Elektromobilität hat blutige Hände

fire-and-water-2354583_1920.jpg

Nach dem Dieselskandal liegt die Hoffnung des Individualverkehrs auf Elektroautos. Schätzungen zu Folge wird etwa jedes vierte Auto ein Elektroauto sein. Bei der wachsenden Anzahl an Elektroautos steigt ebenfalls die Nachfrage nach dem Alkalimetall Lithium. Das Metall ist das leichteste Metall in unserem Periodensystem. Im Verhältnis zu dem kleinen Ionenradius besitzt es im Vergleich zu den anderen Metallen eine sehr hohe Ladungsdichte und eignet sich damit hervorragend zum Herstellen von Batterien und Akkus. Die ablaufenden Reaktionen in den Stromspeichern verläuft problemlos bei Raumtemperatur, sodass Lithium besonders Anwendung findet bei portablen Geräten wie Mobiltelefonen oder Klapprechnern.

Global wurden 2017 etwa 43 000 t Lithium gefördert. Davon kamen 14 100 t Lithium aus Chile und aus Argentinien 5500 t. Der weltweite Bedarf nach dem Leichtmetall ist sogar noch größer und kann selbst durch Recyclen zur Zeit nicht gedeckt werden, sodass der Preis sich seit 2016 mehr fast verdreifacht hat. Und der Hunger nach Lithium wird sich im Rahmen der Energiewende und dem Anstieg an Elektroautos wachsen. Deutschland hat darum nun mit Bolivien einen Vertrag geschlossen, der ab 2021 jährlich 70 000 t Lithiumhydroxid (LiOH) sichern soll.

Der Abbau des Alkalimetalls erfolgt hauptsächlich in Chile, Bolivien und Australien. Während in Australien Lithium enthaltende Erze abgebaut werden, werden in Chile, Argentinien und Bolivien das Lithium aus dem Grundwasser und stehenden Gewässer gefiltert. Hierzu wird das Wasser verdunstet, sodass nur noch die gelösten Salze zurückbleiben, die in chemischen Prozessen weiter aufbereitet werden um möglichst reines Lithiumcarbonat zu enthalten. Die Quellenlage über den Gehalt von Lithiumcarbonat in den Wassern ist leider schlecht. Der Blick auf ein Mineralwasser verrät welche Ionen in welchen Konzentrationen im Wasser enthalten sind. Bei deutschen Mineralwassern wird meistens Lithium nicht mit angegeben, da es nur in einer geringfügigen Menge vorhanden ist. Da Lithium in der Neuromedizin auch als Antidepressivum eingesetzt wird, bewerben einige Hersteller von Mineralwasser ihre Wasser, wenn sie besonders viel Lithium enthalten. Bad Mergentheimer Albertquelle ist ein solches Wasser und enthält etwa 11,8 mg Lithium pro Liter. Zur Vereinfachung sei daher anzunehmen, dass der Lithiumgehalt in den Gewässern etwa in dieser Größenordnung liegt. Über den Daumen gerechnet, schätzen wir, dass dort die Konzentration vielleicht 10x so hoch sein könnte. Das würde bedeuten, dass für 1 g Lithium etwa 8,5 l Wasser verdunsten müssen. Für eine Tonne also 8 500 000 Liter Wasser, welches nicht mehr zum Trinken oder Bewässern von Feldern zur Verfügung steht. Für die geförderte Masse von 19 600t Lithium von Argentinien und Chile werden demnach 166 600 000 000 Liter Wasser benötigt. Das bedeutet das pro Tag immer noch etwa 450 Millionen Liter Wasser verbraucht werden. Das entspricht etwa den Wasserbedarf von ganz Berlin. Besonders problematisch ist, dass in Chile die Wasserversorgung komplett in privater Hand ist. Der Staat hat so keine Kontrolle über die Wasserversorgung und kann nicht gegebenenfalls eingreifen um die Wasserversorgung seiner Bevölkerung sicherzustellen. Wir erkämpfen unseren Hunger nach Lithium, unser gutes Gewissen für die CO2 Bilanz und unser Bedürfnis nach sauberer Luft, mit dem Durst nach Wasser in anderen Regionen.

Bedauerlicherweise gibt es keine Gütesiegel, die eine Kontrolle vom Kunden ermöglichen würde. Auch bei Interesse an Nachhaltigkeit für Mensch und Umwelt kann kein ökologisch unbedenkliches dargestelltes Lithium gekauft werden.

