Batteriehersteller und Automobil-OEMs werden versuchen, diese kritischen und strategischen Rohstoffe (CRMs) in ihren Lieferketten zu halten, um die Nachfrage nach neuen Lithium-Ionen-Batterien zu decken, während die Regulierungsbehörden versuchen werden, die CRMs innerhalb der Grenzen ihrer Region zu halten, um die Abhängigkeit von Lieferungen aus anderen Ländern zu minimieren.

EU-Gesetz über kritische Rohstoffe:
Am 13. November 2023 erzielte das Europäische Parlament eine Einigung über das Gesetz über kritische Rohstoffe (CRMA). Der Rat muss dieses neue Gesetz nun noch formell genehmigen, bevor es im Amtsblatt der EU veröffentlicht werden kann. Ziel des Gesetzes ist es, kritische Rohstoffe in der EU zu halten und „die Union vor dem weltweit wachsenden Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage zu schützen“. Dies ist nicht nur für den Markt für Lithium-Ionen-Batterien, sondern auch für andere Sektoren wie Sicherheit, Verteidigung, Landwirtschaft, Gesundheitswesen und Bauwesen von Bedeutung.

Das Dokument mit dem Titel „Rahmen für eine sichere und nachhaltige Versorgung mit kritischen Rohstoffen“ beschreibt diese Vereinbarungen und führt 34 kritische und 17 strategische Rohstoffe auf. Kritische Rohstoffe sind solche, die für die EU-Wirtschaft von großer Bedeutung sind und einem hohen Versorgungsrisiko unterliegen. Strategische Rohstoffe sind solche mit hohem wirtschaftlichem Nutzen, die in Technologien für Anwendungen in den Bereichen Umwelt, Digitalisierung, Verteidigung oder Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden und potenziell zukünftigen Versorgungsrisiken unterliegen. Die wichtigsten Rohstoffe für den Lithium-Ionen-Batteriemarkt, die sowohl in der Liste der kritischen als auch der strategischen Rohstoffe aufgeführt sind, sind Lithium, Mangan, Naturgraphit und Nickel, während Kobalt als kritischer und Kupfer als strategischer Rohstoff gelistet ist.

Um diese Rohstoffe in der EU zu halten, hat das Parlament mehrere Ziele vereinbart, die bis 2030 erreicht werden sollen, um die Abhängigkeit von Drittländern zu verringern. Erstens sollen maximal 65 % des Bedarfs der EU an jedem strategischen Rohstoff aus einem einzigen Drittland stammen, um die Abhängigkeit der EU von China zu reduzieren und ihre Rohstoffversorgung zu diversifizieren. Zweitens sollen mindestens 10 % des jährlichen Verbrauchs strategischer Rohstoffe in der EU aus der EU-Gewinnung stammen. Drittens sollen mindestens 40 % des jährlichen Verbrauchs strategischer Rohstoffe in der EU verarbeitet werden. Schließlich, und potenziell am ambitioniertesten, soll die Recyclingkapazität der Union im Vergleich zum Basisjahr 2020–2022 um mindestens 10 % erhöht werden, um mindestens 45 % jedes strategischen Rohstoffs im EU-Abfall zu sammeln, zu sortieren und zu verarbeiten, wobei die technische und wirtschaftliche Machbarkeit zu berücksichtigen ist.

Die Formulierung dieser Aussage kann verwirrend sein, da sie nicht explizit festlegt, ob gesammelte Batterien verarbeitet oder recycelt werden sollen. Würde beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batterie „vollständig“ recycelt, könnte dies die Herstellung von neuem Kathodenaktivmaterial (CAM) mittels eines hydrometallurgischen Verfahrens umfassen, welches dann in neuen Batterien verwendet werden könnte. Würde eine Lithium-Ionen-Batterie hingegen „verarbeitet“, bestünde lediglich die Herstellung von Schwarzmasse durch mechanische Bearbeitung. Diese Schwarzmasse müsste weiter raffiniert werden, um sie in batteriegeeignete Metallsalze umzuwandeln, bevor sie zur Herstellung von CAM weiterverarbeitet werden kann. Dieser zusätzliche Recyclingschritt würde zwar außerhalb der EU stattfinden, doch solange 45 % der in der EU gesammelten Recyclingmaterialien (MER) innerhalb der EU „verarbeitet“ werden, könnte diese Forderung als erfüllt gelten. Daher ist eine klarere und präzisere Terminologie erforderlich, um sicherzustellen, dass diese Recyclingmaterialien am Ende eines Recyclingprozesses in der EU verbleiben und somit die Verwendung von wiederverwendbaren Materialien in neuen Batterien gewährleistet ist.

Vergleich mit den Zielen der EU-Batterieverordnung
Es ist wichtig zu betrachten, wie sich dies mit der EU-Batterieverordnung vergleichen lässt, die im August 2023 in Kraft trat. Diese Verordnung legt die Ziele für die Sammelquote und die Recyclingeffizienz von Lithium-Ionen-Batterien fest.

