefegt, und der E-Auto-Boom hat noch nicht einmal angefangen. Vor allem chinesische Firmen kauften es auf, sagt Harbecke, „die chinesischen Batteriehersteller kaufen von den Minen bereits sechsprozentiges Konzentrat und veredeln es selbst zu 99,9 Prozent weiter“.

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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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