BASF ist ein börsennotierter Chemiekonzern mit Hauptsitz in Ludwigshafen am Rhein. Mit Dr. Julian Prölß/ Global Director Business Management Battery Recycling, sprach Industrieanzeiger über europäische und asiatische Wertschöpfungsketten, alternative Batteriematerialien und den Beitrag des Recyclings zu Kostenstrukturen in der Elektromobilität.
Herr Dr. Prölß, Sie sind bei BASF zuständig für Batterierecycling. Welche Bedeutung hat das Recycling von Batterien für die Elektromobilität?
Wenn man sich die Automobilindustrie anschaut, dann gibt es derzeit nichts, was den Veränderungsprozess so deutlich zeigt wie die Umstellung aufs Elektroauto. Es gibt in der EU das ganz klare Ziel, einen signifikanten Anteil der Fahrzeuge in recht kurzer Zeit vom Verbrenner auf Elektroantrieb umzustellen. Und eine Schlüsselkomponente in dieser Antriebstechnologie ist die Batterie. Bei der Kostenstruktur eines Elektrofahrzeugs entfallen etwa 30 Prozent der Gesamtkosten auf die Batterie, davon wiederum 80 Prozent auf die Batteriezelle und 40 Prozent auf das Kathodenmaterial. Ein relativ großer Anteil dieser Kosten entfällt damit auf spezifische Batteriechemikalien, und mit der Transformation vom Verbrenner zum Elektroauto wird dieser Materialbedarf signifikant weiter steigen. Anders als bei einem Verbrenner, wo nach und nach ein Rohstoff, nämlich das Benzin, hinzugefügt wird, ist es beim Elektroauto so, dass schon bei der Autofertigung viele Rohstoffe benötigt werden. Diese Rohstoffe sind nicht nur teuer, sondern, gemessen an den Mengen, in denen sie gebraucht werden, auch nur begrenzt verfügbar. Deshalb ist Recycling hier von besonderer Bedeutung. Die Rohstoffe sind ja da, in Altautos oder auch in Produktionsabfällen, sie müssen lediglich wieder in eine verwertbare Form gebracht werden. Von den Aktivmaterialien in der Batteriezelle ist das Kathodenmaterial dasjenige, das am teuersten und am knappsten ist. Es besteht aus verschiedenen Komponenten, derzeit vornehmlich Nickel, Kobalt und Mangan. Sie sind nicht wirklich selten, sonst würde man sie nicht in so großvolumigen Produkten einsetzen. Doch sie sind natürlich teuer, weil sie in einem recht aufwändigen Verfahren gewonnen werden müssen. Aber wenn beispielsweise das Nickel einmal in der Wertschöpfungskette ist, lässt es sich beliebig oft recyceln, denn es ist ein Element, das in dem Sinne nicht verbraucht wird.
Das Recycling von Batteriemineralien spart nicht nur Kosten, sondern es trägt auch dazu bei, den Fußabdruck von Kathodenmaterialien und damit der Batterie zu reduzieren. Denn im Vergleich zu abgebauten Rohstoffen, weisen recycelte Metalle einen deutlich geringeren Fußabdruck auf. Mit der Umstellung auf das Elektroauto gibt es also einen signifikanten Bedarf an Batteriechemikalien und an Recyclingkapazität. Für BASF ist das ein großartiger Wachstumsmarkt, den wir gerne nutzen. Ein wesentlicher Meilenstein war die Anlage für Kathodenmaterialien, die wir letztes Jahr in Schwarzheide als erste Produktionsstätte für hochleistungsfähige Kathodenmaterialien in Deutschland und gleichzeitig als erste vollautomatische Großproduktionsanlage für Kathodenmaterialien in Europa in Betrieb genommen haben. Neben der Anlage für Kathodenmaterialien ist bereits die Prototyp-Metallraffinerie seit März dieses Jahres in Betrieb. Hier entwickeln wir Betriebsabläufe und optimieren innovative Batterierecyclingtechnologien, um wertvolle Metalle wie Lithium, Nickel, Kobalt, Mangan und Kupfer in einem hydrometallurgischen Prozess zu extrahieren. In der zweiten Jahreshälfte werden wir direkt neben der Prototyp-Metallraffinerie unsere Anlage für die Produktion von Schwarzer Masse in Betrieb nehmen. Aus ausgedienten Batterien und Abfällen aus der Batterieproduktion werden wir in dieser Anlage Schwarzer Masse produzieren. Dabei werden die Batterien und Abfälle mechanisch geschreddert, getrocknet und sortiert.
