Weite Wege

Fast schon ein alter Hut: die Konsumelektronik unter anderem mit Laptops, Tablets, Smartphones oder Handys wächst und wächst. Diese Entwicklung wird noch beschleunigt durch die Elektrifizierung der Fortbewegung mit beispielsweise E-Bikes, Scootern oder Rollern. Und die programmatischen Ziele zur Elektromobilität versprechen steigende Zahlen im Fahrzeugbereich.

Schuld an dieser Entwicklung sind unter anderem die immer effizienter und leistungsstärker funktionierenden Lithiumbatterien. Im Bereich der Sekundär-Gerätebatterien nimmt der Anteil der Lithium-Ionen-Akkumulatoren weiter zu und macht in Deutschland bereits heute 62 Prozent der Batterien dieser Kategorie aus.

Jährlich steigende Abfallzahlen

Doch selbst Lithium-Batterien halten nicht ewig. Hersteller legen die Lebensdauer ihrer Energiespeicher je nach Anwendung unterschiedlich fest, aber nach spätestens zehn Jahren ist auch die letzte Batterie eines Mobiltelefons oder einer Zündung im Auto am Ende ihrer Lebenszeit angekommen. Darüber hinaus werden schnell veraltende Technologien frühzeitig ausgetauscht. Erfahrungswerten und vorsichtigen Schätzungen nach wird die von 2013 bis zum Jahr 2020 zum Recycling verfügbare Altbatteriemenge von Lithiumbatterien weltweit um das Zehnfache von derzeit 1.305 Tonnen auf 13.828 Tonnen zunehmen.

Das Recycling von Altbatterien ist in vielen Ländern gesetzlich verankert. Batteriehersteller und -händler sind schon seit über 15 Jahren verpflichtet, Altbatterien kostenfrei vom Endverbraucher zurückzunehmen und gemeinwohlverträglich zu entsorgen.

Diese logistisch anspruchsvolle Verpflichtung lassen die Hersteller meist durch beauftragte Rücknahmesysteme durchführen. Seit dem Jahr 2006 wurde mit der EU-Direktive 2006/66/EG eine Neuregelung verabschiedet, die unter anderem erstmals eine Verwertungspflicht sowie Mindestanforderungen für Batterierecyclingprozesse vorschreibt.

Entsprechend der EU-Regulierung müssen die EU-Länder eine Sammelquote für haushaltsübliche Altbatterien von mindestens 35 Prozent in 2013 und 45 Prozent in 2017 erreichen. Dabei werden die Batteriesysteme durch weniger als ein Dutzend Batterierecyclern weltweit verarbeitet (siehe Tabelle auf Seite 25). Vor allem die beiden Unternehmen, die im industriellen Großmaßstab recyclen, Umicore in Belgien und Xstrata in Kanada, werden aus Asien, Fernost, Südamerika, Ozeanien und so weiter beliefert. Das bedeutet, dass quer durch die EU-Länder wie auch international nicht unerhebliche Mengen an gebrauchten Lithiumbatterien transportiert werden.

Da zunehmende Sicherheitsmaßnahmen im Seetransport diesen Transportweg erschweren, wird das Meiste über die Straße und auf der Schiene bewegt.

Dabei entscheidet nicht der kürzeste Weg darüber, wohin die Batterien zur Verwertung transportiert werden, sondern die Art der Lithiumbatterie (Primär- oder wiederaufladbare) oder auch die Chemikalien, die jeweils in den Batterien verbaut sind. Deshalb unterhalten die Sammel- und Sortierstellen meist Vereinbarungen mit mehreren Recycling-Unternehmen in verschiedenen Ländern.

Risiko mit Primärbatterien

So ist das Recycling der primären Lithium-Batterien teilweise eine aufwändige und nicht ganz ungefährliche Angelegenheit (vor allem, was die Lagerung betrifft). Nur wenige Anlagen können diese Batterieart derzeit verarbeiten.

Seit kurzem ist auch der Schweizer Recycler Batrec in der Lage, Primärbatterien des Typs LiMnO2 in seinem Standard-Batterierecyclingprozess mitzubehandeln (LiMnO2-Systeme kommen vielfach bei Knopfzellen zur Anwendung). Weitere Typen (LiSOCl2, LiSO2) werden aber weiterhin nur vom Schweizer-Rücknahmesystem (Inobat) angenommen.

Die Verfahrenstechniken der einzelnen Recycler unterscheiden sich. Wer keine Kapazitäten für eine große Anlage hat, versucht, durch mehrere mechanische Behandlungsschritte den komplexen Batteriematerialien gegenüber Herr zu werden. Hier wird meist ein detaillierter Prozess über Einfrieren, Zerkleinern, Demontage und Reinigung über Elektrodialyse genutzt.

Es gibt derzeit wenig wirtschaftliche Anreize, Lithium-Ionen-Batterien zu recyceln. Aus den wieder aufladbaren Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Akkus, die in den großen Anlagen metallurgisch aufbereitet werden, werden vor allem Kobalt, Nickel und Kupfer gewonnen. Andere Metalle gehen durch den Prozess verloren, die gesetzlichen Rückgewinnungsquoten werden damit nicht erreicht. Bei den kleineren Anlagen sieht die Bilanz dagegen etwas besser aus.

Mit der anzunehmenden deutlichen Zunahme der Abfallmengen und der steigenden Materialkosten bleibt es trotzdem Ziel, hohe Recyclingquoten mit marktfähigen Produkten zu realisieren.

Beschädigte Batterien

Ein noch nicht gelöster Knackpunkt betrifft den Transport beschädigter Batterien. Aufgrund der Sicherheitsbedenken bleibt der Transport dieser Batterien eine komplizierte Angelegenheit, auch wenn sich in der Gestzgebung schon einiges bewegt hat und der Transport unter bestimmten Umständen genehmigt wird.

Die Rücknahme von Altbatterien umfasst in der Praxis immer wieder defekte oder breits mechanisch beschädigte Batterien. Meist treten kleinere Brandereignisse durch Lithium-Batterien dann auf, wenn sich die Zellen in der Regel durch Kurzschluss entzünden. So ein Brand verursacht nach den Erfahrungen der Recycler selten einen nennenswerten Schaden.

Anders verhält es sich dort, wo größere Lithium-Batteriemengen zusammenkommen, bei Sortieranlagen, Transportfahrzeugen mit Batteriemengen größer als 500 Kilogramm, Elektronikschrottverwertern (WEE) oder Batterierecyclinganlagen.

Daniela Schulte-Brader

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