Rohstoffgewinnung

Daten vom Oktober 2023

Batterierohstoffe wie Lithium, Graphit, Kobalt und Nickel sind unverzichtbar für die Herstellung von Lithium-Ionen Batterien. Der Bedarf nach den einzelnen Rohstoffen ist stark abhängig von dem nachgefragten Batterietyp bzw. der verwendeten Zellchemie, in erster Linie dem in den Batterien verbauten Kathodenmaterial (siehe Toolfenster »Material«). Die vier unterschiedlichen Rohstoffe werden in verschiedenen Regionen der Welt abgebaut. Ballungszentren sind zum einen Ozeanien (mit Australien und Indonesien als große Akteure) oder Südamerika (z.B. Chile oder Brasilien). Aber auch auf der Nordhalbkugel (Asien und Nordamerika) gibt es relevante Rohstoffvorkommen für die Batterieindustrie.

Das Toolfenster zeigt Größen der Gewinnung von für die Batterie notwendigen Rohstoffen (unabhängig der Nutzung in Batterien oder sonstigen Produkten).

Mithilfe der links vom Diagrammfeld zu findenden Filterkästen können die im Toolfenster angezeigten Daten individuell konfiguriert werden:

Mit dem ersten Filter kann eine Einheit gewählt werden. Es ist jeweils nur eine einfache Auswahl möglich.

Der zweite Filter erlaubt eine Auswahl der darzustellenden Elemente des jeweiligen Wertschöpfungsschritts. Im Rohstoff Toolfenster sind es Kobalt, Grafit, Lithium und Nickel.

Mithilfe des dritten Filters kann die zu betrachtende Region ausgewählt werden. Es können entweder globale Daten angezeigt werden, oder eine Mehrfachauswahl von Datensätzen der Regionen China/Japan/Korea, Europa, Nordamerika und dem Rest der Welt ausgewählt werden.

Durch den vierten Filter können neben dem Basisszenario verschiedene Zusatzinformationen wie Minimal- bzw. Maximalszenarien angezeigt werden. Zudem ist das Einblenden von Marktstudiendaten möglich.

Im fünften Filter gibt es eine Auswahl der Darstellungsform. Es kann beispielsweise zwischen Linien- und Balkendiagrammen gewechselt werden.

Die getätigte Filtereingabe hat Auswirkungen auf weitere Auswahlmöglichkeiten. Manchmal ist im Filter selbst nur eine Einfachauswahl möglich, oftmals wird jedoch eine Einschränkung durch die Auswahl in einem der weiteren Filter verursacht. Einschränkungen können unter anderem durch eine regionale Auswahl von Daten oder das Aktivieren von Minimal- oder Maximalszenarien sowie Marktstudien entstehen.

Gekennzeichnet sind solche, von einzelnen Filtern verursachten Einschränkungen, durch orangene Umrandungen der Filterkästen. Die entsprechend deaktivierten Auswahlmöglichkeiten sind ebenfalls orange markiert. Zudem sind Filter orange markiert, bei denen eine Auswahl für das (vollständige) Anzeigen der Datenreihen fehlt.

Über ein Login Bereich kann die Download Funktion aktiviert werden. Damit können alle Daten (abgesehen von den Marktstudiendaten) aus dem konfigurierten Diagramm heruntergeladen werden. Weiter Infos zum Login finden Sie auf dem Login Button rechts oben in der Ecke.

Das Webtool ist nur für Bildschirmauflösungen ab 992 px verfügbar.

Neben den vier oben genannten Rohstoffen spielen noch weitere Ausgangsmaterialien eine wichtige Rolle als Grundbestandteile der Batterie. Aufgrund der steigenden Nachfrage von sogenanntem NMC-Kathodenmaterial (bestehend aus Nickel, Kobalt und Mangan, siehe Toolfenster »Material«) werden Nickel (welches zudem infolge neuer Aktivmaterialrezepturen einen steigenden Anteil im Material selbst hat) sowie Kobalt (aufgrund seines teilweise menschenrechtsverletzenden sowie monopolistischen Rohstoffabbaus z.B. in Kongo) als kritische Rohstoffe gesehen. Mangan oder beispielsweise auch Eisenphosphat, welches wiederum in einer anderen Zellchemie zum Einsatz kommt, werden aufgrund der großen Vorkommen und preiswerten Förderung als unkritischer betrachtet. Graphit ist mit großem Anteil das meistbenutzte Aktivmaterial auf Anodenseite (siehe Toolfenster »Material«). Aus diesem Grund werden auch hier große Mengen für die Batterieherstellung benötigt. Lithium als Namensgeber der Batterie und gleichzeitig auch wichtigstes elektrochemisches Element der Zelle komplettiert die hier beschriebene Auswahl an kritischen Materialien.

Lithium

Die globale Lithiumnachfrage wird nahezu proportional zur Gesamtnachfrage der Batterien in den nächsten Jahren stark wachsen. Im Jahr 2021 waren die drei größten Rohstoffhersteller weltweit Australien (52 Prozent), Chile (25 Prozent) und China (13 Prozent). Aktuell gibt es im sogenannten »Lithium-Dreieck« (einer Region in Südamerika, welche neben Chile auch Bolivien und Argentinien einschließt) Aktivitäten für einen zukünftigen Ausbau der Produktionskapazitäten. Zudem wollen weitere Länder Südamerikas wie z.B. Mexiko in die Produktion des Batterieausgangsstoffes einsteigen.

