Nachhaltigkeit
Lithiumrecycling vs. Politik: Was blockiert die Skalierung?
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Lithiumbeschaffung: Bergbau vs. Recycling (Was skaliert schneller?)
Mit dem Trend zur Elektrifizierung ist Lithium schnell zu einer wichtigen globalen Ware geworden, fast ausschließlich getrieben durch die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen.
Quelle: Statista
Während andere Batteriekemien wie Natrium‑Ion für die Massenproduktion in Betracht gezogen werden, ist Lithium dank seiner außergewöhnlichen elektrischen Eigenschaften immer noch der König der Batteriekemikalien.
In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach Lithium ständig explodiert und hat sich zwischen 2020 und 2025 fast vervierfacht.
Derzeit wird der Großteil des Lithiums aus konzentrierten Lagerstätten gewonnen, entweder aus Sole (mineralreichen Gewässern) oder aus mineralischen Ablagerungen, die Spodumen genannt werden.
Eine neue Lithiumquelle wird wahrscheinlich das Recycling alter Batterien sein. Dafür ist jedoch der Aufbau einer geeigneten technologischen Basis, der entsprechenden Infrastruktur und eines soliden rechtlichen & regulatorischen Rahmens erforderlich.
Wie das Lithiumrecycling die zukünftige Lithiumproduktion beeinflussen wird, wurde kürzlich von Forschern der Australian Edith Cowan University und der University of Western Australia in einem Papier1 diskutiert, das im Journal of Environmental Management unter dem Titel “A comprehensive review on the recovery of lithium from lithium-ion batteries and spodumene” veröffentlicht wurde.
Lithiumquellen
Von Sole & Spodumen zu batteriegeeignetem Lithium
In naher Zukunft wird der größte Anstieg der Lithiumproduktion voraussichtlich aus Australien und seinen reichen Spodumenvorkommen kommen. Parallel dazu wächst die Gewinnung aus Sole, hauptsächlich in Chile und Argentinien und teilweise in China, jedoch langsamer.
Mit zunehmendem Alter der Batterien werden sie immer stärker zu einer großen Quelle leicht verfügbarem oberirdischem Lithium, insbesondere da die meisten EV‑Batterien ausgemustert werden, sobald sie auf 70‑80 % ihrer anfänglichen maximalen Ladung sinken.
Im Jahr 2023 erreichte die globale Batteriefertigung etwa 2,5 TWh; die 2023 hinzugefügte Kapazität war über 25 % höher als 2022. Parallel dazu stieg die Lithiumnachfrage um etwa 30 %.
Im Vergleich überstieg die globale Recyclingkapazität im Jahr 2023 300 GWh pro Jahr, wobei über 80 % dieser Kapazität in China liegt. Europa und die Vereinigten Staaten machen jeweils weniger als 2 % der globalen Recyclingkapazität aus. Damit deckt die aktuelle Recyclingkapazität nur 12 % der derzeitigen Batteriefertigung ab, die ebenfalls alle 2‑3 Jahre mehr als verdoppelt wird.
EV‑Batterieabfälle: Umfang, Risiken & Brandgefahren
Von 2021 bis 2030 werden laut Greenpeace schätzungsweise 12,85 Millionen Tonnen EV‑Lithium‑Ion‑Batterien weltweit ausgemustert. Für China prognostizieren mehrere Branchenstudien etwa 3‑3,5 Millionen Tonnen bis 2030, was die Dringlichkeit einer großflächigen Sammlung und des Recyclings unterstreicht.
Dies könnte zu erheblichen Umweltverschmutzungen und Risiken führen, da Lithiumbatterien eine komplexe Mischung von Chemikalien, einschließlich Schwermetallen, enthalten. Recycling ist daher nicht nur eine Frage der Reduzierung der Auswirkungen der Lithiumproduktion, sondern auch der Vermeidung anderer Arten von Verschmutzung.
