Recycling gilt als eine der "deutschesten Angelegenheiten". Auch wenn es um die Zukunft der Mobilität und Lithium-Ionen-Akkus geht? Christian Hanisch, Mitgründer von No Canary, beschäftigt sich seit über 15 Jahren mit dem Recycling von Batterien. Im Podcast erklärt der Verfahrenstechniker, wie seine Anlagen Batterien sicher entladen, zerlegen und wertvolle Rohstoffe wie Nickel und Kobalt zurückgewinnen. Hier eine Zusammenfassung (KI-unterstützt) dieser Folge von Moove, dem New-Mobility-Podcast von auto motor und sport und die Aufnahme des ganzen Gesprächs zum Anhören.
Christian Hanisch: Ich komme ursprünglich aus der Landwirtschaft und wollte immer etwas mit nachwachsenden Rohstoffen und erneuerbaren Energien machen. Während meines Studiums der Verfahrenstechnik an der TU Braunschweig zeichnete sich 2008 ab, dass Batterierecycling ein spannendes Thema wird, weil darin wertvolle Rohstoffe verarbeitet sind. Heute bauen wir mit No Canary Anlagen, die Batterien am Ende ihres Lebenszyklus sehr sicher tiefentladen, zerkleinern und die Rohstoffe sortieren.
Den Kopf in den Sand stecken sollten wir nicht. Bei den Prozessschritten, die wir abdecken – vom Entladen bis zur "Black Mass", dem Rohstoffkonzentrat – sind wir in Europa an installierter Kapazität derzeit gar nicht so schlecht aufgestellt. Aber es ist richtig: Die Zellwertschöpfung liegt zu 80 Prozent in China. Das ist eine strategische Entscheidung, die dort vor Jahren getroffen wurde. Wir sind jetzt dabei, das an allen Ecken und Enden aufzuholen.
Zuerst muss die Batterie ausgepackt werden, was oft aufwendig ist, da die Verpackungen nicht standardisiert sind. Dann folgt eine Bewertung: Ist die Batterie gefährlich oder stabil? Der wichtigste Schritt ist die Tiefentladung. Wir schließen die Batterie an einen speziellen Stecker an, überbrücken das Batteriemanagementsystem und entladen sie kontrolliert auf 0 Volt. Dabei überwachen Wärmebildkameras die Temperatur. Danach bleibt sie 24 Stunden kurzgeschlossen, um chemisch komplett abzuklingen.
Vor der Entladung ist das tatsächlich ein bisschen so. Aber nachdem wir sie tiefentladen und freigemessen haben, ist es keine Bombe mehr, sondern ein mechanisch lösbares Demontage-Problem.
Ein fähiger Mitarbeiter ist derzeit oft schneller und adaptionsfähiger als ein Roboter. Batterien sind im Design für das Leben und maximale Sicherheit optimiert, nicht unbedingt für das Recycling. Zudem gibt es eine riesige Varianz an Systemen. Solange Batterien in der Produktion nicht vollautomatisch zusammengebaut werden können, ist ein automatisiertes "Disassembling" im Recycling noch einen ganzen Schritt weiter entfernt.
Wertvolle Bauteile wie Kupferkabel oder Aluminiumgehäuse werden, wo ökonomisch sinnvoll, vorab händisch aussortiert. Der Rest geht in den Schredder. Wir nutzen einen speziellen Prozess, bei dem die Beschichtungen der Elektroden durch mechanische Beanspruchung abgeplatzt und fein gebrochen werden. Über Siebe und Luftsichter (Ein Luft- oder Windsichter sortiert Feststoffgemische anhand von Dichte, Größe und Form durch einen Luftstrom in Fein- und Grobgut; Anm. d. Redaktion) trennen wir diese feine, pulverförmige Masse dann von Folienresten und Metallschnitzeln. Das Ergebnis ist die sogenannte Black Mass.
Das ist das Konzentrat der Inhaltsstoffe, die in der Zelle für die elektrochemische Reaktion zuständig waren. Darin finden sich Lithium-Metalloxide sowie Nickel, Kobalt und Mangan sowie Graphit von der Anodenseite.
Bei alten Batterien meistens nicht. Die Black Mass geht in die Metallurgie, wo die Metalle in Säure ausgelöst und als Ionen wieder voneinander getrennt werden. Es gibt aber den Spezialfall des "Direct Recycling" für Produktionsausschuss. Dabei werden die Materialien mechanisch getrennt, wieder zu einer Slurry aufbereitet und direkt erneut auf Stromsammlerfolien beschichtet. Das ist extrem attraktiv, weil man so den Ausschuss direkt wieder in den Prozess einführen kann.
In der Anlaufphase einer Gigafactory kann das anfangs sehr viel sein. Im Schnitt rechnet man mit 10 bis 20 Prozent Materialverlust über die vielen Prozessschritte. Wenn man diesen Ausschuss direkt recycelt, kann man die Produktionskosten um sechs bis sieben Prozent senken. Das Potenzial ist gigantisch, wird aber oft noch nicht voll gehoben, weil die Fabriken erst einmal damit beschäftigt sind, überhaupt die Maschinen stabil zum Laufen zu bringen.
Das finde ich nicht. Wenn wir eine Batterie entladen, bringt sie eigentlich so viel Strom mit, dass sie sich theoretisch selbst schreddern könnte. Der Energieaufwand ist also nicht das Hauptproblem. Viel wichtiger ist die Risikominimierung durch das Entladen und die Vorsortierung hier vor Ort. Es macht ökonomisch keinen Sinn, unsortierten Schrott oder geladene, gefährliche Batterien über den Ozean zu schiffen. Die physische Aufarbeitung zur Black Mass wird daher in Europa bleiben.
Man muss auch mal loben: 2008/2009 hat das Bundesumweltministerium unter Sigmar Gabriel Forschungsprojekte wie "Litorec" gestartet. Daraus sind die Technologien und das Ökosystem entstanden, mit denen wir heute in Europa arbeiten. Wir ernten jetzt, was damals gesät wurde. Was ich heute kritisiere, ist der Mangel an klarer strategischer Positionierung im Vergleich zu China.
Hanisch: Ich wünsche mir schnellere Genehmigungsverfahren. Wenn ich in China in einem Jahr eine Fabrik aufziehe, für die ich hier allein drei Jahre für die Genehmigung brauche, ist das ein Wettbewerbsnachteil. Wir müssen diese Themen zügig bearbeiten, auch wenn das bedeutet, mal zwei Ordner mehr auszudrucken, damit zwei Beamte parallel lesen können. Wir haben im Recycling eine Nische, in der wir punkten können – das sollten wir als Chance nutzen.