Lithium im globalen Kreislauf

Peking (China) - Elektroautos sind ein Schlüssel für einen emissionsarmen Verkehr. Ihr Klimavorteil gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennermotor wird umso besser, je grüner der Strom zum Aufladen der Batterien erzeugt wird. Doch auch die Fertigung der Lithium-Ionen-Batterien belastet die Klimabilanz. Nun analysierte ein chinesisch-kanadisches Forschungsteam die weltweite Lithium-Lieferkette und den global verzweigten Herstellungsprozess der Stromspeicher. In der Fachzeitschrift „Nature“ kommen die Forschenden zu dem Schluss, dass allein lokales Recycling ausgedienter Batterien nicht ausreiche, um die CO2-Emissionen nachhaltig zu senken. Zusätzlich müssten besonders Europa, die USA und China entlang der gesamten Produktionskette eng kooperieren.

Das Team um Yufeng Wu und Mengyu Zhai von der Beijing University of Technology entwickelte für ihre Analyse eigens ein umfassendes Modell zur Dekarbonisierung der Lithium-Lieferkette bis zum Jahr 2060. Dabei betrachteten die Forschenden sowohl Lebenszyklen der Stromspeicher als auch die derzeitigen CO2-Emissionen für einzelne Glieder in der Lieferkette vom Abbau in Lithium-Minen bis zur Produktion der Lithium-haltigen Batterie-Kathoden. Zudem ergänzten sie jeweils den volkswirtschaftlichen Nutzen aller Herstellungsprozesse.

Ein zentrales Ergebnis sticht aus der Analyse heraus: So verursacht der Abbau des Lithiums – etwa in Chile oder in Australien – gut 38 Prozent der Emissionen über die gesamte Prozesskette. Doch fällt auf diesen Teil nur knapp 19 Prozent der Wertschöpfung. Dagegen entfällt auf die Produktion der Batterie-Kathoden mit gut 42 Prozent mehr als die doppelte Wertschöpfung. Und das, obwohl die dabei anfallenden CO2-Emissionen mit knapp 35 Prozent sogar geringer sind als beim Lithium-Abbau.

Diese Schieflage könnte laut den Forschenden um Yufeng Mu mit einer Mischung aus internationalem Technologietransfer, offenem Handel und regionalen Strategien zum Lithium-Recycling ausgeglichen werden. Zudem biete die globale Zusammenarbeit mit offenen Handels- und Technologieströmen das Potenzial, die CO2-Emissionen für die Produktion von Lithium-Ionen-Batterien insgesamt um bis zu 36 Prozent zu senken. Das wäre rund doppelt so viel im Vergleich zu den heute noch dominierenden, aber energieintensiven pyrometallurgischen Recyclingmethoden.

Auf dem noch langen Weg zu einer globalen Kreislaufwirtschaft für Lithium schlagen die Forschenden eine umfassende, transparente Datenbank für die gesamte Batteriewertschöpfungskette mit CO2-Bilanzen für jedes Kettenglied vor. Nur so könnten Effizienz und Fairness zwischen Produktions- und Konsumländern im Gleichgewicht stehen. Allerdings zeichnet die aktuelle Weltlage mit Zöllen, Exportkontrollen und gegenseitiger Furcht vor Technologiespionage eher eine entgegengesetztes Bild.