Die EU-Gesetzgebung zu kritischen Rohstoffen ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer nachhaltigeren und sichereren Zukunft für die Lithium-Ionen-Batterie-Industrie und die europäische Wirtschaft insgesamt. (Bild: Dalle 3 / OpenAI)
Die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien steigt in Bereichen wie Elektrofahrzeuge, stationäre Energiespeicherung und Unterhaltungselektronik weiter an. In seinem Marktbericht „Li-Ion Battery Recycling Market 2023-2043“ schätzt IDTechEx, dass die Gesamtnachfrage nach Li-Ion-Batterien in diesen Sektoren im Jahr 2023 mehr als 750 GWh betragen und bis 2043 auf fast 10 TWh ansteigen wird. Gegen Ende des Jahrzehnts könnte es jedoch zu potenziellen Engpässen bei der Versorgung mit kritischen Rohstoffen (Critical Raw Materials (CRMs)) für Li-Ionen-Batterien kommen. Dies wird dazu führen, dass das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien eine immer wichtigere Rolle in der Lithium-Ionen-Industrie spielen wird. Batteriehersteller und Automobilzulieferer werden versuchen, diese CRMs in ihren Lieferketten zu halten, um die Nachfrage nach neuen Li-Ionen-Batterien zu decken, während Regulierungsbehörden versuchen werden, kritische und strategische Rohstoffe (SRMs) innerhalb der Grenzen ihrer Region zu halten, um die Abhängigkeit von der Versorgung aus anderen Ländern zu minimieren.
Das im November 2023 eingeführte EU-Gesetz über kritische Rohstoffe mit dem Titel „Rahmen für die Gewährleistung einer sicheren und nachhaltigen Versorgung mit kritischen Rohstoffen“, ist ein Schritt zur Sicherung der Versorgung mit wichtigen Rohstoffen innerhalb der Europäischen Union. Dieses Gesetz ist besonders relevant für die Li-Ionen-Batterie-Industrie, da es darauf abzielt, die Abhängigkeit von Drittländern zu reduzieren und die Versorgungssicherheit zu stärken. Dies wird nicht nur für den Markt für Lithium-Ionen-Batterien von Bedeutung sein, sondern auch für andere Sektoren wie Sicherheit, Verteidigung, Landwirtschaft, Gesundheit und Bauwesen.
Was besagt das EU-Gesetz über kritische Rohstoffe?
Das Gesetz listet 34 kritische Rohstoffe und 17 strategische Rohstoffe auf. Kritische Rohstoffe sind Rohstoffe, die für die EU-Wirtschaft von großer Bedeutung sind und bei denen ein hohes Versorgungsrisiko besteht. Strategische Rohstoffe sind Rohstoffe mit hoher wirtschaftlicher Leistung, die in umweltfreundlichen, digitalen, verteidigungs- oder luft- und raumfahrtbezogenen Technologien verwendet werden und bei denen ein potenzielles künftiges Versorgungsrisiko besteht. Zu den für den Li-Ionen-Batteriemarkt relevanten Materialien, die sowohl in der CRM- als auch in der SRM-Liste aufgeführt sind, gehören Lithium, Mangan, Naturgraphit und Nickel sowie Kobalt, das in der CRM-Liste aufgeführt ist, und Kupfer, das in der SRM-Liste aufgeführt ist.
Um diese Materialien in der EU zu halten, hat sich das Parlament auf mehrere Ziele geeinigt, die bis 2030 erreicht werden sollen, um die Abhängigkeit von Drittländern zu verringern. Erstens sollten nicht mehr als 65% der Versorgung der EU mit jedem SRM aus einem einzigen Drittland stammen, in der Hoffnung, die Abhängigkeit der EU von China zu verringern und ihre Versorgung mit SRM zu diversifizieren. Zweitens sollten mindestens 10% des jährlichen EU-Verbrauchs an strategischen Rohstoffen aus der EU stammen. Drittens sollten mindestens 40% des jährlichen EU-Verbrauchs an strategischen Rohstoffen in der EU verarbeitet werden. Und schließlich, und vielleicht am ehrgeizigsten, sollte „die Recyclingkapazität der Union in der Lage sein, mindestens +10% Volumen an Recyclingkapazität für jeden strategischen Rohstoff auf der Grundlage des Referenzwertes 2020-2022 zu produzieren, um mindestens 45% jedes strategischen Rohstoffs, der im Abfall der Union enthalten ist, zu sammeln, zu sortieren und zu verarbeiten, unter Berücksichtigung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit“.
Der Wortlaut dieser Erklärung kann unklar sein, da nicht ausdrücklich festgelegt ist, ob die gesammelten Batterien verarbeitet oder recycelt werden sollen. Wenn z. B. eine Li-Ionen-Batterie „vollständig“ recycelt wird, könnte dies als die Herstellung von neuem Kathodenaktivmaterial (cathode active material (CAM)) durch hydrometallurgische Behandlung angesehen werden, das dann in neuen Batterien verwendet werden könnte. Wenn eine Lithium-Ionen-Batterie jedoch „verarbeitet“ würde, könnte dies nur die Herstellung von black mass durch mechanische Verarbeitung umfassen. Diese black mass (in etwa Schwarze Masse) enthält Lithium und Graphit sowie oft auch Nickel, Kobalt, Mangan oder auch Eisen und Titan und würde eine weitere Raffination zu batterietauglichen Metallsalzen erfordern, bevor eine weitere Verarbeitung zur Herstellung von CAM erfolgen könnte. Dieser zusätzliche Recyclingschritt könnte möglicherweise außerhalb der EU-Grenzen stattfinden, aber solange 45% der SRM in der EU „verarbeitet“ werden, könnte diese Aussage möglicherweise erfüllt sein. Daher ist eine klarere und eindeutigere Terminologie erforderlich, um sicherzustellen, dass diese SRM in der EU verbleiben, und zwar am Endpunkt eines spezifischen Recyclingprozesses, der die Ausbeute an verwendbaren Materialien in neuen Batterien gewährleistet.
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Vergleich mit den Zielen der EU-Batterieverordnung
Es ist wichtig, sich vor Augen zu führen, wie dies im Vergleich zur EU-Batterieverordnung steht, die im August 2023 in Kraft treten wird. In dieser Verordnung sind die Sammel- und Recyclingziele für Lithium-Ionen-Batterien festgelegt.
Die Recyclingeffizienz für Lithium-Ionen-Batterien sollte bis 2026 mindestens 65% und bis 2031 mindestens 70% betragen; diese Ziele sind höher als das 45%-Ziel des CRMA. Die Sammelquotenziele für leichte Transportmittel (LMT) und tragbare Batterien (die mehrere SRM enthalten würden) für 2028 bzw. 2027 sind höher (51% bzw. 63%) als das CRMA-Ziel von 45% für 2030. Daher werden Li-Ionen-Batterie-Recycler unter der Annahme, dass die Ziele der EU-Batterieverordnung erreicht werden, dazu beitragen, das niedrigere Unionsziel von 45% aller SRM zu sammeln, zu sortieren und zu behandeln. Unabhängig davon ist dies insgesamt ein ehrgeiziges Ziel, da diese SRM auch in anderen Sektoren verwendet werden, wodurch eine Abhängigkeit von anderen Industrien entsteht, deren Produkte diese SRM verwenden, um diese Sammelraten und Recyclingeffizienzen zu erreichen.
Forderung nach verbessertem Produktdesign zur Erhöhung der Recyclingfähigkeit
Die Vereinbarung der Union geht auch auf die Tatsache ein, dass „die Recycling- und Wiederverwendungsraten für die meisten kritischen Rohstoffe niedrig sind, was unter anderem auf die mangelnde Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit in der Produktdesignphase zurückzuführen ist“. Letztendlich wird dadurch das Potenzial der Recyclingfähigkeit dieser Materialien innerhalb der Versorgungsketten eingeschränkt, so dass Verbesserungen im Design von EV-Batterien, die eine einfachere und schnellere Demontage ermöglichen, in den nächsten zehn Jahren beobachtet werden könnten. Dies würde dazu beitragen, die Recyclingfähigkeit von Li-Ionen-EV-Batterien zu verbessern.
Wie in der IDTechEx-Marktstudie "Second-Life-Elektrofahrzeugbatterien 2023-2033" vorgeschlagen, könnten Verbesserungen beim Design von EV-Batterien, wie die Einführung von "Cell-to-Pack"-Konzepten, das Vorhandensein eines Moduls und der damit verbundenen Verbindungen überflüssig machen und so Recyclern und Wiederverwendern von Second-Life-Batterien einen schnelleren, sichereren und kostengünstigeren Zugang zu Zellen für die Verarbeitung ermöglichen (obwohl "Cell-to-Pack"-Konzepte Bedenken hinsichtlich des verstärkten Einsatzes von Strukturklebstoffen aufwerfen). In der Vergangenheit haben sich Batteriehersteller und OEMs auf die Entwicklung von EV-Batterien konzentriert, um Leistung, Sicherheit und Lebensdauer zu verbessern. Die Aussagen der Union könnten die Hersteller jedoch dazu veranlassen, ihre Batterien unter stärkerer Berücksichtigung der einfachen Behandlung am Ende der Lebensdauer zu entwerfen. Letztendlich könnten Anreize für das Design oder Strafen für das Nichtdesign neuer Batterien mit verbesserten End-of-Life-Verarbeitungsfähigkeiten eingeführt werden, um solche Maßnahmen umzusetzen.
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Wie sieht die Zukunft für kritische und strategische Rohstoffe aus?
