Lithium-Batterie bei Elektroautos - der Ökocheck, Teil 2

Die Treibhausgase bei der Produktion eines Elektroautos – siehe Teil 1 des Ökochecks – und das Recycling der Batterien sind nicht die einzigen Punkte, die es zu vergleichen gilt. Auch die Umweltschäden bei der Rohstoffgewinnung sind im Fokus. Elektroauto-Akkus wie auch die wiederaufladbaren Batterien von Laptops, Handys, E-Bikes oder anderen elektronischen Geräten bestehen heute vor allem aus den Metallen Lithium, Aluminium, Nickel, Mangan, Kupfer und Kobalt. Diese Rohstoffe gewinnen die Produzenten im Bergbau. Die Forscher:innen des Institute of Technology im irischen Carlow halten in einer Studie aber fest, dass moderner Bergbau nicht per se dreckig sein muss. «Moderne Bergbauunternehmen nehmen ihre Verantwortung wahr und haben Methoden und Prozesse mit geringen Umweltauswirkungen entwickelt.»

Produktion der Lithium-Batterie – Wasserverbrauch angeprangert

In der Diskussion um den Lithiumabbau wird immer wieder der hohe Wasserverbrauch in den südamerikanischen Salinen eingebracht. Aber ein differenzierter Blick zeigt: Nur 31 Prozent des Lithiums stammte 2021 aus Chile und Argentinien. Der Grossteil kam aus Australien und anderen Ländern. Dort bauen die Produzenten das Metall im Bergbau ab. Dies verbraucht entscheidend weniger Wasser als die Gewinnung in Südamerika, wo die lithiumhaltige Sole hochgepumpt wird und unter der Wüstensonne verdunstet. Dieser Vorgang kann in der Umgebung zu Grundwasserproblemen führen. Die Produzenten beugen dem mit einem strikten Wassermanagement vor.

Verglichen mit der Herstellung anderer Produkte fällt der Wasserverbrauch für die Lithium-Batterie in den Salinen jedoch relativ gering aus. Weil bei der Gewinnung des Lithiums für einen durchschnittlichen E-Auto-Akku etwa so viel Wasser verdunstet, wie die Produktion von 250 Gramm Rindfleisch, zehn Avocados oder einer halben Jeans benötigt.

Die Stiftung TA-Swiss hat in einer Studie neben der CO2-Bilanz auch den Ressourcenverbrauch und den Schaden am Ökosystem gegenübergestellt. Die Umweltschäden des Verbrenners betragen ein Mehrfaches des Elektroautos. Quelle: Tages-Anzeiger

Kobalt in der Lithium-Batterie – Hersteller verzichten

An der Kathode einer Lithium-Ionen-Batterie wird heute meist Kobalt verwendet. Dieses Metall wirkt wie das Yin zum Yang Nickel. Es unterstützt die hohe Energiedichte des Nickels, zähmt aber gleichzeitig dessen potenziell hitziges Temperament. Es bringt damit mehr Stabilität und Zyklusfestigkeit in die Batterie.

Kobalt fällt meist als Nebenprodukt des Kupfer- oder Nickelbergbaus an. In der öffentlichen Diskussion wird es immer wieder mit Kinderarbeit im Kongo in Verbindung gebracht. Dabei werden nur 10 – 20 Prozent des kongolesischen Kobalts in artisanalem Kleinbergbau gewonnen, wo schlechte Arbeitsbedingungen herrschen und zum Teil Minderjährige im Einsatz sind. Die Auto- und Batteriehersteller gehen das Problem mit dem Kobalt-Abbau durch verschiedene Massnahmen an. Einige verzichten auf kongolesisches Kobalt, andere beziehen das Metall nur aus zertifiziertem industriellem Bergbau oder reduzieren den Kobaltanteil in ihren Akkus massiv. So hat zum Beispiel Tesla als erster Hersteller den Kobaltanteil in den Batterien des Model 3 von branchenüblichen 12 – 14 Prozent auf 2,8 Prozent gesenkt. Die Standardmodelle mit Lithium-Eisenphosphat-Akkus kommen sogar ganz ohne Kobalt aus.

Der VW ID.3: Auch Volkswagen macht bei  Produktion und Recycling der Batterien grosse Fortschritte. Bild: istock.com

Die Umweltschäden der Erdölförderung

Die Umweltverschmutzung durch die Förderung von Erdöl gehört zum Gravierendsten, was der Mensch der Umwelt antut. Denn 100’000 Tonnen Öl gelangen pro Jahr in die Meere. 2018 kam es allein in den USA zu 137 Ölunfällen. Dies bedeutet mehr als eine Havarie alle drei Tage. Auf einer Liste von Greenpeace sind die Ölunfälle aufgelistet, welche sich bereits in den ersten zwei Monaten von 2022 ereigneten.

• Peru, Januar: Fast 1,9 Millionen Liter Rohöl laufen beim Entladen eines Tankers aus. Das Öl bedroht die Lebensgrundlage von Fischerfamilien. 1400 Hektar Meer, Strände und Naturreservate sind verschmutzt.
• Thailand, Januar: 50’000 Liter Rohöl strömen aus einer Pipeline in den Golf von Thailand. Der Ölteppich erstreckt sich über eine Fläche von 47 Quadratkilometern.
• Nigeria, Februar: Ein Ölförderschiff mit 9,54 Millionen Liter Rohöl an Bord explodiert vor der Küste Nigerias und sinkt.
• Ecuador, Februar: Nach einem Erdrutsch im Amazonas laufen rund 1 Million Liter Öl aus einer leckgeschlagenen Pipeline aus und verseuchen den umliegenden Regenwald.

