Recycling von alten E-Scootern

Der vielgescholtene E-Scooter konnte seine angekündigten Umweltversprechen, vor allem aufgrund seiner Nutzungsweise, bislang nicht immer nicht halten. Da auch die Lebensdauer von E-Scootern, wie alles andere in dieser Welt, begrenzt ist, stellt sich zwei Jahre nach ihrer Einführung die Frage, ob die zahlreichen Altroller nun zu einem Problem für Umwelt und Recyclingunternehmen werden könnten.

Ein kurzes, intensives Leben…und dann?

Das Leben eines elektronischen Rollers ist, insbesondere im E-Scooter Verleih, wo die meisten dieser Art ihre Arbeit verrichten, äußerst kurz. Das Umweltbundesamt gibt auf seiner Webseite zu verstehen, dass der durchschnittliche E-Scooter lediglich eine Lebenserwartung zwischen einem und zwölf Monaten hat. Die starken Schwankungen erklären sich dabei nicht nur aus der unterschiedlichen Qualität der Geräte, sondern hängen in hohem Maße auch von verschiedenen Nutzungsfaktoren ab. Während Kratzer und Schrammen im Lack der Zweiräder noch leicht ausgebessert, oder gar ignoriert werden können, sind es vor allem die sensiblen E-Scooter Akkus aus Lithium-Ionen, welche bei unsachgemäßen Gebrauch schnell den Geist aufgeben. Hierbei gelten die gleichen Prinzipien, die jeder von seinem privaten Handy-Akku kennen dürfte. Wird eine Roller beispielsweise zu hohen (über 50 °C) oder zu niedrigen (unter -10 °C) Temperaturen aussetzt, kann dies zu einer irreversiblen Verringerung der Akkukapzität führen. Gleiches gilt bei vollständigem Laden oder einer so genannten Tiefenentladung. Darüber hinaus können aber auch mechanische Einwirkungen zu Akkuschäden führen, beispielsweise durch zu harte Stöße, „hingeschmissene“ oder vom Wind umgestoßene Roller. Hier besteht Kurzschluss- und mitunter auch Brandgefahr.

Da im Verleih aus mangelndem Verantwortlichkeitsgefühl häufig nicht allzu genau auf eine schonende Nutzung der Geräte geachtet wird, ist die E-Scooter Lebensdauer im Schnitt also geringer als sie womöglich sein könnte. Damit einher geht die Frage der Entsorgung. Können wir die ganzen Roller nach ihrem Ableben recyceln, oder brauchen wir in naher Zukunft gigantische Scooter-Massengräber?

Den E-Scooter zerlegen

Ein elektronischer Roller besteht aus einigen verschiedenen Teilen und Materialien. Die Rahmen, welche besonders leicht sein sollen, werden meistens aus Aluminium-Legierungen hergestellt, die aus der Luftfahrt und Industrie bekannt sind. Seltener werden auch Carbongestelle verwendet. Der unbedingt notwendige elektrische Motor besteht hingegen überwiegend aus Metallen, Kupferdraht und Magneten. Die bereits erwähnten Akkus sind eine Zusammensetzung aus Kobalt, Nickel, Kupfer, Elektrolyten und dem namensgebenden Lithium. Hinzu kommen Stahl, Plastik, Gummi und Silikon für Reifen und Verkleidung.

Wer die verwendeten Materialien nun wiederverwerten möchte, muss also zunächst die einzelnen Komponenten voneinander trennen und anschließend in ihre Bestandteile zerlegen, sodass am Ende wieder reine Rohstoffe stehen, die zum Beispiel zu neuen Rollern verarbeitet werden können. Für die meisten Bauteile funktioniert dies relativ problemlos. Rahmen, Verkleidung und Motor bestehen aus lange bekannten Materialien, für die gute magnetische, hydraulische und thermische Isolationsverfahren bekannt sind. Etwas anders sieht es da schon bei den Akkus aus. Zwar sind auch diese längst aus anderen Geräten, beispielsweise Smartphones bekannt, allerdings sind die meist verwendeten thermischen Verfahren zur Rückgewinnung der Rohstoffe mit einigen Problemen verbunden. Das liegt nicht zuletzt an den notwendigerweise mitverbauten Elektrolyten.

