Kobalt ist ein Metall, das in vielen Batterien von Elektrofahrzeugen verwendet wird. Neu ist, dass Tesla „kobaltfreie“ Batterien einsetzen will, aber was für eine „Ressource“ ist Kobalt eigentlich? Ich fasse die wichtigsten Grundlagen zusammen, die Sie wissen möchten.
Sein Name lautet: Konfliktmineralien aus Dämonen
Kennst du das Element Kobalt? Es ist nicht nur in Batterien von Elektrofahrzeugen und Smartphones enthalten, sondern wird auch in hitzebeständigen Kobaltlegierungen wie Triebwerken und Bohrern, Lautsprechermagneten und – überraschenderweise – in der Ölraffinerie verwendet. Kobalt ist nach dem „Kobold“ benannt, einem Monster, das häufig in Dungeon-Science-Fiction-Geschichten auftaucht. Im mittelalterlichen Europa glaubte man, Kobolde würden in Minen Magie wirken und so schwer abbaubare und giftige Metalle erzeugen. Genau.
Ob nun tatsächlich Monster in der Mine lauern oder nicht, Kobalt ist giftig und kann ohne angemessene Schutzausrüstung schwere Gesundheitsgefahren wie Pneumokoniose verursachen. Obwohl die Demokratische Republik Kongo mehr als die Hälfte des weltweiten Kobalts produziert, kommt es in kleinen Minen (handwerklichen Minen), in denen arme, arbeitslose Menschen ohne jegliche Sicherheitsausbildung mit einfachen Werkzeugen Löcher graben, häufig zu Einsturzunfällen. Kinder werden gezwungen, lange Zeit für einen Hungerlohn von etwa 200 Yen am Tag zu arbeiten, und Amatsu dient sogar bewaffneten Gruppen als Finanzierungsquelle. Daher zählt Kobalt neben Gold, Wolfram, Zinn und Tantal zu den sogenannten Konfliktmineralien.
Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen und Lithium-Ionen-Batterien haben jedoch in den letzten Jahren globale Unternehmen begonnen zu untersuchen, ob Kobalt aus unzulässigen Herstellungsverfahren verwendet wird, einschließlich der Lieferkette von Kobaltoxid und Kobalthydroxid.
Beispielsweise beteiligen sich die Batteriegiganten CATL und LG Chem an der von China initiierten „Responsible Cobalt Initiative (RCI)“, deren Hauptziel die Abschaffung von Kinderarbeit ist.
Die Fair Cobalt Alliance (FCA), eine Organisation für fairen Kobalthandel, wurde 2018 gegründet, um die Transparenz und Legitimität des Kobaltabbaus zu fördern. Zu den Teilnehmern gehören Tesla, ein Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien, das deutsche Elektroauto-Startup Sono Motors, der Schweizer Rohstoffkonzern Glencore und das chinesische Unternehmen Huayu Cobalt.
Mit Blick auf Japan hat die Sumitomo Metal Mining Co., Ltd., ein Großhändler für positive Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien für Panasonic, im August 2020 die „Richtlinie für die verantwortungsvolle Beschaffung von Kobaltrohstoffen“ erlassen und mit der Sorgfaltsprüfung und Überwachung begonnen.
Wenn große Unternehmen in Zukunft nacheinander ordnungsgemäß geführte Bergbauprojekte starten, werden die Arbeiter Risiken eingehen und in kleinere Minen vordringen müssen, und die Nachfrage wird allmählich sinken.
Offensichtlicher Mangel an Kobalt
Aktuell ist die Anzahl der Elektrofahrzeuge noch gering, mit insgesamt nur 7 Millionen, davon wurden 2019 weltweit 2,1 Millionen verkauft. Demgegenüber soll die Gesamtzahl der Verbrenner weltweit 1 Milliarde oder 1,3 Milliarden betragen, und wenn Benzinautos in Zukunft abgeschafft und durch Elektrofahrzeuge ersetzt werden, wird eine enorme Menge an Kobalt, Kobaltoxid und Kobalthydroxid benötigt.
Die Gesamtmenge an Kobalt, die 2019 in Batterien für Elektrofahrzeuge verwendet wurde, betrug 19.000 Tonnen. Das entspricht einem durchschnittlichen Kobaltbedarf von 9 kg pro Fahrzeug. Um eine Milliarde Elektrofahrzeuge mit je 9 kg Kobalt herzustellen, wären 9 Millionen Tonnen erforderlich. Die weltweiten Reserven belaufen sich jedoch nur auf 7,1 Millionen Tonnen. Hinzu kommen, wie bereits erwähnt, jährlich 100.000 Tonnen Kobalt, die in anderen Industrien verbraucht werden. Da Kobalt so häufig verwendet wird, sind seine Vorkommen bereits deutlich erschöpft.
