Das Ziel dieser Arbeit besteht im Aufzeigen von Möglichkeiten und der Dokumentation des aktuellen sowie des zukünftigen Standes der Recyclingmöglichkeiten in Deutschland und Europa, mit denen sich die enormen Herausforderungen einer kompletten Elektrifizierung des Verkehrs in Bezug auf die Akkumulatoren aus Elektroautos vollziehen lassen. Hierbei wird insbesondere die Batterie des Elektroautos am Ende ihrer Nutzungszeit thematisiert. Aufgrund der von der Bundesregierung angestrebten Ziele von bis zu 15 Millionen rein elektrisch betriebenen Fahrzeugen werden in der Arbeit auch lediglich Batteriesysteme für diese Art von Fahrzeugen behandelt. Eine weitere Betrachtung von bspw. Hybrid- oder Plug-in-Hybridfahrzeugen findet nicht statt.
Zu Beginn werden zunächst die wichtigsten Anforderungen an eine Batterie für die Verwendung in Elektroautos zusammengefasst. Darauf aufbauend werden auf Basis dieser Anforderungen die relevantesten Batterietypen miteinander verglichen. Im Anschluss wird der grundlegende Aufbau einer solchen Batterie erläutert. Danach erfolgt die Vorstellung der wichtigsten Rohstoffe im Hinblick auf die Herkunft, die sozialen und ökologischen Probleme bei der Gewinnung sowie eventuelle Probleme beim Recycling. Nach der Beschreibung des rechtlichen Rahmens erfolgt ein Überblick über die vier Ebenen des Recyclings im Falle von Lithium-Ionen-Batterien und den aktuellen Stand in der Bundesrepublik Deutschland inklusive einzelner Beispiele. Ferner werden verschiedene Recyclingmöglichkeiten näher thematisiert. Darüber hinaus wird der grundlegende und aktuelle Prozess des Recyclings von Altfahrzeugen näher beschrieben. Zum Abschluss der Arbeit werden eventuell in Zukunft auf-kommende Batterietypen und deren Möglichkeit zum Recycling und Recyclingverfahren besprochen, die in Zukunft Anwendung finden können.
Inhaltsverzeichnis
- Einführung
- Aktueller Stand und Problemstellung
- Zielsetzung
- Grundlegendes
- Anforderungen an Batterien für Elektrofahrzeuge
- Vorstellung verschiedener Batteriesysteme
- Bleibatterien
- Nickel-Cadmium-Akkumulatoren
- Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren
- Natrium-Nickelchlorid-Batterien
- Lithium-Ionen-Batterien
- Vergleich der Batteriesysteme
- Aufbau, Funktion und Zusammensetzung von Lithium-Ionen-Batterien
- Relevante Rohstoffe von Lithium-Ionen-Batterien
- Lithium
- Kobalt
- Mangan
- Nickel
- Graphit
- Kupfer und Aluminium
- Rechtliche Rahmenbedingungen in Deutschland
- Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG)
- Batteriegesetz (BattG)
- Altfahrzeug-Verordnung (AltfahrzeugV)
- Gefahrgutverordnung Straße, Eisenbahn und Binnenschifffahrt (GGVSEB)
- Zentrale Recyclingoptionen für Batterien
- Wiederinstandsetzung für Wiederverwendung
- Aufbereitung für die Weiterverwendung
- Weiterverwendungsszenarien
- Aktuelle Beispiele
- Wieder- und Weiterverwertung
- Zentrale Schritte innerhalb der Behandlung
- "Accurec"
- "Lithorec II"
- Aktuelle Situation in Deutschland und Europa
- Verwertung von Altfahrzeugen
- Verwertung von Altfahrzeugen in Deutschland
- Verwertungsprozess von Altfahrzeugen
- Vergleich Verwertung von Verbrennern und Elektrofahrzeugen
- Recycling in der Zukunft
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Masterarbeit befasst sich mit dem Recycling und der Wiedereinbringung in den Stoffkreislauf von Elektroautos, mit besonderem Fokus auf die Batterie. Ziel ist es, die aktuellen Herausforderungen und Chancen im Bereich des Batterie-Recyclings zu beleuchten und Lösungsansätze für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft zu entwickeln.
- Analyse der Anforderungen an Batterien für Elektrofahrzeuge
- Untersuchung relevanter Rohstoffe und deren nachhaltige Beschaffung
- Bewertung verschiedener Recyclingoptionen für Lithium-Ionen-Batterien
- Beurteilung der rechtlichen Rahmenbedingungen in Deutschland
- Prognose der zukünftigen Entwicklung im Bereich des Batterie-Recyclings
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einführung, die den aktuellen Stand und die Problemstellung im Bereich des Batterie-Recyclings beleuchtet. Im Anschluss werden die Anforderungen an Batterien für Elektrofahrzeuge erläutert und verschiedene Batteriesysteme vorgestellt. Das dritte Kapitel widmet sich dem Aufbau, der Funktion und der Zusammensetzung von Lithium-Ionen-Batterien. Im vierten Kapitel werden die relevanten Rohstoffe der Lithium-Ionen-Batterien, wie Lithium, Kobalt, Mangan, Nickel, Graphit und Kupfer, näher betrachtet. Das fünfte Kapitel behandelt die rechtlichen Rahmenbedingungen in Deutschland mit Fokus auf das Kreislaufwirtschaftsgesetz, das Batteriegesetz, die Altfahrzeug-Verordnung und die Gefahrgutverordnung. Im sechsten Kapitel werden zentrale Recyclingoptionen für Batterien, wie Wiederinstandsetzung, Aufbereitung und Wieder- und Weiterverwertung, detailliert analysiert. Das siebte Kapitel befasst sich mit der Verwertung von Altfahrzeugen und beleuchtet die Verwertung von Altfahrzeugen in Deutschland, den Verwertungsprozess und den Vergleich der Verwertung von Verbrennern und Elektrofahrzeugen. Die Arbeit schließt mit einem Fazit, welches die wichtigsten Ergebnisse zusammenfasst und einen Ausblick auf die zukünftige Entwicklung des Batterie-Recyclings gibt.
Schlüsselwörter
Elektroautos, Batterie-Recycling, Lithium-Ionen-Batterien, Rohstoffe, Kreislaufwirtschaft, Rechtliche Rahmenbedingungen, Wiederverwendung, Weiterverwendung, Verwertung, Nachhaltigkeit, Deutschland.
- Quote paper
- Anonym (Author), 2022, Recycling und Wiedereinbringung in den Stoffkreislauf von Elektroautos mit besonderem Blick auf die Batterie, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1339318
