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Nicht jede Rohstoffknappheit ist vermeidbar

Rohstoffknappheit und steigende Preise sind ein ernsthaftes Problem für die Akkuherstellung, die 2008 und 2017 zum ersten Mal auftraten. Die Kathoden von Lithium-Ionen-Akkus bestanden seit ihrer Markteinführung im Jahr 1991 aus Lithium-Kobalt-Oxid. Das Kobalt machte den größten Teil der Masse aus. Einer der wichtigsten Exporteure des Metalls ist die Demokratische Republik Kongo. 2008 führten Spekulationen an den weltweiten Rohstoffmärkten zu einem allgemeinen Preisanstiegen.

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Aber als die Regierung im Kongo 2008 ankündigte, den Export von unraffinierten Erzen zu verbieten, stieg der Preis von vormals 30.000 Euro pro Tonne auf 75.000 Euro in der Spitze. Nach Verhandlungen mit der Regierung und der Finanzkrise sank der Preis wieder auf das alte Niveau, bis er 2017 erneut eine Spitze von fast 80.000 Euro erreichte. Diesmal war die steigende Nachfrage durch die Akkuproduktion das längst absehbare Problem. An der Lösung wurde aber schon gearbeitet.

Inzwischen werden etwa 90 Prozent des Kobalts durch Nickel und Mangan ersetzt, die billiger sind und viel häufiger vorkommen. Mittlerweile ist der Kobaltpreis unter 30.000 Euro gesunken. Ein ähnlicher Prozess ist auch beim Lithiumpreis absehbar. Lithium macht bislang nur etwa 3 Prozent der Masse eines Lithium-Ionen-Akkus aus. In Akkus wird viel weniger davon benötigt als Kobalt. Die weltweite Lithium-Produktion muss in Zukunft viel stärker gesteigert werden als bisher. Zuvor machte Lithium für Schmiermittel, Aluminiumlegierungen und Ähnliches einen großen Teil des Bedarfs aus, der nun aber immer mehr von der Akkuproduktion dominiert wird.

Bislang gibt es aber keine Investitionen, die auch nur den erwarteten Bedarf im Jahr 2023 sättigen könnten. Die bislang stabil niedrigen Preise geben Investoren wenig Anlass, viel Geld für mehr Lithiumabbau auszugeben. Das wird sich ändern, sobald die Nachfrage das Angebot überschreitet. Anders als beim Kobalt wird es wohl keinen radikalen technologischen Ausweg geben.

Lithium-Akkus können in Autos schwer ersetzt werden

Die Lithiumionen sind im Akku der Energiespeicher. Sie können deshalb nicht eingespart oder ersetzt werden, ohne eine völlig andere Akkutechnologie zu nutzen. Anders als bei Kobalt gibt es ohne ausreichende Lieferungen dieses Rohstoffs keine Produktion. Gerade bei der Herstellung von Elektroautos ist die hohe Energiedichte der Lithium-Akkus aber die Voraussetzung für alltagstaugliche Reichweiten. Eine Lithiumknappheit durch fehlenden Ausbau des Bergbaus könnte die Umstellung auf E-Autos um einige Jahre verzögern.

Auf Lithium könnte aber zumindest bei größeren stationären Energiespeichern, etwa zum Ausgleich von Netzschwankungen oder zur Stromspeicherung im Haus, verzichtet werden. Dort spielen Größe und Gewicht eine viel kleinere Rolle. Alternativen gibt es jetzt schon, etwa in Form von Natrium-Schwefel-Akkus. Auch Natrium-Ionen-Akkus könnten bis zur Marktreife entwickelt werden, wenn Lithium der limitierende Faktor in der Produktion wird. Chemisch verhält sich Natrium in diesen Akkus ähnlich wie Lithium, aber die Prozesse zur Herstellung entsprechender Akkus müssten im Detail dennoch völlig neu entwickelt werden.

Natriumionen haben auch das dreifache Gewicht von Lithium, ohne eine größere Ladung oder höhere Spannung möglich zu machen. Deshalb werden Natrium-Ionen-Akkus immer weniger Energie speichern als vergleichbare Lithium-Ionen-Akkus, auf die sich die Forschung konzentrierte, um eine möglichst hohe Kapazität bei geringem Gewicht zu erreichen.

Einmal entwickelt, könnten sich Natrium-Ionen-Akkus dennoch in vielen Anwendungen gegen die Lithium-Akkus durchsetzen, wenn die Rohstoffe zu teuer werden. In günstigeren E-Scootern kommen heute etwa die deutlich schlechteren Blei-Akkus zum Einsatz, genauso wie in Pufferbatterien für Mobilfunkmasten, von Autobatterien ganz zu schweigen. Dadurch bleibt mehr Lithium für die E-Autos übrig.

Dieser Artikel war seit einigen Wochen in Arbeit. Das Artikelbild war als reines Symbolbild gedacht. Dass am gleichen Tag nur 10 Minuten vorher eine Meldung über eine Neuauflage des Aptera läuft, ist reiner Zufall. Der geringere Stromverbrauch eines solchen Autos könnte tatsächlich einen wichtigen Beitrag leisten, die notwendige Produktionskapazität von Akkus zu reduzieren.

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 Akku-FAQ: Wo bleiben billige E-Autos?
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32bit 11. Sep 2019

Ich schlage vor einen Durcktank und Wasserstoff. Das ist dem Akku in Punkt...

Marvin-42 09. Sep 2019

Er mussten diverse Dinge nachgebessert werden. Im Prinzip hat man die Beta-Version auf...

spoink 06. Sep 2019

Die sexuelle Komponente, wie in diesem Thread schön zu beobachten ist, ist aber bei...

E-Narr 06. Sep 2019

Unter den realen (und nicht von Manchen erträumten und staatlich bezuschussten) Kosten...

crazypsycho 05. Sep 2019

Wenn in den Rasenmähern ebenfalls die S-Klasse-Motoren wären, dann würde der Vergleich...


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