Das neue EU-Gesetz über kritische Rohstoffe ist von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, die Versorgung der EU mit kritischen und strategischen Rohstoffen innerhalb der EU zu sichern und die Abhängigkeit der EU von der Versorgung mit diesen Rohstoffen aus Drittländern zu verringern. Es wurden mehrere Ziele für 2030 vereinbart, die jedoch vor ihrer Veröffentlichung im Amtsblatt der EU vom Rat formell gebilligt werden müssen. Das Ziel für 2030, „mindestens 45 % des gesamten SRM im Abfall der Union zu sammeln, zu sortieren und zu verarbeiten“, scheint ehrgeizig zu sein. Während die EU-Batterieverordnung höhere Sammel- und Recyclingziele für bestimmte Lithium-Ionen-Batterien vor 2030 vorschreibt, müssen auch andere Industrien, die SRM verwenden, sicherstellen, dass ihre Sammelsysteme und Recyclingprozesse dazu beitragen können, dieses Ziel zu erreichen. Zumindest auf dem Markt für Lithium-Ionen-Batterien kommt der Impuls, kritische Materialien innerhalb der Grenzen einer Region oder Lieferkette zu halten, nicht nur aus regulatorischer Sicht, da Hersteller und OEMs auch die Bedeutung des Recyclings erkennen, insbesondere da die Nachfrage in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich weiterhin schnell wachsen wird. Letztendlich wird jeder Akteur in der Wertschöpfungskette eine wichtige Rolle bei der Erreichung dieser Ziele in der EU spielen. Beispielsweise sollte es im Interesse der Batteriehersteller und Automobilhersteller liegen, ihre Li-Ionen-Batterien mit Blick auf eine verbesserte Recyclingfähigkeit zu konzipieren, z. B. durch vereinfachte Designs, die die Anzahl der Verbindungen in einem EV-Batteriepaket reduzieren. Dies wird die Recyclingeffizienz verbessern und gleichzeitig möglicherweise die Kosten für Hersteller und OEMs senken, ihre kritischen oder strategisch wichtigen Rohstoffe von Li-Ionen-Batterierecyclern zurückzugewinnen.
Das EU-Gesetz über kritische Rohstoffe und seine Folgen in Kürze
Welche spezifischen Ziele setzt das EU-Gesetz für 2030?
Das EU-Gesetz legt ehrgeizige Ziele für 2030 fest. Dazu gehört die Reduzierung der Abhängigkeit von einem einzigen Drittland für die Versorgung mit strategischen Rohstoffen auf 65%, die Steigerung der EU-internen Extraktion auf 10% und die Verarbeitung von mindestens 40% der strategischen Rohstoffe innerhalb der EU.
Warum ist das Recycling von Li-Ionen-Batterien entscheidend?
Das Recycling von Li-Ionen-Batterien ist von zentraler Bedeutung, um die Verfügbarkeit von kritischen Rohstoffen zu gewährleisten. Das EU-Gesetz fordert eine Recyclingkapazität, die bis 2030 mindestens 45% der strategischen Rohstoffe im EU-Abfall verarbeiten kann. Dies fördert die Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeit in der Branche.
Wie vergleicht sich das EU-Gesetz mit der EU-Batterieverordnung?
Die EU-Batterieverordnung, die bereits in Kraft ist, setzt höhere Recyclingeffizienzziele für Li-Ionen-Batterien als das EU-Gesetz über kritische Rohstoffe. Die Verordnung fordert eine Recyclingeffizienz von mindestens 65% bis 2026 und 70% bis 2031, was über dem 45%-Ziel des EU-Gesetzes liegt.
Welche Rolle spielt das Produktdesign für die Kreislauffähigkeit?
Das EU-Gesetz hebt die Bedeutung des Produktdesigns für die Kreislauffähigkeit hervor. Verbesserungen im Design von EV-Batterien, wie vereinfachte Demontageverfahren, können die Recycelbarkeit erheblich verbessern und tragen zur Erreichung der Recyclingziele bei.
Was ist der zukünftige Ausblick für kritische und strategische Rohstoffe?
Das EU-Gesetz über kritische Rohstoffe ist ein entscheidender Schritt, um die Versorgungssicherheit innerhalb der EU zu gewährleisten und die Abhängigkeit von Drittländern zu verringern. Die festgelegten Ziele für 2030 sind ambitioniert, aber notwendig, um die wachsende Nachfrage in der Li-Ionen-Batterie-Industrie zu decken und nachhaltige Innovationen zu fördern.
Auswirkungen auf die globale Lieferkette und Handelsbeziehungen
Das Gesetz könnte weitreichende Auswirkungen auf die globale Lieferkette und Handelsbeziehungen haben. Durch die Verringerung der Abhängigkeit von einzelnen Ländern könnte die EU ihre Handelsbeziehungen diversifizieren und stabilere Lieferketten aufbauen.
Herausforderungen und Chancen für die Industrie
Während das Gesetz Herausforderungen wie die Notwendigkeit zur Anpassung an neue Vorschriften mit sich bringt, bietet es auch Chancen für Innovationen in der Recyclingtechnologie und in der Entwicklung nachhaltigerer Batterietechnologien.