Ein Elektroauto vom Typ Renault Zoe wird an einer Ladesäule in Cottbus (Brandenburg) aufgeladen.
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Der Redakteur | 23.10.2019 Wie lange hält ein E-Auto?

Ausgangspunkt der heutigen Frage war ein Satz von Grünen-Spitzenkandidatin Anja Siegesmund, die am Montag in der Fakt-Ist-Wahlarena gesagt hat, dass E-Autos 800.000 km durchhalten würden und Batterien zu 95 Prozent recycelbar seien. Ist das wirklich so?

von Thomas Becker

Ein Elektroauto vom Typ Renault Zoe wird an einer Ladesäule in Cottbus (Brandenburg) aufgeladen.
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Brennstoffzelle oder Batterie?

Zunächst: In Sachen E-Antrieb ist ein Glaubenskampf entstanden zwischen Batterie und Wasserstoff. Wer gewinnen wird, ist unklar. Da haben wir beispielweise den Schweizer Walter Rudolf Stahel, der das Institut für Produktdauer-Forschung gegründet hat. Er hält Batterien für die falsche Lösung, auch mit dem Hinweis auf Stromtrassen. Er teilte auf Nachfrage schriftlich mit, dass zum Beispiel Norwegen den Wasserstoff zur nationalen Energiestrategie erklärt habe und die neuen Schiffe der Hurtigrouten elektrisch mit Wasserstoffbrennstoffzellen fahren. Auch die Japaner arbeiten mit Hochdruck an dieser Antriebstechnik, im wahrsten Sinne des Wortes. Doch in beiden Fällen – Batterie oder Brennstoffzelle - werden am Ende E-Motoren rotieren. Und an denen wird eine lange Lebensdauer des Autos nicht scheitern.

Elektromotoren haben eine technische Lebensdauer von hundert Jahren, wie Dampfmaschinen übrigens auch.

Walter Rudolf Stahel, Institut für Produktdauer-Forschung Genf

Wäre Wasserstoff nun also die bessere Variante? Besonders, wenn man Rohstoffgewinnung nebst Umweltbelastung einrechnet, den Energieaufwand bei der Erzeugung, das "Tanken" usw.? Nein, sagt einer der renommiertesten Batterieforscher des Landes, Maximilian Fichtner, der auch schon 12 Jahre im Bereich Wasserstoff gearbeitet hat.

Da brauchen Sie eine Brennstoffzelle und diese ist ausschließlich aus kritischen Rohmaterialien aufgebaut. Und wenn die den Wasserstofftank füllen mit 700 bar, das gilt zwar als sicher, aber wenn Sie einen ‚falschen‘ Unfall haben, dann können Sie salopp gesagt, den Kollegen auf der ISS die Hand schütteln.

Maximilian Fichtner, Batterie-Experte, Direktor Helmholtz-Institut Ulm

Soll heißen: Die Wucht zerkleinert alles, was in der Nähe ist. Auch wenn brennende Tesla, die als Video durch die sozialen Netzwerke gestern, auch nicht die helle Freude sind. Benzin und Diesel sind übrigens auch brennbar, was bei der Diskussion gern vergessen wird. In beiden Fällen – Batterie und Wasserstoff – ist übrigens die "Tankproblematik" noch nicht abschließend geklärt. Produktion, Transport, Lagerung, Verteilung bis ins letzte Dorf und die ständige Bereithaltung – da sind bei beiden Technologien noch Reserven.

Aktuell gingen bei einem Komplettumstieg der Bevölkerung auf E-Autos mit Batterie im ganzen Land die Lichter aus. Und Wasserstofftankstellen sind so selten wie ein pünktlicher Zug. Auch ist es nicht egal, wo ein System, also beispielweise die Batterie, produziert wird und woher die Energie dafür kommt. Aus erneuerbaren Energien oder aus alten chinesischen Kohlekraftwerken.

