Die zunehmende „KI-fizierung“ der Welt vergrößert ein Problem, vor dem wir ohnehin schon stehen: das Speichern von Energie. Die rasante Elektrifizierung fast aller Branchen zusammen mit dem steigenden Energiehunger von KI-Anwendungen bedeutet, dass wir dringend mehr grüne Energie benötigen. Unsere aktuelle Infrastruktur stellt das allerdings vor Herausforderung. Herkömmliche Stromnetze sind zunehmend überfordert. Bislang sind grüne, erneuerbare Energiequellen wie Solar- und Windenergie zudem zu unbeständig, um fossile Brennstoffe vollständig ersetzen zu können. Zumindest, solange uns nicht genügend Speichermöglichkeiten für eine spätere Nutzung zur Verfügung stehen.
Für eine erfolgreiche Dekarbonisierung müssen wir also die Lücke zwischen der Erzeugung und dem Verbrauch von grüner Energie schließen. Wir brauchen Lösungen, die unsere Netze widerstandsfähiger machen und es uns ermöglichen, die Energie der Sommersonne für die Winterkälte zu speichern.
Zirkulare Energiespeicherung dank E-Auto-Batterien
E-Autos spielen eine wichtige Rolle bei der Reduzierung von Emissionen im Straßenverkehr. Ihre Batterien enthalten allerdings erhebliche Mengen an wertvollen und seltenen Materialien. Bei der derzeitigen weltweiten Verkaufsgeschwindigkeit von Elektrofahrzeugen gehen Expert:innen davon aus, dass bis 2040 etwa 20.500 Kilotonnen Altbatterien anfallen werden. Das entspricht etwa dem 55-fachen Gewicht des Empire State Buildings. Daher müssen wir unbedingt für ihre Weiternutzung und Recycling sorgen.
Jessika Richter ist Forscherin für Umweltpolitik an der Universität Lund in Schweden. Gegenüber dem Guardian erklärte sie: „Am Ende der ersten Nutzungsphase in Elektrofahrzeugen bleibt noch viel [Batterie-]Kapazität übrig.“ Wenn die Batterie aus einem E-Auto ausgemustert wird, hat sie oft noch über 50 Prozent ihrer ursprünglichen Ladekapazität. Diese Batterien sind zwar nicht mehr für den Straßenverkehr geeignet. Für eine stationäre Energiespeicherung reichen sie aber immer noch aus.
Genau hier kommt eine neue zirkuläre Lösung ins Spiel: Diese Batterien können weiterverwendet werden, um das Stromnetz mit Energie zu versorgen. Dadurch wird die Lebensdauer der Materialien, die aus der Erde entnommen wurden, deutlich verlängert werden. Gleichzeitig bekommen wir eine kostengünstige Speicherlösung, die sich gut skalieren lässt.
Die „Full-Stack“-Plattform von Redwood Materials wurde entwickelt, um diese Aufgabe zu bewältigen. Das Unternehmen wickelt bereits fast 90 Prozent des Lithium-Ionen-Batterie-Recyclings in Nordamerika ab. Jährlich verarbeitet das Unternehmen über 20 Gigawatt-Stunden an Batterien. Das entspricht den Akkus von rund 250.000 Elektrofahrzeugen.
Bei RESET lieben wir zirkuläre Lösungen – aber wie gut funktioniert das wirklich?
Wie Redwood Materials Kreisläufe schließen will
Der Prozess, den Redwood Materials entwickelt hat, beginnt mit einem landesweiten Logistiknetzwerk. In diesem sammeln Mitarbeiter:innen die Akkus von Elektrofahrzeugen ein. Jeder Akku, den Redwood erhält, wird einer internen Diagnose unterzogen, um festzustellen, ob er sofort recycelt werden sollte oder ob er sich für ein zweites Leben eignet.
Geeignete Akkus werden dann unabhängig von ihrem ursprünglichen Hersteller oder ihrer chemischen Zusammensetzung in modulare Speichersysteme integriert. Diese dienen der Unterstützung anspruchsvoller Anwendungen. Ein aktuelles Anwendungsbeispiel ist die Stromversorgung der Crusoe-KI-Infrastruktur. Wenn ein Akku schließlich das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat, fließt er zurück in das Recyclingsystem von Redwood Materials. Dort gewinnt das Unternehmen 95 Prozent der kritischen Materialien zurück, die zu neuen Akkus verarbeitet werden.
Brückentechnologie statt endgültiger Lösung
Das Konzept von Redwood Materials steht für eine wichtige zweigleisige Entwicklichung in Richtung einer grünen Transformation. Einerseits brauchen wir mehr Speicherlösungen, um auf fossile Brennstoffen verzichten zu können. Andererseits hat sich das Recycling von Elektrofahrzeugbatterien zwar verbessert, gilt aber immer noch als unzureichend. In den USA, wo Redwood seinen Sitz hat, sind Recyclingprogramme weitgehend freiwillig. Die Recyclingquoten für Batterien liegen dementsprechend bei unter 15 Prozent.
Obwohl der Ansatz von Redwood Materials beide Probleme gleichzeitig angehen kann, gibt es noch ein weiteres Problem: Besitzer:innen von Elektrofahrzeugen müssen erst einmal wissen, wie sie Zugang zu Sammelstellen für E-Auto-Batterien erhalten, um das wachsende Problem der „verwaisten Batterien“ zu vermeiden. Sobald eine Batterie aus einem Fahrzeug ausgebaut wird, erlischt die Garantie und es ist unklar, wem genau sie gehört. So besteht die Gefahr, dass sie auf einem Schrottplatz, in einer Garage oder in einer Werkstatt landet, ohne einen klaren Weg für eine verantwortungsvolle Verwertung.
Darüber hinaus befinden sich die meisten Sammelstellen für Batterien in den USA weit entfernt von Recyclinganlagen, was das Risiko gefährlicher Brände ansteigen lässt und die Transportkosten in die Höhe treibt. Auch in Europa scheint das Recycling von E-Auto-Batterien aktuell nicht rentabel zu sein, so das Ergebnis einer aktuellen Studie der RWTH Aachen. Rund 70 Prozent der Kosten entfallen auf den Transport. Da Elektrofahrzeuge zudem noch recht neu sind, haben viele Besitzer:innen vorher noch nie eins besessen. Sie wissen dementsprechend nicht, was sie mit einer fast 500 Kilogramm schweren Batterie tun sollen. Aufklärung ist also ein entscheidender Faktor.
Rechenzentren sind ein weiterer Stolperstein
Die rasant steigende Nachfrage nach KI Rechenzentren erschwert zudem die Energiewende. Auch gebrauchte Batterien werden das Problem des enormen Energiebedarfs von Rechenzentren nicht lösen können, sondern lediglich einen Teil der Lösung darstellen.
Die derzeitige Recyclingkapazität von E-Auto-Batterien in Europa liegt rund zenhmal unter dem Niveau, das für 2030 erforderlich ist. Der Erfolg von Redwood und anderen Wettbewerbern wird weitgehend davon abhängen, ob die Politik ausreichend aktiv wird. Dazu gehören Öffentlichkeitsarbeit und Anreize und Regulierungen für das Recycling von E-Auto-Batterien. In den USA klingt das, zumindest zum aktuellen Zeitpunkt und milde ausgedrückt, in noch recht weiter Ferne.
Das ernorme Potenzial bleibt allerdings offensichtlich. Die Zeit drängt, diese drohende ökologische Zeitbombe in einer nachhaltige, unabhängige Lieferkette zu verwandeln.
