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E-Autos werden immer beliebter. Mindestens 15 Prozent aller Neuwagen in Europa werden bis zum Jahr 2030 mit einem Elektromotor oder anderen emissionsfreien Motoren ausgestattet sein, berichtet die Frankfurter Allgemeine Zeitung. Dazu will die Europäische Kommission die Automobilhersteller verpflichten. Unabhängig davon sollen die Autobauer den CO2-Ausstoß zwischen 2021 und 2030 um ein Drittel verringern.

Die Aussichten auf eine sauberere Umwelt und bessere Luft werden allerdings von einer Studie getrübt, die im Online-Journal Joule erschien. Darin warnen Wissenschaftler vor einem Engpass bei der Produktion von Lithium-Ionen-Akkus.

Das wäre ein immenses Problem für die Automobilindustrie und würde die Revolution des Elektromotors verzögern. Sie sind in dem Bereich eine gefragte Stromquelle, da sie nicht nur hohe Energiedichten aufweisen, sondern sich auch relativ schnell wieder aufladen lassen. Die Autoren der Studie fordern dazu auf, Maßnahmen zu ergreifen, um die weltweite Versorgung mit Lithium-Ionen-Akkus auch künftig zu gewährleisten. Sollte das nicht passieren, prophezeien sie einen weltweiten Engpass in etwa 15 Jahren.

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Auch wenn aktuell nur etwa ein Prozent aller Autos auf den Straßen mit einem Elektromotor fahren würden, wäre der Bedarf an Lithium-Ionen-Akkus für die Fahrzeuge doch enorm hoch, heißt es in der Studie. Die Hälfte aller weltweit produzierten Akkus würden in der Automobilindustrie verbaut werden. „Schon bevor die Batterien von der Automobilindustrie entdeckt oder für netzunabhängige Energiesysteme genutzt wurden, hatten sie eine Wachstumsrate von 20 Prozent“, zitiert Motherboard den Ingenieur Gerbrand Ceder, einen der Autoren der Studie. „Jetzt, wo sie voll in der Autoindustrie eingesetzt wird, ist ihre Wachstumsrate noch viel größer.“

Zwischen 2010 und 2014 soll sich der weltweite Bedarf an den Akkus um etwa 73 Prozent erhöht haben, die Produktionsrate allerdings nur um 28 Prozent angestiegen sein, heißt es in der Studie weiter. Daher prognostizieren die Wissenschaftler eine erste Knappheit der Batterien ab 2032. Das Problem sei nicht das Vorkommen der verschiedenen Rohmaterialien, aus denen die Batterie zusammengesetzt ist, heißt es, sondern eine funktionierende Versorgungs- und Produktionskette, die diesen Bedarf decken kann.

Die Lithium-Ionen-Batterie besteht eben nicht nur aus Lithium, sondern auch aus anderen Elementen wie etwa Magnesium, Nickel, Grafit und Cobalt. Diese Metalle und deren Vorkommen haben sich die Autoren der Studie genauer angeschaut. Basierend auf öffentlichen Daten haben sie dann ausgerechnet, wie viele der einzelnen Materialien man bräuchte, um eine sichere Produktionskette von Lithium-Ionen-Akkus auch in Zukunft zu gewährleisten.

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Das größte Risiko für eine stabile Produktionskette birgt laut der Studie das Schwermetall Cobalt. Zwei Drittel des weltweiten Vorkommens liegen in der politisch instabilen Demokratischen Republik Kongo, der Abbau ist körperlich extrem fordernd und gefährlich. Nach Informationen der Washington Post sollen auch Kinderarbeiter in den Stollen eingesetzt werden, um nach dem Schwermetall zu schürfen.

Nach Einschätzungen der Autoren könnte eine erste Cobalt-Knappheit bereits 2025 eintreten. Die Forscher zeigen in ihrer Studie Alternativen zu Cobalt auf, die man stattdessen zur Akku-Produktion nutzen könne. Dazu gehörten Magnesium, Titanium, Molybdän oder Chromium.

An Lithium wird bei der Produktion eines leistungsfähigen und leichten Akkus kein Weg vorbeiführen. Denn es ist das leichteste Element, das bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck im festen Zustand vorliegt – Wasser hingegen ist etwa doppelt so schwer.

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Die Versorgung mit Lithium werde kein besonders großes Problem darstellen, heißt es. Denn das Leichtmetall, das meist gebunden als Salz in der Natur vorkommt, kann auf verschiedene Weisen gefördert werden und ist gleich an mehreren Orten der Welt wie etwa Australien oder auch Bolivien zu finden. Bisher war der Lithium-Markt kein besonders lukratives Geschäftsfeld – der Gesamtumsatz liegt bei gerade mal einer Milliarde US-Dollar pro Jahr. Doch je größer der Bedarf an batteriebetriebenen Technologien wird – vom Smartphone bis zum Elektro-Flugzeug – umso größer wird die Nachfrage nach dem Leichtmetall. Das Investmentbanking- und Werthandelspapierunternehmen Goldman Sachs Bank etwa nennt Lithium das neue Benzin.

Nicht nur den hohen künftigen Bedarf, sondern auch das finanzielle Potenzial der Batterie-Industrie hat Elon Musk erkannt. Bereits vor drei Jahren begann der Visionär mit dem Bau seiner Gigafactory. Mitten in der Wüste Nevadas entsteht auf einer riesigen Fläche von 55.742 Hektar eine Fabrik, in der Musk ab 2020 Batterien für eineinhalb Millionen Fahrzeuge im Jahr produzieren will.

Dieser Artikel erschien zuerst bei Wired.de.

Bild: Getty Images /PHILIPPE HUGUEN