Wie nachhaltig ist die Herstellung von Elektrofahrzeugen?
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Im April 2020 veröffentlichte das Berkley Law Center for Law, Energy & Environment eine Studie mit dem Titel „Aufbau einer nachhaltigen Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien.“ Diese Untersuchung stellt den erheblichen Anstieg der Nachfrage nach nachhaltigen Transportlösungen fest und erkennt an, dass Hersteller Elektrofahrzeuge in erster Linie als Antwort betrachten. In diesem Zusammenhang streben Regulierungsbehörden danach, die Nachhaltigkeit und Transparenz der Lieferketten für Elektrofahrzeuge zu verbessern und sicherzustellen.
In diesem Artikel beleuchten wir typische Lieferketten für EV-Batterien, Hersteller und Innovationen, die das Potenzial haben, den Markt zu revolutionieren, sowie die Möglichkeiten, wie die Digitalisierung der Lieferkette dazu beitragen kann, eine nachhaltige Herstellung von EV-Batterien sicherzustellen.
Wie nachhaltig sind Lieferketten für EV-Batterien?
Es wurde viel geforscht und viele Vergleiche zwischen den CO2-Bilanzen von Elektrofahrzeugen und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (ICE) angestellt. Die meisten sind sich einig, dass die gesamten Lebenszyklusemissionen – kombiniert aus Herstellung und Betrieb – von Elektrofahrzeugen im Durchschnitt etwa 50 % geringer sind als die von ICE-Fahrzeugen.
Bildnachweis: Aufbau einer nachhaltigen Lieferkette für Elektrofahrzeugbatterien: häufig gestellte Fragen
Die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien ist jedoch für einen erheblichen Teil dieser Emissionen verantwortlich. Tatsächlich haben frühere Untersuchungen gezeigt, dass
Eine vorgeschlagene Methode zur Bewältigung dieses Problems ist der Leichtbau – der seit Jahrzehnten ein entscheidender Bestandteil des Chassis-Designs und der Herstellung von ICE-Fahrzeugen ist. Viele der für die Automobilherstellung notwendigen Rohstoffe sind schwer. Dies führt zu höheren Kohlenstoffemissionen bei der Gewinnung, Raffination und dem Transport während der Herstellungsprozesse. Im Jahr 2013 war
Diese innovative Diversifizierung hat sich seitdem zu einem Trend unter Automobilherstellern entwickelt. Da etwa 40 % des Werts eines Elektrofahrzeugs in der Batterie selbst liegen, zögern OEMs, diesen Wert anderweitig zu vergeben. Dies führt dazu, dass Hersteller ihre Fertigungsprozesse lokalisieren. Dennoch bleibt das Problem der Rohstoffe bestehen.
Das Diagramm unten zeigt die Rohstoffbeschaffung von Tesla, wie sie von Harvard-Forschern im Jahr 2019 dargestellt wurde.
Bildnachweis: Wie Elektroautos wirklich „grün“ werden können, ein für alle Mal
Welche Rohstoffe benötigen Lithium-Ionen-Batterien?
Da etwa 60 % des Kobaltangebots und 80 % der Reserven aus dem Kleinbergbau in der Demokratischen Republik Kongo stammen, werden Automobil-OEMs um Transparenz hinsichtlich der Methoden und Mittel gebeten, die zur Beschaffung ihrer Rohstoffe eingesetzt werden. Unternehmen wie Panasonic entwickeln derzeit kobaltfreie Lithium-Ionen-Zellen. Auf der Consumer Electronics Show 2021 stellte Panasonic seine neuesten Zellen vor, die bereits weniger als 5 % Kobalt enthalten.
Obwohl es reichlich Lithium abzubauen gäbe, werden die aktuellen Preise die notwendigen Investitionen für den Abbau nicht unterstützen. Und obwohl es Nickelvorkommen in Nordamerika, Finnland und Russland gibt, wird der größte Teil des weltweiten Nickels in China und Fernost raffiniert – was es für westliche Organisationen billiger macht, raffiniertes Nickel aus Übersee zu importieren. Angesichts der anhaltenden Störungen in den automobilen Lieferketten werden Hersteller, die mit agilen Methoden arbeiten, unweigerlich die ersten sein, die erfolgreich sind.
Herstellung nachhaltiger Lithium-Ionen-Batterien
Mehrere Fortschritte bei unserer Fähigkeit, Lithium-Ionen-Batteriekomponenten zu recyceln, werfen ein positives Licht auf das Potenzial für eine wirklich zirkuläre Elektrofahrzeugwirtschaft. Es ist möglich, dass wir in den kommenden Jahren einen kaskadierenden Wiederverwendungslebenszyklus für Li-Ionen-Batterien erleben werden, bei dem ausgediente EV-Batterien als Teil eines „Smart Grid“ zur Ladung aus stationären Energiespeichersystemen genutzt werden könnten.
Derzeit gibt es nur geringe Mengen an EV-Batterien, die wiederverwendet oder recycelt werden müssen. Doch die jüngste, rasche Expansion des Elektrofahrzeugmarktes könnte bald Probleme für Recyclingbetriebe verursachen. Hier sind einige Lehren, die schnell aus der Blei-Säure-Batterie-Recyclingindustrie gezogen werden sollten. Blei-Säure-Batterie-Designs sind relativ standardisiert und für die Demontage optimiert, aber angesichts der schnellen Innovationen in der Li-Ionen-Batterietechnologie war dies bisher ein sekundäres Anliegen.
Zusammenfassung
Die neue Realität, der sich Automobil-OEMs stellen müssen, ist, dass die Verbraucherbedenken, die die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen auf den heutigen Höhepunkt getrieben haben, dieselben Bedenken sind, die Transparenz in der gesamten Lieferkette fordern. Verbraucher machen Hersteller für die Entscheidungen, die sie treffen, die Prozesse, die sie anwenden, und die Materialien, die sie zur Bereitstellung ihrer Produkte und Dienstleistungen verwenden, verantwortlich. Daher ist es entscheidend, dass Planung und Kommunikation in den gesamten Lieferketten eng aufeinander abgestimmt und aktuell sind. Dies ist der Hauptvorteil digitaler Fertigungslösungen wie DELMIA, die dazu beitragen, Menschen, Prozesse und Daten aus Ihrem gesamten Unternehmen und der gesamten Lieferkette zusammenzuführen.