Reichweite und Recycling

Soweit also der Vergleich zwischen Wasserstoff und Batterie. Was nun die Frage nach den 800.000 km und nach den 95 Prozent beim Recycling betrifft – beides ist möglich, wenn wir ausgebaute Akkus nicht wieder irgendwo liegen lassen, wie die Handy-Akkus in der Schublade. Das ist aktuell nämlich das Hauptproblem. Wir horten seltene Erden, für deren Gewinnung anderswo die Erde zerstört wird. Allerdings sollte es bei den Akkus unserer Autos gar nicht zuerst um das Zerlegen und Wiederverwerten gehen, sondern eher um das Wiederverwenden. Dazu später mehr. Zunächst waren sich die Batterieforscher heute einig, dass aktuell viel Unsinn kursiert, auch von Experten anderer Fachbereiche, die gern mit Zahlen operieren.

Wenn Sie sich Studien angucken, beispielweise vom IFO-Institut, die rechnen dann mit einer Fahrzeug-Lebensdauer von 130.000 km und das hat dann eine hohe Co2-Bilanz. Ich weiß nicht, woher die Zahlen kommen. Vielleicht sind sie schon 10 Jahre alt.

Maximilian Fichtner, Batterie-Experte, Direktor Helmholtz-Institut Ulm

Maximimilian Fichtner ging auch ausführlich auf die Umweltproblematik ein, die man nicht wegdiskutieren kann. Vieles, was wir tun, verbraucht Ressourcen, was Fragen aufwirft. Er vergleicht den Wasserverbrauch bei der Gewinnung von Lithium für einen Auto-Akku mit dem Wasserverbrauch bei der Produktion von Jeans, Rindersteaks oder Avocados und irgendwie kommen dabei ähnliche Mengen heraus. Nun sind Avocados biologisch abbaubarer als Akkus, aber letztere halten definitiv bedeutend länger.

Allerdings kommt erschwerend hinzu, dass Lithium alleine noch nicht reicht, um eine "Batterie" zu betreiben. Kobalt ist ein weiterer umweltkritischer Stoff. In Verbindung mit Kinderarbeit und Umweltzerstörung passt das so gar nicht zum glänzenden Autolack. Das ist auch den Autoherstellern bewusst, weshalb immer mehr auf Alternativen setzen. An diesen wird intensiv geforscht. Zum Beispiel will man Kobalt durch Nickel ersetzen, dessen Vorkommen aber auch begrenzt sind. Weniger kritisch sind Mangan, Magnesium, Phosphat oder Schwefel statt Kobalt als Kathode. Schwefel zum Beispiel ist sogar praktisch "Abfall" und umsonst – Stichwort Entschwefelungsanlagen.

Was bringt die Salzwasserbatterie?

Damit hätten wir die eine Hälfte der Batterie fast schon "ersetzt" und machen einen kleinen Umweg durch den Chemieraum: Wir brauchen noch die Anode und schon wandern die Elektronen fröhlich von A nach B.  Und bei der Anode sind wir wieder beim umweltkritischen und raren Lithium. Logisch ist, dass es Bestrebungen gibt, auch diesen Stoff auszutauschen. Die Natrium-Ionen-Batterie steht bereits in den Startlöchern, ihr Zweitname "Salzwasserbatterie" deutet schon die Ressourcenmöglichkeiten an. Allerdings wäre sie bei gleicher Kapazität größer und schwerer als eine Lithiumbatterie, weshalb sie eher für den stationären Gebrauch – Stichwort Speicherung von Energie aus Wind und Sonne – verwendet werden dürfte, damit wir das seltenere Lithium in leichte Autos und schlanke Handys stecken können.

Zum Glück wird auf diesem Gebiet schon heute geforscht und das unter "Leistungsdruck", weil die verwendeten Materialien so selten sind, dass wir uns ein "Verbuddeln" nicht leisten können. Hinzu kommt, dass ein Akkublock aus dem Auto noch ein zweites Leben vor sich haben kann, bevor er wirklich zerlegt wird. 2.000 Ladezyklen und mehr werden heutigen Akkus schon zugetraut. Wenn wir vertretbare 400 km Reichweite je Tankfüllung ansetzen, wären wir schon bei dieser möglichen Lebensdauer von 800.000 km, ein Wert, den nicht allzu viele Verbrenner schaffen. Und wenn, dann mit erheblichem Wartungsaufwand.

Akkus dienen am Lebensende als Zwischenspeicher

Akku (Schnittmodell) des Elektroauto Audi e-tron.
Modell eines E-Auto-Akkus Bildrechte: imago images / Sebastian Geisler

Und selbst danach ist ein Akku noch nicht "Schrott". Es sei denn, die 800.000 km werden erst nach 80 Jahren erreicht. Denn ein Akku altert auch. Wie sehr, wissen wir noch nicht genau. Das ist wie bei den Reifen, die entweder abgefahren sind oder spröde. Der "abgefahrene" Akku hingegen hat noch eine Kapazität = Reichweite von um die 80 Prozent, wenn er ausgebaut wird. Diese  Restkapazität reicht noch für ein langes Leben im Akku-Altersheim! Und auch an diesem wird gearbeitet. Diese Altersheime stehen dann künftig zum Beispiel neben einem Windrad.

Die restliche Kapazität reicht völlig als Zwischenspeicher zur Netzstabilisierung von Energieversorgungsnetzen.

Felix Horch, Leiter Abteilung E-Mobilität Fraunhofer Institut Bremen

Und in einem solchen Akku-Altersheim geht es sehr gemütlich zu, stabile klimatische Verhältnisse und keine ständigen Lastspitzen (Stichwort Vollgas und Vollbremsung), keine Vibrationen durch Schlaglöcher, sondern entspanntes Laden und Entladen im 4/4 Takt mit den anderen verrenteten Akkus. Voraussetzung: Man verträgt sich, das bedeutet: Diese Zweitverwertung muss bei der Produktion schon mit berücksichtigt werden, einschließlich eines Pfandsystems, das dafür sorgt, dass sich die alten Akkus auch treffen.

Die Entsorgung

Doch wie ist es nun mit dem "Herausholen" der Rohstoffe aus den alten Batterien als allerletztem Weg? Eine Variante ist die thermische, die ist aber nicht nur sehr energieintensiv, sondern hat auch trotz aller Filtermöglichkeiten nicht gerade den blauen Umweltengel auf dem Ofen. Im weitesten Sinne endet da alles, was brennbar ist, in den Aktivkohlefiltern der Abgasreinigung bzw. als fester Rückstand in der Asche.

Sie haben dann einen verklumpten Aschehaufen, da stecken die Metalle drin und das wird dann wie ein Erz behandelt und daraus das Metall gewonnen.

Maximilian Fichtner, Batterie-Experte, Direktor Helmholtz-Institut Ulm

Die zweite Variante ist aktuell noch mit viel Handarbeit verbunden, aber es wird intensiv daran gearbeitet und geforscht, auch dieses komplett von Robotern erledigen zu lassen. Voraussetzung: Ein gewisses Maß an Standardisierung bei den Batteriezellen, die dann eben von Robotern geöffnet werden. Einige Materialien werden dann herausgespült und getrennt und wertvolle Beschichtungen beispielsweise abgeschabt. Auch dafür wäre das Pfandsystem von Vorteil, nicht dass auch am Ende eines Auto-Akkulebens die Schublade droht. Denn die – so könnte man befürchten – würde dann wohl wieder mal in Afrika stehen.

Quelle: MDR THÜRINGEN/cs

Dieses Thema im Programm: MDR THÜRINGEN - Das Radio | Ramm am Nachmittag | 23. Oktober 2019 | 17:30 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 23. Oktober 2019, 17:34 Uhr

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