Latente Verseuchung durch Erdöl

• Jemen: Seit Jahren liegt der marode Tanker «FSO Safer» ohne jegliche Wartung vor der Küste Jemens und droht auseinander zu brechen – mit 175 Millionen Liter Rohöl an Bord. Eine ökologische Zeitbombe, welche die Ökosysteme und die Existenzgrundlage der Menschen an der Küste für Jahrzehnte zerstören würde.
• Westsibirien: Laut Greenpeace ereignen sich dort 20’000 Unfälle pro Jahr. Die russische Ölindustrie kontaminiert die Arktis jährlich mit 4 Millionen Tonnen Öl.
• Das Abbaugebiet beim Nigerdelta leidet unter der gewaltigen Umweltbelastung der Ölförderung. Luft und Wasser sind so stark kontaminiert, dass die Lebenserwartung der Bevölkerung in der Region zehn Jahre niedriger ist als im Rest des Landes. Die Schweiz bezieht den grössten Anteil ihres Rohöls aus Nigeria.

Ölförderung mit immensem Wasserverbrauch 

Eine kleine Rechnung: Für die weltweite Förderung von 17.5 Milliarden Liter Öl werden 46 Milliarden Liter Wasser benötigt. Also etwas mehr als 2.5 Liter Wasser pro Liter Öl. Rund zwei Drittel des Öls wird zu Treibstoffen raffiniert. Damit beträgt der Wasserverbrauch zur Herstellung eines Liters Benzin fast 4 Liter. Bei einem Verbrauch von 7 Liter/100km und einem Autoleben von 300‘000 Kilometern gehen also 83‘000 Liter Wasser auf das Konto des Verbrenners. Das ist das Zwanzigfache dessen, was für das Lithium eines Stromers gebraucht wird. Dies, wenn das Lithium aus einer Saline stammt.

Hinzu kommt, dass die Verschmutzungen durch die Ölindustrie eher zu- als abnehmen werden. Denn je rarer die Erdölvorräte, desto aufwändiger, extremer und schädlicher die Förderungsmethoden. Man denke an das Fracking, welches riesige Landflächen in Kanada für immer verseucht. Oder an heikle Tiefseebohrungen in so sensiblen Ökosystemen wie die der Arktis.

Lithium-Batterie und E-Auto: Produktion und Betrieb immer grüner

Die E-Mobilität hingegen wird von Jahr zu Jahr sauberer. Windkraftanlagen und Solarpanels ersetzen Öl-, Gas- und Kohlekraftwerke. Auch gehört es zur Vision verschiedener Autobauer, die Autos CO2-frei herzustellen. So hat VW mit ihrem Batteriezulieferer LG Chem vereinbart, dass diese ihre Fabrik in Polen mit 100 Prozent Grünstrom betreiben wird. Auch die gerade eröffnete Tesla-Gigafactory in Grünheide bei Berlin setzt zu grossen Teilen auf erneuerbare Energie und will in Zukunft ausschliesslich grünen Strom verwenden.

Die Entwicklung der CO2-Emissionen des EU-Strommixes – die Kurve zeigt ein erfreuliches Szenario. Grafik: European Environment Agency

Luftverschmutzung durch die Treibstoffverbrennung

Eine breitangelegte Studie für den Bund zählt 2’300 luftschadstoffbedingte Todesfälle pro Jahr in der Schweiz. Die damit verbundenen Gesundheitskosten betragen rund 7 Milliarden Franken. Im Kanton Zürich gehen zwei Drittel der Belastung durch die Luftverschmutzung auf den Verkehr zurück, dabei sind die Stickoxide besonders problematisch. Diese verursachen im Speziellen bei Kindern und älteren Menschen Atemwegs- und Herz-Kreislaufserkrankungen.

Die Stickoxid-Emissionen im Kanton Zürich nach Quellgruppen. Grafik: AWEL

Laut WHO atmen 99 Prozent aller Menschen weltweit verschmutzte Luft mit zu hohen Anteilen an Feinstaub und schädlichen Gasen ein. Pro Jahr sterben mehr als sieben Millionen Menschen an den Folgen von Luftverschmutzung. Dabei sind Verbrennungsmotoren und Rauch von Öfen und Feuerstellen die zwei wesentlichen Emissionsquellen. Wogegen das E-Auto die Schadstoffe auf den Pneuabrieb und die Abnutzung der Bremsen reduziert. Letzteres fällt aber weit geringer aus als beim Verbrenner. Denn E-Autos bremsen zum grössten Teil per Rekuperation. Diese „Motorbremse“ ist verschleiss- und emissionsfrei, und sie speist erst noch Strom in die Batterie zurück.

Co-Autor: Bernard van Dierendonck

Lies auch: Klimabilanz Elektroauto vs. Benziner – der Ökocheck, Teil 1

und: Auto-Batterie und Recycling – der Ökocheck, Teil 3