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Rohstoffe für innovative Fahrzeugtechnologien Herausforderungen und Lösungsansätze
Rohstoffe für innovative
Fahrzeugtechnologien
Herausforderungen und Lösungsansätze
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort ............................................................................................................................................. 6 4.6 Kupfer ........................................................................................................................................................ 50
Management Summary .................................................................................................................. 8 4.6.1 Bereitstellung ........................................................................................................................... 50
4.6.2 Verwendung ............................................................................................................................. 52
1 Motivation und Hintergrund der Studie .................................................................................. 14 4.7 Fazit ........................................................................................................................................................... 52
2 Vorgehen und Aufbau der Studie ............................................................................................ 18 5 Weltweite Entwicklung von Abbau und Reserven ............................................................... 54
2.1 Kritikalitätsuntersuchung ............................................................................................................................ 20 5.1 Einführung grundlegender Begriffe und Konzepte ...................................................................................... 56
2.2 Rolle der Experteninterviews für die Studie ............................................................................................... 21 5.2 Lithium ....................................................................................................................................................... 59
5.3 Kobalt ......................................................................................................................................................... 61
3 Relevante Technologien und Rohstoffe ................................................................................... 22 5.4 Nickel ......................................................................................................................................................... 63
3.1 Auswahl der relevanten Technologien ......................................................................................................... 24 5.5 Platin .......................................................................................................................................................... 67
3.2 Beschreibung der geeigneten Technologien und der notwendigen Rohstoffe ............................................ 25 5.6 Seltenerdmetalle ........................................................................................................................................ 69
3.3 Kritikalitätsuntersuchung und Identifikation der für die Anwendungen kritischen Rohstoffe .......................... 29 5.7 Kupfer ........................................................................................................................................................ 71
3.3.1 Die Kritikalitätsbetrachtung im Rahmen dieser Studie ............................................................... 29 5.8 Fazit ........................................................................................................................................................... 71
3.3.2 Ergebnisse für das Versorgungsrisiko ....................................................................................... 31
3.3.3 Ergebnisse für die Folgenschwere ............................................................................................ 33 6 Preise und Kosten .................................................................................................................... 72
3.3.4 Darstellung der Ergebnisse und Identifikation der für die Anwendungen kritischen Rohstoffe ... 34 6.1 Lithium ....................................................................................................................................................... 74
3.3.5 Vergleich der Ergebnisse mit anderen Kritikalitätsuntersuchungen ........................................... 35 6.1.1 Historische Preisentwicklung .................................................................................................... 74
6.1.2 Aktuelle Preisentwicklung ......................................................................................................... 74
4 Bereitstellung und Verwendung der als kritisch identifizierten Rohstoffe ......................... 38 6.1.3 Beiträge zu den Kosten ............................................................................................................. 76
4.1 Lithium ....................................................................................................................................................... 40 6.1.4 Betrachtung von Angebot und Nachfrage .................................................................................. 77
4.1.1 Bereitstellung ........................................................................................................................... 40 6.2 Kobalt ......................................................................................................................................................... 78
4.1.2 Verwendung ............................................................................................................................. 42 6.2.1 Historische Preisentwicklung .................................................................................................... 78
4.2 Kobalt ......................................................................................................................................................... 42 6.2.2 Aktuelle Preisentwicklung ......................................................................................................... 79
4.2.1 Bereitstellung ........................................................................................................................... 42 6.2.3 Beiträge zu den Kosten ............................................................................................................. 80
4.2.2 Verwendung ............................................................................................................................. 44 6.2.4 Betrachtung von Angebot und Nachfrage ................................................................................ 80
4.3 Nickel ......................................................................................................................................................... 44 6.3 Nickel ......................................................................................................................................................... 81
4.3.1 Bereitstellung ........................................................................................................................... 44 6.3.1 Historische Preisentwicklung .................................................................................................... 81
4.3.2 Verwendung ............................................................................................................................. 46 6.3.2 Aktuelle Preisentwicklung ......................................................................................................... 81
4.4 Platin .......................................................................................................................................................... 46 6.3.3 Beiträge zu den Kosten ............................................................................................................. 83
4.4.1 Bereitstellung ........................................................................................................................... 46 6.3.4 Betrachtung von Angebot und Nachfrage .................................................................................. 83
4.4.2 Verwendung ............................................................................................................................. 48 6.4 Platin und Platingruppenmetalle ................................................................................................................. 84
4.5 Seltenerdmetalle ........................................................................................................................................ 49 6.4.1 Historische Preisentwicklung von PGM .................................................................................... 84
4.5.1 Bereitstellung ........................................................................................................................... 49 6.4.2 Historische Preisentwicklung von Platin .................................................................................... 84
4.5.2 Verwendung ............................................................................................................................. 50 6.4.3. Aktuelle Preisentwicklung ......................................................................................................... 85
6.4.4 Beiträge zu den Kosten ............................................................................................................. 86 9 Ethische Aspekte ..................................................................................................................... 118
6.4.5 Betrachtung von Angebot und Nachfrage .................................................................................. 86 9.1 Lithium ....................................................................................................................................................... 121
6.5 Seltenerdmetalle ........................................................................................................................................ 87 9.2 Kobalt ......................................................................................................................................................... 122
6.5.1 Historische Preisentwicklung .................................................................................................... 87 9.3 Nickel ......................................................................................................................................................... 125
6.5.2 Aktuelle Preisentwicklung der Seltenerdmetalle Neodym und Dysprosium .............................. 88 9.4 Platin .......................................................................................................................................................... 126
6.5.3 Beiträge zu den Kosten ............................................................................................................. 89 9.5 Seltenerdmetalle ........................................................................................................................................ 128
6.5.4 Betrachtung von Angebot und Nachfrage .................................................................................. 89 9.6 Kupfer ........................................................................................................................................................ 130
6.6 Kupfer ........................................................................................................................................................ 90 9.7 Initiativen verschiedener Interessenvertreter ............................................................................................. 132
6.6.1 Historische Preisentwicklung .................................................................................................... 90 9.8 Zusammenfassung ..................................................................................................................................... 135
6.6.2 Aktuelle Preisentwicklung ......................................................................................................... 90 9.9 Fazit ........................................................................................................................................................... 137
6.6.3 Beiträge zu den Kosten ............................................................................................................. 91
6.6.4 Betrachtung von Angebot und Nachfrage .................................................................................. 91 10 Betrachtungen auf Fahrzeugebene ......................................................................................... 138
6.7 Fazit ........................................................................................................................................................... 92 10.1 Materialbedarf pro Fahrzeug ..................................................................................................................... 140
10.2 Betrachtung von Kosten und ökologischen Aspekten ................................................................................ 142
7 Ökologische Betrachtung der Rohstoffbereitstellung ........................................................... 94 10.3 Rohstoffnachfrage durch BEV und FCEV .................................................................................................... 144
7.1 Kurze Einführung zu den betrachteten Größen ........................................................................................... 96 10.4 Fazit ........................................................................................................................................................... 147
7.2 Lithium ....................................................................................................................................................... 98
7.3 Kobalt ......................................................................................................................................................... 98 11 Handlungsempfehlungen und Fazit ....................................................................................... 148
7.4 Nickel ......................................................................................................................................................... 99
7.5 Platin .......................................................................................................................................................... 100 Literaturverzeichnis ......................................................................................................................... 154
7.6 Seltenerdmetalle ........................................................................................................................................ 101 Abbildungsverzeichnis .................................................................................................................... 167
7.7 Kupfer ........................................................................................................................................................ 102 Tabellenverzeichnis .......................................................................................................................... 169
7.8 Fazit ........................................................................................................................................................... 103 Abkürzungsverzeichnis ................................................................................................................... 170
Anhang – Experteninterviews ........................................................................................................ 172
8 Recycling ................................................................................................................................... 104
8.1 Erwartung hinsichtlich des Recyclings (Experteninterviews) ...................................................................... 106
8.2 Betrachtung heutiger Recyclingquoten ....................................................................................................... 106
8.3 Optimales Recycling .................................................................................................................................. 108
8.4 Recycling der kritischen Rohstoffe aus Batterien ......................................................................................... 109
8.5 Recycling von Platin aus Brennstoffzellen ................................................................................................... 112
8.6 Recyclingsituation für Seltenerdmetalle ................................................................................................... 114
8.7 Recyclingsituation für Kupfer aus Kabeln und Elektromotoren ................................................................... 115
8.8 Fazit ........................................................................................................................................................... 116
Rohstoffe für innovative Fahrzeugtechnologien – Herausforderungen und Lösungsansätze
Vorwort
Das Land Baden-Württemberg mit seiner starken Automobilindustrie kann hier verantwortungsvoll vorangehen und die Gestal-
tungsmöglichkeiten ergreifen, um das Wertschöpfungspotenzial und die Arbeitsplätze der Menschen im Land zu sichern. Jetzt
werden die strategischen Weichen gestellt, wie Elektromobilität erfolgreich industrialisiert werden kann und dabei dem
Anspruch der Nachhaltigkeit in seinen drei Dimensionen – ökologisch, ökonomisch und sozial – gerecht wird.
Insbesondere die Frage, ob die für die Elektromobilität notwendigen Rohstoffe in ausreichender Menge zur Verfügung stehen,
wird intensiv diskutiert. Denn egal, ob in der Brennstoffzelle oder in der Batterie, es werden immer Rohstoffe mit begrenzter
Unser Verkehrs- und Mobilitätssystem befindet sich in einer tiefgreifenden Verfügbarkeit benötigt. Baden-Württemberg hat den Anspruch, die gesamte Wertschöpfungskette neuer Mobilitätslösungen
Umbruchphase. Um den vereinbarten Klimaschutzzielen nachzukommen, gilt abzubilden. Daher hat die Landesagentur e-mobil BW eine vergleichende Analyse des Rohstoffbedarfs von batterieelektri-
es, die Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor bis 2030 um 55 % gegen- schen und brennstoffzellenelektrischen Fahrzeugen in Auftrag gegeben. Ein besonderes Augenmerk liegt auf den, beim Abbau
über 1990 zu senken. Elektromobilität ist einer der entscheidenden Hebel, um verursachten Treibhausgasemissionen, der Kritikalität der Rohstoffe, der Einhaltung ethischer Standards und vor allem der
diese Ziele zu erreichen. Batterieelektrische und brennstoffzellenelektrische globalen Verfügbarkeit von Reserven.
Fahrzeuge sind Schlüsselanwendungen, um klimafreundliche Mobilität zu
verwirklichen. Es ist uns ein Anliegen, mit dieser Studie wichtige Informationen und Fakten zur Verfügung zu stellen, um die Rohstoffproble-
matik umfassend zu beleuchten und Lösungsstrategien aufzuzeigen. Denn die Frage der Sicherung von Rohstoffverfügbar
Gleichzeitig bedingen auch technische, rechtliche und gesellschaftliche Veränderun- keiten, der Steigerung der Ressourceneffizienz und nachhaltiger Materialvorketten sind entscheidende Faktoren, damit der
gen einen tiefgreifenden Strukturwandel in unserem Mobilitätssystem. Wir erle- Markthochlauf der Elektromobilität gelingen und Baden-Württemberg im weltweiten Wettbewerb bestehen kann.
