„Radikale Dekarbonisierung“ steht auf dem Produktionsplan der Mercedes-Benz Group AG. Teil dieser Maßnahmen ist auch das Herzstück jedes Elektro-Automobils, die Batterie. Der CLA ist in Serie und hat schon einen 40-prozentige kleineren CO2-Fußabdruck gegenüber seinem Vorgänger. Beim neuen Mercedes GLC ist der Fußabdruck sogar schon um zwei Drittel geschrumpft. Sobald dazu in großem Stil die Batterie gehört, wird die Öko-Bilanz noch deutlich besser aussehen. Bislang ist die Batterie das Bauteil mit dem höchsten CO2-Makel. Das wollen die Stuttgarter schleunigst ändern.
Ob mit Elektromotor oder mit klassischem Verbrenner: Es gilt, die klimarelevanten Emissionen entlang der Lieferkette zu verringern.
Bei der Batterie – bei der Mercedes-Benz Group sind es NMC-Akkus, bei Daimler Truck LFP-Akkus – ist der Anteil seltener Erden immer noch hoch. Entsprechend wichtig ist das Bestreben des Unternehmens, diese Materialien zu recyceln. Gleichzeitig laufen optimistisch stimmende Straßentests mit Feststoffkörperbatterien und immensen Reichweiten von weit über eintausend Kilometern (ca. 1350 Kilometer mit dem EQS), die den Diesel längerfristig ersetzen könnten.
70 Prozent geringere Emissionen in der Lieferkette
Die Zellen sind die Komponenten einer Batterie, deren Produktion mit etwa 80 Prozent den derzeit höchsten CO2-Ausstoß verursacht. Mit ihrem Strategieprogramm „Tomorrow XX“ suchen die Ingenieure nach Technologien, um die klimarelevanten Emissionen über die gesamte Lieferkette der Zellen zu reduzieren. „Schon jetzt sind Einsparungen von über 70 Prozent in dieser Lieferkette möglich gegenüber konventionell produzierten Zellen“, sagt Cheftechniker Jörg Burzer. Dazu gehört auch das Verringern von Emissionen beim Produzieren von elektrischen Materialien zusammen mit Partnern.
Letztes Jahr eröffnete der Pkw-Hersteller die erste Batterie-Recyclingfabrik Europas im badischen Kuppenheim und schließt damit den Wertstoffkreislauf vollständig mit einer eigenen Anlage im netto CO2-neutralen Betrieb. Es ist auch das erste Werk, in dem ein integriertes mechanisch hydrometallurgisches Verfahren abläuft.
Sehr gute Rückgewinnungsrate
„Die Anlage kann wertvolle Rohstoffe mit einer bemerkenswerten Rate von mehr als 96 Prozent zurückgewinnen,“ berichtet Burzer. „Die zurückgewonnenen Materialien fließen in die Produktion von mehr als 50.000 Batteriemodulen pro Jahr“, so der Technikvorstand weiter. Bei der Sortierung von Materialien spielen Digitalisierung und Künstliche Intelligenz (KI) eine wichtige Rolle. Das betreibe man immer zusammen mit Partnern.
Ein typisches batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) sei zu etwa 65 Prozent auf die Lieferkette angewiesen, betont Fabian Köster, Entwicklungsingenieur bei Mercedes-Benz. Deshalb arbeiten Forschung und Entwicklung mit der Beschaffung im Unternehmen sehr eng zusammen. Köster, der schon etliche Patente im Namen seines Unternehmens anmelden konnte, macht klar, dass in der Elektromobilität ein breiteres Innovationspotenzial bestehe als beim Verbrenner, der technisch weitgehend ausgereizt sei.
Jörg Burzer (links) und Fabian Köster haben sich zum Ziel gesetzt, den CO2-Fußabdruck der Mercedes-Fahrzeuge in den kommenden Jahren deutlich zu senken – in der eigenen Produktion, aber auch in der gesamten Lieferkette. Foto: Mercedes-Benz
Als Beispiel nennt er mit dem Konzeptauto AMG GT XX ein potentes Beispiel für eine neue Art der Elektromobilität. In diesem Elektro-Sportwagen sind ölgekühlte Rundzellen und ein Axialflussmotor (AFM) verbaut. Am Mercedes-AMG Standort Berlin-Marienfelde werden in der zweiten Hälfte des kommenden Jahres diese hochperformanten Batterien mit bis zu einem Megawatt laden können. Sie sind ölgekühlt, um die hohen Temperaturen, die bei Ladevorgängen mit solchen Leistungen entstehen, verkraften zu können.
Trockenbeschichtung spart Energie
Um die Dekarbonisierung der Zellproduktion aktiv voranzutreiben, verfolgt Mercedes-Benz deshalb ein Bündel konkreter Maßnahmen. Als zukunftsweisende Technologie erforschen die Entwickler zum Beispiel die Trockenbeschichtung. Sie ersetzt die energieintensive Trocknung mit Heißluft und sorgt vor allem bei der Produktion von Elektroden – und da insbesondere der energieintensiven Kathoden – für erhebliche CO2-Einsparpotentiale. Diese Zellkomponenten sind entscheidend für die Leistungsfähigkeit der Batterie, aber auch für deren CO₂-Bilanz.
Dank dieser zukunftsweisenden Technologie könne man auf umweltrelevante Hilfsstoffe wie zum Beispiel das gesundheitsgefährdende NMP (N -Methyl-2-Pyrrolidon) gänzlich verzichten. Gerade bei den energieintensiven Kathoden lohnt sich aber auch das Recyceln. Deshalb erhalten Zellen für Mercedes-Benz Pkw verstärkt sekundäres, also rezykliertes Kathoden- und Anodenmaterial.
Man arbeite gemeinsam mit seinen Partnern an Batterien, deren Zellen mit maximalem Rezyklat-Anteil der Anoden- und Kathodenmaterialien hergestellt werden, hieß es bei dem Workshop. „Ziel ist es, den kompletten Wertstoffkreislauf zu schließen und so die Zukunft der Elektromobilität noch umweltfreundlicher zu gestalten“, betont Technologievorstand Burzer.