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Warum Lithium-Alternativen für Heimspeicher nötig sind.

Eigenheimbesitzer setzen mehrheitlich auf Lithium-Speicher, um ihre selbst-produzierte Solarenergie rund um die Uhr zu nutzen – aus Mangel an Alternativen. Der Lebenszyklus einer Lithium-Batterie zeigt aber, das dieser Speichertyp ökologisch und humanitär zu hinterfragen sind. Dank der Vanadium-Redox-Flow Technologie bieten wir erstmals eine nachhaltige und leistungsstarke Alternative. Denn es ist endlich Zeit, neue Wege zu gehen.

Zu Lasten von Mensch und Natur: Der Abbau von Lithium.

Der meist verbreitete Lithium-Batterie-Typ setzt sich mehrheitlich aus fünf Rohstoffen zusammen: Lithium, Nickel, Mangan, Kobalt und Graphit. Allen voran die Gewinnung von Lithium und Kobalt bringen massive ökologische bzw. humanitäre Probleme mit sich, wie unsere nachfolgende Foto-Story aufzeigt. Wir setzen mit unserer Vanadium-Redox-Flow Speichertechnologie daher bewusst auf eine ökologische Alternative. Vanadium entsteht als Nebenprodukt bei der Eisenherstellung.
Der Schmelzrückstand, der bei der Produktion von Eisen entsteht, enthält bis zu 25 Prozent Vanadium. Die Rohstoffgewinnung erfolgt somit bei der Produktion eines der wichtigsten Materialien der Welt – und damit bei einem Vorgang, der auch ohne die Absicht der Vanadium-Gewinnung stattfindet. Und das ohne Raubbau an der Natur und den damit verbundenen Konsequenzen für unsere Ökosysteme. Denn wir sind der Meinung: Es ist an der Zeit, neue Wege zu gehen.

Lithium-Abbau bedroht Ökosysteme

70% der weltweiten Lithium-Vorkommen befinden sich im Andenraum Boliviens, Chiles und Argentiniens,  einem der wasserärmsten Regionen des Kontinents. Dort erstrecken sich die größten Salzseen der Erde und formen ein atemberaubendes Naturwunder. Unter ihnen befindet sich der Salar de Uyuni, dessen Ausmaße so weit reichen, dass man ihn vom Mond aus sehen kann.

Der komplexe und ressourcenaufwändige Abbau bedroht dabei nicht nur die ursprüngliche Landschaft, sondern auch die Ökosysteme in den umliegenden Regionen.

Lithium-Gewinnung in Chile
Salzsee in Südamerika

Drastische Wasserknappheit

Unterhalb der dicken Oberflächen der Salzseen befindet sich im Grundwasser gelöstes Lithium. Diese sogenannte Lithiumsole wird in große Verdunstungsbecken an der Oberfläche gepumpt und zusätzlich mit Frischwasser angereichert. Nachdem der Großteil des Wassers durch die Sonneneinstrahlung verdunstet ist, bleibt eine grüne Flüssigkeit mit hohem Lithium-Gehalt zurück. Durch dieses Verfahren sinkt der Grundwasserspiegel kontinuierlich ab.

Da es in dieser Region nur sehr wenig regnet, können sich die Grundwasser-Reserven davon nicht erholen. Die Folge ist eine drastische Wasserknappheit, die die Artenvielfalt der Region massiv bedroht.

Bedrohung des Andenflamingos

Die zunehmende Wasserknappheit durch den Abbau von Lithium sorgt dafür, dass beispielsweise die Population des seltenen Andenflamingos stetig abnimmt. So ernährt sich der Andenflamingo vorwiegend von kleinen rotfarbenen Salzwasserkrebsen, denen er seine rosa Farbe verdankt. Der Lithium-Abbau sorgt jedoch für einen veränderten Mineraliengehalt in den Salzgewässern der Region. Dadurch verlieren die Salzwasserkrebse mehr und mehr ihre rote Farbe – und der Andenflamingo sein charakteristisches rosa Gefieder.

Weiße Flamingos werden von ihrer Kolonie nach und nach ausgegrenzt und können sich somit nicht vermehren. Die Folgen: In den vergangenen 15 Jahren ist die Population des Andenflamingos um 30 Prozent geschrumpft.

Andenflamingo in Salzwüste
Mine in Afrika

Unmenschliche Arbeitsbedingungen

In internationalen Verruf geraten immer wieder die Arbeitsbedingungen im afrikanischen Kongo. Der Kongo ist der weltweit größte Förderer von Kobalt, das für die Produktion der meisten Lithium-Batterien benötigt wird. Über 100.000 Arbeiter steigen dort meist barfuß und leicht bekleidet in oft ungesicherte unterirdische Gänge. Teilweise bis zu 50 Meter tief zwängen sich die Arbeiter durch die engen, labyrinthartigen Schächte. Dabei stützen sie sich mit Armen und Beinen ab, um in den oft steil abfallenden Gängen Halt zu finden.

