Lithiumerz wird heute vor allem in Australien gewonnen. / Foto: Volkswagen AG

Warum ist Lithium für die Herstellung von E-Auto-Batterien so wichtig? Und wie stellt Volkswagen eine nachhaltige Lieferkette sicher? Wir beantworten die wichtigsten Fragen.
Wolfsburg (WB/Volkswagen Group News) - „Langfristigen Vereinbarungen, wie wir sie nun für den wichtigsten Rohstoff Lithium mit Ganfeng getroffen haben, kommt eine entscheidende strategische Bedeutung für die Umsetzung unserer ’E-Offensive zu“, sagt Dr. Stefan Sommer, Konzernvorstand für Komponente und Beschaffung der Volkswagen Aktiengesellschaft, und formuliert so den herausragenden Stellenwert, den die langfristige Lithium-Versorgung zu Beginn der Elektro-Ära für den Volkswagen Konzern hat.

Das gemeinsame Memorandum of Understanding (MoU) mit dem chinesischen Lithiumproduzenten sorgt für Versorgungssicherheit in der Schlüsseltechnologie der Zukunft – und trägt entscheidend zur Umsetzung des ehrgeizigen Volkswagen Konzernziels bei, die größte E-Offensive der Automobilindustrie zu starten und hat bis 2028 weltweit 22 Millionen E-Fahrzeuge projektiert.

Der Volkswagen Konzern treibt den grundlegenden Systemwechsel in der individuellen Mobilität weiter voran und richtet sich konsequent auf den Elektro-Antrieb aus. So will der Konzern in den nächsten zehn Jahren fast 70 neue E-Modelle auf den Markt bringen – statt 50 wie bisher geplant. Damit steigt auch die Zahl der in der für die nächste Dekade projektierten E-Fahrzeuge, die auf den E-Plattformen des Konzerns gebaut werden sollen, von 15 Millionen auf nun 22 Millionen Stück.

Lade uEntladevorgang
Lade- und Entladevorgang / Grafik: Volkswagen AG

Michael Bäcker, Leiter Beschaffung Elektromobilität der Volkswagen Aktiengesellschaft, erläutert: „Die strategische Zusammenarbeit mit Ganfeng ist das Ergebnis der intensiven Analyse der Märkte durch das E-Rohstoffteam des Volkswagen Konzerns. Der Fokus dieses spezialisierten Teams ist der gezielte Beziehungsaufbau zu Unternehmen der Rohstoffindustrie. Gemeinsam mit speziell ausgewählten strategischen Partnern arbeitet Volkswagen an Synergien entlang der Wertschöpfungskette der HV-Batterie. Neben der Absicherung der Kapazitäten zu wettbewerbsfähigen Kosten, steht für den Konzern insbesondere das Thema Nachhaltigkeit im Vordergrund.“ Doch was macht Lithium so wichtig für die Herstellung von E-Auto-Batterien? Und wie stellt Volkswagen eine nachhaltige Lieferkette sicher?

Wertschoepfung LithiumIonenBatterie
Volkswagen fokussiert Synergien entlang der gesamten Batteriewertschöpfungskette. Grafik: Volkswagen AG

Lithium wird in naher Zukunft einer der meistgefragten Rohstoffe der Erde sein. Laut Prognose wird sich der weltweite Lithium-Bedarf bis zum Jahr 2023 mehr als verdoppeln – größtenteils aufgrund der Verarbeitung in Autobatterien.

Grundsätzlich werden für die Herstellung von Lithium-Ionen Batteriezellen für Elektroautos fünf Hauptrohstoffe benötigt. Auf der Kathodenseite fungiert eine Verbindung der Elemente Kobalt, Nickel und Mangan durch ihre Struktur als Speicherort für die Speicherung des Ladungsträgers Lithium, auf der Anodenseite ist dies Graphit. Des Weiteren ist Lithium im Elektrolyten enthalten. Lithium gilt dabei als derzeit konkurrenzloser, auf absehbare Zeit unersetzlicher Ladungsträger, da kein anderes Element vergleichbare Eigenschaften für automobile Batterieanwendungen bietet. Dementsprechend ist die Absicherung des Rohstoffzugangs und des Marktes essentiell.

Anders als etwa bei Kobalt: Der Anteil des Rohstoffs soll von zurzeit zwölf bis 14 Prozent (Gewichtsanteil in der Kathode) auf fünf Prozent innerhalb der nächsten drei bis fünf Jahre sinken. Volkswagen arbeitet daran, Kobalt-freie Batteriezellen zu entwickeln.