Der Absatz von Elektrofahrzeugen wird sich bis 2025 voraussichtlich verzehnfachen, mit einem jährlichen Bedarf von 250.000 Tonnen, einschließlich Fahrzeugbatterien, Speziallegierungen und anderen Anwendungen. Selbst wenn sich die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen stabilisieren würde, wären die derzeit bekannten Reserven innerhalb von 30 Jahren erschöpft.
Vor diesem Hintergrund arbeiten Batterieentwickler mit Hochdruck daran, den Kobaltanteil zu reduzieren. So werden beispielsweise NMC-Batterien, die Nickel, Mangan und Kobalt verwenden, von NMC111 (Nickel, Mangan und Kobalt im Verhältnis 1:1, der Kobaltanteil wurde kontinuierlich von 1:1 reduziert) über NMC532 und NMC811 bis hin zu NMC9.5.5 (Kobaltanteil 0,5) weiterentwickelt.
Die von Tesla verwendete NCA-Batterie (Nickel, Kobalt, Aluminium) weist einen auf 3 % reduzierten Kobaltgehalt auf, während das in China produzierte Model 3 eine kobaltfreie Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LFP) verwendet. Es gibt auch andere Batterietypen, die zum Einsatz kommen. Obwohl LFP-Batterien in puncto Leistung hinter NCA zurückbleiben, zeichnen sie sich durch günstige Materialien, eine stabile Verfügbarkeit und eine lange Lebensdauer aus.
Am „Tesla Battery Day“, der am 23. September 2020 um 6:30 Uhr chinesischer Zeit beginnt, wird voraussichtlich eine neue kobaltfreie Batterie vorgestellt, deren Massenproduktion in Zusammenarbeit mit Panasonic in einigen Jahren anlaufen soll.
Übrigens werden in Japan die Begriffe „Seltene Metalle“ und „Seltene Erden“ oft verwechselt. Seltene Metalle werden in der Industrie verwendet, da „die Sicherung einer stabilen Versorgung bei Metallen, deren Vorkommen auf der Erde selten oder deren Gewinnung aus technischen und wirtschaftlichen Gründen schwierig ist, politisch von großer Bedeutung ist (Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie)“. Es handelt sich um ein häufig verwendetes Nichteisenmetall, und der Oberbegriff umfasst 31 Arten, darunter Lithium, Titan, Chrom, Kobalt, Nickel, Platin und Seltene Erden. Von diesen werden die Seltenen Erden als Seltene Erden bezeichnet, und 17 Arten wie Neodym und Dysprosium, die für Permanentmagnete verwendet werden, sind genauer definiert.
Vor dem Hintergrund des Mangels an Kobaltressourcen sind Kobaltmetallbleche und -pulver sowie Kobaltverbindungen wie Kobalt(II)-chlorid und sogar Hexaamminkobalt(III)-chlorid knapp.
Verantwortungsvoller Ausstieg aus dem Kobalt
Da die Leistungsanforderungen an Elektrofahrzeuge steigen, ist zu erwarten, dass sich in Zukunft kobaltfreie Batterien wie Festkörperbatterien und Lithium-Schwefel-Batterien entwickeln werden. Daher gehen wir glücklicherweise nicht davon aus, dass die Ressourcen erschöpft sein werden. Dies bedeutet jedoch, dass die Nachfrage nach Kobalt irgendwann einbrechen wird.
Der Wendepunkt wird frühestens in 5 bis 10 Jahren eintreten, und große Bergbauunternehmen zögern, langfristige Investitionen in Kobalt zu tätigen. Da wir jedoch das Ende des Kobaltbooms erleben, wollen wir, dass die lokalen Bergleute ein sichereres Arbeitsumfeld vorfinden als vor der Kobaltblase.
Auch die Batterien von Elektrofahrzeugen, die sich derzeit auf dem Markt befinden, müssen nach 10 bis 20 Jahren, wenn sie ihren Zweck erfüllt haben, recycelt werden. Redwood, gegründet von Sumitomo Metals und dem ehemaligen Technologiechef von Tesla, JB Strobel, hat bereits Technologien zur Kobaltrückgewinnung entwickelt und wird diese zusammen mit anderen Ressourcen wiederverwenden.
Auch wenn der Bedarf an einigen Ressourcen im Zuge der Entwicklung von Elektrofahrzeugen vorübergehend steigt, werden wir uns der Nachhaltigkeit und den Menschenrechten der Arbeitnehmer mit derselben Entschlossenheit wie Kobalt stellen und uns nicht den Zorn der in der Höhle lauernden Kobolde zuziehen. Ich möchte diese Geschichte mit der Hoffnung auf eine bessere Gesellschaft abschließen.