Batterierecycling: „Unsere Batterien sind die Batterien für Übermorgen“

Wo können im Lebenszyklus der Batterie Ressourcen gespart werden? Wie können Rezyklate wirtschaftlicher werden, sodass Rohstoffe im Kreislauf bleiben? Und brauchen wir in Zukunft Sammelstellen für Mercedes-Benz Batterien? Manuel Michel und sein Team suchen im ganzen Unternehmen nach Antworten. Im Interview dieses Specials erklärt er, warum unsere Batterien die Batterien für Übermorgen sind und auf welche Recyclingverfahren es ankommt.

Herr Michel, was genau bedeutet „Circular Economy“ für Fahrzeugbatterien?

Das Prinzip ist schnell erklärt, aus der Wertstoffkette wird ein Kreislauf. Die Umsetzung für Fahrzeugbatterien ist anspruchsvoll, unser Projektteam schaut sich den gesamten Lebenszyklus an, von der Rohstoffgewinnung über die Entwicklung, die Produktion und den Einsatz bis hin zum Recycling. Ziel ist es, den Ressourcenverbrauch zu senken. Und da bieten Batterien großes Potential bei den vielfältigen und teils seltenen Rohstoffen, die von der Batteriezelle bis zum Gehäuse verbaut sind. Immer mehr Menschen wollen unabhängig mobil sein – wir wollen die Fahrzeuge dafür anbieten und natürlich auch weiterhin wachsen. Gleichzeitig ist es uns ganz wichtig, wertvolle Ressourcen zu schonen, indem wir Rohstoffe zurück in den Kreislauf führen. Mit unserer „Ambition 2039“ haben wir uns daher nicht nur eine CO₂-neutrale Neuwagenflotte zum Ziel gesetzt, sondern auch den Ressourcenverbrauch von dem Wachstum unserer Produktionsleistung zu entkoppeln.

Wie gehen Sie vor, um immer mehr Ressourcen im Batteriekreislauf zu halten?

Wir erforschen gemeinsam mit Partnern die effektivsten und effizientesten Wertstoffkreisläufe für Batterien. Ergebnisse der Lithium-Ionen Batterierecycling Initiative (LiBri) haben uns schon früh gezeigt, dass cleveres Recycling allein viel zu kurz gesprungen wäre: Wir wollen nicht einfach nur einzelne Stoffe aus der Batterie zurückzugewinnen, womit dann beispielsweise elektrische Zahnbürsten hergestellt werden können. Vielmehr geht es darum, unseren eigenen gesteigerten Rohstoffbedarf durch Recycling zu sichern. Das gelingt, wenn wir diesen letzten Schritt im Lebenszyklus der Batterie von Anfang an mitdenken – beispielsweise im Batteriedesign – und unsere Batterien von heute als Mine für die Batterien von morgen betrachten.

Für Manuel Michel und sein Team ist das Ziel klar: Circular Economy nutzen, um den Ressourcenverbrauch von unserem Wachstum zu entkoppeln.

Warum ist der Blick auf den gesamten Lebenszyklus der Batterie so wichtig?

Nur so können wir Knackpunkte im Prozess identifizieren: Wo müssen wir etwas verändern, um im ganzen Lebenszyklus Ressourcen zu sparen? Wie können wir zum Beispiel schon bei der Batterieentwicklung auf bestimmte Rohstoffe verzichten? Insbesondere weil die aktuellen Batteriesysteme wertvolle Rohstoffe benötigen, müssen wir sie so konstruieren, dass eine Reparatur möglich ist. Unsere Kollegen in Mannheim tauschen zum Beispiel beim Remanufacturing Teile aus, um die Lebensdauer von Batterien zu verlängern. Meine Aufgabe ist es, einzelnen Bereichen ihren Einfluss auf den gesamten Lebenszyklus der Batterie aufzuzeigen.

Batterierecycling bekommt in der Öffentlichkeit erst seit vergangenem Jahr große Aufmerksamkeit. Wie kamen Sie dazu, sich mit dem Thema zu beschäftigen?

Ich habe mich mit der Batterie während meiner Zeit im Einkauf angefreundet. Meine Aufgabe war es, für unsere Batterieproduktion in Kamenz Montageanlagen einzukaufen. Es war sofort um mich geschehen! (lacht) Die Batterie ist so ein wichtiges Thema für die Zukunft unseres Unternehmens, dass ich unbedingt Antworten auf noch ungeklärte Fragen finden wollte. Im Herbst 2018 bin ich deshalb zurück in die Entwicklung gewechselt. Seitdem arbeite ich am Arbeitspaket „Ressourcenschonung“ der nachhaltigen Geschäftsstrategie. Hier erarbeiten wir Wege, wie wir langfristig Ressourcen schonen, indem wir Stoffkreisläufe schließen, unsere Prozesse noch effizienter gestalten und den Anteil von Rezyklaten erhöhen. Wir bereiten uns mit den wenigen Batterien, die schon heute aus dem Kreislauf zurückkommen, auf die Zeit nach 2030 vor.

Was unterscheidet das Recycling von Batterien von dem anderer Komponenten?

Es ist keine Raketentechnologie, also auch nicht komplizierter als andere Recyclingverfahren. Weil Batterien aber als Gefahrgut oder gefährlicher Abfall eingestuft werden, müssen wir besondere gesetzliche Vorgaben beachten. Das gilt zum Beispiel für den Transport, der ist aktuell international auf Grund der regulatorischen Vorgaben sehr kompliziert. Es ist daher absolut erfolgsentscheidend, dass wir weiterhin auf ein globales Recyclingnetzwerk hinarbeiten und unsere Lösungen auf der ganzen Welt weiterentwickeln.

Wie weit sind wir von der Circular Economy der Batterie entfernt?

Wir sind gut unterwegs: 2007 kam der smart electrive drive auf den Markt, unser erstes Elektroauto. Von den Prozessen, die zeitgleich Fahrt aufgenommen haben, profitieren wir immer noch. Das Remanufacturing sollte anfänglich die Lebensdauer der smart-Batterien verlängern. Heute können die Mannheimer verschiedenste Batterien von vollelektrisch bis Hybrid aufbereiten. Die Kollegen der Mercedes-Benz Energy, nutzen Batterien, die sich nicht mehr für Fahrzeuge eignen, in einem stationären Speicher und speisen täglich tausende Kilowattstunden Energie ins Stromnetz. Wir haben wirklich schon viel bewegt, die Komponenten einer Batterie können wir schon heute sehr lang im Kreislauf halten, bevor das Recycling ansteht. Und auch dabei erreichen wir zusammen mit unseren Partnern schon relativ hohe Recyclingquoten. Jetzt geht es darum, die zurückgewonnenen Rohstoffe wieder in den Batteriekreislauf zurückzubringen.

Wie hoch ist denn die Recycling-Quote, die wir im Blick haben?

Laut EU-Altautorichtlinie müssen 95 Prozent eines Fahrzeugs recycelbar sein, 85 Prozent davon stofflich¹. Für die Batterien gehen die Gesetze noch nicht ganz so weit. Die europäische Kommission arbeitet deshalb aktuell an einem Vorschlag für eine Neuauflage der Batterierichtlinie, der unter anderem einen Aktionsplan zur Kreislaufwirtschaft beinhalten soll. Ich wünsche mir, dass wir irgendwann die gleichen Anforderungen an das Batterierecycling stellen können wie an die Autos.

Wie viel Prozent der Batterie lassen sich schon heute zurückgewinnen?

Grundsätzlich kommt es dabei auf das Verfahren an. Mit einem thermischen Recyclingverfahren kann man bereits Recyclingquoten von rund 76 Prozent erreichen. Wenn die Forschung über stoffliches Recycling spricht, dann sind generell durch modernere, mechanische Verfahren wie das Schreddern bereits Quoten von über 90 Prozent möglich.

¹ Bei der stofflichen Verwertung, im Sprachgebrauch auch Recycling, wird die Nutzung der stofflichen Eigenschaften der Abfälle beabsichtigt. Die aus dem Abfall erzeugten Sekundärrohstoffe können entweder in einem anderen Produkt wie Recyclingpapier zum Einsatz kommen (werkstoffliche Verwertung) oder in seine Bestandteile zerlegt werden, um als Rohstoffersatz genutzt zu werden (rohstoffliche Verwertung).

Wenn alles gelingt, habe ich dann künftig 1:1 die gleichen Stoffe der Altbatterie in der neuen?

Nein, es wird nicht atomar das gleiche Kobalt aus einer recycelten Batterie wieder in eine neue Batterie eingesetzt. Es ist stattdessen ein bisschen so wie beim Apfelsaft: Ich habe eine Wiese mit Äpfeln, sammle die Äpfel ein und gebe sie bei einem Apfelverwerter ab. Dieser gibt mir im Gegenzug einen Gutschein für Apfelsaft von Streuobstwiesen. So wird es bei Batterie-Rezyklaten² auch sein: Ich gebe etwas in den Kreislauf zurück und nehme dafür wieder etwas heraus.

² Ein Rezyklat ist das Produkt eines Reyclingprozesses

Welche Bestandteile der Batterie lassen sich am leichtesten recyceln?

Batteriegehäuse, Kabel und Stromschienen lassen sich recht unkompliziert verwerten. Etwas anspruchsvoller wird es bei den Batteriemodulen, in denen ein Großteil der seltenen Materialien verbaut ist. Die Verfahren existieren bereits, müssen aber noch verfeinert werden, damit die wertvollen Rohstoffe in den Batteriezellen möglichst rein zurückgewonnen werden können.

Was halte ich dann am Ende in den Händen?

Die einzelnen Materialien in den Modulen werden mechanisch voneinander getrennt – in Kunststoffe, unterschiedliche Metalle und die sogenannte schwarze Masse. Bei der schwarzen Masse handelt es sich um das Aktivmaterial aus der Kathode der Zelle: Mithilfe einer chemischen Nachbehandlung werden Kobalt, Nickel und Lithium aus dieser Masse zurückgewonnen. Unser Team arbeitet gerade daran, diesen letzten Schritt noch weiter abzukürzen, indem wir auf die Nachbehandlung verzichten. Wir wollen das Aktivmaterial als Ganzes zurück in den Kreislauf schleusen.

Brauchen wir dabei die Unterstützung von Dienstleistern, also Recyclingpartnern?

Ja, erfahrene Partner sind wichtig. Dabei ist für uns entscheidend, dass wir den Recyclingprozess gemeinsam mit den Dienstleistern speziell auf unsere Batterien abstimmen. Alles in einen Topf mit Mährobotern oder Akkuschraubern zu werfen, bringt uns nicht zum Ziel. Der Recycler muss idealerweise den genauen Inhalt und die Konstruktion der Batterie kennen und verstehen. Etwas weitergedacht könnte zum Beispiel eine Datenbank helfen, die ähnlich wie beim Auto, Informationen über die Zerlegung und einzelne Bestandteile zur Verfügung stellt. Nur so können wir die angestrebten Recycling- und Wiederverwendungsquoten im Sinne einer Circular Economy erreichen – und unsere Kapazitäten exakt planen.

Welchem Recyclingverfahren gehört die Zukunft?

Mechanische Verfahren werden thermische Verfahren ablösen – so viel steht fest. Bisher war pyrometallurgisches, thermisches Recycling aufgrund der geringen Stückzahlen ein flexibles und sehr effizientes Verfahren. In der Zukunft brauchen wir aber Lösungen, die lokal funktionieren. Dort, wo wir mit vielen Stückzahlen rechnen, wollen wir das Recycling so nah wie möglich an den Markt bringen. Und das geht mit mechanischen Recyclinganlagen deutlich leichter als mit thermischen. Dabei geht es auch darum, an jedem Ort der Welt den richtigen Partner zu finden, der die Materialien nach dem eigentlichen Recycling so aufbereitet, dass diese zurück in den Batteriekreislauf können.

Von professionellen Recycling-Unternehmen werden vor allem zwei Methoden weiter erprobt: Der Ansatz des nasschemischen Prozesses sowie das trockene Separationsverfahren: eine Kombination aus Materialvorbehandlung, mechanischer Beanspruchung, Sortierung und Klassierung.

Welches Ziel haben Sie sich persönlich gesetzt?

Ich möchte das Batterierecycling von Daimler weiterentwickeln, um hohe Recycling- und Rezyklatquoten zu erreichen! Dafür muss ein Rezyklat zukünftig günstiger und auch deutlich umweltfreundlicher sein als das Rohmaterial. Deshalb arbeiten wir gemeinsam mit dem Einkauf und unseren Lieferanten an Quoten, die den Anteil an recycelten Materialien für unsere Batterien festschreiben. Rezyklatquoten sind meiner Meinung nach der größte Hebel, um den Ressourcenverbrauch vom Wachstum zu entkoppeln.

Die Batterieforschung entwickelt sich dynamisch. Wie berücksichtigen Sie Veränderungen in Ihrer Arbeit?

Wir sind im ganzen Unternehmen unterwegs, um uns genau darauf vorzubereiten: Wann können wir mit welcher Technologie rechnen? Wir haben also den aktuellen Forschungsstand immer fest im Blick und passen die Verfahren da an, wo es nötig ist. Zum Beispiel wissen wir, dass sich der Kobaltanteil in den kommenden Jahren deutlich reduzieren wird und können uns schon jetzt darauf einstellen. Stand heute rechnen wir aber auch bei Post-Lithium-Ionen-Technologien mit nur wenigen Anpassungen an den aktuellen Methoden. Mir ist bisher noch keine Batterie untergekommen, die nicht recyclebar wäre!

In die Zukunft gedacht: Wenn es ein internationales Recyclingnetzwerk gibt, kommen dann auch Sammelstellen für Mercedes-Benz-Batterien?

Eine Autobatterie trägt natürlich keiner zum Drogeriemarkt und legt sie dort auf die Theke. Die Sammellogistik von Altbatterien und deren Transport sind wahrscheinlich die größten Herausforderungen überhaupt. Wo sammle ich die defekte Batterie und wie wird sie zu einem Recyclinghof transportiert, der auch die Rohstoffe nach unserer Vorstellung trennen kann? Grenzüberschreitender Abfallverkehr in der EU ist bislang ein bürokratischer Albtraum. Auch hier muss sich noch etwas tun, damit wir ein funktionierendes, dezentrales Recyclingnetzwerk auf die Beine stellen können.

Was könnte also besser sein als Sammelstellen?

Ich finde zum Beispiel die Vorstellung klasse, nicht mehr die Batterie zum Schredder zu fahren, sondern den Schredder zur Batterie! Hier gibt es technologisch schon richtig gute Ansätze, um Recyclingverfahren schnell, effizient und lokal zu installieren.

Was nehmen Sie sich für die nächsten fünf Jahre vor?

Rezyklat-Quoten in Lieferantenvereinbarungen und geschlossene Wertstoffkreisläufe sollen für unser Unternehmen selbstverständlich werden. Es soll uns ein Stück weit unabhängig von schwankenden Rohstoffpreisen und unsicheren Verfügbarkeiten machen – und natürlich auch von ethischen Herausforderungen, wie zum Beispiel dem Wasserverbrauch beim Abbau von Rohmaterialien. Das große Ziel ist es, unseren eigenen CO₂-Fußabdruck und Ressourcenverbrauch zu verringern, indem wir Rohstoffkreisläufe schließen – und damit einen Beitrag zu einem lebenswerten Planeten leisten.

„Im Arbeitspaket ,Ressourcenschonung‘ erarbeiten wir Wege, wie wir langfristig Ressourcen schonen, indem wir Stoffkreisläufe schließen, unsere Prozesse noch effizienter gestalten und den Anteil von Rezyklaten erhöhen.“, so Manuel Michel.

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