Recyclingziele der EU-Batterieverordnung. Quelle: IDTechEx

Bis 2026 soll die Recyclingquote von Lithium-Ionen-Batterien mindestens 65 % und bis 2031 mindestens 70 % betragen. Diese Ziele liegen über dem Recyclingziel der CRMA von 45 %. Die Sammelquoten für Batterien für den leichten Transport (LT) und tragbare Batterien (die mehrere MERs enthalten) sind für 2028 bzw. 2027 mit 51 % bzw. 63 % höher als das CRMA-Ziel von 45 % für 2030. Unter der Annahme, dass die Ziele der EU-Batterieverordnung erreicht werden, tragen Lithium-Ionen-Batterie-Recycler somit dazu bei, das niedrigere Ziel der Union zu erreichen, 45 % jeder MER zu sammeln, zu sortieren und zu verarbeiten. Insgesamt bleibt es jedoch ein ambitioniertes Ziel, da diese SRMs auch in anderen Branchen eingesetzt werden und somit eine Abhängigkeit von anderen Industrien entsteht, deren Produkte diese SRMs verwenden, um diese Sammelquoten und Recyclingquoten zu erreichen.

Aufruf zur Verbesserung des Produktdesigns zur Förderung der Kreislaufwirtschaft

Das EU-Abkommen geht auch auf die Tatsache ein, dass die Recycling- und Wiederverwendungsquoten der meisten kritischen Rohstoffe niedrig sind, was unter anderem darauf zurückzuführen ist, dass die Recyclingfähigkeit bei der Produktentwicklung nicht ausreichend berücksichtigt wird. Dies behindert letztlich die Kreislauffähigkeit dieser Materialien innerhalb der Lieferketten. Daher könnten im nächsten Jahrzehnt Verbesserungen im Design von Batterien für Elektrofahrzeuge erzielt werden, die einfachere und schnellere Demontageverfahren ermöglichen. Dies würde die Recyclingfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen verbessern.

Verbesserungen im Design von Elektrofahrzeugbatterien, wie beispielsweise die Einführung von Zell-zu-Pack-Systemen, würden ein separates Modul und die dazugehörigen Verbindungen überflüssig machen. Dadurch könnten Recyclingunternehmen und Wiederverwerter Zellen schneller, sicherer und wirtschaftlicher verarbeiten (obwohl Zell-zu-Pack-Systeme aufgrund des erhöhten Einsatzes von Strukturklebstoffen Herausforderungen mit sich bringen). Bisher konzentrierten sich Batteriehersteller und Erstausrüster (OEMs) bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugbatterien auf die Verbesserung von Leistung, Sicherheit und Lebensdauer. Die EU-Richtlinien könnten Hersteller jedoch dazu veranlassen, bei der Entwicklung ihrer Batterien verstärkt auf eine einfache Entsorgung am Ende ihrer Lebensdauer zu achten. Um die Umsetzung dieser Maßnahmen zu gewährleisten, müssen möglicherweise Anreize für die Entwicklung neuer Batterien mit verbesserten Entsorgungsmöglichkeiten oder Sanktionen bei Nichteinhaltung eingeführt werden.

Zukunftsaussichten für kritische und strategische Rohstoffe:
Die Strategie zur Sicherung kritischer und strategischer Rohstoffe (CRMA) ist für die EU von entscheidender Bedeutung, um ihre kritischen und strategischen Rohstoffe innerhalb ihrer Grenzen zu halten und ihre Abhängigkeit von Lieferungen aus Drittländern zu verringern. Für 2030 wurden mehrere Ziele vereinbart, die jedoch vom Rat formell genehmigt werden müssen, bevor sie im Amtsblatt der EU veröffentlicht werden können. Das Ziel für 2030, „mindestens 45 % jedes in den Abfällen der Union enthaltenen kritischen und strategischen Rohstoffs zu sammeln, zu sortieren und zu verarbeiten“, ist zweifellos ambitioniert. Obwohl die EU-Batterieverordnung ehrgeizigere Ziele für die Sammlung und das Recycling bestimmter Lithium-Ionen-Batterien bis 2030 festlegt, müssen auch andere Branchen, die kritische und strategische Rohstoffe verwenden, sicherstellen, dass ihre Sammelsysteme und Recyclingprozesse zur Erreichung dieses Ziels beitragen. Zumindest im Markt für Lithium-Ionen-Batterien rührt der Druck, kritische Rohstoffe innerhalb der regionalen Grenzen oder der Lieferkette zu halten, nicht allein von regulatorischen Erwägungen her. Auch Hersteller und Erstausrüster (OEMs) sind sich der Bedeutung des Recyclings bewusst, insbesondere da die Nachfrage in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich weiterhin rasant steigen wird.

Letztendlich werden alle Akteure entlang der Wertschöpfungskette eine wichtige Rolle bei der Erreichung dieser Ziele in der EU spielen. So würden beispielsweise Batteriehersteller und Automobilzulieferer (OEMs) von einer stärkeren Kreislaufwirtschaft bei der Entwicklung ihrer Lithium-Ionen-Batterien profitieren, etwa durch vereinfachte Designs, die die Anzahl der Verbindungen in einem Akkupack für Elektrofahrzeuge reduzieren. Dies verbessert die Recyclingeffizienz und senkt potenziell die Kosten für Hersteller und OEMs, die ihre kritischen oder strategischen Rohstoffe von Lithium-Ionen-Batterierecyclern zurückbeziehen.

Autor: Conrad Nichols, Technologieanalyst bei IDTechEx