Projektpartner

Assoziierte Projektpartner

Das Projekt

Material effizientes Recycling für die Circular Economy von Automobilspeichern durch Technologie ohne Reststoffe“

Die Förderinitiative zur Elektromobilität des Wirtschafts- und des Umweltministeriums soll dazu beitragen, den „Klimaschutzplan der Bundesregierung 2050“ umzusetzen. Bereits 2030 sollen die Treibhausgasemissionen im Sektor Verkehr um 95 Mio. t CO2-Äquivalente gegenüber 1990 verringert werden, was einen tiefgreifenden und nachhaltigen Mobilitätswandel erfordert. Um dies zu erreichen, soll die Markteinführung der Elektromobilität durch geförderte Erprobungserkenntnisse unterstützt und technische Entwicklungspotenziale beschleunigt werden.

Die Attraktivität von alternativen Antriebskonzepten ist neben der technischen Performance von deren Wirtschaftlichkeit als auch deren Ökobilanz abhängig – beide Aspekte sind unmittelbar mit der Recyclingthematik verbunden. Im Falle der Elektromobilität betrifft dies im Wesentlichen die Fahrzeugbatterien, die den Gesamtpreis des Fahrzeugs mit Einzelpreisen von ca. 10.000 € dominant mitbestimmen.

Studien zu Folge entfallen auf die Rohmaterialien bereits min. 13 % der Batteriekosten, die sich bei Massenfertigung von Zellen weiter vergrößern werden. Bei anvisierter inländischer Zellproduktionen kann eine Rohstoffabhängigkeit und weitere Kostensteigerung nur durch Schließung lokaler Stoffkreisläufe abgedämpft werden.

Entsprechend der Produktverantwortung der Hersteller fließen die Entsorgungskosten der Module in den Verkaufspreis ein. Damit stellen auch diese Kosten einen nicht zu vernachlässigbaren Einsparungsfaktor dar.

Elektromobile Speicher werden heute noch in Pilotanlagen verarbeitet, deren Recyclingtiefe hinsichtlich zurück gewonnener Materialien sich auf wenige Basismetalle wie Nickel, Kobalt und Kupfer begrenzt. Hieraus ergibt sich ein dringender Handlungsbedarf, der Grundlage für den Mercator-Prozess ist.

Der in Mercator vorgeschlagene und zu untersuchende Prozess beinhaltet den Ansatz einer kontrollierten, energieneutralen Pyrolyse und der nachfolgenden hydro-mechanischen Trennung der beinhalteten Sekundärrohstoffe. Dies umfasst sowohl die Rückgewinnung des Lithiums, als auch die Prüfung des wiedergewinnbaren Graphits. Mit deutlich erweiterter Produktpalette kann das Verfahren die Recyclingquote auf 70%, und die Wertschöpfung um bis zu 50% erhöhen.

Hintergrund

Der wirtschaftlich-ökologische Zielkonflikt einer verbesserten Verfahrenstiefe, d.h. die Gewinnung einer möglichst großen Bandbreite hochwertiger Materialien, bei geringstmöglichen und vertretbaren Behandlungskosten stellt die Kernaufgabe des Forschungsprojektes dar. Um dieses Spannungsfeld aufzulösen will MERCATOR:

  • die Recyclingtiefe durch Erforschung der Rückgewinnung aller wertreichen und zum Teil kritischen Sekundärrohstoffe signifikant steigern

  • die Recyclingquote auf über 70 % erhöhen

  • die Prozesskette möglichst kurz gestalten und Produkte frühzeitig gewinnen

  • aufeinander abgestimmte, kostengünstige Verfahrensschritte anwenden, sowie energie- und betriebsmittelintensive Prozessschritte vermeiden

  • die zur Zeit hohen Entsorgungskosten von Elektromobilitätsbatterien neutralisieren

  • und die Ökobilanz der Batterien weiter verbessern

Das innovative Behandlungsverfahren des MERCATOR Projektes setzt sich damit zum Ziel innerhalb der Projektlaufzeit von 3 Jahren die angeführten Anforderung in einer Pilotanlage industriellen Maßstabs umzusetzen. MERCATOR baut auf den Ergebnissen des Vorgängerprojektes „EcoBatRec“ auf und will dessen Erkenntnisse vertiefen und erweitern.

Struktur

Projektbeginn:

01.08.2019

Projektdauer:

36 Monate

Projekträger:

VDI/VDE Innovation + Technik GmbH

Steinplatz 1, 10623 Berlin

Tel. +49 (0) 30 310078 0

www.vdivde-it.de

Projektleitung:

Accurec Recycling GmbH

Bataverstraße 21, 47809 Krefeld

Ansprechpartner:

M.SC. Thomas Swiontek

Tel. +49 (0) 2151 65298 0

www.accurec.de

Projektpartner:

IME Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling, RWTH Aachen

Intzestraße 3, 52070 Aachen

Ansprechpartner:

Dipl.Ing Lilian Peters

Tel. +49 (0) 241 80958 50

www.ime-aachen.de

 

CTG GmbH & Co KG

Im Seifental 25-26, 53498 Bad Breisig

Ansprechpartner:

Jan-Hendrik von Wetschel

Tel. +49 (0) 2633 42699 60

www.ctg-graphite.de

 

UVR-FIA GmbH

Chemnitzer Straße 40, 09599 Freiberg

Ansprechpartner:

Dr. Ing. Henning Morgenroth

+49 (0) 3731 16212 20

www.uvr-fia.de

 

Öko-Institut e.V.

Rheinstraße 95, 64295 Darmstadt

Ansprechpartner:

Dr. Matthias Buchert

+49 (0) 6151 8191 147

www.oeko.de

Projektstruktur

Das Arbeitsprogramm des Verbundprojektes ist auf 36 Monate ausgelegt. Die einzelnen Arbeitspakete der Projektpartner können in großen Teilen parallel bearbeitet werden. Das Projekt ist in 6 Arbeitspakete gegliedert und wird begleitend durch Präsentationen, Konferenzvorträge, wissenschaftliche Arbeiten und Beiträge, Abschluss- sowie Promotionsarbeiten der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Die nachfolgende Abbildung zeigt den vereinfachten Strukturplan unter Einbeziehung der vorgesehenen Meilensteine.

Wo steht das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien?