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Oct 21, 2023

Transformierung des Transportwesens: Chance für eine nachhaltige und gerechte elektrische Zukunft

Elektromobilität ist für eine sauberere und gesündere Welt unerlässlich.

Elektromobilität ist für eine sauberere und gesündere Welt unerlässlich. Der Ersatz von Benzinfahrzeugen durch Elektrofahrzeuge kann Emissionen reduzieren, die Klimawandel und Krankheiten verursachen. Forscher wie ich nehmen die Elektrofahrzeuge (EVs) unter die Lupe, weil sie, wie bei jeder Gewinnung und Herstellung, Auswirkungen haben. Wir befassen uns insbesondere mit den sozialen und ökologischen Auswirkungen des Abbaus und der Verarbeitung der Mineralien, die in den Batterien dieser Fahrzeuge, Busse, Fahrräder und Motorroller verwendet werden.

Die Forschung, die wir zu Elektrofahrzeugbatterien betreiben, ist kein Aufruf, den Fortschritt zu stoppen und im Status quo der Benzinantriebe festzustecken. Im Gegenteil, es ist ein Aufruf, sicherzustellen, dass der notwendige Übergang weg vom Benzin eine möglichst gerechte und nachhaltige Zukunft schafft.

Obwohl dies offensichtlich erscheinen mag, wurde diese Motivation in einigen Berichterstattungen über die Auswirkungen von EV-Mineralien nicht genau dargestellt. In vielen Fällen werden die mit EV-Materialien verbundenen Probleme als aufmerksamkeitsstarke Schlagzeilen und in den Mittelpunkt des Themas gestellt, anstatt sich auf Lösungen für einen nachhaltigeren elektrifizierten Transport zu konzentrieren. Ein Menschenrechtsforscher und Journalist, Mark Dummett, äußert ähnliche Bedenken und erklärt, dass diese Informationen von einigen schlechten Akteuren für eigennützige Zwecke genutzt werden.

Wie kann die Öffentlichkeit angesichts dieser verworrenen Botschaften die zugrunde liegenden Probleme und möglichen Lösungen für die Schaffung eines umweltfreundlichen Transportsystems verstehen? Lassen Sie mich versuchen, ein vollständiges Bild zu vermitteln.

Eine Lösung zur Verringerung der Umweltverschmutzung ist die Abkehr von benzinbasierten Transportmitteln hin zu Elektrofahrzeugen. Der heutige auf Öl basierende Status quo ist nicht nachhaltig. Benzin und Diesel haben unzählige Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesellschaft, die größten Auswirkungen auf die Umweltverschmutzung entstehen jedoch durch die Gewinnung, Raffinierung und Verbrennung von Erdöl, das für den Antrieb des Fahrzeugs erforderlich ist.

Elektrofahrzeuge, die über das heutige Stromnetz betrieben werden, verursachen deutlich weniger CO2-Emissionen als Benzinautos und können mit erneuerbarer Energie betrieben werden. Batterien für Elektrofahrzeuge benötigen mehr Mineralien als Benzinautos. Anders als bei der Verbrennung von Erdöl, bei dem die Ressource nach der Verbrennung erschöpft ist, können Batterien jedoch mit hohen Rückgewinnungsraten recycelt werden, wenn Elektrofahrzeuge ausgemustert und zur Herstellung neuer Batterien verwendet werden, wodurch der Bedarf an neu geförderten Materialien im Laufe der Zeit sinkt.

Während die Vorteile im Vergleich zu einem Benzinfahrzeug offensichtlich sind, gibt es dennoch ökologische und soziale Auswirkungen, die mit dem Abbau und der Verarbeitung von Mineralien für Elektrofahrzeugbatterien verbunden sind. In diesem Übergang liegt eine große Chance, ein nachhaltiges, gerechtes und zirkuläres Transportsystem zu schaffen.

Zur Schaffung eines nachhaltigen und ethischen elektrifizierten Transportsystems sind mehrere Schritte erforderlich.

