Rohstoff-Mangel: Alternativen zu seltenen Erden

Cover Image for Rohstoff-Mangel: Alternativen zu seltenen Erden
Copyright ©

Salar de Atacama Laguna Chaxa
| shutterstock / 763529905

Wolfgang Gomoll
Wolfgang Gomoll
  —  Lesedauer 4 min

Mit steigender Anzahl der Elektromobile wurden Rohstoffe wie seltene Erden oder Lithium und Kobalt zunehmend knapper. Dazu kommt die ökologische Komponente. Um dieser Zwickmühle zu entgehen, entwickeln die Autobauer neue Elektromotoren und neue Batterien. Während es bei den E-Maschinen schon sichtbare Erfolge gibt, geht es bei den Akkus langsamer voran.

Das Aus des Verbrennungsmotors kommt. Die Frage ist nur, wann. Vor allem Europa gibt beim Umstieg auf die Elektromobilität kräftig Gas. Einige Automobilhersteller wollen noch in dieser Dekade ihre Modellpalette komplett auf vollelektrische Fahrzeuge umstellen. Aktuell sind noch Lithium-Ionen-Batterien das speichertechnische Rückgrat der Elektrifizierung der Mobilität. Auch wenn der Abbau von Elementen wie Lithium oder Kobalt belastend für die Umwelt ist, gehören beide Metalle nicht zu den sogenannten „seltenen Erden“. Das sind 17 Elemente, unter anderem Neodym, das etwa für die starken Magneten in den Elektromotoren benötigt wird.

Abhängigkeit von seltenen Rohstoffen muss verringert werden

Um nicht in Abhängigkeiten zu geraten, die sich beim zu erwartenden gnadenlosen Wettlauf um die seltenen Erden und Elementen wie Lithium und Kobalt fatal auswirken könnten, kämpfen die Automobilhersteller an verschiedenen Technologiefronten. Die immer noch angespannte Situation bei den Lieferketten hat auch den letzten Optimisten in den Konzernzentralen zwischen Wolfsburg und Stuttgart überzeugt, dass man sein Rohstoffschicksal am besten in die eigenen Hände nimmt beziehungsweise die Versorgung so umstellt, dass genug Vorrat zur Verfügung stellt. Schließlich sind mit langen Vorbestellungslisten noch kein Cent verdient und stillstehende Fabrikanlagen treiben einem Just-in-Time-fixierten Werksleiter Schweißperlen auf die Stirn.

Der ersten Erfolge sind bereits errungen. Bei BMW kommen die neuen Elektromotoren ohne seltene Erden aus. Andere Hersteller wie VW und Renault tüfteln ebenfalls an E-Maschinen, die keine Elemente wie eben Neodym, aber auch Dysprosium und Terbium benötigen. Auch Tesla treibt die Furcht um, von der Produktionshölle in ein Rohstoff-Dilemma zu rutschen. Deswegen könnten die US-Amerikaner bei der nächsten Antriebsgeneration auf Elektromotoren auf Ferrit-Basis setzen. Ein anderer Weg, die Knappheit besonders begehrter Rohstoffe zu reduzieren, ist das Recycling von Elektromotoren und Batterien. Die deutschen Recyclingspezialisten Duesenfeld etwa haben ein Verfahren entwickelt, bei dem auf Batteriezellebene (ohne Batteriegehäuse und Befestigungssysteme) eine Wiederverwertungsquote von 91 Prozent erreicht wird.

Relevante Rohstoffe werden weltweit abgebaut

Die globale Suche nach neuen Lithiumquellen hat etwas Panisches, verläuft aber aussichtsreich. “Die Bohrprogramme zur Erweiterung der bestehenden Ressourcenschätzungen bei unseren Projekten Laguna Verde und Francisco Basin laufen, wobei Llamara zusätzliches Explorationspotenzial bietet. Uns ist kein anderes Explorationsunternehmen im Lithiumsektor bekannt, das Ressourcenbohrprogramme bei drei Projekten gleichzeitig durchgeführt hat, was die Qualität unseres Teams in Chile weiter unterstreicht“, sagt Aldo Boitano, CEO von ClenTech Lithium.

