Rohstoffe: Lithiumkarbonat für über 50 Euro/kg gefährdet Akkupreise

Die Lithiumknappheit treibt Kosten für Akkuhersteller in die Höhe und lässt Alternativen attraktiver werden.

29. Januar 2022 um 10:00 Uhr / Eine Analyse von Frank Wunderlich-Pfeiffer

Lithiumabbau in Bolivien, 2009 Bild: MARTIN BERNETTI/AFP via Getty Images

Die Lithiumknappheit lässt die Preise auch 2022 weiter ansteigen. Sie erreichten Ende Januar auf den chinesischen Spotmärkten umgerechnet 53,63 Euro pro Kilogramm Lithiumkarbonat. Lithium-Ionen-Akkus benötigen für eine Kilowattstunde etwa 700 Gramm Lithumkarbonat, was einem Preis von mehr als 37,50 Euro/kWh entspricht. Die Preise haben sich damit in vier Monaten seit September 2021 verdoppelt. Damals wurde der alte Rekord von Anfang 2018 übertroffen.

Die Börsenpreise auf dem Spotmarkt bilden die Zahlungsbereitschaft für kurzfristige Lieferungen von Lithiumkarbonat ab. Sie entsprechen damit nicht den aktuell tatsächlich gezahlten Lieferpreisen. Diese sind laut der Analystenfirma Benchmarkminerals von Januar bis Dezember 2021 von 6,12 US-Dollar/kg auf 27,32 US-Dollar/kg gestiegen (5,58 und 24,54 Euro/kg). Diese Preise beruhen auf längerfristigen Verträgen, die regelmäßig neu ausgehandelt werden. Die neuerlichen Preisanstiege von Dezember und Januar werden sich erst später auf diese Lieferpreise und noch später auf die Akkupreise auswirken.

Anders als 2018 wird die Ursache des Preisanstieges nicht kurzfristig beseitigt werden können. Damals führten Verzögerungen bei der Umstellung der Greenbushes Mine in Australien von Tantal auf Lithium und bei anderen Projekten zu vorübergehenden Lieferengpässen. Anschließend wurde Australien zum weltweit wichtigsten Lithiumproduzenten mit mehr als 50 Prozent Marktanteil, was bis November 2020 zu einem Überangebot und extrem niedrigen Preisen führte. Seitdem hat sich der Lithiumpreis an den chinesischen Börsen fast verzehnfacht.

Preise steigen, bis genug Firmen aufgeben

Der Grund ist die unerwartet hohe Nachfrage nach Lithium zur Elektrifizierung der Automobilwirtschaft, zusätzlich zu bereits 2019 erwartbaren Engpässen. Die Lithiumproduzenten haben nur begrenzte Möglichkeiten zum Ausbau der Förderkapazitäten, ohne neue Tagebaue und Bergwerke zu errichten – ein Prozess, der 5 bis 10 Jahre dauert. Der Bau neuer Akkufabriken dauert hingegen nur rund 2 Jahre. Da auch die Nachfrage nach Lithium aus den derzeit geplanten Akkufabriken das mögliche Angebot der im Bau befindlichen Lithiumbergwerke übertrifft, muss von einer dauerhaften Knappheit ausgegangen werden.

Entsprechend der Marktgesetze von Angebot und Nachfrage werden die Preise durch das begrenzte Angebot so lange weiter steigen, bis ausreichend viele Marktteilnehmer aufgehört haben, Lithium nachzufragen, weil sie die Produktion einstellen oder auf später verschieben.

Dabei werden viele Marktteilnehmer derzeit noch auf eine nur kurzfristige Preissteigerung hoffen. Sie sind deshalb bereit, Preise zu zahlen, die langfristig unwirtschaftlich wären. Sobald sich diese Markteinschätzung ändert, werden Marktteilnehmer ausscheiden und die Preise auf ein auch langfristig wirtschaftliches Niveau sinken. Wo dieses Niveau liegen wird, lässt sich kaum vorhersagen.

Die hohen Preise und absehbaren Lieferschwierigkeiten für Lithiumhydroxid und Lithiumkarbonat bilden allerdings einen starken Anreiz für den Umstieg auf Natrium. Tatsächlich führte die Knappheit von Lithium 2021 erstmals zu größerem industriellen Interesse an Natrium-Ionen-Akkus, vor allem in China.

