Skip to main content

Warnhinweis: Die auf dieser Seite dargestellten Informationen stellen keine Anlageberatung und keine Kaufempfehlung dar.

Das Geschäftsmodell

Ecopro Co., Ltd. (Ecopro) ist ein in (Süd-) Korea ansässiges Unternehmen, welches in zwei Geschäftsbereichen tätig ist: Lithium-Ionen Batteriematerialien und Umweltlösungen. Dabei ist Ecopro selbst nicht als produzierendes Unternehmen in den Bereichen aktiv. Das Unternehmen agiert viel mehr als eine Holdinggesellschaft, in dem es sich an anderen Unternehmen beteiligt und diese Beteiligungen verwaltet. Die Beteiligungen führen wiederum einen Teil ihrer Gewinne an die Muttergesellschaft ab. Diese Geldströme stellen dann Umsätze und Gewinne bei Ecopro dar. Die Geschäftsentwicklung von Ecopro selbst ist daher ganz essenziell von den Entwicklungen der Beteiligungen abhängig.

Der überwiegende Anteil der Umsätze von Ecopro stammt aus der Beteiligung an dem Hersteller von Aktivkathodenmaterial Ecopro BM. Das aktive Material bzw. später die Kathode bestimmen maßgeblich die Eigenschaften einer Lithium-Ionen-Batterie (engl. Lithium-Ion-Battery (LIB)). Aktives Kathodenmaterial ist also der Kern einer jeden LIB und mit über 40% der Materialkosten teuerste Komponente. 2020 war Ecopro BM mit 27,6% Marktanteil für aktive Kathodenmaterialien weltweit auf Rang zwei. Zu den Kunden von Ecopro BM zählen vor allem Hersteller von LIB-Batterien wie z. B. Samsung SDI. Der Hersteller von Batterien für Elektrofahrzeuge, sowie Energiespeichersystemen und Kleinelektronik ist ebenfalls in unserem Fonds enthalten. Im Bereich Umweltlösungen ist Ecopro HN die größte Beteiligung von Ecopro. Das Unternehmen ist in der Herstellung von Katalysatoren, Filtern etc. zur Vermeidung des Ausstoßes von Treibhausgasemissionen tätig.

Position in der Wertschöpfungskette

Das Nachhaltigkeitsprofil von Ecopro wird entscheidend von den verschiedenen Tochtergesellschaften geprägt. Aufgrund der großen Bedeutung von Ecopro BM für Ecopro betrachten wir in dieser Nachhaltigkeitsanalyse die Wertschöpfungskette von Kathoden genauer. Bei den Angaben bezüglich der Emissionsausstöße dient das Paper von Ciez und Whitacre (2019) als Grundlage. In diesem betrachten die Autoren im Rahmen einer Life-Cycle-Analyse (LCA) die Treibhausgasemissionen entlang der unterschiedlichen Wertschöpfungsstadien. In den wissenschaftlichen Analysen wird überwiegend die Kathode und ihr Impact untersucht, weniger das aktive Kathodenmaterial. Im weiteren Verlauf der Analyse werden wir daher die Ergebnisse gleichbedeutend behandeln. Grundsätzlich sind alle Annahmen und Angaben aber mit Bedacht zu verstehen, da je nach Quelle die Angaben z. T. stark variieren können. Dieser Umstand ist insbesondere der Komplexität einer LCA geschuldet, was auch auf die Schwierigkeit eines einheitlichen Untersuchungsgegenstandes zurückzuführen ist. Nicht jede Kathode ist gleich. Die Unterschiede starten bereits bei der Herkunft der Materialien und gehen weiter über die zurückgelegte Distanz zum Verarbeitungsstandort, dem verwendeten Transportmittel zur Verarbeitungsmethode, der Herkunft des Stroms, etc. Am Ende ergibt sich aus mehreren Studien, Analyse und Szenarien meist ein Korridor über die Emissionen, der die Umweltbelastung einer Technologie approximativ einordnen lässt.

