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E-Auto Mythen Teil 3: Dreckige Rohstoffe für saubere Autos

15.02.2021

Die Umweltbilanz von Elektroautos wird in Medien oft kritisch betrachtet. Einen großen Anteil daran hat der Akku eines E-Autos. Genauer gesagt, die Rohstoffe, die für dessen Produktion benötigt werden. Sie haben den Ruf, für schwere Umweltschäden verantwortlich zu sein. Doch wie schlimm ist beispielsweise die Lithium-Förderung für Elektroauto-Akkus wirklich?


Was sie erwartet:

  • Lithium-Abbau in unterschiedlichen Regionen der Welt
  • Senkung des Wasserverbrauchs bei der Förderung
  • Tatsächliche Anteil an Lithium in E-Auto-Akkus


Bergbau vs. Sole

Bei batterieelektrischen Autos geht es in erster Linie um die Rohstoffe Lithium und Kobalt. Lithium ist das leichteste Metall im Periodensystem der Elemente. Gefördert wird Lithium aus zwei verschiedenen Arten von Vorkommen. Einmal durch den Abbau von Erzen, zum Beispiel in Australien. Dort wird nach Angaben der USGS (U.S. Geological Survey) momentan weltweit das meiste Lithium abgebaut. Andere bedeutende Vorkommen liegen in den Salzseen der Hochebene von Chile, Argentinien und Bolivien.

Die Lithiumgewinnung aus Salzseen Südamerikas erfolgt in einer Gegend die lebensfeindlicher kaum sein könnte. Es gibt keine Pflanzen, die Luft ist extrem trocken und die Sonneneinstrahlung erbarmungslos. Tief unter der trockenen Oberfläche gibt es Wasserschichten mit sehr hoher Salzkonzentration. Dieses Wasser wird an die Oberfläche gepumpt und in großen Becken verdunstet. Das hochgepumpte Wasser ist so salzig, dass es weder als Trinkwasser noch für die Landwirtschaft nutzbar wäre.

Das Umweltproblem an der Lithium-Förderung entsteht um den Salzsee herum, wenn nach dem Abpumpen der unterirdischen Salzseen das Grundwasser aus umliegenden Gegenden nachfließt und der Grundwasserspiegel in der Folge dessen absinkt. Davon ist vor allem die indigene Bevölkerung betroffen, welche hauptsächlich von Viehzucht lebt.



Abb: Batterien aus E-Autos als stationäre Stromspeicher auf dem Berliner EUREF-Campus, Foto: Steve Dumke


Kurze Transportwege

Um den Umweltschaden, der für Auto-Akkus angerichtet wird, einstufen zu können, muss man beachten, dass Lithium dort seit Jahrzehnten gefördert und genutzt wird. Beispielsweise als Reduktionsmittel in Metallschmelzen oder bei Stahllegierungen. Bis heute ist zudem der Bedarf an Lithium für Unterhaltungselektronik wie zum Beispiel Laptops, Handys und Tablets um ein vielfaches größer als der für Autos. Auch setzen wir wie selbstverständlich im Haushalt immer häufiger auf verschiedene Akkutechnologien. Vom Rasenmähroboter, der Akku-Bohrmaschine bis zu elektrischen Zahnbürste. Nichts desto trotz gibt es Bemühungen den Förderprozess durch Solarthermie als auch das Pumpen von Meerwasser über lange Strecken umweltfreundlicher zu machen.

Was in der öffentlichen Diskussion über die Umweltprobleme in Verbindung mit Elektroautos aber komplett übersehen wird, ist die Tatsache, dass Chile trotz seiner riesigen Vorkommen nicht der größte Lithium-Exporteur der Welt ist. Diese Rolle hat Australien übernommen. In Australien wird das Lithium im Bergbau gewonnen – der Bergbau ist zwar teurer als die Förderung aus Salzseen, aber die kurzen Transportwege zu den chinesischen Produktionsstätten machen den Nachteil mehr als wett. Je kürzer die Transportwege zur Batteriefabrik ausfallen, desto besser wird die Umweltbilanz. Darum setzt Elon Musk von Tesla auf eine Lithium-Förderung im US-Bundesstaat Nevada, in dem auch seine erste Gigafactory steht.


Unterschiedliche Abbauregionen

Die Automobilhersteller können bereits heute wählen, welches Lithium sie verwenden wollen. Der bayrische Automobilhersteller BMW stellt selbst keine Akkus her, zeigt aber wie man selbst als Kunde Einfluss auf die Rohstoffgewinnung nehmen kann. So übernimmt beispielsweise BMW den Rohstoffeinkauf der im Auftrag bei Samsung und CATL gefertigten Akkus komplett selbst und setzt dabei ausschliesslich auf Rohstoffe australischer Herkunft.

Jetzt können mangels Alternativen natürlich nicht alle Hersteller ausschliesslich auf australisches Lithium zurückgreifen, doch jüngste Studien zeigen, dass der Lithium-Abbau besser als sein Ruf ist. Denn die Diskussion um den hohen Grundwasserverbrauch wird hierzulande mit veralteten Zahlen geführt. So sprechen viele Medien von zwei Millionen Litern Sole pro gewonnener Tonne Lithium. 

 


Abb: Eine Lithium-Ionen Batterie benötigt im Durchschnitt 15 kg des Metalls, Foto: Steve Dumke 


Ungenaue Schätzung zum Wasserverbrauch

Eine oft genannte Quelle für diese Zahl ist eine Aussage aus dem Magazin „Exactamente“ von 2011. Der forensische Geologe Fernando Diaz führte dort aus, dass die Lithium-Konzentration in der Sole selbst sehr gering sei und von Salzsee zu Salzsee variiere. Dabei nennt er Durchschnittswerte von 500 bis 600ppm im Salar de Uyuni und Salar del Hombre. Daraus schlussfolgert er: „Man könne nach diesen Werten schätzen, dass für jede Tonne gewonnenes Lithium etwa zwei Millionen Liter Wasser verdunsten“.

Leider führt er seine Schätzung nicht weiter aus, da sie sehr ungenau ist und es lässt sich nur vermuten das er sich mit seinen Zahlen auf die Studie des US-Journal „Economic Geologe“ von 2011 bezieht. In dieser Studie untersuchten die Forscher die Sole an verschiedenen Orten und gaben ebenso den Lithiumgehalt je Liter an. Sie kamen dabei auf die gleichen Werte. An anderen Orten wie beispielsweise der Salar de Atacama ist aber die Lithiumkonzentration wesentlich höher, sodass bei der Lithium-Gewinnung statt 2 Millionen nur 0,4 Millionen Liter Wasser verdunsten.

Dieses Wasser geht nicht komplett verloren. Da das Lithium bereits aus der feuchten Sole extrahiert wird und das übrige Wasser wieder in den Boden zurück gepumpt wird. Vor einiger Zeit war in einer Dokumentation im ZDF die Rede von 21 Millionen Litern Solewasser, die täglich im chilenischen Salar de Atacama für die Lithiumgewinnung abgepumpt werden. Die Anlage, die sie zeigen, fördert laut Geschäftsbericht des Betreibers SQM täglich bis zu 130 Tonnen, aus denen am Ende etwa 23 Tonnen reines Lithium werden. Der Wasserverbrauch pro Tonne Lithium liegt so bei etwa 900.000 Liter und damit deutlich unter einer Million.

 

Wie viel Lithium und Wasser benötigt ein Elektroauto? 

Tesla gab 2016 an, für sein Model S mit einer 86 Kilowattstunden Batteriekapazität 12 Kilogramm Lithium zu benötigen. Die Forscherin Linda Ellingsen ermittelte 2014 für einen Ford Focus electric, der eine Batteriekapazität von 27 Kilowattstunden besaß, einen Lithiumanteil von 19 Kilogramm. Der Durchschnitt liegt heute bei etwa 15 Kilogramm. Ein Elektroauto-Akku ist also für einen Sole-Verbrauch zwischen 6.000 und 30.000 Liter Wasser verantwortlich.

Ein solcher Wasserverbrauch ist natürlich ein Eingriff in die Natur, dessen wir uns als Gesellschaft stellen müssen. Nicht zuletzt wegen der oben genannten Zunahme von Akku-betriebenen Geräten in unserem Alltag.

Um ein Gefühl für diese Zahlen zu bekommen, ein Vergleich: So berechnete der Direktor am Helmholtz-Institut, Maximilian Fichtner, dass dies genauso viel Wasser sei wie für die Produktion von 500 Gramm Rindfleisch, zwanzig Avocados oder einer Jeanshose benötigt wird. Vor diesem Hintergrund sollten wir alle unser Konsumverhalten eher überdenken anstatt dem Elektroauto die Alleinschuld zu geben.


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Teil 1: Erfroren bei Stau im Winter

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4 Kommentare
2021-02-15T15:45:29Z
Montag, 15.02.2021 um 16:45 Uhr
Interessant und aufschlussreich! Der Vergleich ganz am Ende ist natürlich schon heftig...
2021-02-15T16:01:36Z
Montag, 15.02.2021 um 17:01 Uhr
Ein wichtiger Punkt für mich ist, dass die Rohstoffe aus der Produktion recycelt werden können, wohingegen. Erdöl und Erdgase etc am Ende nur noch als Abgase und Feinstaub weiterleben.
2021-02-16T12:15:53Z
Dienstag, 16.02.2021 um 13:15 Uhr
Sehr informativ. Auch als Befürworter der Elektromobilität finde ich, dass es speziell bei der Batterieherstellung und in Sachen Strommix noch Luft nach oben ist.
2021-02-25T11:58:09Z
Donnerstag, 25.02.2021 um 12:58 Uhr
👍 👍
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