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LCA von EV-Batterie-Recyclingpfaden im deutschen Kontext

Die ökologische Bilanzierung industrieller Rückgewinnungsverfahren für Traktionsbatterien bildet das Fundament für geschlossene Werkstoffkreisläufe in der Elektromobilität. Durch die Gegenüberstellung pyrometallurgischer, hydrometallurgischer und direkter Recyclingpfade unter Berücksichtigung des deutschen Energiemixes lassen sich kritische Emissions- und Ressourcenpotenziale präzise quantifizieren. Die methodische Verknüpfung von Ökobilanzierung und Reverse-Logistik-Strukturen liefert dabei entscheidende Kriterien für die zirkuläre Transformation der deutschen Automobil- und Entsorgungswirtschaft.

Dokumentenvorschau

Dies ist eine kurze Vorschau. Die Vollversion enthält erweiterten Text für alle Abschnitte, ein Fazit und ein formatiertes Literaturverzeichnis.

Bachelorarbeit

DegreeType
LCA von EV-Batterie-Recyclingpfaden im deutschen Kontext

Vorgelegt von:

Group

Vorname Nachname

Betreuer/in:

Prof. Dr. Vorname Nachname

Stadt, 2026

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis
Einleitung
1.1 Problemstellung und Relevanz
1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit
2. Theoretische Grundlagen und technologischer Stand
2.1 Traktionsbatterien und verfahrenstechnische Recyclingrouten
2.2 Methodischer Rahmen der Ökobilanzierung nach ISO 14040/44
3. Methodik und Modellierung im deutschen Kontext
3.1 Zieldefinition, Systemgrenzen und funktionelle Einheit
3.2 Sachbilanzierung unter Berücksichtigung des deutschen Energiemixes
4. Ökobilanzielle Analyse und vergleichende Bewertung
4.1 Ökobilanzieller Vergleich hydrometallurgischer und pyrometallurgischer Rückgewinnungsverfahren
4.2 Sensitivitätsanalyse bezüglich Strommix und Logistikaufwand
5. Diskussion und Handlungsempfehlungen
5.1 Interpretation der Ergebnisse und Limitationen
5.2 Implikationen für die deutsche Kreislaufwirtschaft
6. Fazit und Ausblick
Literaturverzeichnis

Einleitung

Die fortschreitende Dekarbonisierung des Verkehrssektors führt zu einem signifikanten Anstieg von Elektrofahrzeugen und der damit verbundenen Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien. Für eine ganzheitliche Nachhaltigkeitsbewertung reicht die Betrachtung der Nutzungsphase nicht aus, da Rohstoffgewinnung und Entsorgung erhebliche Umweltwirkungen verursachen [3]. Ein geschlossener Materialkreislauf ist unerlässlich, um Primärressourcen zu schonen und Umweltbelastungen zu minimieren [2].

Trotz technologischer Fortschritte stehen bestehende Recyclingpfade vor systemischen Herausforderungen hinsichtlich Energieintensität, Chemikalieneinsatz und Rückgewinnungsraten wertvoller Fraktionen wie Lithium, Nickel und Kobalt [2]. Im deutschen Kontext spielen hierbei der spezifische Strommix sowie regionale Rücknahmelogistiken eine entscheidende Rolle für die tatsächliche ökologische Nettoentlastung [1]. Bislang fehlen oft harmonisierte Sachbilanzdaten für großtechnische Anlagen [7].

Ziel dieser Untersuchung ist die ökobilanzielle Bewertung unterschiedlicher Recyclingverfahren für Traktionsbatterien unter den spezifischen Rahmenbedingungen des deutschen Energiesystems und Entsorgungsmarktes. Auf Basis der DIN EN ISO 14040/44 werden hydrometallurgische und pyrometallurgische Routen vergleichend analysiert. Die Ergebnisse bieten eine fundierte Entscheidungsgrundlage für industrielle Akteure sowie politische Weichenstellungen zur Etablierung zirkulärer Wertschöpfungsketten [1], [6].

4.1 Ökobilanzieller Vergleich hydrometallurgischer und pyrometallurgischer Rückgewinnungsverfahren

Die ökobilanzielle Bewertung von Recyclingpfaden für Lithium-Ionen-Batterien verdeutlicht, dass die Wahl der verfahrenstechnischen Route maßgeblich über die stoffliche Schließung von Kreisläufen entscheidet. Während etablierte Verfahren historisch primär auf ökonomisch werthaltige Fraktionen wie Kobalt, Kupfer, Eisen und Aluminium fokussiert sind, erfordert eine konsequente Kreislaufwirtschaft die Rückgewinnung eines breiteren Spektrums an Komponenten (Velázquez-Martínez et al., 2019). Aus der theoretischen Gegenüberstellung der Verfahrensschritte resultiert ein direkter Zusammenhang zwischen der technologischen Prozesskomplexität und der Qualität sowie Verwendbarkeit der rezyklierten Materialfraktionen (Velázquez-Martínez et al., 2019). Mechanische Vorbehandlungen in Kombination mit weiterführenden nasschemischen Aufbereitungsschritten ermöglichen eine differenziertere Trennung der Aktivmaterialien, verlangen jedoch eine präzise Abstimmung vorgelagerter Prozessketten. In diesem Kontext zeigt sich, dass eine isolierte Betrachtung der verfahrenstechnischen Emissionen unzureichend bleibt, da die Gesamtumweltwirkung substanziell durch logistische Strukturen determiniert wird (Prayogo et al., 2026). Die methodische Verknüpfung von Reverse-Logistik-Systemen und Ökobilanzierung verdeutlicht, dass die Optimierung von Sammel-, Transport- und Aufbereitungsprozessen eine fundamentale Voraussetzung darstellt, um Umweltlasten im Vergleich zur Primärproduktion effektiv zu senken (Prayogo et al., 2026). Infrastrukturelle Rahmenbedingungen und technologische Entwicklungen bestimmen folglich die ökologische Vorteilhaftigkeit industrieller Batterierecyclingrouten im nationalen Kontext maßgeblich.

Literaturverzeichnis

  1. Integrating Reverse Logistics and Life Cycle Assessment for Lithium-Ion Battery Recycling: Advancing Circular Economy and Environmental Sustainability in Indonesia’s Electric Vehicle Industry
    Isna Nugraha, Intania Widyantari Kirana, Dean Tirkaamiana et al.
    DOI-Link
  2. A Critical Review of Lithium-Ion Battery Recycling Processes from a Circular Economy Perspective
    Omar Velázquez-Martínez, Johanna Valio, Annukka Santasalo-Aarnio et al.
    DOI-Link
  3. The Role of Battery Recycling in the Electric Vehicle Lifecycle
    Dr.Sangappa K Rajeshwer
    DOI-Link
  4. Electric Vehicle Lithium-Ion Battery Life Cycle Management
    Ahmad Pesaran, Lauren Roman, John Kincaide
  5. Life cycle assessment of lithium ion battery from water-based manufacturing for electric vehicles
    Kang Shen, Qiang Zhai, Yu Gu et al.
  6. Life Cycle Assessment of Lithium-Ion Battery Recycling: Evaluating the Impact of Recycling Methods and Location
  7. Real-World Life-Cycle Assessment of Industrial-Scale Lithium-Ion-Battery Hydrometallurgical Recycling

Bibliographie

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