In der EU gibt es den Critical Raw Materials Act und die EU Battery Recycling Regulation. Hier werden zum Beispiel verbindliche Recycling-Effizienzen für bestimmte kritische Materialien vorgeschrieben. Danach müssen Batterien dem Recycling zugeführt werden. Weiter müssen 2032 unter anderem 95 Prozent des Nickels und Kobalts, die in einer Batterie enthalten sind, wiederverwendet werden. Deshalb müssen die Verlustströme des Nickels und Kobalts über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg möglichst gering sein. Eine Recyclingquote bei Nickel oder Kobalt von 95 Prozent über die gesamte Kette zu erreichen ist sehr anspruchsvoll. Aber genau wegen dieser Anforderungen wird Recycling für die gesamte Industrie sehr wichtig werden. Wir gehen davon aus, dass es bis 2035 möglich sein wird, zwischen 20 und 30 Prozent der kritischen Materialien aus Recycling zu gewinnen.
Besteht denn die Aussicht, dass die heute noch sehr teuren Akkus in Elektroautos aufgrund des Recyclings irgendwann signifikant günstiger werden?
Die gesamte Wertschöpfungskette wird sicherlich effizienter werden, je größer sie wird, aber dazu tragen sehr viele unterschiedliche Parameter bei – Skalierungseffekte, Optimierungseffekte, und wahrscheinlich lassen sich irgendwann über Materialkreisläufe und Effizienzgewinne noch erheblich günstigere Autos bauen. Auch Innovationen sind wichtig. Im Rahmen unserer Forschung versuchen wir, das Kathodenmaterial immer effizienter zu machen, damit wir weniger davon einsetzen müssen. Die Frage ist auch, welche chemischen Komponenten zukünftig wie eingesetzt werden. Sicherlich wird die nickelbasierte Chemie weiterhin dominieren, aber das Verhältnis der einzelnen Komponenten wird sich verändern hin zu denjenigen, die im Vergleich deutlich günstiger sind. Kobalt zum Beispiel ist recht teuer. Wenn man also den Kobaltanteil zugunsten von Mangan, was deutlich günstiger ist, reduziert, kommt man zu besseren spezifischen Kosten bei gleicher Performance. Recycling kann ebenfalls einen Beitrag zur Kostenstruktur leisten, aber im Wesentlichen aufgrund von Skalierungseffekten – kurzfristig wird man mit Recycling keine billigeren Materialien produzieren. Das Wichtigste ist jedoch, dass unsere Wertschöpfungsketten resilienter werden. Im Augenblick haben wir eine sehr starke Abhängigkeit der gesamten Industrie von wenigen Staaten, die diese Wertschöpfungsketten betreiben, und wenn wir in Europa langfristig eine größere Unabhängigkeit von diesen Wertschöpfungsketten haben wollen, brauchen wir Recycling.
Sehen Sie Natrium-Ionen-Batterien als Alternative?
Technologisch und kostenseitig gesehen hat jedes Batteriematerial bestimmte Vorteile. Bei Natrium-Ionen-Batterien sind die Ausgangsmaterialien offensichtlich relativ günstig. NCM-Batterien mit Nickel, Kobalt und Mangan sind aufgrund der Materialien teurer, liefern aber bei gleicher Kapazität höhere Leistungen. LFP-Batterien mit Lithium, Eisen und Phosphat liegen hinsichtlich Leistung und Kapazität irgendwo zwischen der Natrium- und der NCM-Batterie. Insbesondere Natrium-Ionen-Batterien werden daher keine Konkurrenzprodukte zu NCM-Batterien sein, sondern einen anderen Teil des Marktes bedienen, z.B. Kleinwagen und zwei- oder dreirädrige Fahrzeuge.
Auch bei stationären Anwendungen, bei denen die spezifische Leistung pro kg / pro Liter nicht so relevant ist, haben Natrium-Ionen-, LFP-, oder Natrium-Schwefel-Batterien ganz klar Differenzierungspunkte. Aber beim Elektroauto, das kurzfristig eine hohe Leistung benötigt, beim Anfahren etwa oder beim Beschleunigen, hat die NCM-Batterie durch die deutlich höhere Kapazität pro kg / pro L große Vorteile.