ben eine zweite Welle der Digitalisierung mit dem Trend zu Vernetzung, autonomen
Systemen, digitalen Technologieplattformen, neuen Geschäftsmodellen und
Dienstleistungen. Wertschöpfungsstrukturen und Materialvorketten verändern
sich: eine Herausforderung für etablierte Firmen, aber auch eine große Chance, Franz Loogen, Geschäftsführer
gleichzeitig Umwelt- und Lebensqualität weltweit zu verbessern. e-mobil BW GmbH
6 7
Rohstoffe für innovative Fahrzeugtechnologien – Herausforderungen und Lösungsansätze
Management Summary
Inhalt und Ziel der Studie Schritt 1: Identifikation relevanter Rohstoffe Prognose von Angebot und Nachfrage in der näheren
Zukunft (bis 2025 bzw. 2030) und mögliche Konsequen-
Die vorliegende Studie beleuchtet das komplexe Themenfeld rund um die Rohstoffe, die für Batterie- und Brennstoff
zellen- Auf Basis einer Expertenbefragung wurden Lithium-Ionen- zen für die Preisentwicklung
Elektrofahrzeuge (BEV und FCEV) erforderlich sind. Zu den zahlreichen relevanten Aspekten gehören unter anderem die Herkunft und Batterien mit unterschiedlichen Kathodenmaterialien, Brenn- der Primärenergiebedarf zur Förderung der Rohstoffe
weitere Verwendungsmöglichkeiten dieser Rohstoffe, ihre verfügbaren Mengen und Abbauraten, Preise und Kosten, das Recycling der stoffzellen mit Protonenaustauschmembran (Proton Exchange die Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) durch die
Rohstoffe sowie diverse ökologische und ethische Aspekte, die im Zusammenhang mit der Rohstoffbereitstellung stehen. Membrane Fuel Cells, PEMFC) sowie H2-Druckspeichertanks Förderung der Rohstoffe
neben Permanentmagneten aus Seltenerdmetallen für die die theoretischen Treibhausgasemissionen durch die
Ziel dieser Studie ist es, relevante Informationen und wichtige Hintergründe einem breiten Zielpublikum zu vermitteln sowie die aktu- Elektromotoren sowie neben kupferbasierten Kabelbäumen Förderung der Rohstoffe unter der Annahme, dass
ellen und zukünftigen Herausforderungen aufzuzeigen. Der Fokus liegt dabei sowohl auf den Materialien als auch auf ihrem Einsatz im als relevante Technologien für Batterie- und Brennstoffzellen- ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien
Rahmen der entsprechenden Fahrzeugtechnologien. Elektrofahrzeuge identifiziert. Die darin enthaltenen Rohstoffe eingesetzt würde
wurden im Rahmen einer Kritikalitätsbewertung hinsichtlich die heutigen Recyclingquoten der Rohstoffe
des Versorgungsrisikos und der Folgenschwere eines mögli- das zukünftige Recycling von Rohstoffen aus Batterien,
Folgenschwere eines Versorgungsengpasses chen Versorgungsengpasses bewertet. Während zur Quanti- Brennstoffzellen, Permanentmagneten aus Elektro
fizierung des Versorgungsrisikos Indikatoren nach der Richtlinie motoren und Kupferkabeln
1,0 gemäß VDI 4800 verwendet wurden, dienten Experteneinschät- ethische Aspekte in Verbindung mit der Rohstoffbereit-
Lithium (BEV)
zungen als Ausgangsbasis zur Quantifizierung der Folgenschwe- stellung
Platin (FCEV)
Nickel (BEV) re für die Nutzung der Materialien in den beiden Fahrzeugtypen. Initiativen zur Verbesserung der Bedingungen bei der
Kobalt (BEV)
PAN-bas. C-Fasern (FCEV)
Rohstoffbereitstellung
Epoxidharz (FCEV)
0,8 Als Ergebnis dieser Kritikalitätsbetrachtung wurden Lithium,
Kupfer
Synth. Graphit (BEV) Kobalt und Platin als besonders kritisch für die genannten Bei Betrachtung der Rohstoffherkunftsländer stechen beson-
Anwendungen identifiziert. Des Weiteren wurden auch ders die Demokratische Republik (DR) Kongo (ca. 60 % der
Mangan (BEV)
Nickel, die Seltenerdmetalle und Kupfer aufgrund ihrer zu er- weltweiten Kobaltförderung), Südafrika (> 70 % der weltwei-
Seltene Erden
0,6 wartenden Bedeutung für Elektrofahrzeuge der nachfolgen- ten Platinförderung) und China (> 80 % der weltweiten Förde-
Nat. Graphit (BEV) den detaillierten Analyse unterzogen. rung von Seltenerdmetallen) hervor. Lithium wird zu 43 % in
Australien, zu 33 % in Chile und zu 11 % in Argentinien ge-
Schritt 2: detaillierte Betrachtung der wonnen.
0,4 Rohstoffe
Phosphor (BEV)
Besonders interessant ist die Tatsache, dass nicht nur der
Aluminium (BEV)
Die genannten Rohstoffe wurden einer detaillierten und um- Abbau aller betrachteten sechs Rohstoffe im Zeitraum von
Synth. Graphit (FCEV) Kobalt (FCEV)
Eisen (BEV) fassenden Analyse unterzogen, in der folgende Aspekte be- 1995 bis 2015 gestiegen ist, sondern ebenso deren ausge-
0,2
Nat. Graphit (FCEV) trachtet wurden: wiesene Reserven, also die heute wirtschaftlich abbaubare
die Herkunftsländer der Rohstoffe und monopolistische Rohstoffmenge. Dies ist besonders ausgeprägt für Lithium
Titan (FCEV) Länderkonzentrationen bei der Förderung und Kobalt: Die Förderung dieser beiden Rohstoffe erhöhte
die Verwendung der Rohstoffe in verschiedenen sich in besagtem Zeitraum auf das Doppelte bzw. das Sechs-
0,0
Produkten und Sektoren fache. Gleichzeitig stiegen ihre Reserven auf das Siebenfache
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
die Entwicklung von Förderung und Reserven der (Lithium) bzw. das Doppelte (Kobalt).
Versorgungsrisiko Rohstoffe seit 1995
die Entwicklung der Marktpreise seit 1995 Die Preisentwicklung aller Rohstoffe zeigt ein stark volatiles
Abbildung 0-1: Ergebnisdarstellung der Kritikalitätsanalyse von Rohstoffen für Batterie- (BEV) die Entwicklung der Marktpreise in der jüngeren Verhalten. So ist es keine Seltenheit, dass Preise sich inner-
und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV) Vergangenheit (seit 2016) halb eines Jahres auf das Doppelte erhöhen, wie in der jün-
Kostenbeiträge bei der Rohstoffförderung geren Vergangenheit beispielsweise für Lithium und Kobalt,
8 9
Rohstoffe für innovative Fahrzeugtechnologien – Herausforderungen und Lösungsansätze
nung der einzelnen darin enthaltenen Rohstoffe. Diese wer- in Verbindung mit der Kobaltförderung dar. Der Platinabbau
den jedoch aktuell noch nicht in großem Maße genutzt. wird maßgeblich durch die Situation in Südafrika bestimmt.
Kupfer stellt ein positives Beispiel mit einem etablierten Wie- Hier sind die Arbeitsbedingungen, die Entlohnung der Minen-
dergewinnungssystem dar, auch wenn hier die Erträge und arbeiter sowie deren allgemeine Lebensumstände häufig dis-
Effizienzen noch gesteigert werden können, um die Material- kutierte Themen. Auch hierzu gibt es Meldungen über negati-
verluste zu minimieren. Große Unsicherheit geht generell von ve ökologische Aspekte mit Auswirkungen auf Luft, Boden
der Frage aus, wie viele der Fahrzeuge am Lebensende dem und Gewässer.