Dennoch ist der Kampf um diesen Rohstoff längst entbrannt. Der Preis des für die aktuellen Akkus dringend benötigen Alkalimetalls klettert ständig weiter und hat Ende letzten Jahres einen Höhepunkt erreicht. Damit wird die Spirale nicht enden, zumal Lithium ja nicht nur für Autobatterien benötigt wird und die Zahl der Elektromobile stark ansteigt. Bei Kobalt droht eine ähnliche Entwicklung. Zudem ist die soziale und ökologische Komponente des Abbaus bei beiden Rohstoffen ein echtes Problem.

Die logische Konsequenz ist, nach Alternativen zu suchen, was natürlich schon seit einiger Zeit passiert. Zuletzt ist es gelungen, die Anteile an Kobalt in Batterien deutlich zu senken. In ein paar Jahren sollen die ersten Pkws mit Feststoffbatterien auf den Markt kommen, die mehr Reichweite und deutlich schnelleres Laden versprechen. Mercedes nutzt einen Lithium-Polymer-Akku bereits im Elektrobus eCitaro. Durch das feste Elektrolyt kann man die Anode auf andere Art gestalten, zwar eignet sich auch hier Lithium, aber es wird schon an Alternativen geforscht, etwa Feststoffbatterien mit Oxid- oder Sulfid-Elektrolyten.

Schnell wird der Wandel nicht stattfinden

Auch wenn der Pfad weg vom Lithium schon vorgezeichnet ist, ganz ohne diesen Rohstoff wird es mittelfristig wohl nicht gehen. Allerdings geht die Menge in den Akkus zurück. Eine dieser Weiterentwicklungen sind die Sald-Akkus („Spatial Atom Layer Deposition“ / Räumliche Atomlagenbeschichtung), die die größere Kapazität und schneller Ladeleistung versprechen. Die Batterien haben den Namen vom Herstellungsverfahren, bei dem eine extrem dünne Atombeschichtung um die Zellen den Ionen-Fluss zwischen Anode und Kathode verbessert. Ein Batterie-Konzept, das komplett ohne Lithium (die Kathode besteht aus Natrium) auskommt, sind Natrium-Ionen Akkus.

Der Verzicht auf Lithium wird allerdings mit einer Reduzierung der Reichweite bezahlt. Der chinesische Akkuhersteller CATL treibt die Forschung voran und bereits einen JAC Sehol E10X-Kleinwagen mit diesen Batterien bestückt, die sich schnell aufladen lassen. Das zeigt, dass die Serienreife vor der Tür steht – ändert aber nichts an der Tatsache, dass die ersten Schritte weg vom Lithium noch mit diesem Rohstoff gemacht werden müssen.

worthy pixel img
Wolfgang Gomoll

Wolfgang Gomoll

Wolfgang Gomoll beschäftigt sich mit dem Thema Elektromobilität und Elektroautos und verfasst für press:inform spannende Einblicke aus der E-Szene. Auf Elektroauto-News.net teilt er diese mit uns. Teils exklusiv!
Sidebar ads

Artikel teilen:

Schreib einen Kommentar und misch dich ein! 🚗⚡👇


Daniel W.:

Die Verkehrswende kann nicht bedeuten, dass 48 Mio. Verbrenner in Deutschland durch die gleiche Zahl an großen E-Autos ersetzt wird. Es muss die Gesamtzahl der Pkw in den nächsten Jahren deutlich sinken und die Innenstädte müssen weitgehend autofrei werden.

In der Zukunft müssten 15 Mio. Autos insgesamt genügen, die vor allem in ländliche Raum unterwegs sind und für die Städte und stadtnahen Bereiche gebe es dann den gutausgebauten ÖPNV und zahlreiche Pedelecs mit und ohne Dach für Personen- und Gütertransport.

Wenn jedes Jahr statt rund 3 Mio. Pkw nur noch 1 Mio. Pkw in Deutschland benötigt werden, dann braucht man sehr viel weniger Resourcen und spart rund 4.000.000 Tonnen pro Jahr.

Wir in der EU könnten 2/3 an Resourcen im Verkehrsbereich sparen und uns unabhängiger von China und anderen nichtdemokratischen Ländern machen und es blieben genug Resourcen für die Energiewende mit mehr PV- und Windkraftanlagen sowie Wärmepumpen.

