Eine Batterie landet im Recycling, und am Ende kommen wertvolle Stoffe heraus. Wie gut das funktioniert, lässt sich scheinbar mit einer einzigen Zahl beantworten: der Rückgewinnungsquote. Sie zeigt, welcher Anteil eines Stoffes wiedergewonnen wird. Doch sie verrät nicht, wie viel Strom, Chemie und Geld der Weg dorthin gekostet hat oder welche Qualität das Ergebnis besitzt.
Genau diese Zusammenhänge wollen die Fraunhofer-Forschungseinrichtung für Batteriezellproduktion FFB und der Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen mit einem neuen Rechenmodell sichtbar machen. Das Modular Lifecycle Tool vergleicht Recyclingketten unter gemeinsamen Annahmen zu Kosten und CO₂-Emissionen. Sein Ansatz zeigt, warum der Blick auf einen einzelnen Prozessschritt zu kurz greift.
Was die Quote sagt und was nicht
Eine Lithium-Ionen-Batterie besteht aus mehreren Materialien. Je nach Zellchemie enthalten ihre Elektroden unterschiedliche Verbindungen; dazu kommen etwa Gehäuse und metallische Folien. Eine Rückgewinnungsquote braucht deshalb immer einen Bezug: Geht es um Lithium, Nickel oder um die gesamte Masse? Und an welcher Stelle der Aufbereitung wird gemessen?
Ein Gedankenbeispiel macht den Unterschied deutlich. Zwei Anlagen erhalten dieselbe Menge eines bestimmten Metalls. Beide gewinnen davon denselben Anteil zurück. Die eine liefert ein Metallgemisch, die andere ein weiter gereinigtes Produkt. Für die zusätzliche Trennung können weitere Schritte nötig sein. Ob sich das lohnt, hängt unter anderem davon ab, wofür das Produkt gebraucht wird und welche Aufbereitung andernfalls später anfällt. Aus der Quote allein lässt sich das nicht ablesen.
Auch der Verlust an einer frühen Station kann die spätere Ausbeute beeinflussen. Wird ein Stoff bei der Sortierung mit einer anderen Fraktion ausgetragen, steht er dem nächsten Schritt nicht mehr in derselben Menge zur Verfügung. Umgekehrt kann eine sorgfältigere Trennung spätere Verarbeitung erleichtern, selbst wenn sie zunächst zusätzlichen Aufwand bedeutet.
Aus einzelnen Schritten wird eine Kette
Recycling beginnt nicht erst bei der chemischen Rückgewinnung. Material muss vorbereitet und vorbehandelt werden. Mechanische Verfahren zerlegen oder trennen Bestandteile; thermische Verfahren nutzen Wärme; hydrometallurgische Verfahren lösen und trennen Stoffe in Flüssigkeiten. Solche Wege können auch kombiniert werden. Welche Schritte folgen, hängt vom Eingangsmaterial und vom gewünschten Produkt ab.
Das Fraunhofer-Modell bildet diese Kette in Bausteinen ab. Nutzer können laut den Entwicklern etwa Durchsatz und Zusammensetzung des Eingangsmaterials einstellen und Verfahren für einzelne Aufgaben wählen. Tauschen sie eine Technik zur Zerkleinerung aus, soll das Modell zeigen, wie sich die Änderung auf nachfolgende Stoffströme und die Gesamtbilanz auswirkt.
Es erfasst nicht nur den Energiebedarf und die damit verbundenen Emissionen. Einfließen können auch Hilfsstoffe, Betriebsausgaben, Investitionskosten, Erlöse für zurückgewonnene Materialien und Entsorgungskosten. Selbst bei gleicher Technik können Standort, Strommix, Lohnkosten und Auslastung das Ergebnis verändern. Eine Anlage, die ihre Kapazität selten nutzt, verteilt feste Kosten auf weniger verarbeitetes Material.
Warum der Strommix das Ergebnis verändert
Strom steht nicht überall für dieselbe Menge an Treibhausgasen. Wie er erzeugt wird, verändert die Klimabilanz eines stromintensiven Prozesses. Das zeigt auch eine Untersuchung in Nature Communications aus dem Jahr 2025. Das Forschungsteam verglich industrielle Recyclingdaten eines Unternehmens in Nevada mit modellierten Lieferketten aus dem Bergbau. In diesem untersuchten Fall war der Stromverbrauch ein wesentlicher Faktor der Umweltwirkungen.
Die Studie betrachtete außerdem die Form des Produkts: Ein gemischtes Metallprodukt und getrennte Salze erfordern unterschiedliche Verarbeitung. Das Ergebnis ist kein allgemeines Gütesiegel für jede Anlage. Es zeigt vielmehr, weshalb beim Vergleich dieselbe Frage gestellt werden muss: Welche Materialien kommen in welcher Qualität heraus und welche Schritte gehören zur Rechnung?
Die Grenzen der Rechnung sind entscheidend. Ein Vergleich nur innerhalb der Fabrik kann anders ausfallen als einer, der auch Sammlung, Transport und die Herstellung ersetzter Rohstoffe berücksichtigt. Werden verschiedene Start- und Endpunkte gewählt, wirken Zahlen möglicherweise vergleichbar, obwohl sie unterschiedliche Abschnitte beschreiben. Das gilt für Kosten ebenso wie für Emissionen.
Das beste Verfahren hängt von der Aufgabe ab
Für einen Betreiber kann eine Veränderung attraktiv sein, wenn sie Kosten senkt. Für eine Klimabilanz kann zugleich wichtig sein, wie viel Energie die veränderte Kette benötigt und woher diese kommt. Für den Materialkreislauf zählt zusätzlich, welche Stoffe in welcher Reinheit erneut eingesetzt werden können. Diese Ziele müssen nicht bei jedem Verfahren in dieselbe Richtung zeigen.
Das neue Werkzeug soll solche Fragen unter einheitlichen Annahmen vergleichbar machen. Es liefert laut Fraunhofer eine Grundlage für die Bewertung von Alternativen und für Szenarien, etwa zu Standort und Auslastung. Welche Variante im konkreten Fall sinnvoll ist, hängt weiterhin von den eingegebenen Daten und den betrachteten Grenzen ab. Die Rückgewinnungsquote bleibt dabei eine wichtige Zahl. Erst zusammen mit dem Weg zum Ergebnis wird sie zu einer aussagekräftigen Entscheidungshilfe.
Quellen
- Fraunhofer FFB: New assessment tool enables comparison of costs and emissions from recycling technologies, 4. November 2026.
- Machala et al.: Life cycle comparison of industrial-scale lithium-ion battery recycling and mining supply chains, Nature Communications, 24. Januar 2025.
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