Recycling zur Verfügung stehen werden bzw. welcher Anteil
diesem beispielsweise durch Exporte entzogen wird. Schritt 3: Betrachtungen auf Fahrzeugebene
Im Rahmen der Recherche konnten für alle Rohstoffe An- Auf Basis der in Batterie- und Brennstoffzellen-Elektrofahr-
haltspunkte für bedenkliche ethische Aspekte ermittelt wer- zeugen notwendigen Mengen der Rohstoffe wurden gesamt-
den. Diese stechen für Kobalt, dessen wichtigstes Förderland heitliche Betrachtungen auf Fahrzeugebene durchgeführt. Da
die DR Kongo darstellt, besonders hervor. Für dieses Land die Platinbeladung der Brennstoffzelle einen Parameter mit
wird von verschiedenen Gesundheitsgefährdungen aus den großem Einfluss darstellt, wurden hierzu zwei verschiedene
Abbauaktivitäten sowie von negativen ökologischen Folgen Szenarien ausgewertet, die eine hohe bzw. eine niedrige
mit Auswirkungen auf die lokale Bevölkerung berichtet. Des Platinbeladung annehmen.
Weiteren stellt Kinderarbeit einen zentralen ethischen Aspekt
© Denis Zhitnik/shutterstock
Kostenbeiträge Lithium
Lithium
Kostenbeiträge(USD)
(USD)
Kobalt
Kobalt
00 500
500 1.000
1.000 1.500
1.500 2.000
2.000 2.500
2.500 3.000
3.000 Nickel
Nickel
oder auch in gleichem Maße fallen. Auch die längerfristige
Platin
Platin
Preisentwicklung seit 1995 weist für Nickel, Platingruppen-
BEV
BEV Seltenerdelemente
Seltenerdelemente
metalle, Seltenerdmetalle und Kupfer erhebliche Spitzen auf.
Kupfer
Kupfer
Der Primärenergiebedarf und die verursachten Treibhausgas- FCEV
FCEV
(niedrig)
(niedrig)
emissionen weisen für die Bereitstellung von einem Kilo-
gramm der betrachteten Materialien starke Unterschiede auf.
FCEV
FCEV
Diese korrelieren mit der Konzentration des Zielmaterials im (hoch)
(hoch)
jeweiligen Erz. Hierbei ist jedoch zu bedenken, dass auch die
für unterschiedliche Fahrzeugtypen notwendigen Mengen
stark voneinander abweichen. Ein entsprechender Vergleich
THG-Emissionen
THG-Emissionen(kg
(kgCO
CO2-eq.)
2-eq.)
auf Fahrzeugebene erfolgt in Schritt 3 der Studie.
00 500
500 1.000
1.000 1.500
1.500 2.000
2.000 2.500
2.500
Bereits heute existieren technische Ansätze für das Recycling
von Lithium-Ionen-Batterien. Diese fokussieren sich aller-
BEV
BEV
dings häufig auf die Wiedergewinnung von Kobalt, Nickel und
Kupfer sowie auf Massenmetalle und Elektronikbauteile. Zu- Abbildung 0-2:
nehmend wird jedoch auch Lithium wiedergewonnen. Auch FCEV
FCEV Ergebnisdarstellung der
(niedrig)
(niedrig)
zur Rückgewinnung von Platin aus Brennstoffzellen existieren Kostenbeiträge (oben) und der
verschiedene Ansätze, so dass in Zukunft mit hohen Rückge- THG-Emissionen (unten) durch
FCEV
FCEV
winnungsraten aus Brennstoffzellen gerechnet werden kann. (hoch)
(hoch) die Gewinnung der betrachteten
Ebenso existieren verschiedene Ansätze von der Wiederver- Rohstoffe
wendung ganzer Permanentmagneten bis hin zur Rückgewin-
10 11
Rohstoffe für innovative Fahrzeugtechnologien – Herausforderungen und Lösungsansätze
te Beanspruchung der Reserven verzeichnet Kobalt. Hier- Als Viertes werden politische Maßnahmen angeführt, die
für wären knapp die Hälfte der heutigen Reserven notwendig dazu beitragen, die Stoffkreisläufe zu schließen. Dazu gehö-
und unter der Annahme einer hohen Platinbeladung in der ren insbesondere die Überarbeitung der europäischen Bat-
Brennstoffzelle wären 22 % der für heute geschätzten Reser- terierichtlinie und die Einführung von individuellen Min-
ven notwendig. destrecyclingquoten für bestimmte Materialien statt der
bisherigen Regelung eines gewissen Anteils an der Gesamt-
Die pro Jahr erforderlichen Rohstoffmengen, um ein Vier- masse.
tel der heute jährlich produzierten PKW als BEV bzw.
FCEV darzustellen, übersteigen hingegen die heutigen Als Fünftes wird die positive Gestaltung der Lieferkette von
Fördermengen für mehrere der betrachteten Rohstoffe. Primärrohstoffen angeführt, was angesichts der beschriebe-
So wären hierfür knapp das Fünfeinhalbfache der heutigen nen Bedingungen eine Aufgabe von höchster Wichtigkeit dar-
Lithiumförderung notwendig sowie knapp das Doppelte der stellt. Hierbei müssen sowohl die Unternehmen als auch die
heutigen Kobaltförderung. Auch für Platin ergibt sich je nach Politik mitwirken. Multi-Stakeholder-Initiativen stellen ein be-
unterstellter Beladung ein jährlicher Bedarf in Höhe des Ein- liebtes Instrument dar, um gemeinsam die Transparenz in der
einhalbfachen bzw. knapp Dreieinhalbfachen der heutigen Lieferkette zu erhöhen und auf Verbesserungen hinzuwirken.
Förderung. Hier ist eine konsequente Umsetzung effizienter Maßnah-
men von Seiten aller beteiligten Akteure gefragt.
