Die Bedeutung von Stromspeichersystemen wächst mit der Energiewende. Die Entwicklung nachhaltiger Batteriesysteme stand im Fokus der "International Conference on Life Cycle Management" 2023 in Lille. Ein zentrales Diskussionsthema: Wie werden Umweltvorteile in der ökologischen Bewertung berücksichtigt, wenn Recyclingverfahren eingesetzt werden? Unser LCA-Experte Daniel Habermeier war vor Ort, um solche Fragen zu diskutieren.

Grund für die wachsende Bedeutung von Stromspeichersystemen sind die aktuellen Bestrebungen in der Energiewende im Übergang von fossilen zu erneuerbaren Energieträgern und die voranschreitende Elektromobilität. Mit dem stark ansteigenden Einsatz von Batteriesystemen gehen zahlreiche neue Aufgaben einher. So müssen Batterien aus möglichst reichlich verfügbaren Rohstoffen hergestellt werden, um die Verknappung kritischer Rohmaterialien zu minimieren. Außerdem sollten die enthaltenen Materialien durch optimierte Recyclingverfahren wiedergewonnen werden können. Eine Ökobilanzierung (LCA) kann diese Aufgaben im gesamten Lebenszyklus der Batterien begleiten und so zur Entwicklung von nachhaltigeren Batteriesystemen beitragen.

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Batterien: großes Thema in Lille

Im Rahmen eines von der EurA begleitetem Forschungsprojektes, das sich mit der Entwicklung von umweltfreundlicheren Lithium-Ionen-Akkus befasst, nahm Daniel Habermeier an der 11. Ausgabe der „International Conference on Life Cycle Management“ im nordfranzösischen Lille teil. Die Konferenz verdeutlichte einmal mehr wie wichtig die kommenden Aufgaben im Batteriesektor sind. Denn unter den zahlreichen Vorträgen, die während der Konferenz gehalten wurden, tauchte ein Thema immer wieder auf: Batterien.

Diskutiert in diesem Zusammenhang wurden die Entwicklung von neuen Software-Lösungen für die Durchführung von Ökobilanzierungen von Batterien; oder neue Datenbanken für die bessere Verfügbarkeit und Aktualität von Daten im Batteriebereich; oder die Begleitung von Recyclingverfahren mittels Ökobilanzierung, zu der Sie in diesem Artikel mehr erfahren.

Sekundärmaterialien: Nutzung, Bewertung und Motivation 

Eine Thematik, welche unter den LCA-Experten im Rahmen der Konferenz stark diskutiert wurde, ist die Zuweisung von Einsparungen durch das Recycling von Batterien. Aufgrund höchster Qualitätsansprüche nutzen Batteriehersteller heutzutage in der Regel fast ausschließlich Primärrohstoffe, also Materialien, die das erste Mal verwendet werden. Batterien, die ihr Lebensende erreicht haben, können recycelt werden und betreten den Markt erneut als recycelte- bzw. Sekundärmaterialien. Es kann eine Einsparung der Umwelteinflüsse erzielt werden, wenn weniger Primärmaterial produziert und verwendet werden muss.

Ein Bewertungsansatz, in welchem die Gutschrift durch das Nutzen des ökologischen vorteilhaften Sekundärmaterials erteilt wird, motiviert somit die Batteriehersteller recycelte Materialien zu verwenden. Der andere Bewertungsansatz verteilt die Gutschriften am Ende des Lebens der Batterie, also dem Recycling, wenn das wiedergewonnene Sekundärmaterial dem Markt zur Verfügung gestellt wird. Dieser Ansatz motiviert den Batteriehersteller somit zum „Design for Recycling“, das bedeutet, dass bereits in der Herstellung darauf geachtet wird, effizientes Recycling am Ende der Nutzungsphase zu ermöglichen.

Berechnung des Umweltvorteils

Daher muss bei der ökologischen Bewertung festgelegt werden, wo die Umweltvorteile eingerechnet werden sollen. Erfolgt eine vollständige Zuweisung an beide Stellen, fällt das Ergebnis zu gut aus und das recycelte Material verbessert die Ökobilanz fälschlicherweise zu stark.

Eine mögliche Lösung für diese Fragestellung wurde vom „Joint Research Center“ der EU-Kommission im Rahmen der Product-Environmental-Footprint-(PEF)-Methode vorgeschlagen. Hier wird eine Formel („circular footprint formula“) zur Berechnung des ökologischen Fußabdruckes vorgestellt. In dieser ist ein sogenannter A-Faktor enthalten, durch welchen sich die Vorteile von Recycling- bzw. sekundärem Material anteilig aufteilen lassen. Damit kommt es insgesamt zu keiner Überberechnung, aber es wird sowohl die Verwendung als auch die Bereitstellung von sekundärem Material „belohnt“. Dieser Ansatz kann dazu dienen weitere Fortschritte im Bereich der Batterien zu erzielen und deren Entwicklung möglichst nachhaltig voranzutreiben.

Um die Stärken dieser Methodik effektiv nutzen zu können, ist es jedoch notwendig, dass die EU in regelmäßigen Abständen umfassende A-Faktor-Listen zu Materialien veröffentlicht, welche das Verhältnis von Verwendung und Bereitstellung der Sekundärstoffe am Markt möglichst realistisch abbilden. Um die Methodik weiter zu optimieren, werden die Formel und die genutzten Faktoren während der Transitionsphase des PEFs weiter angepasst.

 

 

 
 

Fazit:

Die Entwicklung von nachhaltigen Batterielösungen ist eng mit der Anwendung und Methodik der Ökobilanzierung verknüpft. Dabei gibt es verschiedene Ansätze, wenn es um die Bewertung von recycelten Materialien geht. Habe ich Ihr Interesse an der Thematik der ökologischen Bewertung von Batterien und deren Recycling geweckt? Kommen Sie gerne jederzeit auf mich zu!

 

 

 

 

Daniel Habermeier

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Daniel Habermeier

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Wie Stoffe und Materialien miteinander funktionieren und nachhaltig eingesetzt werden können, hat mich schon immer begeistert. Deshalb habe ich meinen Masterabschluss im Fach Chemieingenieurswesen – Nachhaltige Chemische Technologien gemacht und mich bereits in Studienzeiten mit Ökobilanzierungen befasst. Mich fasziniert die Kombination aus Prozess- und Produktanalyse mit der ökologischen Bewertung. So gelingt es Schwachpunkte zu identifizieren und Handlungsempfehlungen abzuleiten. Ich bin als LCA-Berater bei der EurA AG tätig und in meiner Arbeit befasse ich mich mit Herstellungs- oder Recyclingprozessen und deren ökologischer Bewertung.
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