Nachdem das kostbare Kobalt aus dem Gestein geschlagen und in Säcke verpackt wurde, wird es durch die steilen Gänge hinauf an die Oberfläche gehievt – eigenhändig und ohne Leitern. Besonders bedroht sind die Arbeiter in der Regenzeit – dann steigt die Wahrscheinlichkeit, dass die ungesicherten Gänge sich lockern und einstürzen.

Das verschärfte Problem: Recycling von Lithium im Vergleich.

Da Lithium ein unedles Metall ist, ist ein aufwendiger Prozess nötig, um es von anderen Stoffen zu trennen und wiederverwendbar zu machen. Für Hersteller von Lithium-Batterien ist dieser Prozess oftmals unwirtschaftlich, weshalb auf ein Recycling verzichtet wird.

Die Folge: Die Nachfrage nach dem Abbau von Lithium bleibt  ungebremst ungeachtet der ökologischen Nachteile, die damit verbunden sind.

Recycling-Kreislauf von Lithium

Batterie-Einschmelzung

Die Lithium-Batteriezellen werden in einem energieintensiven Verfahren bei hohen Temperaturen in einem Hochofen eingeschmolzen.

Rohstoff-Trennung

Während des Hochofen-Prozesses können die Rohstoffe Kobalt und Mangan bei unterschiedlichen Schmelzpunkten herausgelöst werden.

Lithium-Trennung

Am Ende der Hochofen-Schmelze bleibt eine Schlacke zurück, die aus Lithium, Eisen und Aluminium besteht. In einem sehr aufwendigen und kostspieligen Spezialverfahren kann Lithium aus dieser Schlacke herausgelöst werden.

Nutzung für Betonindustrie

Das Spezialverfahren zur Herauslösung von Lithium aus der Schlacke ist oft unwirtschaftlich. Daher wird die Eisen enthaltende Lithium-Schlacke aus dem Recycling-Kreislauf genommen und stattdessen in der Betonindustrie genutzt.

Die geringen Recyclingquoten von Lithium zeigen uns, dass es an der Zeit ist, neue Wege zu gehen und nach Alternativen zu suchen. Daher setzen wir bewusst auf die nachhaltige Vanadium-Redox-Flow Technologie.

Im Gegensatz zu Lithium lässt sich Vanadium energiearm und kostengünstig recyclen und somit für die Herstellung künftiger Speichersysteme wiederverwenden.

Reycling-Kreislauf von Vanadium

Elektrolyt-Erhitzung

Das in einer Elektrolytflüssigkeit gelöste Vanadium wird in einem energiearmen Verfahren auf lediglich 70 Grad erhitzt. Dadurch erlangt das gelöste Vanadium seinen festen Aggregatzustand zurück und setzt sich am Boden des Elektrolyt-Behältnisses ab.

Vanadium-Filterung

Nachdem sich das inzwischen verfestigte Vanadium am Boden des Elektrolyt-Behältnisses abgesetzt hat, kann es aus der Flüssigkeit herausgefiltert werden.

Steigende Preise durch Ressourcen-Knappheit.

Das ungelöste Problem des Lithium-Recyclings führt dazu, dass die Recyclingquote von Lithium-Ionen-Batterien in der EU lediglich bei 5 Prozent liegt. Dies bedeutet, dass zu wenig wiederverwertete Rohstoffe in die Batterieproduktion fließen. Die Nachfrage muss daher durch den Abbau weiterer Lithium-Reserven gedeckt werden – von denen große Teile abermals nicht wiederverwertet werden.

Ein sich wiederholender Verschwendungskreislauf, der ohne die Lösung des Recycling-Problems mittelfristig zu einer Lithium-Verknappung führen wird. Befeuert wird die Verknappung durch die zunehmende Nachfrage aus der Automobilindustrie, um den Ausbau der Elektromobilität voranzutreiben.

Die daraus resultierenden Preissteigerungen deuten sich schon heute an: So hat sich der Lithium-Preis seit 2015 bereits verdreifacht. Auch aus diesem Grund gehen wir mit der Vanadium-Redox-Flow Speichertechnik bewusst neue Wege. Durch den einfachen Recyclingprozess kann das verwendete Vanadium vollständig herausgelöst und zur Herstellung neuer Batterien verwendet werden. Dank dieser ökologischen Ausschöpfung der Ressourcen kann einer langfristigen Verknappung und damit verbundenen Preissteigerungen entgegengewirkt werden.

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