Ein Team der Fraunhofer FFB um Prof. Dr. Simon Lux hat den künftigen Energiebedarf ermittelt, der mit der von der EU angestrebten Stärkung lokaler Batterielieferketten in Europa verbunden sein wird. Europa wird demnach erhebliche Energiemengen für die lokale Batteriezellproduktion bereitstellen müssen.
Ein Viertel der weltweit verkauften Elektrofahrzeuge fährt in Europa. Trotz der großen Nachfrage werden derzeit aber nur rund 6,8 Prozent der für die Zellproduktion benötigten Energie in Europa bereitgestellt. Der Rest wird in Form von Materialien und Batteriezellen importiert. Ein Team um Prof. Dr. Simon Lux (Universität Münster und Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle) hat nun den künftigen Energiebedarf ermittelt, der mit der von der Europäischen Union (EU) angestrebten Stärkung europäischer Batterielieferketten verbunden sein wird.
Gut ausgebaute Recyclinginfrastruktur entscheidend
Das Team prognostiziert, dass der jährliche europäische Energiebedarf für die lokale Batteriezellproduktion von 3.5 Terawattstunden (TWh) auf rund 250 TWh ansteigen wird, um bis 2050 Autarkie in diesem Bereich zu erreichen. Dies gelingt aber nur, wenn bis dahin eine gut ausgebaute Recyclinginfrastruktur vorhanden ist. Zusätzlich benötigt Europa jährlich 200 bis 250 TWh, um Elektrofahrzeuge zu laden und Effizienzverluste beim Entladen von Elektrofahrzeugen und stationären Speichern auszugleichen. Durch den zunehmenden Einsatz von Elektromotoren und stationären Batterien, die ab 2050 rund 500 TWh an erneuerbaren Energien speichern können, würden andererseits 90 TWh eingespart, die ansonsten für die Förderung, Gewinnung und Aufbereitung von fossilen Brennstoffen verbraucht werden würden.
»Die Stärkung lokaler Batterielieferketten ist entscheidend, um die Energieabhängigkeit zu verringern«, betont Simon Lux. »Sie erfordert jedoch gleichzeitig die Bereitstellung erheblicher Energiemengen in Europa.« Der batteriebasierte Strombedarf wachse im Vergleich zum gesamten Strombedarf überproportional. Vor diesem Hintergrund seien große Investitionen in die erneuerbare Stromerzeugung und die entsprechende Infrastruktur erforderlich.
Erhebliche Recyclingkapazitäten in Europa
Für Europa werde es zudem entscheidend sein, die Batterierecyclingquote und -effizienz zu maximieren, um die Importabhängigkeit und den zukünftigen Energiebedarf zu reduzieren. Das Forschungsteam geht von erheblichen Recyclingkapazitäten in Europa aus (demzufolge werden ab 2050 rund 800 Gigawattstunden an Batteriekapazität jährlich recycelt). Damit ließe sich die Energie für die Batterieproduktion um 33 bis 46 Prozent reduzieren. Allerdings befindet sich die Recyclinginfrastruktur derzeit noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Das Forschungsteam appelliert daher an die politischen Entscheidungsträger der EU, es Unternehmen durch entsprechende Regulierungen zu ermöglichen, tragfähige und nachhaltige Recyclingkapazitäten zu entwickeln.
Wissenschaftliche Methode und Zugriff
Die Studie beruht auf einer sogenannten Lebenszyklusanalyse, die auf Daten aus aktuellen Forschungsarbeiten sowie der Datenbank »ecoinvent« basiert. Ergänzend führte das Forschungsteam die Energiebedarfsanalyse mit dem am Institut für Wirtschaftschemie der Universität Münster entwickelten Simulationsmodell durch, das eine vereinfachte Batteriekreislaufwirtschaft abbildet. Die Studie ist in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift »Energy & Environmental Science« frei zugänglich.