Robert:

Stimmt war ein Fehler von mir LFP-Akkus sind Cobaltfrei nicht Lithiumfrei habe ich verwechselt

Tobias Rupp:

Wofür steht das „L“ in LFP? Richtig. Für Lithium. Grundsätzlich gebe ich Ihnen aber recht.

Robert:

so ein Quatsch eg gibt keinen Rohstoffmangel es ist lediglich die Nachfrage stärker gestiegen als der Abbau weil viele dieser Stoffe bisher nicht so viel benötigt wurden es müssen jetzt lediglich der Abbau verstärkt werden das dauert halt bis genügend Minen in betrieb gehen. ausserdem in den LFP- Akkus gibt es heute schon kein Lithium mehr und die ersten zwei Chineschische Hersteller haben schon Fahrzeuge mit Natrium-Ionen Batterien im Programm die dieses Jahr schon verkauft werden sollen diese Batterien benötigen kein Lithium mehr. Diser Artikel ist veraltet ca. 12 Monate

Philipp:

Die Einsparbemühungen sind natürlich richtig im Bericht, nur die Aussagen zum aktuellen Preisgefüge sind ziemlich veraltet.

Auch wenn die Situation nicht gut ist, aber der Satz
„Der Preis des für die aktuellen Akkus dringend benötigen Alkalimetalls klettert ständig weiter“
entspricht dann nicht der aktuellen Situation.
Seit dem Höhepunkt Dezember 22 bis Februar 23 ist der Preis um 40% gefallen. Ständig ist also falsch.

Bei Kobalt ist der Preis seit dem Höchststand im Januar 22 sogar um 59% gefallen.

Nickel und Kupfer sind genauso signifikant gefallen.

Das einzige wirklich relevante Metall ist dabei Kobalt, denn hier stammen über 80% der weltweit bekannten Lagerstätten aus einem Land (Kongo) und das ist auch noch politisch instabil. Das ist eine kritische Situation, die sich auch nicht ändern wird bis man auf Kobalt in Batterien verzichten kann.

Ähnliche Artikel

Cover Image for Wie BMW die Serienfertigung seiner neuen E-Auto-Batterien vorbereitet

Wie BMW die Serienfertigung seiner neuen E-Auto-Batterien vorbereitet

Michael Neißendorfer  —  

Mit der Neuen Klasse startet BMW ab Ende 2025 in eine neue Ära des rein elektrischen Fahrens. Eine entscheidende Komponente: die Batterien.

Cover Image for Zum Driften geboren: Hyundai zeigt Ioniq 6 N

Zum Driften geboren: Hyundai zeigt Ioniq 6 N

Michael Neißendorfer  —  

Der Ioniq 6 N soll den Erfolg des Ioniq 5 N fortsetzen und integriert Technologien aus dem Motorsport in ein alltagstaugliches E-Auto.

Cover Image for BMW: Wachstum bei E-Autos und Plug-in-Hybriden rettet die Halbjahresbilanz

BMW: Wachstum bei E-Autos und Plug-in-Hybriden rettet die Halbjahresbilanz

Michael Neißendorfer  —  

Ohne das starke Absatzplus der elektrifizierten Fahrzeuge wäre das Minus bei BMW deutlich schmerzhafter ausgefallen.

Cover Image for Deutschland fällt bei E-Mobilität zurück, China baut Vorsprung weiter aus

Deutschland fällt bei E-Mobilität zurück, China baut Vorsprung weiter aus

Michael Neißendorfer  —  

Weltweit steigt der Anteil von E-Autos an Neuwagenverkäufen von 20 auf 25 Prozent, trotz Wachstumsschwäche in wichtigen Märkten.

Cover Image for Kia EV5: Alle Daten und Fakten zum neuen Elektro-SUV

Kia EV5: Alle Daten und Fakten zum neuen Elektro-SUV

Michael Neißendorfer  —  

Mit dem EV5 bringt Kia ein weiteres E-Auto in das beliebte Kompakt-SUV-Segment, die größte und am schnellsten wachsende Fahrzeugklasse in Europa.

Cover Image for Mazda6e: Groß, elektrisch – und kein SUV

Mazda6e: Groß, elektrisch – und kein SUV

Wolfgang Plank  —  

Erfreulich gegen den Trend ist der Mazda 6e in Sachen Karosserie unterwegs. Leider muss man sagen aber auch bei der Ladeleistung.