Expertise der Universität Bayreuth zu „grünen“ Batterien
Die Europäische Kommission hat heute eine Modernisierung der EU-Rechtsvorschriften für Batterien vorgeschlagen. Im Mittelpunkt steht dabei die Forderung nach mehr Nachhaltigkeit Umwelt- und Klimafreundlichkeit von Batterien. Zu diesen Zielen will auch das Bayerische Zentrum für Batterietechnik (BayBatt) beitragen, ein noch junges Forschungszentrum der Universität Bayreuth. Zugleich ist die Universität Bayreuth mit eigenen Projekten mehrfach am bundesweiten Clusternetzwerk „Forschungsfabrik Batterie“ beteiligt, unter anderem mit dem Projekt „greenBatt“.
Dr. Matthias Daab, Koordinator am BayBatt, erklärt: „Um die Produktion von Batterien nachhaltig gestalten zu können, ist eine ganzheitliche Analyse wichtig – vom Herstellungsprozess über die Auslegung der fertigen Batteriezellen bis hin zur Nutzung. Für die Fertigung der Batteriezellen sollten nachweislich mehr ‚grüner‘ Strom und manganreiche Aktivmaterialien eingesetzt werden, um Cobalt und Nickel einzusparen.“ Der Bayreuther Experte betont die Notwendigkeit einer erhöhten Wiederverwertbarkeit: „Die Recyclingquote sollte bei der Verwendung endlicher Rohstoffe prinzipiell stark erhöht werden. Insgesamt tragen zur Nachhaltigkeit von Batterien vier Faktoren bei, die wir als die ‚vier R‘ bezeichnen: eine hohe Effizienz über die gesamte Lebensdauer (Reduce), die Wiederverwendung, die eine genaue Kenntnis der Vorgeschichte gebrauchter Batterien erfordert (Reuse), die industrielle Aufarbeitung von Batterien oder einzelner Module (Refabricate) – und erst danach, wenn diese Instrumente ausgeschöpft sind, die möglichst umfassende Wiederverwendung (Recycling) verwendeter Rohstoffe.“
Dr.-Ing. Bernd Rosemann ist Leiter des vom BMBF geförderten Projekts „greenBatt“ am Lehrstuhl für Umweltgerechte Produktionstechnik (LUP). Er sagt: „Im Kern gelten die Herausforderungen einer umweltfreundlichen Batterieproduktion generell für die Produktion von Gütern. Zu unterscheiden sind dabei die Ressourcen- und Energieeffizienz einerseits und das Schließen von Produkt- und Stoffkreisläufen andererseits. Ein Schwerpunkt unserer Forschung ist die industrielle Aufarbeitung, die Refabrikation, deren Bedeutung immer noch unterschätzt wird. Sie kann ganz erheblich dazu beitragen, die für eine Neuproduktion notwendigen Energien und Rohstoffe einzusparen. Daher befassen wir uns intensiv mit der Herausforderung, Batteriesysteme von vornherein so zu gestalten, dass eine spätere Wiederaufarbeitung in möglichst großem Umfang und mit möglichst geringem Aufwand stattfinden kann.“
Die Frage, wie sich nachhaltige Lösungen letztlich am Markt durchsetzen können, wird die Bayreuther Batterieforschung dabei im Blick behalten: „Wir wissen von anderen Produktbereichen, dass ökologische Produkt- und Prozesslösungen für Hersteller oft einen zusätzlichen Aufwand bedeuten. Hinzu kommt, dass erzielte Verbesserungen nicht selten durch eine Steigerung des Konsums regelrecht aufgefressen werden. Die Automobilindustrie liefert dafür Beispiele: Wird ein PKW infolge gesteigerter Effizienz kostengünstiger, entscheiden sich die Kunden beim nächsten Mal gerne für ein besser ausgestattetes, ein größeres Modell oder gar für ein zusätzliches Fahrzeug. Im Falle der E‑Mobilität könnte der Wunsch nach größerer Reichweite zu höheren Batteriekapazitäten führen, die wiederum den Ressourcenverbrauch und das Fahrzeuggewicht steigern – und so letztlich zu einem höheren Energieverbrauch führen“, erläutert Rosemann.
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