Bevor wir die Wertschöpfungskette allerdings im Detail betrachten, soll kurz der Aufbau und die generelle Funktionsweise von LIB-Batterien erläutert werden. LIB bestehen aus vier wesentlichen Komponenten: der Anode, der Kathode, dem Elektrolyten und dem Separator. Ummantelt sind diese Komponenten, je nach Bauart der Batterie, von einem zylindrischen oder prismatischen Metallgehäuse oder einer auf Aluminium basierenden Folie, sodass die Batteriezelle wie ein Beutel erscheint. Man nennt sie dann auch Pouch-Bag-Zelle.

Ungeachtet der Bauart ist die Funktionsweise der LIB jedoch gleich. Lädt man die LIB, bildet sich an der negativ geladenen Elektrode, der Anode, ein Elektronen Überschuss. Die positiv geladenen Lithium-Ionen können diese Elektronen aufnehmen und lagern sich ebenfalls an der Anode ab. In der porösen Struktur des verwendeten Anodenmaterials Grafit gelingt dies besonders gut. Gleichzeitig entsteht an der positiven Elektrode, der Kathode, ein Elektronen-Mangel. Durch den Konzentrationsunterschied der Elektronen wandern weitere Lithium-Ionen durch den Elektrolyten (eine ionenleitende Flüssigkeit aus Lösungsmittel und Leitsalz) zur Anode, bis dies nicht mehr möglich ist. Die Batterie ist dann zu 100% geladen. Getrennt sind Anode und Kathode durch den Separator, meist eine Kunststofffolie, die ausschließlich für Lithium-Ionen durchlässig ist. Durch den Anschluss z. B. eines Elektromotors läuft dieser Vorgang entgegengesetzt ab: Die Lithium-Ionen wandern aufgrund ihrer positiven Ladung zurück zur Kathode, ebenso wie die Elektronen. Die Batterie entlädt sich und es fließt Strom.

Am Anfang der Wertschöpfungskette von Kathoden steht die Gewinnung der Metalle. Sie liegen in den Abbaugebieten oft nur in Verbindung mit anderen Elementen vor, als sogenanntes Erz. Um die Metalle aus den Erzen zu gewinnen, muss das Erz gemahlen und weiter behandelt werden, sodass die anderen Elemente entzogen werden und am Ende das reine Metall überbleibt. Die extrahierten Metalle werden dann genutzt, um Zwischenprodukte wie den Precursor herzustellen. Sobald der Precursor mit dem Lithium zum Kathodenmaterial final zusammengemischt wurde, wird es auf Aluminiumfolien aufgetragen. Das aktive Anodenmaterial (fast ausschließlich Grafit) landet auf Kupferfolien. Abhängig von den späteren Spezifikationen, die die LIB haben soll, werden unterschiedliche Metalle für die Produktion der Kathode bzw. die Komposition des aktiven Kathodenmaterials verwendet. Im nächsten Schritt folgt die Herstellung der Batteriezellen, bei der die Kathode ein wichtiges Bauteil bildet. Mehrere Batteriezellen werden erst zu Modulen und dann zu einbaufertigen Systemen zusammengesetzt und schließlich an Hersteller von z.B. Elektroautos verkauft. Dort wird das System in das finale Endprodukt eingesetzt und steht fortan zur Nutzung bereit. Am Ende ihres Lebens wird die LIB entsorgt, wobei sie insbesondere in Form der Kathode wichtige Ressourcen enthält, die in Recyclingverfahren wiedergewonnen werden können.