Nicht recycelte Batterien können zudem Deponiebrände auslösen, die in Kombination mit der Methanproduktion von Deponien katastrophale Folgen haben können.
Oberflächen- und Untergrundbrände können die Entstehung giftiger Gase wie Dioxine, Furane, flüchtige organische Verbindungen (VOCs), polychlorierte Biphenyle, organochlorierte Pestizide (Nair et al., 2019/01), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAHs), Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff (IEAa) verursachen.
Batterierecycling: Hydrometallurgie vs. Pyrometallurgie vs. Direkte Rückgewinnung
Derzeit gibt es drei Hauptmethoden zum Recycling verbrauchter Lithiumbatterien: Pyrometallurgie, Hydrometallurgie und direkte Rückgewinnung.
Quelle: ResearchGate
Insgesamt sind diese Methoden nur geringfügig weniger energieintensiv als die Gewinnung von Lithium aus rohen natürlichen Ressourcen, reduzieren jedoch den übrigen Umwelteinfluss erheblich.
Zum Beispiel reduziert das Recycling von Lithiumbatterien die CO₂‑Emissionen, verringert die SO₂‑Emissionen (Schwefel) stark und kann den Wasserverbrauch bei pyrometallurgischen Verfahren um mehr als die Hälfte senken.
Sowohl Pyrometallurgie als auch Hydrometallurgie verwenden die sogenannte „schwarze Masse“, also zerkleinerte Batterien, die eine komplexe Mischung aus Metallen und Chemikalien enthalten.
Von diesen Verfahren ist die Pyrometallurgie hinsichtlich unerwünschter Giftgase am umweltschädlichsten. Im Gegensatz dazu ist die Hydrometallurgie weniger toxisch, erfordert jedoch mehr Wasserressourcen (aber immer noch deutlich weniger als Rohlithiumerz).
Beide Recyclingarten umfassen mehrere Schritte, von denen jeder seine eigene Art von Verschmutzung erzeugt, die behandelt werden muss.
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| Methode | Was es tut | Vorteile | Nachteile | Am besten geeignet für |
|---|---|---|---|---|
| Hydrometallurgie | Löst Metalle aus der schwarzen Masse mittels wässriger Chemie | Hohe Ausbeute; geringere Luftverschmutzung im Vergleich zur Pyro; skalierbar für viele Chemien | Höherer Wasserverbrauch; Reagenzienmanagement erforderlich | NMC/NCA, Mischchemie‑Ströme |
| Pyrometallurgie | Schmilzt schwarze Masse zu einer Legierung; Schlacken andere Materialien | Robust gegenüber Rohstoffvariabilität; schnelle Durchlaufzeit | Höherer Energie- und Luftemissionen; Graphit-/Lithiumverluste ohne zusätzliche Schritte | Hohe Kobalt‑Ströme (Legacy‑Handys/LCO), Vorverarbeitung |
| Direkt (Kathode zu Kathode) | Stellt die Mikrostruktur der Kathode für die Wiederverwendung wieder her | Möglicherweise geringster Energie‑/Chemikalienverbrauch; bewahrt Wert | Chemiespezifisch; Integration in Lieferkette erforderlich | Standardisierte EV‑Chemien mit OEM‑Partnerschaften |
Regulatorische Lücken, die das Lithiumrecycling bremsen
Derzeit werden die meisten Batterien nicht recycelt, zum Teil wegen fehlender Kapazitäten, zum Teil wegen unzureichender Vorschriften.
Ein strengeres Rahmenwerk, das die Sammlung und ordnungsgemäße Wiederaufbereitung der vorhandenen Batterien vorschreibt, ist erforderlich. Dies wird nicht nur die Sammlung potenziell schädlicher Abfälle erhöhen, sondern der Branche auch ein vorhersehbares Materialvolumen bieten, wodurch die Dimensionierung der Recycling‑Infrastruktur korrekt erfolgen kann.