Volkswagen will ab 2025 die Feststoffzelle in Kleinserienproduktion starten.
Das Alkalimetall Lithium kommt in zahlreichen Ländern vor. Zu unterscheiden sind der Abbau in Salaren und der Abbau im Erzbergbau. Der Bergbau gilt dabei sowohl in kommerzieller als auch nachhaltiger Hinsicht als zukunftssichere Lösung. Der Lithium-Gewinn in Salzseen – vor allem in Chile, Argentinien und Bolivien – gilt als schwer kalkulierbar, da das Evaporationsverfahren durch Regen, Schnee sowie natürliche Verunreinigungen im Material stark beeinträchtigt werden kann und auch die Auswirkungen auf die Umwelt (etwa beim Grundwasserspiegel) potenziell problematisch sein können. Aus dem Bergbau stammendes Lithium ist hingegen für das zukünftig relevante Zwischenprodukt „Lithiumhydroxid“ kommerziell attraktiver (gegenüber Salaren entfällt ein Produktionsschritt), stabiler abbaubar, leichter skalierbar und tendenziell nachhaltiger. In der erzbasierten Produktion ist Australien Weltmarktführer, ein Land mit stabilen politischen Verhältnissen, hoher Transparenz und ambitionierten Umweltstandards. Der zukünftige Volkswagen Lieferant Ganfeng bezieht dort Material aus mehreren Minen. Überdies ist aus Erz gewonnenes Lithium geeigneter für Batterien der nächsten Generationen. Im Rahmen der Partnerschaft mit QuantumScape will Volkswagen ab 2025 die Feststoffzelle in Kleinserienproduktion starten.„Wir fokussieren uns auf Lithium aus dem Bergbau, denn diese Abbauform bedeutet stabilere Preise, gesicherte Kapazitäten und transparente Nachhaltigkeit“, sagt Michael Bäcker.

Lithium Produktion
Lithium-Produktion und -Reserven nach Ländern / Grafik: Volkswagen AG

Eine wichtige Rolle in der Lithium-Strategie des Volkswagen Konzerns spielt auch das Thema Recycling. Heute ist es noch schwierig, mit den etablierten Prozessen zum Batterierecycling „technisches Lithium“ zurückzugewinnen. Deshalb arbeitet der Volkswagen Konzern an einem eigenen Prozess, um Lithium in einem wirtschaftlichen Maße zu recyceln. Darüber hinaus erforscht Volkswagen schon seit langem, wie sich mehr und mehr Materialien mittels Batterierecycling neu verwerten lassen – etwa durch „2nd Life“-Anwendungen in stationären Speichern, Remanufacturing oder „Closed Loop“-Konzepte. Bis Ende 2019 plant der Konzern die Einrichtung einer Recycling-Anlage in Salzgitter, in der innovative Recycling-Verfahren entwickelt werden sollen. Batterien zum Recyceln werden aber voraussichtlich erst ab 2030 in signifikantem Umfang zurückkommen.

Minenabbau
Warum der Minenabbau zukunftsfähiger ist / Grafik: Volkswagen AG

Für eine nachhaltige Produktion der Rohmaterialien steht der Volkswagen Konzern im intensiven Austausch mit Unternehmen von der Mine bis hin zu direkten Batterielieferanten. Volkswagen engagiert sich entlang der gesamten Wertschöpfungskette in Nachhaltigkeitsinitiativen wie der Responsible Minerals Initiative oder der Global Battery Alliance des Weltwirtschaftsforums. Ziel ist es, gemeinsame Standards und Werkzeuge zu entwickeln und industrieweit zu etablieren, um ökologische Auswirkungen zu minimieren und zu einer positiven gesellschaftlichen Entwicklung beizutragen. Flankiert werden die Maßnahmen in den Initiativen durch unternehmenseigene Vorgaben und Überprüfungen entlang der Lieferkette, die durch die erhöhte Transparenz durch den direkten Bezug von Material vereinfacht werden.

Last but not least hat Volkswagen es sich zum Ziel gesetzt, die Lithiumherstellung mittelfristig auch in Europa zu fördern – relevante Vorkommen gibt es etwa in Zentral- und Südeuropa. Bis das Lithium in die Zelle gelangt, bedarf es mehrerer Produktionsschritte: Zunächst wird der Rohstoff aus dem Gestein gewonnen, dann in chemischen Prozessen zum Konzentrat sowie zumHydroxid verarbeitet, anschließend mit Kobalt, Mangan und Nickel zu einem Mischoxid verarbeitet, auf eine Aluminiumfolie aufgetragen, als gewickelte Folie ins Zellgehäuse eingesetzt und mit Elektrolyten versetzt. Möglichst zahlreiche dieser Schritte sollen künftig auch in Europa umgesetzt werden können.

Langzeitstrategie
Was Volkswagen für mehr Nachhaltigkeit in der Produktion unternimmt./ Grafik: Volkswagen AG