Mehrere Organisationen skizzieren verschiedene Ansätze, darunter die Vereinten Nationen, die OECD und die Initiative for Responsible Mining Assurance. Die Europäische Union hat sich vor Kurzem auf Gesetze geeinigt, die diese Rahmenbedingungen vorschreiben, und ergreift daher Maßnahmen zur Sorgfaltspflicht in ihrer Batterielieferkette.

Strategien wie die Ausweitung des Nahverkehrs, der Ausbau der Infrastruktur für Fußgänger und Radfahrer, die Auswahl effizienterer Fahrzeuge, die Gewährleistung des Zugangs zu bequemen und erschwinglichen Lademöglichkeiten sowie die Wiederverwendung und das Recycling von Batterien können alle dazu beitragen, die Nachfrage nach Batteriematerialien für Elektrofahrzeuge zu senken.

Ich habe das Potenzial des Batterierecyclings zur Reduzierung des gesamten Materialbedarfs in früheren Blogs diskutiert, aber es gibt auch großes Potenzial für mehrere dieser anderen Strategien, um den zukünftigen Mineralbedarf des Transportsystems zu reduzieren.

Schauen wir uns einige der verschiedenen Lösungen für eine effiziente Materialnutzung genauer an.

Busse nutzen Batteriematerialien effizienter, da ein effektives Bussystem viel mehr Menschen pro Fahrt transportieren kann. Studien in Dänemark und Spanien haben gezeigt, dass ein Ausbau des öffentlichen Nahverkehrs in städtischen Gebieten dazu beitragen könnte, die Notwendigkeit eines eigenen Autos zu verringern. Dieser reduzierte Autobesitz kann die Menge an Mineralien, die zur Unterstützung eines elektrifizierten Transportsystems benötigt wird, direkt reduzieren. Eine aktuelle Studie ergab, dass das Potenzial für eine Reduzierung des prognostizierten Lithiumbedarfs um bis zu 66 % im Jahr 2050 im Vergleich zum normalen Betrieb besteht, wenn US-Städte aggressiv auf multimodale Transportsysteme umsteigen würden.

So wie effizientere Benzinfahrzeuge bedeuten, dass Sie mit einer Tankfüllung weiter fahren können, bedeuten effizientere Elektrofahrzeuge, dass Sie mit einer vollen Ladung weiter fahren können. Das bedeutet wiederum, dass Sie einen kleineren Akku verwenden können, um dorthin zu gelangen, wo Sie hin müssen.

Nehmen Sie zum Beispiel den F150 Lightning. Pick-up-Trucks sind größer, schwerer und weniger energieeffizient als Autos, daher benötigen sie eine größere Batterie, um die gleiche Strecke zurückzulegen. Der F150 verfügt über eine 113-kWh-Batterie (98 kWh nutzbare Kapazität) und einen Fahrzeugwirkungsgrad von 0,49 kWh pro Meile – sodass er mit voller Ladung etwa 230 Meilen weit fahren kann. Das Tesla Model 3 hingegen verfügt über eine 70-kWh-Batterie (65 kWh nutzbare Kapazität), einen Wirkungsgrad von 0,26 kWh pro Meile und kann mit voller Ladung 272 Meilen weit fahren. Wenn Sie Materialien transportieren oder abschleppen, ist der F-150 vielleicht die richtige Wahl, aber wenn Sie bis zu fünf Personen über 200 Meilen transportieren möchten, kann der Tesla dies mit weniger Stromverbrauch und einer kleineren Batterie erreichen. Autohersteller können ihr Spiel verbessern, indem sie Fahrzeuge so effizient wie möglich machen und eine breite Palette von Elektromodellen anbieten, darunter auch kleinere Autos. Verbraucher können dabei helfen, indem sie das effizienteste Elektrofahrzeug auswählen, das ihren Anforderungen entspricht.

