Beitrag von Recycling zur Rohstoffversorgung am Beispiel Automobilindustrie

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1 Beitrag von Recycling zur Rohstoffversorgung am Beispiel Automobilindustrie Dr. Marko Gernuks, Volkswagen Konzernforschung BGR Rohstoffkonferenz, 4./5. November 2013, Hannover

2 Sekundäre Rohstoffe im Golf VII 80% Rezyklatanteil rund 1/3 der Werkstoffe des Golf VII stammen aus dem Recycling Einzelne Bauteile bestehen aus 100% recyceltem Material 2

3 Bleirecycling ein etablierter Kreislauf Bleiverwendung Recyclingquote 80 % Batterien > 95 % Quelle: ILZSG 3

4 Bleirecycling ein etablierter Kreislauf Globale Produktion [kt/a] Jahr Primärproduktion Blei Sekundärproduktion Blei Quelle: USGS (2013) 4

5 neue Rohstoffe für E-Mobilität E-Maschine mit Permanentmagneten: Neodym, Dysprosium, Kupfer, Eisen Li-Ionen-Traktionsbatterie: Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan, Kupfer

6 Materialkreislauf einer Traktionsbatterie Quelle: NFF 6

7 Modellierung der Lithium-Verfügbarkeit Nachfrage Sammelquoten Li-Inhalt Produkte Produktlebensdauern Sammlung Geologische Reserven Produktion Primärlithium Produktionskapazität Produktion Sekundärlithium Recyclingeffizienz Aufkommen von Sekundärlithium zum Zeitpunkt x? Inwieweit kann der Sekundärmarkt den Primärmarkt entlasten bzw. ersetzen? 7

8 Szenarien zur Marktdurchdringung von elektrifizierten Fahrzeugen global Mio. Neuzulassungen/Jahr Moderates Szenario EV/PHEV konventionell HEV Optimistisches Szenario EV/PHEV konventionell HEV Quelle: Fraunhofer ISI, ACEA 8

9 Annahmen für weitere Systemparameter mit Einfluss auf den globalen Lithiummarkt Batteriekapazitäten: - Hybridfahrzeuge (HEV): 1,4 kwh - Durchschnittswert E-Fahrzeuge (EV) / Plug-In Hybride (PHEV): 20 kwh Lithiumgehalt in den Zellen: - Kathode aus Li-Nickel-Mangan-Kobalt (NMC): ca. 140 g/kwh (Kathode + Elektrolyt) - Kathode aus Li-Eisenphosphat (LFP): 0,14 ca. 100 g/kwh (Kathode + Elektrolyt) Sammelquote Traktionsbatterien: 80% Nutzungsdauer Traktionsbatterie: a (stufenweise Erhöhung) - normalverteilt 9 Dichteverteilung 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0, Nutzungsdauerdauer in Jahren

10 Nachfrage und Sekundärproduktion Lithium - global Moderates Szenario Optimistisches Szenario Tonnen Lithium/Jahr Nachfrage Lithium Primärproduktion Sekundärlithium aus weiteren Anwendungen Sekundärlithium aus Traktionsbatterien 10

11 Einfluss der Nutzungsdauer der Traktionsbatterie auf die Lithium-Sekundärproduktion Sensitivitätsanalyse Untere Grenze: Nutzungsdauer Traktionsbatterie im Fahrzeug 15 Jahren Obere Grenze: Nutzungsdauer Traktionsbatterie im Fahrzeug 5 Jahre Moderates Szenario Optimistisches Szenario Tonnen/Jahr Tonnen/Jahr

12 Einfluss von Nachfrage und Sekundärproduktion auf die geologische Verfügbarkeit von Lithium Reserven Lithium Reserven + kumulierte Sekundärproduktion Kumulierte Nachfrage weiterer Anwendungen Kumulierte Nachfrage von Traktionsbatterien 12

13 Umweltbilanz LithoRec-Prozess Recyclingprozess Rohstoffe und Werkstoffe Herstellungsprozess t CO2-e E-Golf Batterie Li-Ionen Batterie mit Primärrohstoffen Li-Ionen Batterie mit Sekundärrohstoffen Quelle: Volkswagen, Öko Institut Signifikante Verbesserung der Umweltbilanz durch die Verwendung von Sekundärrohstoffen

14 Fazit Ein Fahrzeug besteht heute schon zu erheblichen Anteilen aus Sekundärmaterial Auch bei etablierten Rohstoffrecycling-Kreisläufen wie Blei besteht ein zusätzlicher Bedarf an primären Rohstoffen Das Lithiumbeispiel zeigt: Das Etablieren neuer Rohstoffkreisläufe benötigt Zeit (Durchsetzen der Technologie am Markt, Verweildauer des Rohstoffs im Produkt) auch mittelfristig kann der Bedarf zum allergrößten Teil nur aus primären Quellen gedeckt werden 14

15 Kontakt Dr. Marko Gernuks Umweltanalyse Produkt (K-EFUP/A) Konzernforschung Volkswagen Aktiengesellschaft Brieffach 1774 D Wolfsburg Mail: Tel.: