Zu wenig Rohstoffe: Lithium-Engpass bremst 2030 Stromer aus

Ohne Batterien gibt es keine Elektromobilität, nicht einmal mit Brennstoffzellenautos. Denn auch sie brauchen Akkus, um bei hoher Leistungsabfrage des Antriebs ausreichend Energie bereit zu stellen. Die Deutsche Rohstoffagentur (DERA) hat jetzt eine Prognose veröffentlicht, aus der hervorgeht, dass ab 2030 mit einem Lithiumengpass auf dem Weltmarkt zu rechnen ist.

Laut DERA ist 2030 mit einer Lithium-Nachfrage von 316.000 Tonnen bis 558.800 Tonnen Lithium zu rechnen. 2020 lag die Produktion weltweit bei rund 82.000 Tonnen, wobei nur etwa 50 bis 60 Prozent den hohen Anforderungen und Reinheitsgraden für die Batterieproduktion genügten. Für 2030 rechnen die Experten der DERA mit einem Anteil von 90 Prozent, der auf den Batterie-Sektor entfällt.

Förderkapazität muss auf das Siebenfache steigen

Der einzige Weg der hohen Nachfrage zu begegnen, sei die Erhöhung der Förderkapazitäten. Diese müssten in den kommenden Jahren um den Faktor vier bis sieben steigen, um die erwarteten Nachfragen zu decken. Allein aus dem Bergbausektor heraus sei das aber nicht zu machen. "Selbst wenn alle aktuell geplanten und im Bau befindlichen Projekte im Zeitplan umgesetzt werden und wir von einem mittleren Nachfragewachstum ausgehen, werden wir nicht genug Lithium haben, um die erwartete weltweite Nachfrage 2030 zu decken", erklärt Studienautor Michael Schmidt von der Deutschen Rohstoffagentur.

Derzeit stammen laut Schmidt knapp drei Viertel der globalen Bergwerksförderung aus Australien (49 Prozent in 2020) und aus Chile (22 Prozent in 2020). Länder wie Argentinien (7,5 Prozent in 2018) und China (17 Prozent in 2020) liefern deutlich weniger. In Australien wird das Alkalimetall aus Erzen gewonnen, in Chile wird es aus der Sole von Salzseen mit Hilfe von chemischen Prozessen ausgeschwemmt. In beiden Fällen sind gravierende Eingriffe in die Natur nötig. Deshalb versuchen viele Unternehmen insbesondere durch innovative Recyclingprozesse die die Sekundärförderung anzukurbeln. Aktuell gibt es aber nicht viel mehr als ein paar Pilotprojekte zum Batterierecycling.

Europa und seine neue Batterieindustrie

Eines der Grundprobleme, die Schmidt und seine Kollegen ausmachen: In Europa entstehen derzeit Zellfertigungskapazitäten von bis zu 1.300 Gigawattstunden – zumindest sind diese in der Planung. In der Primärförderung steht Europa allerdings mit heruntergelassenen Hosen da. Trotz einiger Vorkommen, etwa im Erzgebirge oder im Rheingraben werde Lithium in Europa derzeit nicht abgebaut. Lediglich in Portugal wird mittels Bergbau nennenswert Lithium gewonnen. Mit einem Prozent Marktanteil und 900 Tonnen Lithium waren die Südeuropäer im Jahr 2020 aber eher Schlusslicht im globalen Ranking. Das sorge für massive Importabhängigkeiten für Vorprodukte der Zellfertigung.

Aber selbst wenn sich das ändern würde, so die Berechnungen der DERA, könnte Europa lediglich 27 bis 34 Prozent der Bedarfe selbst decken. Auch das Recycling würde nur drei bis zehn Prozent der prognostizierten Nachfrage von 2030 befriedigen. Bestenfalls muss dann noch knapp mehr als die Hälfte importiert werden. Um die Importabhängigkeiten möglichst niedrig zu halten – und auch um den CO2-Fußabdruck, der mit dem Transport der Materialien aus Australien und Chile einhergeht, zu schmälern sollten die Förderkapazitäten in Europa deshalb schnell ausgebaut werden, so das Ergebnis der DERA-Untersuchung.