Sogar ein effizientes Elektrofahrzeug kann eine große Batterie haben. Autohersteller nutzen die Fahrzeugreichweite als Verkaufsargument für Verbraucher, doch Käufer sollten auf der Hut sein. Größere Batterien erhöhen nicht nur die Kosten eines Elektrofahrzeugs, sondern erhöhen auch den Bedarf an Batteriematerialien – und Sie benötigen diese größere Batterie möglicherweise nicht. Die meisten Elektrofahrzeuge auf dem heutigen Markt haben bei voller Ladung eine Reichweite von etwa 250 Meilen – einige Autohersteller bieten jedoch Modelle mit einer Reichweite von 300, 400 oder 500+ Meilen an. Diese Modelle mit höherer Reichweite bedeuten, dass Sie nicht nur viel mehr bezahlen, sondern auch einen größeren Akku mit sich herumschleppen und wahrscheinlich nur einen kleinen Teil davon verbrauchen. Wenn Sie Ihre Fahrgewohnheiten und Lademöglichkeiten zu Hause, am Arbeitsplatz und anderswo kennen, können Sie auch sicherer sein, dass möglicherweise keine zusätzliche Batteriekapazität erforderlich ist. Autohersteller und Ladeanbieter können helfen, indem sie für leicht zugängliche, erschwingliche und zuverlässige öffentliche Schnellladesysteme sorgen, um den Verbrauchern die Gewissheit zu geben, dass ihnen die Lademöglichkeiten zur Verfügung stehen, wenn sie sie benötigen.

Um dies ins rechte Licht zu rücken: In den USA werden jährlich etwa 15 Millionen Neufahrzeuge verkauft. Wären das alles Elektrofahrzeuge mit einer ähnlichen Effizienz, Batteriegröße und Chemie wie das Tesla Model 3 2022, würden sie 107.000 Tonnen Lithium benötigen. Wenn sie hinsichtlich Batteriegröße, Effizienz und Chemie alle dem F150 Lightning 2022 entsprächen, würden sie 170.000 Tonnen benötigen – 58 % mehr. Wenn man also dafür sorgt, dass Elektrofahrzeuge effizient sind, kann man den unnötigen Einsatz vieler Materialien vermeiden.

Das Recycling von Batterien am Ende ihrer Lebensdauer reduziert die Nachfrage nach Bergbau und sorgt für eine geringere Umweltbelastung und eine lokale Minerallieferkette. Die Rückgewinnung von Materialien durch das Recycling alter Batterien hat weitaus geringere Auswirkungen auf die Umwelt als die Beschaffung von Mineralien durch den Bergbau, und ausgediente Batterien haben das Potenzial, eine erhebliche Menge an recycelten Materialien zu liefern. Meine Forschung zeigt, dass gewonnene Mineralien in den USA im Jahr 2050 etwa 49 % des Kobalts, 43 % des Nickels und 25 % des Lithiumbedarfs für Elektrofahrzeuge decken können. Andere Untersuchungen zeigen, dass sogar ein hohes Kreislauffähigkeitspotenzial mit gewonnenem Lithium bis zu 49 % decken kann 2050, wenn auch die multimodalen Transportmöglichkeiten zunehmen, wodurch die Menge der gekauften Elektrofahrzeuge und der Gesamtbedarf an Mineralien sinken.

Es ist wichtig, dass wir die zahlreichen von Forschern und betroffenen Gemeinden vorgeschlagenen Lösungen umsetzen und nicht die Fehler der Vergangenheit der fossilen Brennstoffindustrie wiederholen. Mit dem Ausstieg aus Erdöl haben wir die Möglichkeit, ein effizienteres Transport- und Produktionssystem zu schaffen. Wir können die mit der Batterietechnologie verbundenen Auswirkungen für ein saubereres, ethischeres und gerechteres elektrifiziertes Transportsystem reduzieren.

Veröffentlicht in:Transport

Stichworte:Klimawandel, Desinformation, Elektrofahrzeuge, Lithium-Ionen-Batterien, Bergbau, Seltenerdmetalle

Über den Autor

Jessica Dunn ist leitende Analystin im Clean Transportation Program, spezialisiert auf die Nachhaltigkeit von Lithium-Ionen-Batterien. Sie forscht über die Kreislaufwirtschaft von Materialien und die Reduzierung der Auswirkungen von Batterien durch Wiederverwendung und Recycling.

Sam Wilson, leitender Fahrzeuganalyst

David Reichmuth, leitender Ingenieur, Clean Transportation Program

Sam Wilson, leitender Fahrzeuganalyst