Closed loopClosed LoopHochvoltbatterien im Kreislauf
Batterien zählen zu den wertvollsten und zugleich schwersten Komponenten batterieelektrischer Fahrzeuge.
Diese kostbare Ressource im Produktkreislauf zu halten ist ein entscheidender Hebel für die nachhaltige
Transformation des Transportsektors. Genau daran arbeitet die TRATON GROUP.
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1. Rohstoffe
Primäre Rohstoffe wie Lithium, Nickel und Kobalt werden aus natürlichen Quellen
gewonnen und potenziell mit Sekundärrohstoffen aus dem Recycling ergänzt. Ziel ist es,
den Anteil recycelter Materialien kontinuierlich zu erhöhen und Ressourcen zu schonen.
2. Zellproduktion
Aus den Rohstoffen werden Batteriezellen gefertigt, deren chemische Zusammensetzung, Qualität
und Sicherheit genau kontrolliert werden. Effiziente Prozesse und der Einsatz nachhaltiger
Energie können den ökologischen Fußabdruck reduzieren.
3. Packfertigung
Die einzelnen Zellen werden zu Modulen und Hochvoltbatteriepacks zusammengefügt
und mit Elektronik, Kühlung und Gehäuse ausgestattet. Jedes Batteriepack wird exakt
auf die Anforderungen des jeweiligen Fahrzeugs abgestimmt.
4. First Life
Die HV-Batterie versorgt den elektrischen Antrieb im Fahrzeug über viele Jahre
hinweg mit Energie. In dieser Phase stehen Leistungsfähigkeit, Sicherheit und
Reichweite im Mittelpunkt.
5. Batteriereparatur
Defekte oder gealterte Komponenten können repariert oder ausgetauscht werden, um
die Nutzungsdauer der Batterie zu verlängern. Das senkt die Kosten und schont
wertvolle Ressourcen.
6. Batterierücknahme
Ist die Batterie für den Einsatz im Fahrzeug nicht mehr geeignet, wird sie
zurückgeführt und fachmännisch begutachtet. Anschließend entscheidet man, ob die
Batterie wiederverwendet, einer Second-Life-Anwendung zugeführt oder recycelt wird.
7. Wiederverwendung
Nach erfolgreicher Prüfung könnten Batterien oder einzelne Module erneut in einem
Fahrzeug oder in vergleichbaren Anwendungen eingesetzt werden, sofern sie weiterhin
alle technischen und sicherheitsrelevanten Anforderungen erfüllen.
8. Second Life
Die Batterie wird für neue Anwendungen wie stationäre Energiespeicher umgerüstet. So
lässt sich ihre verbleibende Kapazität sinnvoll nutzen und ihre Gesamtnutzungsdauer
deutlich verlängern.
9. Mechanische Aufbereitung
Die Batteriepacks werden entladen, demontiert und zerkleinert. Anschließend
werden sie in verschiedene Materialfraktionen wie Metall, Kunststoff und Schwarzmasse
getrennt. Dieser Schritt bereitet die Materialien für die weitere Rückgewinnung vor.
10. Hydrometallurgie
Aus der Schwarzmasse werden Rohstoffe wie Lithium, Nickel und Kobalt chemisch
extrahiert. Unter der Voraussetzung, dass sie den hohen Qualitätsstandards entsprechen,
könnten sie wieder in die Batterieproduktion zurückgeführt werden. Dadurch schließt
sich der Materialkreislauf.
Auf einen Blick: Der Closed-Loop-Ansatz für Hochvoltbatterien
Die Transportbranche befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel: Laut der Studie „Battery-electric trucks on the rise”
von Strategy&, der globalen Strategieberatung von PwC, werden bis 2040 90 % aller neu zugelassenen Lkw und Busse weltweit
batterieelektrisch sein. Doch was geschieht mit all den Batterien, wenn sie das Ende ihrer Nutzungsdauer erreichen? Die
Marken der TRATON GROUP, Scania, MAN, International und Volkswagen Truck & Bus, verfolgen einen Kreislaufansatz, der nicht
nur ökologische, sondern auch wirtschaftliche Chancen eröffnet.