Die Wissenschaftler untersuchten die Kostenaufstellung des Recyclings und stellten fest, dass Sammlung, Transport, Batteriedemontage und Vorbehandlung (Zerkleinern oder Schmelzen) einen großen Teil der Gesamtkosten ausmachen.
Infolgedessen könnte eine Optimierung dieser Prozesse durch geeignete Politik, zentrale Abfallsammlung und Optimierung der Recyclingstandorte die Rentabilität des Lithiumbatterierecyclings erheblich steigern. Und während bessere Technologie die Kosten für die anderen Schritte senken kann, sind diese Anfangskosten eher ein politisches Problem.
Aufgrund ihres geringeren Energieverbrauchs und ihrer geringeren Verschmutzung sollte die Hydrometallurgie von politischen Entscheidungsträgern gefördert werden, und die ausgewählten Standorte sollten idealerweise sowohl energie- als auch wasserreich sein, um lokale Ressourcen nicht zu belasten.
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| Politisches Element | 2031 (mind. recycelter Anteil) | 2036 (mind. recycelter Anteil) | Materialrückgewinnungsziele (bis 2027 / 2031) | Hinweise |
|---|---|---|---|---|
| Kobalt | 16% | 26% | 90% / 95% | Industrie‑/EV‑/SLI‑Batterien im Geltungsbereich |
| Lithium | 6% | 12% | 50% / 80% | Wiedergewinnungsziele gelten für Recyclinganlagen |
| Nickel | 6% | 15% | 90% / 95% | EU‑Verordnung (EU) 2023/1542 |
| Blei | 85% | 85% | — | Lead‑Grenzwerte bleiben konstant |
Die Forschung ergab zudem, dass die Art der recycelten Batterie die Rentabilität des Recyclings stark beeinflusst.
„Der Umsatz, der durch das Recycling von LCO‑Batterien (Lithium‑Kobalt‑Oxid) erzielt wurde, war siebenmal höher als bei LFP‑Batterien (Lithium‑Eisen‑Phosphat) und zehnmal höher als bei LMO‑Batterien (Lithium‑Mangan‑Oxid).“
Da LFP‑Batterien immer häufiger werden, um Kosten zu senken und die Abhängigkeit von Kobalt aus dem Kongo zu reduzieren, sollte dies in die Politik zum Batterierecycling einfließen.
Fazit: Politik wird das Tempo des Recyclings bestimmen
Die Lithiumrecycling‑Technologie reift nun, wobei die Hydrometallurgie im Vergleich zur Pyrometallurgie als klarer Sieger hervorgeht, wenn Luftverschmutzung (giftige Gase) und Energieverbrauch berücksichtigt werden.
Allerdings stehen die Recycler vor einigen Problemen, die sie nicht allein lösen können und die ein schnelles Handeln der Gesetzgeber erfordern.
Der erste Schritt besteht darin, eine deutlich effizientere Sammlung gebrauchter Batterien zu organisieren, was möglicherweise eine starke Verpflichtung der Batterie‑ und EV‑Hersteller erfordert, die Rückverfolgbarkeit und den Nachweis der Wiedergewinnung der von ihnen zuvor an die Öffentlichkeit verkauften Produkte zu gewährleisten.
In diesem Zusammenhang sind die Pläne der EU, wonach bis 2031 alle Batterien 6 % recyceltes Lithiummaterial und bis 2036 bis zu 12 % enthalten müssen, wahrscheinlich nicht ausreichend.
Der zweite Schritt wird darin bestehen, die Einführung der Hydrometallurgie in Recyclinganlagen angemessen zu fördern und geeignete Anreize im Hinblick auf Umweltkontrollen zu bieten.
Schließlich ist der Bau von Recyclinganlagen sehr kapitalintensiv, und der öffentliche Sektor könnte Zuschüsse, Subventionen und zinsgünstige Darlehen bereitstellen, um den Bau zu beschleunigen. Da die globale Recyclingkapazität bereits weit hinter den aktuellen Batteriefertigungsvolumina zurückbleibt, die ebenfalls explosionsartig wachsen, sind schnelle Maßnahmen erforderlich.