Das Problem mit den Akkus

Das Wiederverwerten eines Akkus beginnt notwendigerweise mit einer Portion Handarbeit. Denn hinter dem gemeinsamen Gehäuse, das auch Kabel, Kühlelemente und Elektronik umfasst, verbergen sich kleine modular zusammengefasste Zellen, welche für die eigentliche Energiespeicherung zuständig sind. Diese Module müssen ausgebaut und gesondert behandelt werden. Was vom Gehäuse übrig bleibt (Kupferleitungen, Metallteile und Kunststoffe), kann gemeinsam mit den übrigen Rollerteilen im gewöhnlichen Wertstoffrecycling verarbeitet werden.

Die zurückbleibenden Module werden im branchenüblichen Verfahren eingeschmolzen. Dabei lassen sich die verwendeten metallischen Bestandteile, namentlich Kobalt, Kupfer und Nickel, gut voneinander trennen, da sie unterschiedliche Schmelzpunkte und Dichten haben. Damit sind die wertvollsten Rohstoffe der Akkus bereits isoliert und können zu 95 Prozent wiederverwendet werden. Übrig bleibt dann nur noch eine Lithiumschlacke, die mit Rückständen von Aluminium und Eisen verunreinigt ist. Mit einem hydrometallurgischen Verfahren kann das Lithium aus der Schlacke isoliert werden. Bei diesem Prozess werden die unterschiedlichen Löslichkeiten, der verwendeten Elemente genutzt, um sie voneinander zu trennen.

Ein großes Problem an dieser Einschmelzmethode stellen, neben ihrem hohen Energiebedarf, vor allem die in den Modulen enthaltenen Elektrolyten dar. Das sind Flüssigkeiten, welche durch die in ihnen enthaltenen, elektrisch geladenen Atome oder Moleküle elektrisch leitfähig sind. Ihre Leitfähigkeit kann zudem durch verschiedene Zusätze, so genannte Leitsalze, auf ein gewünschtes Maß manipuliert werden. Schmilzt man nun zur Rückgewinnung der wertvollen Metalle die Module der Lithium-Ionen-Akkus ein, verbrennen die darin enthaltenen Elektrolyte und setzten dabei Flourgase frei, die den meisten als das F aus der FCKW-Gruppe bekannt sein dürften. Infolgedessen ist bei dieser Methode zusätzlich eine spezielle Abgaswäsche nötig, um Umwelt und Ozonschicht zu schützen.

Die Duesenfeld-Methode

Ein Unternehmen aus Deutschland arbeitet deshalb seit einigen Jahren an einem Verfahren, das alle Ressourcen der Akkus ohne große Hitze voneinander trennen und in den Werkstoffkreislauf zurückführen kann. Die Firma Duesenfeld hat auf dem Gelände eines ehemaligen Stahlbaubetriebs in der Nähe von Braunschweig seine Pilotfabrik eingerichtet. Hier werden die einzelnen Akkumodule nicht erhitzt sondern geschreddert. Ein mit Stickstoff gefluteter Maschinenraum verhindert dabei nicht nur das Entflammen, sondern ermöglicht darüber hinaus auch den Abtransport des Elektrolyten. Dieser kondensiert an der Seite der Anlage bei Umgebungstemperatur und soll später beispielsweise für die Produktion von Lösemitteln eingesetzt werden. Das zurückbleibende Mahlgut, welches die eigentlich wertvollen Komponenten der Batterien enthält, wird in einem zweiten Schritt voneinadner separiert. Dabei wird nach Gewicht „sortiert“. Die schweren Bestandteile, werden dann in einem dritten Schritt nach magnetischen Eigenschaften getrennt, sodass anschließend Kupfer und Aluminium in reiner Form zur Weiterverarbeitung bereitstehen. Die leichten Bestandteile bleiben in Form eines schwarzen Pulvers zurück. An einen E-Scooter dürften sie in diesem Zustand niemanden mehr erinnern.