„Wir wollen uns in diesem Bereich frühzeitig positionieren“, sagt Leo Thieroff, Strategic Project Manager bei
TRATON SE. „Unser Ziel ist ein geschlossener Kreislauf, ein sogenannter Closed Loop. Deshalb betrachten wir
unsere Batterien ganzheitlich.“
Drei Phasen – der Lebenszyklus einer Hochvoltbatterie
Der Lebenszyklus einer Hochvoltbatterie (HV-Batterie) besteht in der Regel aus
drei Phasen: First Life, Second Life und Recycling.
First Life: In der ersten Phase kommt die Batterie im Fahrzeug zum Einsatz.
Während der Nutzung kann sie repariert und wiederverwendet werden. Entspricht der Zustand der
Batterie nicht mehr den Anforderungen für den Einsatz in Lkw oder Bussen und ist eine weitere
Reparatur nicht mehr möglich oder kosteneffizient, beginnt für die Batterie das zweite Leben.
Second Life: Wenn die Batterie sich dafür eignet, kann sie weiter genutzt werden,
beispielsweise in Flurförderzeugen oder Gabelstaplern, die geringere Anforderungen an die Reichweite
haben. Alternativ kann sie umfunktioniert werden – beispielsweise als Batterie-Energiespeichersystem
(BESS), das erneuerbare Energie für Schnellladestationen oder mobiles Laden speichert.
Recycling: Am Ende der zweiten Nutzungsphase wird die Batterie
dem Recyclingprozess zugeführt.
„Unser Ziel ist ein geschlossener Kreislauf, ein sogenannter Closed Loop. Deshalb betrachten wir unsere Batterien ganzheitlich.“
Leo Thieroff, Strategic Project Manager TRATON SE
Perfekte Kombination für effizientes Recycling
„Es gibt mehrere Möglichkeiten, Batterien zu recyceln“, erklärt Thieroff.
„Am effizientesten ist die Kombination aus mechanischem Recycling und Hydrometallurgie,
also chemischer Trennung. So lassen sich hohe Recyclingquoten erzielen und die wertvollen
aktiven Materialien in den Batteriezellen zurückgewinnen.“
Der Prozess kann wie folgt ablaufen: Zunächst wird die Batterie entladen und in Module
zerlegt. Diese werden anschließend zerkleinert und getrocknet. Dabei lassen sich Kunststoffe
und bestimmte Metalle wie Aluminium und Kupfer von den wertvollen Materialien abtrennen.
Übrig bleibt die sogenannte Schwarzmasse, eine Metall-Grafit-Pulvermischung. Aus dieser
können in hydrometallurgischen Prozessen durch chemische Trennung und Extraktion Sekundärrohstoffe
wie Lithium, Nickel und Kobalt zurückgewonnen werden.
Copyright: Volkswagen Group
Nachhaltiger Ansatz mit Mehrwert
„Recycling ist aus mehreren Gründen sinnvoll“, sagt Thieroff.
– Ökologisch: Die Rückgewinnungsraten sind hoch und die recycelten Sekundärmaterialien
können für die Herstellung von Kathoden für neue Batterien verwendet werden – unter der aktuellen Annahme,
dass es im Vergleich zu neuen Batterien keine Qualitätsverluste gibt. So reduzieren wir die Abhängigkeit vom
Rohstoffabbau und tragen zur Nachhaltigkeitsstrategie der Gruppe bei, weil der Ressourcenverbrauch vom
Geschäftswachstum entkoppelt wird, da die recycelten Sekundärmaterialien in HV-Batterien wiederverwendet werden.
Im Vergleich zu Batterien, die ausschließlich aus primären Rohstoffen hergestellt werden, können sie den
CO2-Fußabdruck senken. So können sie zum Klimaschutz beitragen und Emissionen in unserer Lieferkette verringern.
– Ökonomisch: Die Recyclingprozesse sind effizient und die zurückgewonnenen Materialien können
einen erheblichen Wert haben. Aufgrund der hohen Konzentration von hochwertigen Rohstoffen in Altbatterien kann
das Recycling ab einer bestimmten Grundmenge kosteneffizienter sein als der Rohstoffabbau. Das wirtschaftliche
Potenzial wird derzeit geprüft. Recycling erhöht auch die Versorgungssicherheit, da durch die Weiterverwendung
von Materialien geopolitische Risiken und Preisschwankungen verringert werden.