Grundsätzlich erscheint die Gefahr einer physischen Ver-
knappung der Vorräte als sehr gering. Allerdings könnten Als sechste Maßnahme werden ganzheitliche Betrachtun-
aufgrund der hohen erforderlichen Steigerungsraten bei der gen als Entscheidungsgrundlage zur Festlegung der regulato-
© beejung/shutterstock
Materialförderung durchaus temporäre Engpässe und Ver- rischen Vorschriften im Verkehrssektor gefordert, um eine
knappungen im Markt auftreten. Gleichzeitig unterstreicht faire Vergleichsbasis für die Technologien sicherzustellen und
der notwendige Förderausbau die Relevanz, positive ökolo- um Verschiebungseffekten vorzubeugen.
gische und ethische Bedingungen bei der Rohstoffförde-
rung sicherzustellen. Zuletzt wird die Sicherstellung einer belastbaren und aktuel-
Ausgehend von den Rohstoffpreisen zum Ende des Jahres len Informationsbasis im Themenfeld des Rohstoffbezugs
2018 zeigt sich, dass von Lithium und Kobalt sowie in leicht Handlungsempfehlungen als äußerst wichtige Grundlage dargestellt, um relevante Be-
geringerem Maße auch von Kupfer und Nickel erhebliche Kos- trachtungen durchführen zu können und die breite Öffentlich-
tenbeiträge für das BEV ausgehen. Die Platinbeladung in der Auf Basis der Ergebnisse leitet die Studie sieben Handlungs- keit für die damit zusammenhängenden Herausforderungen
Brennstoffzelle hat erhebliche Auswirkungen auf den Kosten- empfehlungen ab. Diese umfassen erstens die Reduktion zu sensibilisieren.
beitrag von Platin. von Rohstoffabhängigkeiten durch eine verringerte Verwen-
dung kritischer Rohstoffe sowie durch Flexibilisierung hin-
Hinsichtlich der verursachten THG-Emissionen ist der Beitrag sichtlich der einsetzbaren Technologien und Materialien im
von Lithium und Kobalt auf die Herstellung eines BEV deut- Fahrzeug.
lich geringer. Hier tritt die Bedeutung von Nickel und Kupfer
deutlicher hervor, ebenso wie die von Platin für das FCEV. Für Zweitens müssen Kooperationen zwischen der verarbei-
die Ergebnisse zu Kosten sowie zu den THG-Emissionen gilt, tenden Industrie und den Rohstoffanbietern geschaffen
dass hier nur eine Auswahl an Rohstoffen betrachtet wurde werden, um die Planungssicherheit hinsichtlich zukünftiger
und somit keine allgemeinen Aussagen zu den beiden be- Marktbedingungen auf beiden Seiten zu erhöhen.
trachteten Fahrzeugtechnologien abgeleitet werden können.
Die dritte Empfehlung zielt auf eine verstärkte Kooperation
Der Bewertung des makroskopischen Materialbedarfs wird zwischen Industrie und Recyclingunternehmen ab und da-
die Annahme zugrunde gelegt, dass 25 % der heute weltweit rauf, die Wiedergewinnung der Materialien effizienter und
existierenden PKW-Flotte bzw. 25 % der heute jährlich produ- wirtschaftlicher zu gestalten. Ein Ansatzpunkt hierfür ist u. a.
zierten Fahrzeuge BEV bzw. FCEV sind. Die notwendigen die Steigerung des möglichen Automatisierungsgrads in den
Materialmengen, um ein Viertel der heutigen PKW-Flotte als verschiedenen Prozessen. Um die Potenziale des Recyclings
BEV bzw. FCEV darzustellen, liegen unter den heute ausge- voll auszuschöpfen, empfehlen sich darüber hinaus Koopera-
wiesenen Reserven aller betrachteten Rohstoffe. Die höchs- tionen aller Stakeholder entlang der Wertschöpfungskette.
12 13
01
Motivation und Hintergrund
der Studie
© Jacob Lund/
AdobeStock
Rohstoffe für innovative Fahrzeugtechnologien – Herausforderungen und Lösungsansätze 01
01 Motivation und Hintergrund
der Studie
Batterie- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge setzen Schlüs- schen Strukturen sind insbesondere in Rohstoffförderländern
seltechnologien ein, um den ökologischen Fußabdruck des Ver- eng mit den Abbauaktivitäten verwoben. Hieraus ergibt sich
kehrssektors in Zukunft signifikant zu senken. Dies umfasst eine oft zwiespältige Rolle des Rohstoffabbaus, was auch als
nicht nur die Emissionsvermeidung lokaler Schadstoffe wie „Ressourcenfluch“ bekannt ist. Nicht weniger wichtig sind die
Feinstaub und Stickoxidemissionen, sondern darüber hinaus Fragen zu den verfügbaren Mengen der Rohstoffe, um eine
bieten beide Antriebstechnologien auch eine Möglichkeit, die Technologie langfristig zu nutzen, sowie die Verknappungsef-
durch den Verkehr verursachten Treibhausgasemissionen er- fekte, die dadurch auftreten können. Erfreulicherweise können
heblich zu reduzieren, indem Strom und Wasserstoff aus er- einige Rohstoffe nach ihrer Nutzung in einem Produkt durch
neuerbaren Quellen gewonnen werden. Recycling wiedergewonnen werden, was eine weitere Dimen-
sion im Themenfeld der Rohstoffnutzung darstellt.
Allerdings gilt es zu bedenken, dass beide Technologien den
Rohstoffbedarf zur Produktion der jeweiligen Fahrzeuge be- Um die genannten Fragen im Zusammenhang mit der Roh-
trächtlich verändern. So benötigen Elektrofahrzeuge beispiels- stoffnutzung für Batterie- und Brennstoffzellen-Fahrzeuge als
weise deutlich größere Mengen an Kupfer und darüber hinaus Hoffnungsträger im Verkehrssektor frühzeitig zu adressieren,
werden für die Schlüsselkomponenten Fahrzeugbatterie bzw. wurde die vorliegende Studie erstellt. Sie stellt eine thema-
Brennstoffzelle Materialien benötigt, die bislang kaum oder nur tisch äußerst breite Analyse der verschiedenen Aspekte und
in deutlich geringerem Maße für Fahrzeuge relevant waren. Fragestellungen dar, die im Themenkomplex der Rohstoffnut-
Bei der Batterie umfasst das beispielsweise Lithium und Gra- zung für die zukünftigen Fahrzeugtechnologien relevant sind.
phit für die Anode sowie Kobalt für die Kathode. In Brennstoff- Hierbei stehen die Rohstoffe selbst sowie die Fahrzeuge im
zellen-Antriebssträngen werden Platin als Katalysator in der Fokus der Betrachtungen.
Brennstoffzelle und Edelstahl, Titan oder Graphit für die Bipo-
larplatten verwendet. Ziel der Studie ist es, tief reichende Einblicke in die unterschied-
lichen Themenfelder zu ermöglichen und auf die dort gegebe-
Hinter der Verwendung eines Rohstoffs in einem Produkt steht nen Herausforderungen sowie zielführende Ansätze hinzuwei-
ein oft unterschätztes, höchst komplexes Profil aus verschie- sen. Da die Lösung der Herausforderungen im Rohstoffsektor
densten Charakteristika. Diese umfassen beispielsweise die eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg von Batterie- und
Frage, in welchen Ländern und aus welchen Erzen ein Rohstoff Brennstoffzellen-Fahrzeugen darstellt, ist es wichtig, sich früh-
gewonnen wird und welche internationalen Handelsströme er zeitig mit diesen Fragen und Aufgaben auseinanderzusetzen
nutzt, um dann als verarbeitbares Material in bestimmten An- und entsprechende Ansätze und Strategien zu entwickeln.
wendungen eingesetzt zu werden. Die sich daraus ergeben-
den Marktpositionen sowie Abhängigkeiten sind wesentliche
Einflussfaktoren für die Rohstoffpreise, die im Zusammenhang
mit Nachfrage und Bedarf stehen und die Explorationsaktivitä-
ten sowie den Aufbau von Kapazitäten bestimmen. Der Abbau
von Rohstoffen stellt in aller Regel einen erheblichen Eingriff in
die Umwelt dar und kann durch die Emission von verschiede-
nen Substanzen weitreichende Effekte auf die Ökosysteme
© aeduard/istockphoto
nach sich ziehen. Auch die sozialen, wirtschaftlichen und politi-
16 1702
Vorgehen und Aufbau
der Studie
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istockphotoRohstoffe für innovative Fahrzeugtechnologien – Herausforderungen und Lösungsansätze 02
02 Vorgehen und Aufbau
der Studie
Im folgenden Abschnitt werden das methodische Vorgehen in diese detaillierten Betrachtungen fließen Informationen wendung der Methodik im Rahmen der Studie eingegangen. Mittlerweile wurde der Ansatz in einer VDI-Richtlinie, genauer
im Rahmen der Studie sowie deren Aufbau beschrieben. aus den Experteninterviews ein, beispielsweise zum The- Klassische Kritikalitätsbetrachtungen verwenden einen An- gesagt im Blatt 2 der VDI 4800, „Ressourceneffizienz“,
Ebenso werden die Hintergründe der Kritikalitätsbewertung menfeld Recycling. Aufbauend auf den Ergebnissen der de- satz aus dem Risikomanagement und bewerten Rohstoffe auf
genommen, in der eine sehr detaillierte Anleitung zur
von Rohstoffen (Abschnitt 2.1) sowie die Rolle der Interviews taillierten Betrachtung zu jedem Rohstoff wird in Kapitel 10 anhand von zwei unabhängigen Parametern. Durchführung einer solchen Betrachtung inkl. Vorgaben der zu
mit Experten aus Wissenschaft und Industrie dargestellt (Ab- eine zusammenfassende Darstellung für die beiden Fahr- bildenden Indikatoren gegeben wird (VDI 2018).
schnitt 2.2), die im Rahmen der Studie durchgeführt wurden. zeugtechnologien vorgenommen. Hierbei werden die für ein
Fahrzeug notwendigen Materialmengen ermittelt und die da-
Um Batterie- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge im Hin- raus resultierenden Beiträge zu Kosten und ökologischen As-
blick auf die für sie benötigten Rohstoffe zu analysieren, wer- pekten pro Fahrzeug analysiert. Ebenso werden makroskopi- 2.2 Rolle der Experteninterviews für
den zunächst die beiden Antriebsformen betrachtet und die sche Effekte hinsichtlich des notwendigen Ausbaus der 1. Das Versorgungsrisiko (oder gegensätzlich dazu: die Studie
dafür eingesetzten gängigen Technologien vorgestellt (Ab- Förderkapazitäten und der Verknappung der heutigen Reser- die Versorgungssicherheit)
schnitt 3.1). Anschließend werden diese Technologien hin- ven betrachtet, die von der Rohstoffverwendung im Rahmen Dieser Parameter quantifiziert die Wahrscheinlichkeit für Ein zentrales Ziel der Experteninterviews war die Quantifizie-
sichtlich ihrer Wirkungsweisen kurz beschrieben und es wird der entsprechenden Fahrzeugtechnologien ausgehen. den Eintritt eines Versorgungsengpasses für einen rung der Folgenschwere eines Versorgungsengpasses für die
auf den damit verbundenen Rohstoffeinsatz eingegangen bestimmten Rohstoff betrachteten Fahrzeugtechnologien. Hierzu wurden die Inter-
(Abschnitt 3.2). Kernstück der Experteninterviews bildet Auf Basis der Ergebnisse werden in Kapitel 11 Handlungs- viewpartner anhand eines Fragebogens zur Schwere der
deren Beitrag zur Kritikalitätsbetrachtung, woraus sich eine empfehlungen für verschiedene Akteure abgeleitet, bevor die 2. Die Folgenschwere eines Versorgungsengpasses technischen und wirtschaftlichen Konsequenzen befragt, die
Priorisierung der Materialien und eine Auswahl der für die Studie mit einem Fazit abgeschlossen wird (Kapitel 12). (häufig auch als „Vulnerabilität“ oder „Wichtigkeit von der Versorgungslimitation eines konkreten Rohstoffs für
Anwendungen als kritisch identifizierten Rohstoffe ergibt (Ab- eines Rohstoffs“ bezeichnet) die jeweilige Fahrzeugtechnologie ausgehen.
schnitt 3.3). 2.1 Kritikalitätsuntersuchung Dieser Parameter quantifiziert die Schwere der Konse-
quenzen, die von einem tatsächlich eintretenden Neben der Ermittlung der Folgenschwere bei Versorgungs-
Die für die Anwendungen als kritisch identifizierten Rohstoffe Dass moderne Technologien zum Einsatz einer Vielzahl an Versorgungsengpass ausgehen (würden) engpässen wurde die Expertenbefragung auch dazu verwen-
werden anschließend hinsichtlich zahlreicher Aspekte unterschiedlichen Materialien führen, macht es praktisch det, die Auswahl der relevanten Technologien (Kapitel 3) zu
detailliert untersucht: In Kapitel 4 werden die Förderländer unmöglich, für sämtliche dieser Rohstoffe eine umfassende validieren. Ebenso wurden die Befragten hinsichtlich der
der Rohstoffe vorgestellt, außerdem wird die Verwendung Untersuchung inklusive der technischen, wirtschaftlichen, erwarteten Rolle des Recyclings der Rohstoffe sowie zur er-
der Rohstoffe auch abseits von Batterie- und Brennstoffzel- ökologischen und sozialen Gesichtspunkte vorzunehmen. In aller Regel nehmen derartige Betrachtungen die Rohstoff- warteten Marktverfügbarkeit und zu daher notwendigen
len-Elektrofahrzeugen dargestellt. Anschließend wird die Aus diesem Grund ist es im Rahmen dieser Studie notwendig situation in einer bestimmten Volkswirtschaft oder in einem Maßnahmen in der Materialbeschaffung befragt. Die Ergeb-
Entwicklung von Rohstoffabbau und Reserven seit Mitte der und zielführend, die Rohstoffe hinsichtlich ihrer Relevanz speziellen Industriesektor in Augenschein. Relativ früh durch- nisse hieraus werden an den entsprechenden Stellen der Stu-
1990er Jahre betrachtet (Kapitel 5). Kapitel 6 richtet den zu charakterisieren und nur die für die Anwendungen als kri- geführte Untersuchungen waren beispielsweise die vom U.S. die aufgegriffen und näher betrachtet (z. B. Kapitel 8).
Fokus auf die historische und die aktuelle Preisentwicklung, tisch identifizierten Rohstoffe der detaillierten Betrachtung zu National Research Council veröffentlichte Studie zu „Mine-
auf die Kostenstrukturen sowie den zu erwartenden Preis- unterziehen. rals, Critical Minerals, and the U.S. Economy“ (National Re- Mit einigen der Experten wurden neben der Befragung mit-
druck, dies erfolgt in Form einer Gegenüberstellung von An- search Council 2008) und die ebenfalls im Jahr 2008 durchge- tels des standardisierten Fragebogens zusätzlich Telefoninter-
gebot und Nachfrage. Kapitel 7 wirft einen Blick auf ökologi- Als Instrument zur Relevanzbestimmung wird im Rahmen führte Studie, die das Vereinigte Königreich im Fokus hatte views durchgeführt, um einige Aspekte genauer beleuchten
sche Aspekte, genauer gesagt auf Primärenergieaufwand dieser Studie eine sogenannte Kritikalitätsuntersuchung (Eatherley und Morley 2008). Darüber hinaus entstanden zu können und weitergehende Fragen zu thematisieren.
und Treibhausgasemissionen aufgrund der Rohstoffbereit- durchgeführt, ein Vorgehen, das seit einigen Jahren vermehrt weitere Studien, beispielsweise die Studien über „Kritische Somit konnten die befragten Experten insbesondere an dem
stellung. Kapitel 8 beschäftigt sich mit dem Recycling der ver- Anwendung findet und mittlerweile ein etabliertes Instru- Rohstoffe für Deutschland“ (Erdmann und Behrend 2011) und Identifikationsprozess der für die beiden Technologien kriti-
schiedenen Materialien und in Kapitel 9 werden ethische ment zur Bewertung von Rohstoffen und Materialien dar- insbesondere die regelmäßig aktualisierten Veröffentlichun- schen Rohstoffe teilnehmen und diesen begleiten, aber auch
Aspekte im Zusammenhang mit der Bereitstellung der Roh- stellt. Während im Folgenden die Hintergründe kurz skizziert gen der Europäischen Kommission (European Commission weitergehende Anregungen zur Studie aus ihrer Perspektive
stoffe zusammen mit Initiativen der OEMs betrachtet. Auch werden, wird im nachfolgenden Kapitel auf die spezielle Ver- 2010, 2014, 2017b). in den Entstehungsprozess der Studie einfließen lassen.
20 2103
Relevante Technologien und
Rohstoffe
© vaclav/
AdobeStockRohstoffe für innovative Fahrzeugtechnologien – Herausforderungen und Lösungsansätze 03
03
BEV FCEV BEV + FCEV
Relevante Technologien und
Traktionsbatterie Brennstoffzelle Elektromotor
Rohstoffe
H2-Speichertank Kabelbaum
Tabelle 3-1: Spezifische und gemeinsame Kernkomponenten der beiden Fahrzeugkonzepte (exemplarische Auflistung)
Für die Traktionsbatterien in BEV erscheinen Lithium-Ionen- Technologie für mobile Anwendungen zu sein, was durch die
In diesem Kapitel werden zunächst Batterie- und Brennstoff- Der wichtigste Unterschied zwischen den beiden Antriebsfor- Batterien aufgrund ihrer Speicherdichte als der geeignetste eindeutige Einschätzung der Experten bekräftigt wird.
zellen-Elektrofahrzeuge als innovative Fahrzeugtechnologien men ist offensichtlich durch die Verwendung einer Batterie Batterietyp. Klassische Bleibatterien und auch Nickel-Metall-
vorgestellt und anschließend ihre Kernkomponenten sowie bzw. durch die Verwendung einer Brennstoffzelle inkl. eines hydrid-Batterien sind angesichts der hohen gewünschten Für die Speicherung von Wasserstoff stehen ebenfalls ver-
die dafür einsetzbaren Technologien betrachtet (Abschnitt Speichertanks für Wasserstoff (H2) gegeben. Zwar verwendet Energiemengen in BEV zu schwer. Auch Redox-Flow-Batteri- schiedene Technologieansätze zur Auswahl.