Quelle: Ecopro

Ecopro agiert demnach an einer entscheidenden Stelle der Wertschöpfungskette. Das Unternehmen liefert mittels aktiver Kathodenmaterialien eine wichtige Schlüsselkomponente für die spätere Batterieproduktion. Der Batterieherstellungsprozess ist insgesamt durch seine komplexen und energieintensiven Produktionsprozesse gekennzeichnet, die auch bei der Produktion der Kathodenmaterialien anfallen. Gegenüber der Konkurrenz hebt sich Ecopro vor allem dadurch ab, dass das Unternehmen den gesamten Produktionszyklus kontrolliert. Das finale Kathodenmaterial stammt von Ecopro BM. Die Precursor liefert Ecopro Materials. Ecopro CnG sammelt ausgediente LIB und gewinnt über spezielle Recyclingprozesse wichtige Materialien zurück, die dann wieder in die eigenen Produktionsprozesse gelangen. Die Beschaffung und Bearbeitung von Lithium für die eigenen Prozesse läuft über Ecopro Innovation. Darüber hinaus plant Ecopro sich durch Investitionen in Lithiumminen in Nord- und Südamerika weiter vertikal in der Wertschöpfungskette zu integrieren. Gleichzeitig pflegt Ecopro auch Kooperationen mit anderen Unternehmen aus der Branche und forscht gemeinsam z. B. mit anderen koreanischen Batterieherstellern an neuen Kathodengenerationen.

Rohstoffe & Vorprodukte

Wichtigster Input für die Kathodenproduktion sind die zugrundeliegenden Metalle. Lithium ist zentraler Bestandteil und in jeder Komposition enthalten, weshalb es nicht immer bei den Kathodenbezeichnungen erwähnt wird. Neben Lithium werden vor allem Kobalt, Nickel, Mangan, Aluminium und Eisen verwendet. Die am weitest verbreiteten Kathodenkompositionen sind Nickel, Cobalt, Mangan (NCM), Nickel, Cobalt, Aluminium (NCA) und Lithium-Eisenphosphat (LFP), wobei Ecopro vor allem auf NCM- und NCA-Kathoden spezialisiert ist. In der von uns herangezogenen Quelle betrachten die Autoren NCM 622-Kathoden. 622 gibt hier den Materialmix der Kathode an: 60% Nickel, 20% Kobalt und 20% Mangan. Auch wenn diese Kathodenkomposition mittlerweile als veraltet gilt, gibt sie doch eine gute Indikation für die entsprechenden Emissionen, die entlang der Wertschöpfungskette anfallen. So macht die NCM-Kathodenproduktion gut 30% der Emissionen einer LIB aus. Die Emissionen unterscheiden sich mitunter je nach verwendeter Kathode, da die dafür verwendeten Metalle unterschiedliche Emissionen verursachen. Je kg NCM-Batterie emittieren die Förderung und anschließende Verarbeitung der Rohstoffe ca. 11kg bis 16kg CO2e. Während der Gewinnung der Input-Metalle fallen Emissionen u.a. durch den Betrieb von schweren Maschinen und Förderbändern an, ebenso wie in den darauffolgenden Schmelzprozessen, die ebenfalls sehr energieintensiv sind.

Im Weiteren betrachten wir die einzelnen Metalle etwas genauer. Lithium stammt zum Großteil aus Abbaugebieten in Chile, Argentinien, China und Australien. Die noch vorherrschenden Abbaumethoden durch Evaporationsbecken, in denen lithiumhaltige Sole zur Verdunstung in große Becken gepumpt wird, sowie der Hartgestein Abbau und die anschließende Prozessierung der lithiumhaltigen Gesteinsbrocken haben durch ihren hohen Wasser-, Energie- und Landverbrauch einen starken Einfluss auf die Umwelt. Umweltschonendere Abbaualternativen, wie das Direct-Lithium-Extraction (DLE) Verfahren, bei dem das Lithium aus einer lithiumhaltigen Sole herausgefiltert und das überbleibende Wasser wieder zurück in die Erde geleitet wird, befinden sich noch am Anfang ihrer technologischen Reife. Der Abbau und weitere Veredelungsschritte sind mit spezifischen Umweltbelastungen wie Flächenverbrauch und CO2e Emissionen verknüpft.

Kobalt ist aufgrund seines primären Ursprungs (65% der weltweiten Förderung) aus dem Kongo und den dortigen oft unmenschlichen Abbaubedingungen in Form von Kleinbergbau in den Fokus von Nachhaltigkeitsbemühungen getreten. Nicht zuletzt stehen immer wieder Berichte über Kinderarbeit beim Abbau im Fokus der Öffentlichkeit. Solche Menschenrechtsverletzungen trüben das Bild eines sauberen Elektrofahrzeugs und müssen dringend gestoppt werden. Hier ist es vor allem an den in der Wertschöpfungskette nachgelagerten Unternehmen gelegen, die Missstände aufzuklären und Druck auf die Minenbetreiber auszuüben, um die Lieferketten sauber zu bekommen. Wir als Impact-Investoren tragen wiederum unseren Teil dazu bei, indem wir die börsengelisteten Unternehmen in Gesprächen dazu auffordern, genau dies zu tun.

Als wichtiger Zulieferer von Samsung SDI unterliegt Ecopro ebenfalls den Bemühungen des Batterieherstellers verantwortungsvolle Lieferketten für Kobalt zu gewährleisten. Laut eines Berichts von Amnesty International hat Samsung SDI als eines der wenigen Unternehmen im Batteriesegment angemessene Maßnahmen ergriffen, um Kinderarbeit in den Kobalt-Minen zu unterbinden. So veröffentlicht Samsung SDI sämtliche Kobalthütten und Raffinerien, mit denen das Unternehmen zusammenarbeitet. Als Mitglied des „Cobalt for Development“ Projekts setzt sich Samsung SDI u.a. an der Seite von BMW für bessere Arbeitsbedingungen bei der Kobalt-Gewinnung im Kongo ein.

Quelle: Samsung SDI

Mangan dient der Stabilisierung der Lithiumkathode und stammt vorwiegend aus Südafrika, Australien, Gabun, Ghana und Brasilien. Die Prozessierung erfolgt zum Großteil in China. Aluminium wird über sehr energieintensive Verarbeitungsprozesse aus Bauxiterz gewonnen. Neben den dabei entstehenden hohen CO2 Emissionen stellt auch das Nebenprodukt Rotschlamm eine Umweltbelastung dar. Demgegenüber steht die besonders gute Recyclingfähigkeit des Metalls. Nickel macht den größten Teil des aktiven Kathodenmaterials aus. In der Branche ist man außerdem bemüht den Anteil des Metalls weiter zu erhöhen. Nicht zuletzt, um den Anteil des kontroversen und oft deutlich teureren Metalls Kobalt zu reduzieren. Global werden lediglich 5% des geförderten Nickels für die LIB-Produktion verwendet. 70% fließen in die Herstellung von Edelstahl. Kupfer stammt überwiegend aus Südamerika. Für die Herstellung der Kathode werden die nötigen Metalle in Form von Pulvern zusammengetragen, aus denen schließlich eine zähe Paste hergestellt wird. Anschließend wird sie auf die Mikrometer dünne Metallfolien (Kupfer für die Anode und Aluminium für die Kathode) aufgetragen.

In der Branche gibt es aktuell mehrere Trends bezüglich der Kathodenzusammensetzung. Zum einen werden Kathoden mit sehr hohem Nickelanteil verstärkt nachgefragt, da diese Mischungen die Energiedichte der Batterie erhöhen. Neueste Entwicklungen setzen auf einen Nickelanteil von bereits 90%. Gleichzeitig sinkt der Anteil von Kobalt. Neben den kritischen Abbaubedingungen ist das Metall vergleichsweise teuer und unterliegt starken Preisschwankungen. Zum anderen setzen Elektroautohersteller zunehmend auf LFP-Batterien, sodass sich der Marktanteil dieser Bauart derzeit ausweitet. Sie sind aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung besonders brandresistent und langlebig, was sie für den Einsatz in EVs qualifiziert, da dort besonders große Belastungen und Sicherheitsanforderungen gelten. Diese beiden positiven Eigenschaften gehen zu Lasten der Energiedichte. Da Autos allerdings über ausreichend Platz zur Unterbringung der Batteriepacks verfügen, wird dieser Nachteil durch zusätzliche Module ausgeglichen. Auch wenn Ecopro führend in der Produktion von NCM-Kathoden ist, plant das Unternehmen den künftigen Einstieg in den LFP-Bereich aufgrund der starken Nachfrage aus der Automobilbranche.