BMW kauft Lithium und Kobalt selbst bei Produzenten

Um zumindest die wirtschaftlichen und ethischen Risiken einzudämmen, haben sich die Autohersteller mittlerweile einiges einfallen lassen. Daimler, VW und BASF haben sich verständigt nur Lithium aus transparenten Quellen zu beziehen. Dasselbe gilt auch für BMW. Um das sicher zu stellen kauft BMW beispielsweise Lithium und Kobalt für seine aktuelle Batterie-Generation (Gen 5) komplett selbst und stellt diese dann den Batteriezell-Lieferanten, wie CATL, Samsung SDI und ab 2024 auch Northvolt, zur Verfügung. Kobalt bezieht BMW in den kommenden 5 Jahren direkt aus Marokko. Das Lithium beziehe man laut einer BMW-Sprecherin über mehrjährige Verträge von zwei Lieferanten.

2019 hat BMW einen Vertrag mit dem chinesischen Lithium Lieferanten Gangfeng Lithium mit Sitz in Jiangxi über fünf Jahre und ein damals prognostiziertes Volumen von 540 Millionen Euro abgeschlossen. Wobei das Lithium nicht auch China, sondern aus Australien stammt. Bereits damals erklärte BMW 100 Prozent der Bedarfe an Lithiumhydroxid damit abdecken zu können. Lithiumhydroxid ist eines der wesentlichen Vorprodukte aus dem die Kathoden der Lithium-Ionen-Batterie gefertigt werden. Seit Anfang diesen Jahres bezieht BMW auch Lithium aus Argentinien, wo der Rohstoff aus der Sole von Salzseen gewonnen werde, so die BMW-Sprecherin. Auf diese Weise habe BMW auch die gesteigerten Bedarfe der Gen-Five-Zellen abgesichert, die im iX3, iX, i4, i7 und den Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen zum Einsatz kommen. Außerdem sei BMW so technologisch, geografisch und geopolitisch unabhängiger von einzelnen Lieferanten, erklärt das Unternehmen.

Mercedes setzt auf Produktion vor Ort

Zwar wird ein großer Teil der Zellen für Mercedes in China bei CATL gefertigt, etwa die Batterien der 4. Generation für den EQS, den EQE oder den E-Sprinter und E-Vito, die Schwaben wollen die Produktion aber stärker nach Europa holen. Grundsätzlich verfolge man die Strategie dort einzukaufen wo man produziere, so ein Sprecher auf Anfrage von auto motor und sport. Die Hauptmärkte für Lithium seien aber derzeit wie bei BMW Chile und Australien. Man arbeite aber mit seinen Partnern an lokalen Lösungen für Europa und die USA. Darin liege ein zentraler Baustein zur Erreichung der CO2-Neutralität der batterieelektrischen Antriebe.

Während man bei BMW schon auf den Direktkauf beim Mienenbetreiber setze, sei man bei Mercedes noch im Aufbau. Mittelfristig will man sich auch selbst um die Lithiumbeschaffung kümmern und die Rohstoffe dann seinen Lieferanten zur Verfügung stellen. Allerdings spricht man bei Mercedes nur von Teilen des Lithiumbedarfs. Einer der bisher bekannten Partner ist beispielsweise der Mienenbetreiber Albemarle, der etwa Lithium aus Chile liefern soll. Die Kooperation soll aber weiter gefasst werden. Gemeinsam will man zum einen das Thema CO2-Reduktion beim Lithiumabbau voran treiben und zum anderen auch das Thema Recycling stärker in den Fokus nehmen. Außerdem arbeiteten die beiden Unternehmen daran, auch Produktionsstätten für Lithium in Batteriequalität in Europa und den USA aufzubauen.