Auch wenn es schwierig ist genaue Aussagen aufgrund der unterschiedlichen Gewinnung von Lithium den genauen CO2 Ausstoß zu messen, so wird geschätzt, dass ein Elektroauto erst ab 30 000 km CO2 neutral fährt, sofern der zu tankende Strom aus CO2 neutralen Quellen stammt. In Deutschland ist der Strommix vor allem durch den unsauberen Kohlestrom dominiert, wodurch eine CO2 Neutralität von Elektroautos sich auf 100 000 km verschiebt. Die durchschnittliche Fahrleistung pro Fahrzeug lag 2017 bei etwa 13257 km. Damit ein Elektroauto also eine positive CO2 Bilanz aufweist, müsste das Auto etwa 7 bis 8 Jahre gefahren werden. Besonders heikel wird diese Rechnung, wenn mit einbezogen wird, dass Elektroautos aufgrund ihrer kurzen Reichweite eher als Kurzstreckenwagen betrachtet werden.

Doch auch wenn die Gewinnung von Lithium große Mengen von Wasser benötigt, ist es notwendig eine Alternative zum klassischen Verbrennungsmotor zu suchen. Die Erdölreserven sind begrenzt und auch künftige Generationen sollten das Recht behalten das Erdöl für andere Produkte wie die Herstellung von Medikamenten nutzen können.

Mögliche Alternative wäre vielleicht die Weiterentwicklung der Fluorbatterie. Auch das Element Fluor hat eine hohe Dichte an elektrischer Ladung und könnte als Erz abgebaut werden, sodass zumindest der Wasserverbrauch reduziert wird. Die Fluorbatterien können achtmal so viel Energie speichern wie eine gleichgroße Lithiumbatterie. Bisher funktionierten sie allerdings nur bei Temperaturen von mehr als 150°C, was besonders für kleine Elektronik nicht händelbar war. Hoffnung machen Wissenschaftler, die in dem Wissenschaftsmagazin eine Fluorid-Batterie vorstellten, die auch bei Raumtemperatur funktioniere. Allerdings könne dieser Stromspeicher bisher nur sieben Mal geladen werden.

Zukünftig von Bedeutung könnte ebenfalls der Kraftstoff Methanol sein. Im Gegensatz zu Wasserstoff ist er bei Raumtemperatur flüssig, was seine Handhabung erleichtert, da er nicht komprimiert werden muss. Die Energie aus regenerativen Quellen bei der Sythese von Methanol aus CO2 und Wasser chemisch gespeichert werden. So könnten mit einem Wirkungsgrad von 80% Methanol in Brennstoffzellen benutzt werden. Bei heute handelsüblichen Tanks wäre eine Reichweite von 500 km denkbar. Zudem verliefe das Tanken wie heute gewohnt schnell an Tankstellen. Ein weiterer Vorteil wäre die Reduzierung der Masse, weil die große Masse der Batterie entfiele.

 

 

Werbeanzeigen

6 Kommentare zu „Elektromobilität hat blutige Hände

Gib deinen ab

  1. Hey cool, dann verschwindet endlich fluor aus den Zahnpasten – ein weiterer Gewinn für die Volksgesundheit.

    Was ist mit den anderen seltenen Erden, welche für Batterien und Elektronik benötigt werden. Ach haben wir übrigens schon die nächsten Kriege diesbezüglich geplant und somit auch die dazu gehörigen Flüchtlingsströme…
    Hier noch ein kleiner Mainstream-Focus-Bericht:
    https://www.focus.de/auto/elektroauto/wettlauf-um-seltene-erden-rohstoff-imperalismus_id_8757129.html

    Ah, hier noch ein kleiner „Live“-Bericht aus Boliven betreff Lithium…

    Na und überhaupt die Energie-Effizienz bei Elektro-Autos von der Stromgewinnung bis zum gefahrenen Kilometer – da hat der Diesel dann doch umLängen die Nase vorne.

    Na, ich bin rund 30 Jahr zurückgeflasht, damals zum Thema Atomenergie – war dort doch ein besonders toller Spruch der Leute, die sich zu schade waren zu denken: Hä, was? Bei mir kommt der Strom aus der Steckdose.