Produktion

Im Stadium der Produktion des Kathodenmaterials werden die einzelnen Metalle zu einer Masse zusammengeführt. Zuerst werden Kobalt, Nickel und Mangan zu einer Übergangslösung aufbereitet, die in einem anschließenden Schritt getrocknet wird und den Precursor ergibt. Ergänzt um Lithium ergibt sich dann das Kathodenmaterial NCM. Gemessen an den gesamten Emissionen in Höhe von 42kg CO2e einer beispielhaften NCM-Batterie mit einer Leistung von einer kWh, entfallen davon auf die Kathodenproduktion 12,6kg (30%). Auffällig ist dabei, dass die Produktion des Precusors den Großteil der Emissionen verursacht. Während die anschließende Synthese des Lithiums mit dem Precursor zum Kathodenmaterial NCM geringer ins Gewicht fällt.

Die Emissionen von Ecopro selbst lagen 2022 bei 122.000 Tonnen CO2e. Leider macht das Unternehmen keine genaueren Angaben zur Verteilung der Emissionen auf Scope 1, 2 und 3 Level. Sie lagen nur geringfügig über den Vorjahresemissionen von 115.000 Tonnen, obwohl sich der Umsatz des Unternehmens mehr als verdreifachte. Dementsprechend ging die CO2 Emissionsintensität (Verhältnis von Emissionen zum Umsatz) von 7,74kg CO2e je Billionen Won auf 3,56kg zurück. Da die Emissionen für eine Holding verhältnismäßig hoch sind, gehen wir davon aus, dass darin ebenso Emissionen der Unternehmensbeteiligungen (bspw. Ecopro BM) enthalten sind. Zukünftig will man die Energieeffizienz der eigenen Produktionsanlagen weiter optimieren und die Emissionen somit drücken.

Im Bereich der Elektromobilität hat sich Ecopros Kunde Samsung SDI mit den NCM-Batterien zu einem der größten fünf Playern weltweit entwickelt, weshalb man als wichtiger Zulieferer auch selbst seine Kapazitäten in diesem Bereich in den letzten Jahren deutlich ausgebaut hat. Im Jahr 2021 eröffnete Ecopro BM den ersten Standort außerhalb Koreas in Debrecen, Ungarn. Der Produktionsstandort soll rund 108.000 Tonnen Kathodenmaterial pro Jahr herstellen können, genug, um Batterien für 1,35 Mio. Elektrofahrzeuge herzustellen. Eine weitere Investition steht in Nordamerika an. In Kanada will Ecopro BM einen weiteren Produktionsstandort errichten. Das Projekt wird zusammen mit Ford Motor Co. und dem fünftgrößten Hersteller von EV-Batterien SK On finanziert werden. Nach dem Standort in Ungarn wäre dies bereits der zweite außerhalb Koreas. Bis 2026 will das Unternehmen durch weitere Finanzierungen von Projekten und Standortausweitungen 480.000 Tonnen Kathodenmaterial pro Jahr produzieren können. Dies entspräche etwa Batterien für ca. 6 Mio. Elektrofahrzeuge. In Kanada wird voraussichtlich die neueste Kathodengeneration mit der Zusammensetzung NCM 9 ½ ½ produziert werden. Hier liegt der Anteil von Nickel bei bereits 90%, wodurch der Anteil von Kobalt und Mangan auf nur noch jeweils 5% zurückgeht. Vorherige Generationen wiesen meist die Zusammensetzung NCM 811 auf.

Prismatische Batteriezellen, Quelle: Samsung SDI

Betrieb

Wie bereits erwähnt nehmen Kathoden eine wichtige Rolle im gesamten LIB-Batterieproduktionsprozess ein, weshalb sie auch maßgeblich zu den potenziell vermiedenen CO2 Emissionen aus dem Gebrauch von LIB-Batterien beitragen. Diese realisieren sich insbesondere beim Betrieb von EVs. Durch den Umstieg von Verbrennungsmotoren auf Elektromotoren können mitunter erhebliche CO2e Emissionen vermieden werden. Dieser Effekt ist allerdings maßgeblich von dem für das Laden der EVs verwendeten Stroms abhängig. Je höher der Anteil erneuerbarer Energien am Strommix ist, desto umweltfreundlicher auch gleichzeitig der Betrieb. Rein theoretisch wären somit Emissionen im Betriebsstadium einer LIB von null möglich, sofern der bezogene Strom zu 100% aus erneuerbaren Quellen stammt.

