Grüne Technologien haben im letzten Jahrzehnt ein rasantes Wachstum erlebt. Im Transportsektor ist der Anteil von Elektrofahrzeugen am weltweiten Absatz von nahezu null im Jahr 2010 auf über zwei Millionen im Jahr 2020 gestiegen. Prognosen zufolge könnten die Verkäufe bis 2030 fast 30 % des globalen Marktanteils von Elektroautos erreichen. Dieser radikale Wandel wird primär durch Umweltziele zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen vorangetrieben. Obwohl Elektrofahrzeuge im Betrieb keine Treibhausgase ausstoßen, können grüne Technologien die Produktion beeinflussen und die Abhängigkeit von Erdöl verringern, aber potenziell die Abhängigkeit von anderen Materialien, sogenannten kritischen Rohstoffen, erhöhen.
Ziel einer Studie der Forschungsgruppe Umweltstudien an der Technischen Universität Madrid (UPM), in deren Rahmen María del Pilar Martínez Hernando ihre Doktorarbeit verfasste, war die Analyse der kritischen Rohstoffe für Permanentmagnete und Batterien für Elektrofahrzeuge (Neodym, Lithium, Kobalt), die Bewertung ihres Versorgungsrisikos mittels einer Materialflussanalyse sowie die Untersuchung ihrer Umweltauswirkungen mithilfe der umweltbezogenen multiregionalen Input-Output-Analyse. „Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die lediglich globale Auswirkungen berechnen, ermöglicht uns diese Methode, die Auswirkungen zu quantifizieren und das Land zu bestimmen, in dem sie entstehen“, erklärt María del Pilar Martínez Hernando.
Die meisten kritischen Rohstoffe für diese Fahrzeuge werden in China produziert. Im Fall von Neodym besitzt China ein Monopol auf Abbau und Verarbeitung, verfügt über die größten Reserven an Seltenen Erden (zu denen auch Neodym gehört) und kontrolliert das Bayan-Obo-Verfahren, ein für die Neodym-Metallurgie notwendiges Elektrolyseverfahren. Obwohl China keine großen Lithium- und Kobaltreserven besitzt (6,7 % des Lithiums und 1 % des Kobalts), kontrolliert es die Metallurgie und die Produktion von Permanentmagneten (Neodym) und Batterien (Lithium). China produziert 60,8 % der weltweiten Permanentmagnete und 79 % der Batterien für Elektrofahrzeuge.
Die lokale Materialproduktion führt dazu, dass Verbraucher wie Europa die durch die von ihnen konsumierten Materialien verursachten Emissionen exportieren. Obwohl Europa 35 % der weltweiten Elektrofahrzeuge stellt, werden Europa nur 1,2 % der in der Lieferkette entstehenden Treibhausgasemissionen zugeschrieben. „Dies spiegelt wider, wie unser Kontinent die Umweltbelastung des leichten Verkehrs vom Verbraucher (Europa) zum Hersteller (hauptsächlich China) verlagert“, so die Forscher.
Trotz der allgemeinen Vorteile von Elektrofahrzeugen bei der Reduzierung von Treibhausgasemissionen muss Europa die Emissionen der von ihm konsumierten Produkte im Blick behalten. „Eine Maßnahme, die die Europäische Union ergreifen könnte, wäre die Batterieproduktion in Europa, beispielsweise in Ländern wie Ungarn, das über die notwendige Technologie verfügt und derzeit der drittgrößte Batterieproduzent der Welt ist. Darüber hinaus haben wir festgestellt, dass sich die mit der Batterieproduktion verbundenen Treibhausgasemissionen durch den Einsatz umweltfreundlicherer Technologien in Europa um 30,9 % reduzieren ließen“, so das Fazit der UPM-Forscher, die die Studie durchgeführt haben.
Lokale Treibhausgasemissionen entlang der Produktionskette einer in China (oben) und in Ungarn (unten) hergestellten Elektrofahrzeugbatterie. Quelle: UPM.
María Pilar Martínez Hernando, David Bolonio, Marcelo F. Ortega, Juan F. Llamas, María-Jesús García-Martínez. Stoffflussanalyse und regionale Treibhausgasemissionen im Zusammenhang mit Permanentmagneten und Batterien, die in Elektrofahrzeugen verwendet werden. Wissenschaft der gesamten Umwelt. Band 904, 15. Dezember 2023, 166368. ISSN 0048-9697.
