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Aug 12, 2023

Sind Elektrofahrzeuge durch einen Mangel an Schlüsselmaterialien gefährdet?

Ein Arbeiter verarbeitet Kupferspäne in einer Gießerei. Elektrofahrzeuge benötigen fast dreimal mehr Kupfer als ein herkömmliches Auto, was die Sorge aufkommen lässt, dass es zu einer Materialknappheit kommen könnte. Ein Mangel an Raritäten

Ein Arbeiter verarbeitet Kupferspäne in einer Gießerei. Elektrofahrzeuge benötigen fast dreimal mehr Kupfer als ein herkömmliches Auto, was die Sorge aufkommen lässt, dass es zu einer Materialknappheit kommen könnte.

Ein Mangel an seltenen Metallen könnte die Umstellung auf Elektrofahrzeuge verzögern, die ein wesentlicher Bestandteil des Plans der Europäischen Union ist, die Treibhausgasemissionen bis 2030 um mindestens 55 Prozent im Vergleich zu 1990 zu reduzieren.

Zu den Rohstoffen gehören Dysprosium, Neodym, Mangan und Niob, die für Lithium-Ionen-Batterien und andere lebenswichtige Komponenten benötigt werden.

Im Juli warnte das Beratungsunternehmen McKinsey vor möglichen Engpässen bei Schlüsselmetallen, die für den Übergang zu sauberer Energie wichtig sind, was die weit verbreitete Einführung von Elektrofahrzeugen und Windturbinen sowie Solarpaneelen behindern könnte.

Der Bericht geht davon aus, dass es im Jahr 2030 zu einem Mangel an Nickel von 10 bis 20 Prozent kommen könnte, das für die Lithium-Ionen-Batterien zum Antrieb von Elektrofahrzeugen erforderlich ist. Ein noch extremeres Defizit von 70 Prozent wird für Dysprosium, ein in Elektromotoren häufig verwendetes Seltenerdelement, prognostiziert.

Diese Defizite würden wahrscheinlich die Kosten der Lieferkette und die Preise für kohlenstoffärmere Produkte erhöhen und die globalen Dekarbonisierungsbemühungen verlangsamen. Dies könnte möglicherweise durch die Zeit, die für die Ausweitung der Rohstoffproduktion benötigt wird, noch verschärft werden.

McKinsey schlägt vor, bis 2030 3 bis 4 Billionen US-Dollar in Bergbau, Raffination und Verhüttung zu investieren, um die wachsende Nachfrage nach Batterien zu decken.

Im Mai warnte eine von der Technischen Universität Chalmers in Schweden im Auftrag der Europäischen Kommission durchgeführte Umfrage davor, dass es in Zukunft nicht mehr genug dieser Metalle geben wird, wenn das derzeitige Niveau der Rohstoffproduktion auf dem heutigen Stand bleibt.

„Es hängt mit der Elektrifizierung zusammen“, sagte Maria Ljunggren, außerordentliche Professorin an der Chalmers University mit Spezialisierung auf Umweltsystemanalyse und Autorin des Berichts. „Dazu gehört natürlich die Batterie, aber auch der Elektromotor und die Leistungselektronik.“ "

Ein weiterer Fakt ist die starke Abhängigkeit der EU von Importen der Schlüsselmetalle aus China, Südafrika und Brasilien.

„Die mangelnde Verfügbarkeit ist sowohl ein wirtschaftliches als auch ein ökologisches Problem für die EU und birgt die Gefahr, den Übergang zu Elektroautos zu verzögern“, sagte sie gegenüber Automotive News Europe.

Der Ernst der Lage wird auch im Critical Raw Materials Act der Kommission unterstrichen, der die Bedeutung der Erkundung ihrer eigenen geologischen Ressourcen durch die europäischen Länder betont.

Anders Karrberg, Leiter für globale Nachhaltigkeit bei Volvo Cars, sagte gegenüber ANE, dass die Nachfrage nach den Materialien steigen werde, sagte aber, es sei noch zu früh, um zu sagen, dass dies zu Problemen führen werde, da bereits Schritte unternommen würden, um die potenziellen Defizite anzugehen.

„Wir können Elektrofahrzeuge mit einem viel geringeren Anteil an kritischen Rohstoffen bauen als heute“, sagte er. „Elektromotoren müssen beispielsweise keine Permanentmagnete mit Seltenerdelementen haben.“

Karrberg sagte, zusätzliche Änderungen an der Materialzusammensetzung im Auto von morgen würden ebenfalls hilfreich sein.

„Im Hinblick auf kritische Rohstoffe sollten wir uns mehr Sorgen um die Windkraft anderer Branchen machen, da Turbinen eine viel größere Menge an Seltenerdmaterialien benötigen – und das gilt auch für Lastkraftwagen“, sagte er.

Die EU müsse ihre Anstrengungen zur Wiederverwertung kritischer Rohstoffe verstärken, sagte Anders Karrberg, Volvos Leiter für globale Nachhaltigkeit.

Aus seiner Sicht muss die EU ihre Anstrengungen zur Wiederverwertung kritischer Rohstoffe verstärken und weist darauf hin, dass die Automobilindustrie hier eine Rolle spielen müsse.

„Wir haben heute mehr als 50 verschiedene Metalle im Auto, aber die meisten davon sind nur bei sehr geringem Gewicht vorhanden“, sagte er. „Außerdem verteilen sie sich im Fahrzeug, was es schwierig macht, sie am Ende der Lebensdauer eines Autos zu sammeln und zu recyceln.“

Karrberg sagte, das Material, über das er sich am meisten Sorgen mache, sei Kupfer, das in Elektromotoren, Batterien, Wechselrichtern und Kabeln verwendet werde.

Den Zahlen der Copper Development Association zufolge stecken mehr als 180 Pfund (mehr als 80 kg) Kupfer in einem vollelektrischen Auto, verglichen mit maximal etwa 50 Pfund in einem herkömmlichen Auto.

In einigen Anwendungen kann Kupfer durch Aluminium ersetzt werden, aber nicht in allen, sagte Karrberg.

Ljunggren sagte, Autohersteller sollten tatsächlich nach Alternativen suchen, um sich auf mögliche Engpässe vorzubereiten.

„Wenn wir uns die Elektromotoren und die Permanentmagnete ansehen, die Neodym und Dysprosium enthalten, könnte ein anderer Magnettyp verwendet werden, wie zum Beispiel ein Ferromagnet, natürlich – aber mit der Einsicht, dass dies die Leistung des Magneten verändern würde.“ Fahrzeug“, sagte sie.

Aus ihrer Sicht müssen sich die Automobilhersteller insgesamt stärker in die Beschaffung von Rohstoffen einbinden. Dies erfordert den Aufbau neuer Partnerschaften in Ländern auf der ganzen Welt und einen Schwerpunkt auf der Verwendung recycelter Materialien zur Herstellung neuer Produkte.

„Diese Rohstoffe, die in die Batterien und andere Teile des Autos fließen, wurden nicht in den Mengen verwendet, die für den Aufbau weltweiter Flotten von Elektrofahrzeugen erforderlich wären“, sagt sie. „Das ist ein so großes Problem für die EU.“

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