Lithium ist ein unverzichtbarer Rohstoff für die Produktion moderner Batterien, die in Elektroautos, Smartphones und Laptops zum Einsatz kommen. Im aktuellen Whitepaper »Batterierohstoff Lithium« untersucht die Fraunhofer FFB die weltweiten Lithiumvorkommen, die industriellen Verfahren zur Lithiumgewinnung, beleuchtet ökologische Auswirkungen und zeigt Potenziale für nachhaltige Produktions- und Recyclingstrategien auf.
Sechs bis acht Kilogramm Lithium werden laut aktuellen Berechnungen für die Herstellung der Batterien eines einzigen Elektrofahrzeuges benötigt. Derzeit stammen 74 Prozent des weltweiten Lithiums aus Australien und Chile, allerdings kontrollieren nur wenige Unternehmen einen Großteil der globalen Produktion. Dazu zählen unter anderem »Tianqi Lithium« (China) und »Albemarle« (USA). Europa hingegen ist nahezu 100 Prozent von Importen abhängig und verfügt mit nur 2,5 Prozent über den geringsten Anteil an den weltweiten Reserven. Das Whitepaper zeigt, welche Verfahren aktuell zur Lithiumgewinnung eingesetzt werden und welche ökologischen Herausforderungen damit verbunden sind.
Zwei Verfahren zur Lithiumgewinnung
»Für die Herstellung von Lithiumcarbonat, einem der wichtigsten Handelsprodukte von Lithium, gibt es derzeit zwei gängige Produktionsverfahren«, erklärt Dr. Daniel Slak, Nachhaltigkeitsmanager an der Fraunhofer FFB. Das erste Verfahren basiert auf der Gewinnung aus salzhaltigen Solen, vor allem in Südamerika und China. Dabei nutzt man die Sonnenenergie zur Verdunstung, bevor das Lithium als Lithiumcarbonat ausgefällt und aufgereinigt wird.
Das zweite Verfahren dominiert mit etwa 60 Prozent den Weltmarkt. Hier wird Lithium im klassischen Bergbau in Form von Gestein abgebaut und chemisch aufbereitet. Beide Verfahren haben ihre jeweiligen Herausforderungen. So erfordert die Solegewinnung erhebliche Wassermengen. Der Bergbau wiederum verursacht große Mengen an Abraum, erfordert viel Energie, setzt mehr Chemikalien ein und bedingt lange Transportwege. »Diese Form der Gewinnung ist deutlich energieintensiver«, betont Slak.
Recycling als Schlüssel zur Kreislaufwirtschaft
Das Whitepaper legt im Detail dar, wie sich die einzelnen Verfahren unterscheiden. Mit Blick auf eine europäische Kreislaufwirtschaft spielt das Recycling von Batterierohstoffen eine zentrale Rolle. Es gilt als strategischer Schlüssel, um Abhängigkeiten von globalen Lieferketten zu reduzieren und möglichen Versorgungsengpässen vorzubeugen. Auch die Reduzierung von Transportwegen durch eine Rückführung innerhalb Europas wird als Vorteil hervorgehoben. »Die zunehmende Elektrifizierung, der Ausbau der E-Mobilität und die europäische Gesetzgebung werden den Recyclingmarkt in Europa spürbar antreiben«, erklärt Dr. Florian Degen, Bereichsleiter für Strategie- und Unternehmensentwicklung an der Fraunhofer FFB. Da Fahrzeugbatterien eine Lebensdauer von 10 bis 15 Jahren haben, werden erste relevante Mengen an Sekundärrohstoffen jedoch frühestens ab 2035 verfügbar sein.
Industrie braucht Strategien für nachhaltige Rohstoffsicherung
»Der Markt wächst schneller als die Verfügbarkeit recycelter Materialien. Gleichzeitig stehen viele Recyclingtechnologien noch am Anfang«, betont Slak. »Das zeigt, wie wichtig der Aufbau industrieller Lösungen ist.« Weitere Hebel zur Verbesserung der Rohstoffsicherheit sieht die Analyse unter anderem in Investitionen in eigene Raffineriekapazitäten und in der Entwicklung strategischer Partnerschaften mit rohstoffreichen Ländern.
Whitepaper liefert Impulse für Forschung und Praxis
Das Whitepaper der Fraunhofer FFB stützt sich auf aktuelle Fachpublikationen, Produktionszahlen der relevanten Unternehmen und Rohstoffübersichten verschiedener Länder, sowie ökologische Datenbanken. Es richtet sich an Interessierte aus Industrie und Wissenschaft, die sich mit der Batteriezellproduktion, Rohstoffstrategie, Nachhaltigkeit oder Recyclingtechnologien beschäftigen. Die Analyse bietet belastbare Daten, praxisnahe Vergleiche und Impulse für zukünftige Technologien und Förderstrategien.
Das Whitepaper »Batterierohstoff Lithium. Technologische und ökologische Analyse der industriellen Lithiumgewinnung« steht ab sofort kostenfrei zum Download bereit.