China, Indien und Schweden wollen Natrium als Alternative etablieren

CATL, der größte Akkuproduzent der Welt, arbeitete bereits während der letzten Litihumknappheit an Natrium-Ionen-Akkus und meldete 2018 ein erstes Patent zum Bau solcher Akkus mit Kathoden aus Preußisch Blau an, die ursprünglich in den USA entwickelt wurden. CATL kündigte letztes Jahr an,, dass bis 2023 die Lieferketten für die industrielle Fertigung bereit sein sollen. Der CATL-Chef schätzte 2021 die gesamten Produktionskosten für Natrium-Ionen-Akkus auf umgerechnet 25 bis 37,50 Euro pro Kilowattstunde, was inzwischen allein dem Börsenpreis für das nötige Lithium in Lithium-Ionen-Akkus entspricht.

Die schwedische Firma Altris entwickelt ebenfalls Preußisch Blau für Akkus und hat 2021 eine Tochterfirma in China eröffnet, was zeigt, dass dort auch andere Unternehmen Interesse an dieser Technik haben. Die chinesische Firma Hina hat bereits in den vergangenen Jahren mehrere stationäre Batteriespeicher mit Natrium-Ionen-Akkus ausgeliefert, die aber Kathoden aus Schichtoxiden verwenden.

Hina hat angekündigt, noch 2022 eine erste Produktionslinie mit einer Kapazität von 1 GWh pro Jahr in Betrieb zu nehmen. Die Fabrik soll auf 5 GWh ausgebaut werden. Mit Unterstützung von Staatskonzernen und der Regierung der Stadt Fuyang in Anhui sollen anschließend wenigstens 30 GWh Produktionskapazität aufgebaut werden.

Europäischer Hersteller geht nach Indien

Die britische Firma Faradion, die seit über 10 Jahren Natrium-Ionen-Akkus entwickelt, wurde zum 31. Dezember 2021 vom indischen Großkonzern Reliant Industries übernommen. Dort wird die Produktion im Maßstab von GWh geplant, es werden aber noch keine genauen Zahlen genannt. Elektrofahrzeuge gelten dabei für die Natrium-Ionen-Akkus als wichtigstes Anwendungsgebiet.

Europäische und amerikanische Unternehmen versuchen derzeit vor allem, die Lithiumversorgung durch Verträge und Firmenübernahmen zu sichern. Eine lokalere Versorgung wird angestrebt, aber durch Proteste gegen Lithiumbergbau wegen der dadurch verursachten Umweltschäden behindert, wie aktuell etwa in Serbien und Portugal.

Kaum staatliche Unterstützung für Natrium

Investitionen in die Entwicklung und Produktion von Natrium-Ionen-Akkus gibt es in Europa hingegen kaum. Es gibt zwar das europäische Projekt Simba zur Entwicklung von Natrium-Ionen-Akkus als stationäre Speicher, aber dieses verteilt 8 Millionen Euro auf 16 Firmen und Universitäten, die im Durchschnitt nur 140.000 Euro pro Jahr erhalten. Das ist keine ausreichende Finanzierung für eine erfolgreiche Akkuentwicklung. Zum Vergleich: Das Arpa-E-Projekt stellte Sharp Labs rund drei Millionen US-Dollar über drei Jahre für die gleiche Aufgabe zur Verfügung.

Trotz geringer Unterstützung hat die schwedische Firma Altris mit dem Bau einer Produktionsanlage für Kathodenmaterial aus Preußisch Blau mit einer Kapazität von 2.000 Tonnen im Jahr begonnen, was nominell 1 GWh/Jahr entspricht. Es muss sich zeigen, ob solche Angebote von der europäischen Industrie angenommen werden, die bislang wenig Interesse an der Produktion von Akkus mit geringerer Energiedichte hatte, etwa auch Lithiumeisenphosphat-Akkus. Ohne Alternativen zu Lithium-Ionen-Akkus laufen europäische Akkuhersteller Gefahr, ihre Konkurrenzfähigkeit durch hohe Preise und fehlende Rohstoffe zu verlieren.