    Nun, die große Quizfrage, woher kommt derzeit der Strom für die Elektro-Autos??? und was, wenn wir wahrlich 25% oder mehr Anteil an Elektro-Autos hätten?

    Viel Spaß beim Entwirrden der Kausal-Ketten.

    Aber sonst und überhaupt,
    alles Liebe,
    Raffa.

    Gefällt 1 Person

    1. Lithium? Seltene Erden? Lithium ist das dritthäufigste Element auf unserem Planeten. Zudem hat sich Deutschland die Rechte in Bolivien gesichert.

      Der Vergleich des Wirkungsgrades von Diesel und Elektroautos ist nicht ganz fair. Zum einen können mit regnerativen Quellen der Strom wieder hergestellt werden. Das Erdöl ist irgendwann aufgebraucht. Zudem handelt es sich bei dem Erdöl ja auch um Produkte aus der Fotosysthese, die auch keinen sonderlich hohen Wirkungsgrad hat. Also wenn der Strom aus umweltfreundlichen Technologien kommt, ist der Verlust nebensächlich.

      Gefällt 1 Person

      1. Kommt der Strom derzeit aus diesen regenerativen Quellen? und, wie ich schon andeutete, was ist, bei einem hohen E-Auto-Anteil?? Schaffen das die Windräder, Die Sonnenkollektoren und was ist bei Windstille und bedecktem Himmel?? Abgesehen davon, daß für beide Technologien auch wieder seltene Erden erforderlich sind — das sind alles nur Milchmädchen-Rechnung und der Lashback wird so heftig sein, but never mind, wir haben zumindest die beste Ideologie dafür hergegeben.

        Andere Frage meine Liebe, wie alt bist du? – damit ich meine Antworten angemessen abstimmen kann – außer die Frage ist jetzt zu intim oder übergriffig?

        Liken

        1. Also eine gute Lösung wäre das Speichern von Energie in Methanol. Der lässt sich gut transportieren und hat einen hochen Wirkungsgrad. Das würde uns auch unabhängiger vom Wetter machen. Zurzeit stehen häufig Windkraftwerke still, weil sie den Strom nicht ins Netz speisen können, weil das die Leitungen überfordern würden. Im Gegensatz zu Kohlekraftwerken können Windräder sehr leicht herunter gefahren werden, wenn der Bedarf sinkt,

          Mein Alter möchte ich nicht verraten, da ich künftig über meine neue Schule schreiben möchte und hier möglichst unerkannt bleiben möchte. Solange deine Antwort respektvoll sein sollte, ist sie angemessen. Zudem bin ich Freundin von Direktheit.

          Gefällt 1 Person

          1. Meine liebe Unbekannte oder Mrs. X,
            Ich befürchte, daß ich als alter Sack entspannte zwei Jahrzehnte mehr auf dem Buckel habe. Zudem hege ich betreff deiner Person und deines Lebenslaufes eine Befürchtung, welche grundsätzlich nicht schlimm ist, wo ich auch nicht auf die Idee käme, hier jetzt den „Larry“ ´raushängen zu lassen – denn wir alle sind etwas Besonderes und keiner ist etwas Besseres. Jedoch geht meine Befürchtung in die Richtung, daß du einen „behüteten, systemischen Lebenslauf“ – wo ich mal so dreist bin, den kurz „abzureißen“: Kindergarten-Grundschule-weiterführende Schule-Abitur-Universität- diverse Anstellungen im Schulsystem…
            Wenn du magst, verneine es, bestätige es, korrigiere es oder gib keine Antwort – ganz gleich, wie es dir behagt.

            Gerne verrate ich dir, wie ich dazu komme: In deinen Ausführungen, Einstellungen, ob es jetzt gesellschaft-politischer Natur ist oder was deine Lebensziele angeht kann ich wenig Praxisbezug und … erkennen, Kann es zudem sein, daß du dich noch so eben zu den „Twens“ zählen kannst??

            Dann weiß ich bei meinen Antworten, daß ich noch etwas weiter ausholen darf, schon allein aufgrund der mehr erfahrenen Jahren und der damit verbundenen Ehrfahrungen.

            Wenn es für dich soweit ok. ist?

            Liken

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden /  Ändern )

Google Foto

Du kommentierst mit Deinem Google-Konto. Abmelden /  Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden /  Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden /  Ändern )

Verbinde mit %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Create a website or blog at WordPress.com

Nach oben ↑

%d Bloggern gefällt das: