Die Batterie im Fokus der Kreislaufwirtschaft

Mit dem strategischen Schritt von „Electric first“ zu „Electric only“ beschleunigt Mercedes-Benz die Transformation in eine emissionsfreie und softwaregetriebene Zukunft. Im Kern dieser Transformation: Die Batterie. Mit Blick auf die Kreislaufwirtschaft von Batteriesystemen verfolgen wir einen ganzheitlichen Ansatz und betrachten dabei drei Kernthemen: Design for Environment, Werterhaltung und das Schließen des Kreislaufs.

Mercedes-Benz beschleunigt die Transformation in eine emissionsfreie Zukunft: Bis zum Ende des Jahrzehnts werden wir bereit sein, vollelektrisch zu werden – überall dort, wo es die Marktbedingungen zulassen. Bereits heute umfasst das Portfolio sechs vollelektrische Modelle. Bis 2022 wird Mercedes-Benz in allen Segmenten, in denen die Marke vertreten ist, batterieelektrische Fahrzeuge (Battery Electric Vehicles - BEVs) anbieten. Ab 2025 werden alle neuen Fahrzeug-Architekturen ausschließlich elektrisch sein, und die Kundinnen und Kunden werden für jedes Modell eine vollelektrische Alternative zur Auswahl haben.

Die Lithium-Ionen-Batterie ist das Herzstück des Elektrofahrzeugs. Ihre Herstellung verbraucht jedoch viel Energie. Zudem enthalten Lithium-Ionen-Batterien wertvolle Rohstoffe wie Lithium, Mangan, Nickel und Kobalt. Aus diesem Grund spielt die Kreislaufwirtschaft bei Batteriesystemen eine zentrale Rolle.

Design for Environment

Im Rahmen unseres ganzheitlichen Ansatzes denken wir die Kreislaufwirtschaft bei der Produktentwicklung von Beginn an mit. Dies gilt auch für die Entwicklung der gesamten Batterietechnologie. Bereits während der Entwicklung eines Fahrzeugs erstellen wir entsprechend für jedes Fahrzeugmodell ein Konzept, in dem alle Bauteile und Werkstoffe auf ihre Eignung im Rahmen einer Kreislaufwirtschaft analysiert werden. Dabei wird auch geprüft, inwiefern sich die Bauteile und Werkstoffe für die verschiedenen Stufen des Recyclingprozesses eignen, inklusive des stofflichen Recyclings der verwendeten Batterierohstoffe. Im Rahmen der Analyse wird die gesamte Wertschöpfungskette betrachtet – von der Mine bis zum Recycling. Dabei liegt auch ein hohes Augenmerk auf der Einhaltung der Menschenrechte bei den Arbeitsbedingungen der Beschäftigten.

Unser klares Entwicklungsziel ist es, die Reichweite zukünftiger Batterien durch Fortschritte in der Energiedichte deutlich zu steigern, die Ladezeiten signifikant zu reduzieren, die Serienreife zukünftiger Batterietechnologien voranzutreiben und den Einsatz kritischer Materialien weiter zu reduzieren. Bei den kommenden Generationen von Batteriezellen wird der Kobaltanteil bereits auf weniger als zehn Prozent reduziert. Perspektivisch soll durch Post-Lithium-Ionen-Technologien mit neuen Materialzusammensetzungen ganz auf Materialien wie Kobalt verzichtet werden.

Auch die weitere Optimierung der Recyclingfähigkeit und deren Umsetzung ist Teil unserer ganzheitlichen Batteriestrategie.

Der EQS wird optional mit modularen Batterielayouts ausgestattet, welche unterschiedliche Reichweiten- und Leistungsspektren ermöglichen. Mit einem nutzbaren Energieinhalt von bis zu 108 kWh und unterstützt durch erstklassige Aerodynamik erzielt der EQS Reichweiten von mehr als 700 Kilometern (WLTP). Die eigenentwickelte, innovative Software ermöglicht technologisch Over-the-Air Updates (OTA). Dadurch wird sichergestellt, dass das Energiemanagement des EQS über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs immer wieder auf den neuesten Stand der Technik gebracht werden kann. Die performante Zellchemie der EQS Batterie enthält Nickel, Kobalt und Mangan im Verhältnis 8:1:1. Dadurch reduziert sich der Kobaltgehalt auf rund zehn Prozent. Die Produktion der Batteriezellen erfolgt CO₂-neutral.

Werterhaltung

Vor dem Recycling der Batterie wird eine Wiederverwendung angestrebt. Eine Aufbereitung der Batterie verbraucht deutlich weniger Energie und Rohstoffe als die Neuproduktion. Und jede aufbereitete Batterie reduziert die Abfallmenge, denn damit wird die Produktion einer neuen Batterie für den Ersatzteil-Bedarf oder andere Anwendungen vermieden.