Deutlich wird dies bei einem Vergleich der Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus zwischen Verbrennern und EVs, erweitert um geografische Unterschiede. In den USA und Europa liegt der Treibhausgasausstoß von Autos mit Verbrennungsmotor bei etwa 250g CO2e/km, während dieser bei EVs lediglich zwischen 80g und 100g liegt. Der Ausstoß von EVs ist demnach zwischen 57% und 69% niedriger als bei Verbrennern. In China und Indien ist der positive Effekt hingegen deutlich geringer. Aufgrund des hohen Anteils von Kohlestrom am Strommix ist der Treibhausgasausstoß von EVs hier nur zwischen 19% und 54% niedriger. Die während der Herstellung und Instandhaltung der Fahrzeuge erzeugten CO2e Emissionen sind dabei ungeachtet der Antriebsweise in etwa gleichauf, wobei die Produktion eines EV inklusive Batterie und Wartung etwas höher liegt (5 bis 10g CO2e/km). Der Großteil der Einsparungen entfällt hingegen auf die Vermeidung der Emissionen durch das Verbrennen der fossilen Treibstoffe. Da die Kathoden beim Betrieb der Batterien eine zentrale Rolle spielen, sind die dadurch vermiedenen CO2e Emissionen auch den Kathoden selbst bzw. dem Kathodenmaterial anteilig zuzuweisen.

Recycling

Nach eigenen Angaben werden bei Ecopro mehr als 99% der an den eigenen Standorten anfallenden Abfälle recycelt. Da die Aktivitäten von Ecopro vornehmlich Verwaltungsprozesse und nicht Produktionsprozesse sind, ist eine sehr hohe Recyclingquote zu erwarten gewesen. Eine hohe Recyclingquote ist generell äußerst wichtig, weil sie die Verfügbarkeit von Sekundärrohstoffen erhöht. Denn je größer der Anteil von Sekundärrohstoffen (also jenen Rohstoffen, die aus Recyclingprozessen stammen) an Produktionsprozessen, desto geringer ist der CO2e Impact des fertigen Produkts. Die Erzeugung von Sekundärrohstoffen ist nämlich oft weniger energieintensiv als die Herstellung von Primärrohstoffen. Im Falle von LIB kann der Einsatz von Sekundärrohstoffen in einem geschlossenen Kreislauf (Sekundärrohstoffe aus LIB-Recycling werden ausschließlich für LIB-Produktion verwendet) zwischen 40% und 50% der zuvor benötigten Energie einsparen. Dies hängt aber oft auch vom verwendeten Recyclingverfahren ab. Vergleicht man die Werte, mit solchen aus der Metallindustrie, wo nicht selten zwischen 70% und 90% weniger Energie für die Verwendung von recycelten Metallen benötigt werden, erscheint diese Zahl aber durchaus realistisch. Sie dürfte in Zukunft voraussichtlich sogar steigen, da sich der Recyclingmarkt für LIB aktuell noch ganz am Anfang befindet, aufgrund des noch geringen Rücklaufs von LIB.

Grundsätzlich gilt es aber die Lebensdauer der Batterien so lange wie möglich zu gestalten oder anders gesagt, das „Lebensende“ der Batterie so lange wie möglich hinauszuzögern. Eine möglichst lange Betriebsphase verbessert die CO2e Bilanz der Batterie erheblich. Für große LIB z. B. aus EVs eröffnet sich daher neben dem Recycling noch ein zweiter Weg. Ausgediente EV-Batterien eignen sich noch gut als stationäre Batteriespeicher und bekommen so ein zweites Leben. Mit der Zeit erfahren LIB einen Kapazitätsverlust. Sie können weniger Strom speichern und sind dementsprechend nicht mehr für alle ursprünglichen Anwendungszwecke geeignet. Da aber z. B. Batterien für EVs auf eine hohe Kapazität ausgelegt sind, reicht die noch verbleibende Kapazität für andere Anwendungen, in denen dieses Merkmal nicht so kritisch ist. Nach dem Gebrauch von sieben bis zehn Jahren weisen die in EVs genutzten LIB oft noch eine Kapazität von 80% des ursprünglichen Wertes auf. In Energiespeichereinheiten, die nicht selten bei der Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien eingesetzt werden, können sie weiterverwendet werden und ihre Lebensdauer erhöht sich um einige weitere Jahre, bis sie schließlich endgültig recycelt werden müssen.

