Wie umweltschonend sind Elektrofahrzeuge?

Der erhöhte Bedarf an Lithium durch E-Fahrzeuge und die Umweltfolgen

Energiespeicher im Hochleistungsbereich können nach dem aktuellen Stand der Technik ohne Lithium nicht produziert werden. Das auch als weißes Erdöl bekannte Lithium ist eine unverzichtbare Schlüsselkomponente bei der hocheffizienten Energiespeicherung. Insbesondere Elektrofahrzeuge aller Art, aber auch Solaranlagen haben für eine rasant gestiegene Nachfrage gesorgt.

Auswirkung von Elektrofahrzeugen und Solarsystemen auf die Weltmärkte

Neue Techniken oder Verbesserungen bestehender Verfahren erleichtern erheblich den Übergang von fossilen Brennstoffen zu alternativen Energiequellen. Im Fokus der Bemühungen stehen insbesondere die Bereiche Transport sowie Energieerzeugung, wo ein hohes Potenzial zur Reduzierung der Emissionen vorhanden ist. Um neue Energielieferanten nutzen zu können, sind effiziente Energiespeicher notwendig. Diese müssen auch in bisher unbekannten Dimensionen produziert werden, um beispielsweise eine gesamte Stadt lückenlos ohne Ausfälle mit Energie versorgen zu können.

Durch diese Bestrebungen erfährt der Energiemarkt beeindruckend gravierende Veränderungen, genau wie der Rohstoffmarkt, wo vor allem die explodierende Nachfrage nach Lithium zu nennen ist. Das weiße Erdöl kommt nur in wenigen Ländern in für den Bergbau ausreichender Menge vor. Chile besitzt die weltweit größten Lithiumreserven, gefolgt von Australien. Während in Down Under das Lithium aus Minen stammt, wird dieses Alkalimetall in Chile durch Trennteiche in der SQM-Lithium-Mine in den Salzseen der Atacama-Wüste gewonnen.

Futuristische Anwendungen für Megabatterien im Energieversorgungsnetz

Der Multimilliardär Elon Musk, Mitgründer von PayPal, SpaceX sowie Tesla, ließ von Tesla eine 129-MWh-Lithium-Ionen-Batterie konstruieren. Das innovative Unternehmen benötigte dazu lediglich 63 Tage, bis der größte jemals gebaute Energiespeicher betriebsbereit war. Angeschlossen an das südaustralische Stromnetz, verhindert diese Megabatterie mit einer Verzögerung von weniger als einer Sekunde Stromausfälle.

Doch das Speichersystem dient nicht nur als Notstromversorgung. Tagsüber von Solarsystemen gewonnene oder überschüssige Energie wird darin gespeichert, was den erhöhten Verbrauch am Abend ausgleicht. Und dies, ohne dass die mit fossilen Brennstoffen betriebenen Kraftwerke ihre Lieferleistung erhöhen müssen. Obendrein bewirkt diese Mega-Batterie eine Stabilisierung des Energieversorgungsnetzes, sollte eines der Kohlekraftwerke oder ein Windpark ausfallen.

Das dieses auch funktioniert, bewies der Mega-Energiespeicher Ende 2017. Damals fiel ein Kohlekraftwerk in New South Wales aus, weshalb schlagartig rund 689 MW Leistung fehlten. Wie konstruiert, glich die Batterie die Versorgungslücke in der Zeit eines Wimpernschlages aus, was einen regionsweiten Stromausfall verhinderte.

Obendrein verdient die Riesenbatterie Geld und entlastet so die Bürger in Südaustralien. Deren Stromrechnung ist gesunken, denn das Management der Tesla-Batterie konnte im Energiehandel Umsätze von mehr als 1 Millionen AUD je Woche realisieren. Inzwischen denken Energieversorger weltweit über dieses Beispiel nach, dessen Flexibilität ebenso überzeugt, wie der Sicherheitsaspekt.

Auswirkungen von Lithium-Batterien auf die Umwelt

Die zunehmende Verwendung von Lithiumbatterien führt allerdings auch zu Umweltbelastungen. Zudem gibt es auf der Erde nur einen deutlich begrenzten natürlichen Vorrat an Lithium, Nickel sowie Kobalt. Nach neusten Berechnungen reicht dieser nicht aus, um den zukünftigen Bedarf zu decken.

Nachhaltigkeitsstudien zu Elektrofahrzeugen haben gezeigt, dass die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen steigen wird, je mehr davon gebaut werden. Allerdings auch abhängig davon, wie effizient und umweltfreundlich das Produktionsverfahren ist. Was also benötigt wird, sind gut organisierte und umweltschonende Recycling-Systeme. Diese bewirken direkt, dass die umweltschädlichen Bergbauaktivitäten reduziert werden.

Um dies in Zahlen verständlicher zu machen, ist es wichtig zu wissen, dass im Jahr 2025 rund 1,3 Millionen Tonnen Lithiumcarbonatäquivalent benötigt werden. Das entspricht der fünffachen Menge des Bedarfs im Jahr 2019. Allein im Volkswagen Konzern ist für die kommende Dekade geplant, 70 neuartige Elektroautos als selbstständige Modellreihe zu produzieren. Andere Autohersteller haben ähnliche Vorhaben in ihrer Agenda.

Es sind Unternehmen wie Energy Exploration Technologies (EnergyX), die sich der Direktextraktionstechnologien widmen. Ist die Technologie ausgereift, kannn auf bahnbrechende Weise die Lithiumversorgung drastisch erhöht werden. Genutzt werden dazu metallorganische Gerüstmembranen, die das Lithium aus Solequellen separieren. Besonderer Vorteil dabei ist, dass diese Art der Lithiumproduktion erheblich günstiger ist, als bisher angewandte Verfahren. Obendrein ist die Umweltbelastung minimal.

Harte Wahrheiten für das so gerühmte Elektroauto

Derzeit wird rund die Hälfte des benötigten Lithium aus Sole, der Rest aus Gestein gewonnen, wobei letztere Vorkommen um das Mehrfache umweltschädlicher sind. Kann die Rohstoffgewinnung von Lithium durch neuartige Technologien zugunsten der Sole verlagert werden, sinkt der Energieverbrauch. Zudem sind die Eingriffe in die Natur minimalinvasiv und von den Ausmaßen deutlich kleiner.

Verfügbare Optionen

Kann die Tesla-Batterie in Südaustralien ihre Effektivität auf lange Zeit beweisen, und es kommen technisch ausgereiftere Elektrofahrzeuge auf den Markt, werden Lithiumbatterien maßgeblich dazu beitragen, dass die CO2-Produktion weltweit dramatisch sinken wird. Dies unterstreicht eine aktuelle Studie, in deren Resümee festgestellt wird, dass die Vereinigten Staaten 80% ihres Energiebedarfs durch erneuerbare Energien decken könnten. Hindernisse dies zu erreichen sind die fehlenden Energiespeicher und die hohen Kosten von mindestens 2,5 Billionen USD.

Quellen: forbes.com