Unschätzbare Ressourcen

Mit weniger mehr erreichen - das ist für Daimler das Mittel der Wahl, um kostbare Rohstoffe zu schonen - auch und gerade im Bereich Elektromobilität.

Die Weltwirtschaft wächst dynamisch. Setzt sich der Trend fort wie bisher, dürfte sich der globale Ressourcenverbrauch bis 2050 mehr als verdoppeln, mit kritischen Auswirkungen auf Klima und Umwelt. Dies prognostiziert der aktuelle Bericht des International Resource Panel der UNEP. Trotzdem ist der Weltressourcenrat zuversichtlich: In vielen Regionen lässt sich die Ressourceneffizienz noch deutlich verbessern, wie der Report zeigt. Gelingt es, diese Potenziale auszuschöpfen, könnte der Ressourcenbedarf bei wachsender Wirtschaftsleistung im besten Fall sogar leicht zurückgehen.

Daimler investiert seit Jahren in ressourceneffiziente Technologien und Herstellungsverfahren. Rund sieben Millionen Tonnen Rohstoffe fließen jedes Jahr in die Produktion unserer Pkw und Nutzfahrzeuge. Umso wichtiger ist es uns, den Bedarf an Rohstoffen, die nur begrenzt verfügbar sind oder Umwelt und Gesellschaft belasten können, schon in frühen Entwicklungsstadien zu optimieren. Bei unseren Fahrzeugen ist es uns durch den Einsatz von Leichtbaumaterialien gelungen, den Trend zu höherem Gewicht umzukehren: Heutige Modelle sind im direkten Vergleich bis zu 100 Kilogramm leichter als vergangene Modellgenerationen. In der Produktion setzen wir innovative Verfahren ein, um wertvolle Materialien möglichst sparsam zu verwenden. Auch tragen die Aufarbeitung von Bauteilen und der Einsatz recycelter Stoffe dazu bei, dass bei Daimler heute im Schnitt rund ein Drittel der Materialien, aus denen ein Pkw hergestellt wird, aus sekundären Quellen kommt.

Herausforderung Elektromobilität

Mit dem Ausbau der Elektromobilität steht die Automobilindustrie heute vor neuen Herausforderungen. Denn in Antrieb, Batterie und Leistungselektronik eines E-Fahrzeugs oder Hybriden stecken viele hochwertige Materialien.

Für die Produktion von Elektroautos brauchen wir ähnlich wie bei der Umstellung des konventionellen Kraftwerkparks auf regenerative Energieerzeugung mehr und andere Ausgangsstoffe. Entscheidend ist aber, dass das Plus an Material und Energie, das wir für die Herstellung benötigen, während der Fahrzeugnutzung mehr als wettgemacht wird – vor allem dann, wenn regenerativ erzeugter Strom ‚getankt’ wird und die Recyclingkreisläufe am Lebensende des Fahrzeugs geschlossen werden. Dann ist man mit einem Elektroauto tatsächlich emissionsfrei und sehr ressourceneffizient unterwegs.

Klaus Ruhland, Umweltbewertung Produkt

Rohstoffe wie Lithium, Kobalt, Nickel, Platin und Seltene Erden sind heute in ausreichender Menge vorhanden, um den Umstieg auf die klimafreundliche Elektromobilität zu ermöglichen. Doch langfristig wird die Versorgung mit diesen Materialien nur dann gesichert werden können, wenn sie umwelt- und sozialverträglich abgebaut werden, und dies in vertretbaren Mengen. Es gilt haushälterisch und sorgsam mit diesen Rohstoffschätzen umzugehen, damit es nicht zu Engpässen, steigenden Preisen oder anderen unwägbaren Entwicklungen kommt.

Risiken und Ressourcen unter der Lupe

Daimler beschäftigt sich schon seit einigen Jahren intensiv mit der Frage, inwieweit die Rohstoffe der Elektromobilität mit Risiken behaftet sind und wie sich letztere abschätzen lassen. Um Antworten zu finden, haben wir gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft das Forschungsprojekt ESSENZ durchgeführt. Das Ergebnis ist ein neuer, ganzheitlicher Ansatz, den unsere Ingenieure schon in den frühen Phasen der Fahrzeugentwicklung anwenden. Die Risiko-Bewertungen nach dem ESSENZ-Ansatz zeigen ihnen, wie kritisch der Einsatz eines Rohstoffs ist oder werden kann.

