Forscher prognostizieren europäischen Energiebedarf für Batteriezellproduktion

Ein Team um Simon Lux (Universität Münster und Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle) hat den künftigen Energiebedarf ermittelt, der mit der von der EU angestrebten Stärkung lokaler Batterielieferketten in Europa verbunden sein wird. Europa wird demnach erhebliche Energiemengen für die lokale Batteriezellproduktion bereitstellen müssen.

Ein Viertel der weltweit verkauften Elektrofahrzeuge fährt in Europa. Trotz der großen Nachfrage werden laut der Auswertung derzeit aber nur rund 6,8 Prozent der für die Zellproduktion benötigten Energie in Europa bereitgestellt. Der Rest wird in Form von Materialien und Batteriezellen importiert.

Das Team prognostiziert, dass der jährliche europäische Energiebedarf für die lokale Batteriezellproduktion von 3,5 Terawattstunden (TWh) auf rund 250 TWh ansteigen wird, um bis 2050 Autarkie in diesem Bereich zu erreichen. Dies gelingt aber nur, wenn bis dahin eine gut ausgebaute Recyclinginfrastruktur vorhanden ist. Zusätzlich benötigt Europa jährlich 200 bis 250 TWh, um Elektrofahrzeuge zu laden und Effizienzverluste beim Entladen von E-Fahrzeugen und stationären Speichern auszugleichen.

Durch den zunehmenden Einsatz von Elektromotoren und stationären Batterien, die ab 2050 rund 500 TWh an erneuerbaren Energien speichern können, würden andererseits 90 TWh eingespart, die ansonsten für die Förderung, Gewinnung und Aufbereitung von fossilen Brennstoffen verbraucht werden würden.

„Die Stärkung lokaler Batterielieferketten ist entscheidend, um die Energieabhängigkeit zu verringern“, sagt Lux. „Sie erfordert jedoch gleichzeitig die Bereitstellung erheblicher Energiemengen in Europa.“ Der batteriebasierte Strombedarf wachse im Vergleich zum gesamten Strombedarf überproportional. Vor diesem Hintergrund seien große Investitionen in die erneuerbare Stromerzeugung und die entsprechende Infrastruktur erforderlich.

Für Europa werde es zudem entscheidend sein, die Batterierecyclingquote und -effizienz zu maximieren, um die Importabhängigkeit und den zukünftigen Energiebedarf zu reduzieren. Das Forschungsteam geht von erheblichen Recyclingkapazitäten in Europa aus, demzufolge werden ab 2050 rund 800 Gigawattstunden an Batteriekapazität jährlich recycelt. Damit ließe sich die Energie für die Batterieproduktion um 33 bis 46 Prozent reduzieren. Allerdings befindet sich die Recyclinginfrastruktur derzeit noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Das Forschungsteam appelliert daher an die politischen Entscheidungsträger der EU, es Unternehmen durch entsprechende Regulierungen zu ermöglichen, tragfähige und nachhaltige Recyclingkapazitäten zu entwickeln.

Die Studie beruht auf einer Lebenszyklusanalyse, die auf Daten aus aktuellen Forschungsarbeiten sowie der Datenbank „ecoinvent“ basiert. Ergänzend führte das Forschungsteam die Energiebedarfsanalyse mit einem am Institut für betriebswirtschaftliches Management im Fachbereich Chemie und Pharmazie der Universität Münster entwickelten Simulationsmodell durch, das eine vereinfachte Batteriekreislaufwirtschaft abbildet.