Die BASF-Strategie ist ganz klar auf NCM-Materialien ausgerichtet, das gilt für die Herstellung von Kathodenmaterialien ebenso wie fürs Recycling, Wir gehen davon aus, dass diese Batterien im Hochperformance-Sektor kontinuierlich erhalten bleiben werden und mit günstigen Lösungen koexistieren.
Spielt das auch eine Rolle bei der Recyclingfähigkeit?
Die weltweite Anzahl der Recyclinganlagen für NCM-Batterien ist erheblich größer als die für LFP-Batterien. Das hängt vor allem damit zusammen, dass es sich bisher nicht lohnt, eine LFP-Batterie zu recyceln. Aus einer NCM-Batterie werden mehr höherwertige Materialien aus dem Recycling gewonnen. Bei LFP, das einen sehr hohen Marktanteil in China hat, sehen wir im Augenblick noch relativ geringe Kapazitäten fürs Recycling.
Viele der großen Player sitzen in Asien. Muss Europa aufpassen, um hier nicht den Anschluss zu verlieren und wettbewerbsfähig zu bleiben?
Koreaner und Chinesen haben bei der Batterieherstellung ganz klar die Nase vorn. Die gesamte Batteriewertschöpfungskette ist aktuell im asiatischen Raum zentriert, befindet sich in den USA sowie in Europa aber im Aufbau. Lediglich 20 Prozent der aktuell produzierten voll-elektrischen Fahrzeuge werden in Europa produziert. Betrachtet man die vorgelagerten Wertschöpfungsketten, wird die Abhängigkeit von Asien noch deutlicher.
Was könnte Europa denn tun, um gegenüber den asiatischen Herstellern wettbewerbsfähiger zu werden?
Sowohl die EU als auch die USA tun schon einiges, um ihre Wertschöpfungsketten zu stärken. In den USA gibt es den sogenannten Inflation Reduction Act, der signifikante Subventionen für Marktteilnehmer mit sich bringt. In der EU haben wir in den letzten Jahren auch eine Reihe von Unterstützungsmaßnahmen gesehen mit teilweise deutlich niedrigeren Subventionen oder Projektförderungen. Es gibt eine Reihe von Regularien, die die Batterieproduktion und auch die Recyclingmöglichkeiten lokal stärken sollen, zusammengefasst im EU-Industrieplan Green Deal. Das ist allerdings ein zweischneidiges Schwert, weil es gleichzeitig einhergeht mit einem hohen bürokratischen Aufwand. Ich denke aber, dass wir hier zu Rahmenbedingungen kommen können, um diese Industrie in Europa zu fördern. Denn machen wir uns nichts vor: Die Automobilindustrie ist eine Schlüsselindustrie in Europa, und wenn wir bei der Elektromobilität nicht aufholen, dann können wir leicht ins Hintertreffen geraten.
Wo liegen Ihrer Ansicht nach die größten Herausforderungen?
Bundeskanzler Scholz hat in China vor einiger Zeit gesagt: Wir wollen keine Handelsschranken, aber wir wollen gleiche Bedingungen haben. Gleiche Bedingungen bedeutet auch, gleiche EHS-Standards in Europa und in China. Das ist ein entscheidender Punkt, der sicherlich ganz essentiell für unsere Wettbewerbsfähigkeit sein wird. Bei der Herstellung von Kathodenmaterialien und dem Batterierecycling setzt BASF auf hohe Umwelt- und Arbeitsschutzstandards, und ich denke, das ist auch notwendig, um die Wende zur Elektromobilität glaubwürdig zu machen. Ein faires Wettbewerbsumfeld ist vor allem für den Aufbau des Batterierecyclingmarkts in Europa wichtig. Wir halten es für wesentlich, dass Komponenten aus ausgedienten Batterien als „gefährliche Abfallstoffe“ deklariert und bewertet werden, damit ein beliebiger Export dieser Materialien in Länder, in denen die Industriestandards vielleicht nicht so hoch sind wie bei uns, verhindert wird. Somit ist das Recycling von ausgedienten Batterien außerhalb der EU nur unter gleichen Bedingungen möglich und ein größerer Teil der wertvollen Materialien in einer Batterie kann in Europa gehalten werden. Das ist wichtig für die Resilienz der Wertschöpfungsketten, für die Menschen, die mit diesen Materialien arbeiten, und auch für die CO2-Bilanz: Wenn Stoffe, die Teil des Batteriekreislaufs sind, lokal verarbeitet werden, können damit Emissionen für deren Transport deutlich vermindert werden.
Das Interview führte Ulrike Dautzenberg, freie Journalistin, Wiesbaden.