Insbesondere westliche Gesetzgeber sollten beachten, dass ihre Länder bereits stark hinter China im Recycling zurückliegen, was langfristig dazu führen könnte, dass China eine bedeutende neue Quelle für Batteriemetalle sowie zahlreiche neue Arbeitsplätze im Bereich der grünen Energie sichert.
Ein Beispiel für diesen Trend ist der Batterieriese CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited – 3750.HK), der bereits plant, dass 50 % seiner neuen Batterien innerhalb von 20 Jahren keine abgebauten Mineralien verwenden werden, und das nur, weil er erwartet, dass die Nachfrage schneller wächst als das Angebot an älteren Batterien.
CATL baut zudem sein eigenes Batteriesammelnetzwerk, Brunp Recycling, mit bereits über 240 Sammeldepots, einer Wiedergewinnungsrate von 99,6 % für Nickel, Kobalt und Mangan und mehr als 10.000 Mitarbeitenden.
(Sie können mehr über CATL in unserem speziellen Bericht über das Unternehmen)
Investitionen in Lithiumproduktion & Recycling
Albemarle
ALB Preisdiagramm
Albemarle ist einer der größten Lithiumproduzenten der Welt, nur übertroffen von einem der weltweit größten Bergbauunternehmen, Rio Tinto (RIO ), dem Mitproduzenten des Lithiumdreiecks SQM (SQM ) und dem chinesischen Ganfeng Lithium (GNENY).
Albemarle verfügt über Bergbaubetriebe in Südamerika, Australien und den USA sowie über Raffinerien in den USA, China und Deutschland.
Quelle: Albemarle
Das Rohmaterial wird dann entweder nach China (Hartgesteinsquellen) oder nach La Negra, Chile (Sole) verschifft.
Quelle: Albemarle
Historisch auf den Lithiumabbau ausgerichtet, dringt Albemarle nun auch ins Recycling vor. Viele der beim Recycling verwendeten Schritte sind identisch oder ähnlich zu denen, die bei der Aufbereitung des Roherzes zum Einsatz kommen, was Albemarle wertvolles Fachwissen verleiht.
„Für uns wird (black mass) langfristig wahrscheinlich eine weitere Ressource sein.
Typischerweise ist die schwarze Masse, die beim Recycling entsteht, sehr ähnlich dem Konzentrat, das in unseren Umwandlungsanlagen produziert wird. Daher sehe ich darin eine Chance für uns.“
Meredith Bandy – Vizepräsidentin für Investor Relations und Nachhaltigkeit bei Albemarle
Albemarle plant, später in diesem Jahrzehnt, eine Lithiumverarbeitungsanlage im Südosten der USA zu errichten, um Lithium zu verarbeiten und zu recyceln.
Dies wird auch ein wichtiger Schritt für Albemarle sein, um nicht von einer neuen Lithiumquelle ausgeschlossen zu werden, die mit seiner derzeitigen Produktion aus Sole und Spodumen konkurrieren könnte.
Mit starker Liquidität und einer zu einem niedrigen Festzins gehaltenen Verschuldung ist Albemarle zudem gut positioniert, um das Umfeld niedriger Lithiumpreise der letzten Jahre zu überstehen und seinen Marktanteil gegenüber kleineren, weniger kapitalisierten Wettbewerbern zu erhöhen.
(Sie können mehr über Albemarles Geschichte und Geschäft in unserem dem Unternehmen gewidmeten Bericht lesen. Eine vollständige Analyse der Lithiummarktperspektive findet sich auch in „Investing In Lithium: The Core Metal For A Green Future“)
Studie referenziert
1. Asad Ali, Sadia Afrin, Abdul Hannan Asif, Yasir Arafat, Muhammad Rizwan Azhar. A comprehensive review on the recovery of lithium from lithium-ion batteries and spodumene. Journal of Environmental Management. Volume 391, September 2025, 126512.