Defekte Batterien werden für eine Wiederverwendung im Fahrzeug aufbereitet. Aufgrund unserer hohen Qualitätsanforderungen geschieht das für einen Großteil der Batterien zentral in unserem Aufbereitungswerk in Mannheim. Die Batterien werden nach der Aufbereitung (Re-Manufacturing, kurz Reman) – angelehnt an die Vorgaben der Serienproduktion – ausführlich geprüft, um Funktion und Qualität wie bei einem Neuteil sicherzustellen. Für alle elektrischen Fahrzeuge bieten wir solche Reman-Batterien an, um dem Gedanken eines geschlossenen Wirtschaftskreislaufs gerecht zu werden und Ressourcen zu schonen.

Batterien, die sich nicht mehr für eine Wiederverwendung im Fahrzeug eignen – zum Beispiel aufgrund zu geringer Restkapazität –, können in einem stationären Energiespeicher weiterverarbeitet werden. Dadurch verbessern wir die Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen – und leisten gleichzeitig einen Beitrag zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft. Hier setzt die Mercedes-Benz Energy GmbH an, die als Tochtergesellschaft der Mercedes-Benz AG für die Entwicklung von innovativen Energiespeicherlösungen verantwortlich ist. Ihre Energiespeichersysteme basieren auf der automobilen Batterietechnologie, die in Elektro- und Hybridfahrzeugen von Mercedes-Benz und smart eingesetzt wird und können Schwankungen bei der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien ausgleichen, Lastspitzen glätten und als Back-up Power für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung dienen. Bereits viele solcher Energiespeichersysteme mit einer Gesamtleistung von über 95 MWh sind in Deutschland in Betrieb – ein Großteil wird durch Mercedes-Benz Energiespeicher abgedeckt.

Der stationäre Energiespeicher der Mercedes-Benz Energy GmbH in der Factory 56 in Sindelfingen.

Der Fokus der Mercedes-Benz Energy liegt insbesondere auf Anwendungen aus dem Bereich 2nd-Life und Ersatzteilspeicher. Beim 2nd-Life-Speichersystem geht es um die Integration einer unveränderten Fahrzeugbatterie in eine Energiespeicherumgebung. In unserer Mercedes-Benz Factory 56 ist bereits solch ein stationärer Stromspeicher mit einer Kapazität von 1.400 kWh im Einsatz. Dieser kann auch Solarstrom speichern und nachts oder an sonnenarmen Tagen wieder abgeben.

Schließen des Kreislaufs

Das stoffliche Recycling steht am Ende des Lebens einer Batterie und bildet den Schlüssel für die Schließung des Wertstoffkreislaufs. Das Batterierecycling ist eine Voraussetzung für ein nachhaltiges Geschäftsmodell für die Elektromobilität der Zukunft.

Erst, wenn eine Wiederverwendung der Batterie nicht mehr möglich ist, wird sie recycelt, um wertvolle Rohstoffe zurückzugewinnen. Bereits heute sind wir in der Lage, weit mehr als die vom Batteriegesetz vorgeschriebenen Recyclingquoten für Antriebsbatterien zu erfüllen. Batteriegehäuse, Kabel und Stromschienen lassen sich dabei 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.

Für unsere Fahrzeugbatterien beteiligt sich Mercedes-Benz aktiv an der Forschung und Entwicklung von neuen Recycling-Technologien und deren Etablierung am Markt. Dafür arbeiten wir mit spezialisierten Partnerunternehmen daran, den Recyclingprozess weiter zu optimieren. Darüber hinaus nehmen wir an Förder- und Forschungsprojekten teil und treiben die Entwicklung innovativer Technologien zur ökologischen und ökonomischen Wiederverwertung wertvoller Rohstoffe weiter voran. Ziel ist es, die Recyclingquoten weiter zu erhöhen. Die Idee dahinter: Wir nutzen alte Batterien von heute als Mine für die Batterien von morgen. Mit ihnen werden wir künftig benötigte Rohstoffe für neue Batteriesysteme mithilfe des Recyclings gewinnen.

Derzeit evaluieren und planen wir zudem den Bau einer Batterierecyclingfabrik im deutschen Kuppenheim, um Recyclingkapazitäten und Know-how in diesem Bereich zu entwickeln und zu sichern. Der Produktionsstart ist für 2023 geplant – abhängig von den vielversprechenden Gesprächen mit den Behörden.

Wir erwarten, dass die Menge der zu verwertenden Batterien mit ansteigender Marktdurchdringung von Elektroautos sukzessive steigen wird. Mit Blick auf den Lebenszyklus von Elektrofahrzeugen ist in den 2030er Jahren mit erheblichen Mengen an zu recycelndem Material zu rechnen. Denn erst dann wird ein erster großer Teil der E-Fahrzeuge, die ab 2020 in größeren Stückzahlen ausgeliefert werden, seine Nutzungsdauer erreicht haben.

Wir verwenden Cookies

Damit wollen wir unsere Webseiten nutzerfreundlicher gestalten und fortlaufend verbessern. Wenn Sie die Webseiten weiter nutzen, stimmen Sie dadurch der Verwendung von Cookies zu.