Unabhängig davon ging Mercedes auch im vergangenen Jahr eine Kooperation mit dem Stellantis-Akku-Bauer ACC ein. Das Jointventure plant insgesamt acht Batterie-Fabriken, vier davon in Europa, die zusammen mit dem Mineralöl-Multi Total und den beiden Autokonzernen gebaut werden sollen. Mercedes beteiligte sich mit rund einer Milliarde Euro, insgesamt flossen in ACC rund sieben Milliarden Euro. Bis 2030 soll so eine Kapazität von 120 Gigawattstunden in Europa erreicht werden. Mercedes hätte sich damit zumindest einen Teil seiner Batterien gesichert, denn bis zum Ende des Jahrzehnts rechnet der Konzern mit einem Bedarf von mehr als 200 Gigawattstunden Akkukapazität.

Stellantis beteiligt sich bei Lithium-Förderer

Das ist aber nicht der einzige Schritt den Stellantis geht. Der Franko-Italo-Amerikanische Autobauer Stellantis zu dem neben Fiat, Alfa Romeo unter anderem auch Opel, Peugeot, Ram und Citroen gehören, hat erst vor wenigen Tagen bekannt gegeben, dass er sich am deutsch-australischen Lithium-Förderer Vulcan Energy Resources beteiligen werden. Immerhin acht Prozent sicherte sich der Autokonzern für 50 Millionen Euro. Bereits im November 2021 wurden bis zu 99.000 Tonnen Lithiumhydroxid über fünf Jahre bei Vulcan Energy Resources bestellt. Mit der Beteiligung verlängerte Stellantis eine bestehende Abnahmevereinbarung bis 2035.

Das Besondere an diesem Deal liegt aber weder an der Lithiumhydroxidmenge, noch an der Dauer des Vertrags, wobei insbesondere letztere ungewöhnlich lang ist. Das Alleinstellungsmerkmal von Vulcan Energy ist, dass das Unternehmen sein Lithium CO2-neutral fördern will, indem es Lithiumvorkommen am Oberrheingraben anzapft. Laut dem in Karlsruhe gegründeten Unternehmen verbergen sich im dortigen salzigen Tiefengrundwasser zehntausende Tonnen Lithium. Insgesamt solle die Menge für bis zu 400 Millionen E-Autos reichen. Das 165 Grad heiße Tiefengrundwasser solle mittels Pumpen (per Ökostrom betrieben) aus bis zu vier Kilometer tiefen Erdschichten gefördert werden. An der Oberfläche soll es dann eine Dampfturbine antreiben und so Strom für die Extraktionsanlage liefern, in der das Alkalimetall von den anderen Bestandteilen getrennt werden soll. Anschließend soll das verwendete Thermalwasser in einem geschlossenen Kreislaufsystem wieder in sein natürliches Reservoir zurückfließen. Soweit die Theorie.

Bisher gibt es nur Ankündigungen

Das Problem: Noch hat das junge Unternehmen nicht viel mehr als ein paar Seiten Businessplan, Powerpoint-Charts und einige Investoren-Millionen vorzuweisen. Im industriellen Maßstab wurde noch kein Gramm Lithium aus dem Grundwasser geholt. Denn auch die Pilotanlage für das Projekt hat den Betrieb noch nicht aufgenommen. Immerhin konnte bereits ein Geothermie-Kraftwerk der Pfalzwerke für 31,5 Millionen Euro erworben werden, mit dem die Pilotanlage die Arbeit aufnehmen soll. Ab 2024 will Vulcan Energy dann 15.000 Tonnen Lithiumhydroxid im Jahr fördern, ab 2025 soll die Jahreskapazität auf 40.000 Tonnen erhöht werden – wenn alles klappt.

Die Chancen stehen dafür aber nicht schlecht. Zumindest ist Stellantis ist nicht der einzige Hersteller, der sich an das junge Unternehmen bindet. Auch Renault hat zugesichert ab 2026 für sechs Jahre jährlich zwischen 4.333 und 5.333 Tonnen abzunehmen. VW hat ebenfalls bereits Vereinbarungen mit Vulcan Energy Resources geschlossen, um ihre Zellfabriken mit dem begehrten Kathodenmaterial aus dem Südwesten Deutschlands zu versorgen.

Wie beispielsweise aus dem Lithium-Erz aus Australien oder dem Erzgebirge die Batterie entsteht, sehen sie oben in der Bildergalerie.