Ergebnis

Als Dach mehrerer Unternehmen mit Geschäftsmodellen entlang der LIB-Batterien-Wertschöpfungskette ist Ecopro stark in diesem Bereich integriert. Die wichtigste Beteiligung, Ecopro BM, trägt mit der Herstellung von aktiven Kathodenmaterialien für Batterien in großem Maße zur Batterieproduktion und aller damit verbundenen Vorteile bei. Dadurch, dass die Eigenschaften der Batterie überwiegend durch die Materialkomposition der Kathode bestimmt wird, liefert Ecopro BM ein wichtiges Schlüsselteil zum Herstellungsprozess einer Batteriezelle. Darüber hinaus verfolgt Ecopro den Ansatz einer zirkulären Wertschöpfungskette. Die aus dem Recycling von ausgedienten Batterien gewonnenen Ressourcen können in den weiteren Verarbeitungs- und Produktionsprozessen erneut verwendet werden und verbessern so maßgeblich die Klimabilanz des aktiven Kathodenmaterials. So hat sich Ecopro selbst zum Ziel gesetzt mindestens 40% recycelter Rohstoffe in seinem aktiven Material zu verwenden. Auch wenn dieser Kreislauf nicht zu 100% geschlossen ist, so zeigt er doch eine entsprechende Motivation bzw. Engagement des Unternehmens.

An dieser Stelle wollen wir die während der Wertschöpfungskette entstandenen Emissionen ins Verhältnis zu den vermiedenen Emissionen setzen, die einer Kathoden bzw. aller Kathoden eines EVs zugerechnet werden können. Die Rechnungen beziehen sich exemplarisch auf das im BMW i3 verwendete Batteriesystem, da hier Batterien von Samsung SDI mit NCM 622 Kathoden verwendet werden. Für die Gewinnung der Rohstoffe fallen je kg Batterie durchschnittlich 13,5kg CO2e an. Das Batteriepack des i3 besteht aus 96 Zellen mit einem Gewicht von je ca. 2kg. Es entstehen also insgesamt 2.592kg CO2e in diesem Stadium. Durch die Produktion werden je kWh Batterieleistung 12,6kg CO2e emittiert. Die insgesamte Leistung des Batteriesystems beträgt 42kWh, ergibt also weitere 529kg CO2e. Wie bereits im Recycling-Abschnitt erwähnt, zeigen Studien, dass der Einsatz von recycelten LIB-Ressourcen zwischen 40% und 50% der Emissionen vermeiden kann. Wir wählen den unteren Rand des Korridors. Aus der Summe der CO2e Emissionen aus den Abschnitten Rohstoffe und Vorprodukte, sowie Produktion ergibt sich eine Recyclinggutschrift von 1.248kg. Somit verursachen das aktive Kathodenmaterial bzw. die Kathoden für ein BMW i3 Modell in dieser idealtypischen Berechnung noch gut 1.873kg CO2e. Durch den Betrieb des elektrischen Fahrzeugs trägt die Kathode bzw. die Batterie allerdings aktiv zur Emissionsvermeidung bei. Je km sind dies in Deutschland und den USA durchschnittlich 160g/km. Setzt man die Vermeidung der Emissionen ins Verhältnis zu den absolut entstandenen Emissionen der Kathode, so hat sich die Kathode nach gut 11.706km energetisch amortisiert.