Drei Dimensionen stehen bei der ESSENZ-Analyse im Fokus. Erstens untersuchen die Ingenieure die geologische Verfügbarkeit des betreffenden Rohstoffs: Wie umfangreich und wie zugänglich sind die vorhandenen Vorräte insgesamt? Zweitens nimmt das Team sozio-ökonomische Faktoren in den Blick: Konzentriert sich ein Rohstoff zum Beispiel in bestimmten Ländern oder bei nur wenigen Förderunternehmen, und ist womöglich die Erschließung neuer Minen schwierig? Als Drittes schließlich werden soziale und gesellschaftliche Risiken betrachtet: Inwieweit ist der Abbau mit sozialen oder auch Umweltrisiken verbunden und wie können diese reduziert werden? – Fragen, die Daimler auch an anderer Stelle in den Blick nimmt: Unser Ansatz zur Reduzierung von Risiken bezüglich der Einhaltung der Menschenrechte bezieht auch unsere Lieferanten und deren Zulieferer ein.

In der Fahrzeugentwicklung gewinnen die Ingenieure mithilfe der ESSENZ-Analyse ein klares Bild vom ökologischen, ökonomischen und sozialen Risikopotenzial, das mit dem Einsatz eines Rohstoffs verbunden ist. Auf diese Weise können sie die Rohstoff-Kritikalität der Fahrzeuge abschätzen und zielgerichtet Handlungsoptionen ableiten. Die erste Frage ist dabei immer: Wie lassen sich die fraglichen Rohstoffe noch effizienter nutzen?

Mehr Effizienz, 40 Prozent weniger Verbrauch

Mit weniger mehr erreichen – das ist für Daimler das Mittel der Wahl, um Risiken im Zusammenhang mit knappen Ressourcen zu begegnen. In unserer neuen Nachhaltigkeitsstrategie haben wir deshalb einen Key Performance Indicator (KPI) definiert. Das Ziel: Bis 2030 wollen wir den Einsatz primärer Ressourcen im Bereich des Antriebsstrangs und der Batterietechnik im Vergleich zu den heutigen Elektro- und Plug-in-Hybridfahrzeugen um 40 Prozent reduzieren. Zur Erreichung dieses Ziels werden vor allem Fortschritte in der Lithium-Ionen-Batterietechnologie beitragen. Sie werden dazu führen, dass sich die Energiedichte weiter erhöht, sodass bei gleichem Volumen mehr Energie gespeichert werden kann. Zudem werden die Batterien deutlich leichter werden, was sich im Fahrzeug positiv auf Fahrdynamik und Verbrauch auswirkt.

Schließlich wird sich die Materialzusammensetzung der Lithium-Ionen-Batteriezellen verändern. So dürfte die heute übliche Mischung aus gleichen Teilen von Nickel, Mangan und Kobalt bald der Vergangenheit angehören, denn das Kobalt wird weitgehend durch Nickel abgelöst. Ab 2025 werden dann sogenannte Post-Lithium-Ionen-Technologien, die ganz ohne Nickel und Kobalt auskommen, technisch soweit erprobt sein, dass sie in Fahrzeugen einsetzbar sind.

Daneben zielen alle Anstrengungen in der Entwicklung auf eine möglichst lange Einsatzdauer ab, um die verwendeten Materialien so effizient wie möglich nutzen zu können.

Viele Leben für die Batterie

Erfolgreiche Wege zu mehr Ressourceneffizienz sind auch das Recycling und das Wiederaufarbeiten (Remanufacturing). „Beim Recycling lassen sich zum Beispiel Stoffe wie Nickel, Kobalt und Kupfer hochwertig zurückgewinnen. Damit können die Umweltauswirkungen künftiger Batteriesysteme deutlich verringert werden. Und beim Remanufacturing reparieren oder überholen Fachleute die Akkus für die weitere Nutzung. Hochvoltbatterien können nach dem Dienst im Auto zudem auch in stationären Speichern weiterarbeiten.

Klaus Ruhland ist zuversichtlich: „Diese Speicher tragen dazu bei, das lokale Stromnetz zu stabilisieren. Vor allem aber verlängern sie die Nutzungszeit der Batterien, sodass die wertvollen Inhaltsstoffe optimal eingesetzt werden. Ich bin mir sicher, dass wir die Ökobilanz der Elektromobilität damit noch einmal verbessern können.“

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