3.1). In einem zweiten Schritt werden die benötigten Rohstof- auch ein Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug eine Pufferbatterie, en (z. B. auf Vanadiumbasis) bringen ein höheres Gewicht mit
fe identifiziert (Abschnitt 3.2) und deren Relevanz anhand ei- um die Brennstoffzelle möglichst stationär zu betreiben, auch sich und werden in Zukunft daher wohl eher in stationären 1. Die Speicherung als Gas unter Druck:
ner Kritikalitätsbetrachtung durch Auswertung der Antworten wenn die Fahrsituation gerade eine sehr dynamische Leis- Anwendungen zu finden sein. Der Einsatz von Hochtempera- heute 700 bar in PKW und 350 bar in Bussen gängig
aus den Experteninterviews bewertet (Abschnitt 3.3). In den tungsabgabe erfordert. Diese Pufferbatterie ist allerdings in turbatterien, wie beispielsweise Natrium-Schwefel- oder 2. Die kryogene Speicherung als verflüssigter Wasserstoff
folgenden Kapiteln werden die für die Anwendungen als kri- aller Regel sehr klein dimensioniert (typische Größe von we- Natrium-Nickelchlorid-Batterien (auch Zebra-Batterie ge- (bei Temperaturen um –250 °C)
tisch identifizierten Rohstoffe eingehend hinsichtlich unter- nigen kWh) und wird daher nicht näher betrachtet. Eine Aus- nannt), ist aufgrund ihrer hohen Betriebstemperaturen von 3. Eine Kombination von Druck und Verflüssigung
schiedlicher Aspekte untersucht. nahme stellen Fahrzeuge mit Mischantrieben dar, wie ein mehr als 250 °C und der Verwendung von flüssigem Natrium („cryo-compressed“)
Brennstoffzellen-Plug-in-Hybrid oder auch Elektrofahrzeuge hinsichtlich des Einsatzes in Fahrzeugen sehr umstritten. 4. Die Speicherung in Metallhydriden
3.1 Auswahl der relevanten Technologien mit Brennstoffzellen-Range-Extender. Im Folgenden werden 5. Die Speicherung an organischen Trägerflüssigkeiten
allerdings nur die beiden reinen Antriebstypen betrachtet. Zwar werden den Feststoffbatterien, insbesondere Lithium- (Liquid Organic Hydrogen Carrier, LOHC)
Ziel der Studie ist eine Betrachtung der für Batterie- und Tabelle 1 fasst die Kernkomponenten dieser beiden zusam- Schwefel- und Lithium-Luft-Zellen, hohe Erwartungen für die
Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge benötigten Rohstoffe. men, für die unterschiedliche Technologien und Materialien Anwendung in mobilen Anwendungen entgegengebracht, Hinsichtlich der Speicherung favorisieren die befragten Exper-
Hierzu erfolgt in einem ersten Schritt eine technologische Be- verwendet werden können. allerdings erscheinen diese im Hinblick auf ihren aktuellen ten eindeutig die Druckspeicherung, insbesondere bei hohen
trachtung, um die Kernkomponenten der beiden Antriebs- Entwicklungsstand erst mittelfristig (d. h. nach 2030) einsetz- Druckniveaus. Die weiteren genannten Optionen erscheinen
stränge besser zu verstehen (Abbildung 3-1). bar. Diese Einschätzung wurde von einer Vielzahl der befrag- zwar auch interessant, werden aber als langfristige Optionen
ten Experten bestätigt. Stattdessen sehen die Experten den angesehen, die in Serienfahrzeugen der näheren Zukunft
Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien, in aller Regel mit Nickel- noch keine Anwendung finden werden.
Mangan-Kobalt-Kathode (NMC) sowie mit graphitbasierter
Batterieelektrisches Brennstoffzellen-
Fahrzeug fahrzeug Anode, als die Technologie der Wahl für BEV an. Hierbei wird 3.2 Beschreibung der geeigneten
Batterie
Batterieelektrisches Brennstoffzellen- sich der Trend zu einer Erhöhung des Nickelanteils fortset- Technologien und der notwendigen Rohstoffe
Fahrzeug fahrzeug Elektromotor/ zen.1 Für weitere Fahrzeuge wie z. B. Nutzfahrzeuge könnten
Batterie
Generator
laut Meinung der Experten auch Lithium-Eisenphosphat- Lithium-Ionen-Batterien
Elektromotor/ Batterien (LFP) eine wichtige Rolle einnehmen. Wie im vorangegangenen Abschnitt bereits dargestellt, wer-
Elektrifizierte
Generator
Nebenaggregate
den Lithium-Ionen-Batterien als die passendste Technologie
© Altenburg et al. 2017
Elektrifizierte Zu den verfügbaren Brennstoffzellentechnologien gehören für die Traktionsbatterie in Batterie-Elektrofahrzeugen ange-
H2 Wasserstofftank
Nebenaggregate
FC die alkalische Brennstoffzelle (Alkaline Fuel Cell, AFC), die sehen und daher im Folgenden näher beschrieben. Eine sol-
H2FC Brennstoffzelle
Wasserstofftank Phosphorsäure-Brennstoffzelle (Phosphoric Acid Fuel Cell, che Batterie beinhaltet eine Kathode und eine Anode, die
FCH2
PAFC), die Brennstoffzelle mit Protonenaustauschermemb- durch eine Separatormembran getrennt werden. Je nach
FC Brennstoffzelle
ran (Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC), die Di- Lade- oder Entladebetrieb wandern Lithium-Ionen von der ei-
H2
Abbildung 3-1: rektmethanol-Brennstoffzelle (Direct Methanol Fuel Cell, nen zur anderen, während die Batterie an ihren externen Po-
Darstellung der Antriebe von DMFC) und die Festoxid-Brennstoffzelle (Solid Oxide Fuel len elektrischen Strom zur Verfügung stellt. Ein Elektrolyt
Batterie- und Brennstoffzellen- Cell, SOFC). Angesichts des aktuellen Entwicklungsstandes stellt die Leitfähigkeit für die Lithium-Ionen zwischen Katho-
Elektrofahrzeugen dieser Technologien und deren Eignung für mobile Anwendun- de und Anode sicher.
gen der näheren Zukunft scheint die PEMFC die geeignetste
1 I Eine klassische NMC-Kathode enthält Nickel, Mangan und Kobalt in gleichem Verhältnis und wird daher als 3/3/3- oder 1/1/1-Kathode bezeichnet. Aus wirtschaftlichen und
technischen Gründen wird aber der Nickelanteil zunehmend gesteigert, so dass aktuell das Mischverhältnis 6/2/2 eingesetzt und zukünftig ein Verhältnis von 8/1/1 angestrebt wird.
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