Kritisch zu sehen ist weiterhin die generelle Relevanz von Kobalt bei der Produktion von Kathoden, auch wenn dessen Anteil in den vergangenen Jahren bereits stark gesunken ist. Ebenso problematisch sind die nach wie vor sehr energieintensiven Produktionsprozesse während der Kathodenproduktion. Die bereits eingeleiteten Energieeffizienzmaßnahmen von Ecopro zeigen aber bereits erkennbare Fortschritte, in dem die CO2e Emissionen nicht so stark angestiegen sind wie die Umsätze, was ein positives Signal ist. Am Ende unserer Analyse kommen wir zu dem Ergebnis, dass Ecopro einen positiven Impact erzielt, auch wenn die Produkte der einzelnen Beteiligungen nicht direkt CO2e Emissionen vermeiden. Vielmehr ermöglichen sie durch ihre Geschäftsmodelle überhaupt erst die Vermeidung von CO2e Emissionen durch den Gebrauch von LIB in EVs. Denn ohne aktives Kathodenmaterial wäre die Produktion von Kathoden und folglich von LIB undenkbar, weshalb Ecopro nicht nur unmittelbar durch Ecopro BM, sondern auch durch alle anderen Beteiligungen in diesem Bereich an einer zentralen Schnittstelle agiert. Durch den Ansatz des zirkulären Geschäftsmodells und einer starken vertikalen Integration entlang der Wertschöpfungskette, macht sich Ecopro außerdem unabhängiger von externen Zulieferern und kann seine Lieferketten besser verwalten, was ebenso einen positiven Impact bewirkt, da so Governance-Bestrebungen einfacher und konsequenter durchgesetzt werden können.

Quellen

Beigl et al. Entwicklung einer Wertschöpfungskette für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) in Österreich. Online verfügbar unter: https://www.klimafonds.gv.at/wp-content/uploads/sites/16/Beigl-et-al_2021_Recycling-von-Lithium-Ionen-Batterien-in-Oesterreich_Endbericht.pdf

Bieker, G. A Global Comparison of the Life-Cycle Greenhouse Gas Emissions of Combustion Engine and Electric Passenger Cars; The International Council on Clean Transportation: Washington, DC, USA, 2021.

Ciez R. E., Whitacre J. F. Examining different recycling processes for lithium-ion batteries. Nat. Sustain. 2, 148–156 (2019)

www.hipa.hu/news/ecopro-bm-is-to-open-its-first-european-factory-in-debrecen/

Jiao Y. L., Gao F., Xie J. Environmental impacts assessment of NCM cathode material production of power lithium-ion batteries. Materials Science Forum, 2020, Vol. 993: 1456-1464. publications.anl.gov/anlpubs/2014/11/109509.pdf

www.bmwk.de/Redaktion/DE/Artikel/Technologie/multitouch-tisch.html

www.businesskorea.co.kr/news/articleView.html?idxno=81454

www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=427&t=3

www.insideevs.com/news/332584/efficiency-compared-battery-electric-73-hydrogen-22-ice-13/

www.kedglobal.com/batteries/newsView/ked202210310008

www.kedglobal.com/batteries/newsView/ked202211250007

www.kedglobal.com/batteries/newsView/ked202303220014

www.probas.umweltbundesamt.de/php/prozessdetails.php?id={441A6A1D-FCF5-4447-AC15-A4507B3FC3FB}

www.probas.umweltbundesamt.de/php/prozessdetails.php?id={81A717DC-DA5B-4EDC-A754-03331A829E4F}

www.probas.umweltbundesamt.de/php/prozessdetails.php?id={C3704054-58F7-4B88-8CF1-DD447FC5AE2E}

www.samsungsdi.com/%20column/technology/detail/56458.html

www.samsungsdi.com/upload/download/ir/SDI_Audit_report_2021.12_eng.pdf

www.samsungsdi.com/upload/download/sustainable-management/2021_Samsung_SDI_Sustainability_Report_English.pdf

www.transportenvironment.org/wp-content/uploads/2021/07/2021_02_Battery_raw_materials_report_final.pdf

www.kedglobal.com/batteries/newsView/ked202303220014

www.tuev-nord.de/de/privatkunden/verkehr/auto-motorrad-caravan/elektromobilitaet/wirkungsgrad/