– Regulatorisch: Die ab August 2025 geltende überarbeitete EU-Batterieverordnung stellt
hohe Anforderungen. Ein zentrales Element: verbindliche Recyclingquoten. So müssen alle neu auf den Markt
gebrachten Batterien ab 2031 mindestens 16 % recyceltes Kobalt, 6 % recyceltes Nickel und 6 % recyceltes
Lithium enthalten.
Das Konzept der geschlossenen Kreislaufwirtschaft ist zwar noch eine Zukunftsvision, doch die Richtung ist klar.
Die TRATON GROUP und ihre Marken arbeiten bereits eng zusammen, um sich auf die Zeit vorzubereiten, wenn eine große
Mengen Batterien das Ende ihrer Lebensdauer erreicht und wiederverwendet oder recycelt werden muss. „Die TRATON GROUP
ist sich der Bedeutung dieses Themas bewusst – und das ist aus meiner Sicht enorm wichtig“, sagt Thieroff. „Langfristige
Ziele zu setzen und sie konsequent zu verfolgen: Das ist für mich gelebtes Commitment.“
Batterierecycling bei unseren Marken
Wertschöpfung durch Wiederverwendung
Die Wiederverwendung ist der erste Schritt der Kreislaufwirtschaft und Scania
wendet dieses Prinzip in allen Bereichen an. Ein Beispiel dafür ist die Überholung
von Hybrid-Elektro-Stadtbussen in der Mitte der Lebensdauer für einen Verkehrsbetreiber
in Schweden. Die wiederverwendeten Batterien werden auf die verbleibende Lebensdauer
jedes Fahrzeugs abgestimmt. Nach der Nutzung im Fahrzeug können sie in Batterie-Energiespeichersystemen
(BESS) zur Netzstabilisierung dienen. Scania arbeitet auch mit einem Recyclingpartner aus Skandinavien
zusammen, obwohl im vergangenen Jahr alle ausgemusterten Batterien erfolgreich für
BESS-Anwendungen weiterverwendet werden konnten.
Batteriepacks aus eigener Produktion
Ein Meilenstein für MAN war die Eröffnung des Werks in Nürnberg nach einer
Investition von 100 Millionen Euro. Dort können jährlich bis zu 100.000
Batteriepacks gefertigt werden. Die Reparatur und Aufarbeitung der Batterien sind
zentrale Elemente der „Battery Closed Loop“- und der Nachhaltigkeitsstrategie von MAN.
Die diagonale Leistungsfähigkeit der Batterie und ihre wirtschaftliche Demontage sind hierfür
unerlässlich. Wichtige Meilensteine in diesem Batteriekreislauf sind nach der ersten Nutzung im
Fahrzeug eine erneute Verwendung (second use) oder eine andere Anwendung (second life).
Fokus auf die erste Lebensphase
International versucht Batterien möglichst lange in der ersten Nutzungsphase zu
halten. Mit seinen elektrischen eCE-Schulbussen von IC Bus und den mittelschweren
eMV-Lkw sind derzeit rund 11.000 Batterien auf dem Markt – bei einer sehr niedrigen
Ausfallrate von lediglich 1,2 %. Defekte Batterien werden gesammelt und aufbereitet. In
den vergangenen zwei Jahren hat das Unternehmen 23 wiederaufbereitete Batterien in den Markt
zurückgeführt, damit die erste Nutzungsphase verlängert und Kosten von rund 8.000 US-Dollar pro
Batterie eingespart. Ist eine Wiederaufbereitung nicht möglich, werden die Batterien recycelt,
sodass wertvolle Materialien in den Produktionskreislauf zurückfließen.
Starke Partnerschaften – intelligente Lösungen
Volkswagen Truck & Bus arbeitet mit innovativen Partnern zusammen, um
nachhaltige Lösungen für die Batterien der Modelle e-Delivery und e-Volksbus zu
entwickeln. Seit der Einführung des E-Mobilitätsportfolios hat das Unternehmen in
Brasilien gemeinsam mit dem Lieferanten für HV-Batterien MOURA einen Recycling- und
Entsorgungsprozess ins Leben gerufen, der das gesamte Händlernetz abdeckt. Wenn erforderlich,
werden Batterien fachgerecht recycelt, wobei ein landesweites System die Einhaltung der
Vorschriften während des gesamten Lebenszyklus sicherstellt.
