Noch gebe es die üblichen Anlaufschwierigkeiten bei der Anlage im niedersächsischen Langelsheim, sagt Rainer Aul, Leiter Recycling und Ressourcen bei der deutschen Tochter von Rockwood. Die Prozesse müssten weiter optimiert werden. Ein weiteres Problem: Heute stammen ausgediente Lithium-Ionen-Batterien meist aus Smartphones und Laptops, die bedeutend größeren Zellen aus Elektroautos sind noch selten.
Sind die „verbrauchten“ Elektroauto-Batterien irgendwann vorhanden, zeigt sich Aul optimistisch. Die Ladekapazität könne zwar aufgrund der elektrochemischen Prozesse mit der Zeit abnehmen. „Nach Jahren des Einsatzes kann die Kathode als solche beschädigt sein, die in ihr verbauten Materialien wie Lithium, Kobalt oder Nickel werden aber nicht verbraucht“, sagt der Recycling-Manager.
„Aus dem Kathodenmaterial von Lithium-Ionen-Akkus können wir das Lithium in so hoher Qualität wiedergewinnen, dass es wieder in neuen Batteriematerialien verwendet werden kann. Das gilt im Prinzip auch für Nickel- und Kobaltsalze.“ Diese beiden Rohstoffe hält Wissenschaftler Jöhrens für wichtiger als das Lithium selbst. „Nach unserer ersten Einschätzung stehen beim Recycling vor allem Nickel und Kobalt – und erst nachrangig Lithium – im Fokus“, so Jöhrens. „Die Praxis hängt dann stark vom Marktpreis ab.“
Entscheidend für die ökonomische Rentabilität des Recyclings ist auch die Batterie-Technologie selbst. „Der Kernpunkt ist: Wir haben heute keine Batterie, die durch ihr besonders gutes Preis-Leistungs-Verhältnis zu einem Selbstläufer geworden ist. Der Markt ist noch nicht verteilt“, weiß Auto-Analyst Frank Biller von der LBBW.
„Second Life“ statt Recycling
Neben den heutigen Akkus mit Nickel und Kobalt ist es möglich, dass künftig Akkus auf Basis von Lithium-Mangan oder Lithium-Eisenphosphat bei Energiedichte (und damit Größe und Gewicht) sowie dem Preis das Rennen machen. „Die Technologie von Lithium-Batterien ist breit und vielfältig. Das macht natürlich auch die Prozesse für das Recycling schwieriger, da sie an die jeweilige Materialzusammensetzung angepasst werden müssen“, sagt Aul.
An einer Alternative zum Batterie-Recycling arbeitet das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Hier untersuchen die Forscher, wie ausgediente E-Auto-Batterien in stationären Pufferspeichern, etwa für Solar- oder Windkraftanlagen, verwendet werden können.
Daten und Fakten zum BMW i3
Länge: 3,99 Meter, Radstand: 2,57 Meter, Kofferraumvolumen: 200 - 1.100 Liter, Wendekreis: 9,86 Meter, Leergewicht: 1.195 kg.
Batteriekapazität: 22 kWh, Nominalspannung: 360 V, Lithium-Ionen-Speichertechnik. Antrieb: Hybrid-Syncron-Elektromotor mit 125 kW/170 PS, zweistufiges Automatikgetriebe mit fester Übersetzung an die Hinterräder.
Max. Drehmoment: 250 Nm, so viel wie ein Golf Diesel "BlueMotion".
Beschleunigung: 0 - 100 km/h: 7,2 Sek.,
Höchstgeschwindigkeit: 150 km/h (elektronisch begrenzt),
Verbrauch: 0,13 kWh pro km,
max. Reichweite 200 km,
CO2-Emission: 0 g/km.
Lädt man den i3 zu Hause an einem normalen Anschluss, dauert der Ladevorgang bis zu acht Stunden. An einer Schnellladesäule dagegen ist der Akku laut BMW nach 30 Minuten zu 80 Prozent geladen.
Wählen kann der Fahrer unter den drei Einstell-Modi "Comfort", "Eco Pro" und "Eco Pro+". Sie ermöglichen die Spreizung zwischen höchstmöglichem Komfort und der maximalen Reichweite von etwa 200 Kilometern. "Wir haben mit unserer Mini-E-Flotte festgestellt, dass damit weltweit über 90 Prozent der Autofahrer bestens zurecht kommen", sagt der Leiter des "project i", Ulrich Kranz.
Wem die maximal 200 km Reichweite nicht reichten, der kann seinen i3 als Sonderausstattung mit einem Range Extender bestellen. Hier sorgt dann ein kleiner Zweizylinder-Viertakt-Benziner aus dem BMW-Roller C 650, dass es weiter vorangeht. Dieser wird dann unter dem Kofferraumboden eingebaut. Über einen Generator liefert er Strom für gut 100 zusätzliche Kilometer.
Mit der neuen, horizontal getrennten Architektur will der Hersteller möglichst geringes Gewicht und die bestmögliche Effizienz erzielen. Nach dem BMW-internen Motto "Unten Drive, oben Life" besteht das Chassis des i3 aus einem Leichtmetallrahmen, der das Fahrwerk, die komplette Antriebs- und Steuerungseinheit inklusive des Lithium-Ionen-Akkus trägt. Darauf sitzt verschraubt eine hochfeste und ultraleichte Fahrgastzelle aus Kohlefaser. Statt Blech- bilden Kunststoffteile die Außenhaut.
Exakt 34.950 Euro werden für den i3 fällig. Der Grundpreis betrifft die Basisversion ohne den o.g. Range Extender. Die Batterien sind inklusive, auf die Akkus gibt BMW eine Herstellergarantie von acht Jahren oder 100.000 Kilometern. Das Speichersystem besteht aus acht Modulen, die jeweils einzeln ersetzt werden können.
Mit einer speziellen BMW-App auf dem iPhone hat der Fahrer die Möglichkeit, seinen i3 aus der Ferne zu überwachen, die Klimaanlage einzuschalten, oder das Laden des Akkus steuern. Zudem gibt das Display Auskunft über Restreichweite und Batteriestand und zeigt freie sowie besetzte Ladestationen in der Umgebung an. Jeder i3 ist serienmäßig mit einer fest installierten SIM-Card ausgestattet. Dies ermöglicht es z.B. Staumeldungen in Echtzeit zu übertragen.
Hintergrund: Wenn eine Batterie nach mehreren Jahren für den Einsatz im Auto nicht mehr „gut“ genug ist, verfügt sie immer noch über 70 bis 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität. Was nicht mehr für alltagstaugliche Reichweiten genügt, kann dennoch anderswo im „Second Life“ weiter verwendet werden. Hierzu braucht es allerdings Standards bei den Batterien, und das ist noch nicht in Sicht.
Die in den Batterien verwendeten Materialien sind nicht die einzigen Rohstoffe, die bei Elektroautos wichtiger werden als bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. „Der Kupferbedarf für Kabel und Motorwicklungen spielt künftig eine Rolle“, sagt Umweltforscher Jöhrens. Genauere Zahlen gibt es aktuell nicht, entsprechende Forschungsprojekte laufen noch. „Der größte Teil geht aber auf die Batterie zurück. Ein größerer Unsicherheitsfaktor ist derzeit noch die reale Lebensdauer der Batterie. Sollte es notwendig sein, sie während der Lebensdauer des Fahrzeugs auszutauschen, verschlechtert dies die Bilanz.“