Für die Weiterverarbeitung in der Batterieindustrie kommen zumeist Lithiumhydroxid (LiOH) sowie Lithiumkarbonat (Li2CO3) als Ausgangsmaterialien zum Einsatz. Wie auch hier im Tool wird die Lithiummenge mithilfe des sogenannten Lithiumkarbonatäquivalent (LCE) angegeben.

Wird die globale Nachfrage in Tonnen mit dem Marktvolumen in Dollar verglichen, fällt auf, dass der der Umrechnung zugrundeliegende Lithium-Preis stark variiert. Seit 2022 ist er zeitweise auf über 35.000 $/t extrem angestiegen (zum Vergleich lag der Preis im Jahr 2021 bei unter 15.000 $/t). Expertinnen und Experten gehen davon aus, dass sich eine nun wieder einsetzende Preissenkung unter anderem aufgrund von steigenden Produktionskapazitäten auch langfristig fortsetzt.

Aktuell werden für Batterien ungefähr 150 kt Lithium benötigt. Der Bedarf wird bis 2030 auf 450 kt anwachsen.

Nickel

Aufgrund der immer größer werdenden Nickelanteile in NMC-Kathodenmaterial zusammen mit dem in den letzten Jahren wachsenden Marktanteil der NMC-Kathodenchemie wuchs der Nickelbedarf für die Batterieherstellung sehr stark an. Anders als Lithium wird Nickel jedoch auch in anderen Industriezweigen (z.B. der Stahlindustrie) im großen Stil verwendet. Die weltweiten Produktionskapazitäten sind also deutlich höher (die über 25-fache Menge im Vergleich zu Lithium).

Hauptlieferanten für den Primärrohstoff Nickel waren 2021 Indonesien (36 Prozent), die Philippinen (13 Prozent) und Russland (9 Prozent). Zudem gab es weitere Länder mit relevanten Marktanteilen (z.B. Kanada, China oder Australien). Insbesondere in Indonesien gibt es aktuell viele Aktivitäten, die Produktionskapazitäten auszubauen.

Weltweit wurden im Jahr 2021 ca. 2.750 kt Nickel gefördert. Davon wurden jedoch nur knapp über 10 Prozent, also 350 kt für die Batterieproduktion eingesetzt. Im Jahr 2030 wird der Anteil für die Batterieproduktion steigen und bei 1.500 kt liegen.

Kobalt

Immer wieder wird Kobalt als einer der kritischsten Batterierohstoffe gesehen. Zum einen aufgrund der sehr großen Abhängigkeit der Lieferungen aus der Demokratischen Republik Kongo, zum anderen weil teilweise der Abbau vor Ort unter menschenrechtsverletzenden Bedingungen erfolgt. Der Marktanteil des in Kongo produzierten Kobalts liegt seit Jahren über 70 Prozent. Im Jahr 2021 erreichte er einen Wert von 73 Prozent. Weitere, deutlich kleinere Produzenten waren Australien (3 Prozent) und Kanada (3 Prozent). Wie bei der Nickelproduktion gibt es in Indonesien Bestrebungen zum Hochfahren der Produktion.

Kobalt hatte im Jahr 2022 einen Materialpreis von ungefähr 62.000 USD/t und ist somit einer der teuersten Batterierohstoffe. Der Rohstoffpreis fluktuierte in den vergangenen Jahren sehr stark. Im Jahr 2022 wurden weltweit ca. 150 kt Kobalt für die Batterieproduktion benötigt. Der Wert wird bis 2030 auf 300 kt steigen. Damit hatte der benötigte Rohstoff 2022 einen Wert von ungefähr 9 Mrd. USD.

Graphit

Bei Graphit gibt es eine Unterteilung in natürliches Graphit und in künstliches Graphit. Natürlicher Graphit wird direkt im Bergbau hergestellt. Bei künstlichem Graphit wird die benötigte Graphitstruktur aus Kohlenstoffhaltigen Ausgangsstoffen chemisch produziert. Der Anteil des natürlichen Graphits für die Batterieproduktion liegt 2023 bei ungefähr 30 Prozent. Bis 2030 wird er auf 20 Prozent sinken.

Knapp 80 Prozent des (natürlichen) Graphits wurde im Jahr 2021 in China hergestellt. Diese Monopolstellung ist bei keinem der anderem betrachteten Batterierohstoffen so ausgeprägt (früher hatte Kobalt aus dem Kongo einen noch höheren Marktanteil). Weitere Produktionsländer waren Brasilien (7 Prozent) und Mosambik (3 Prozent). Ein Großteil des synthetischen Graphits wird ebenfalls in China, aber auch anderen asiatischen Ländern hergestellt. Hier sind die Anteile an der nordamerikanischen bzw. europäischen Produktion jedoch größer.

Obwohl bei den Anodenmaterialien Weiterentwicklungen mit Silizium oder sogar auch metallenem Lithium gibt, ist in absehbarer Zeit nicht davon auszugehen, dass es zu einem Rückgang der notwendigen Graphitmenge zu Herstellung von Anoden kommt. Auch, weil beispielsweise Silizium meist nur (in verhältnismäßig kleinem Anteil) Graphit beigemischt wird.

Aufgrund des hohen Massenanteils in der Anode wird für die Batterieproduktion verhältnismäßig viel Graphit benötigt. Bereits 2023 werden für die Herstellung der Batteriezellen ungefähr 1.000 kt des Rohstoffs (sowohl synthetisch als auch natürlich) benötigt. Das Graphit ist sehr Preiswert und kosten pro Tonne unter 1.000 USD. Somit hat das Graphit für die Zellproduktion im Jahr 2023 ein ungefähres Marktvolumen von knapp 1.000 Mio. USD.

In vielen der rohstofffördernden Länder finden nur sehr wenig nachgelagerte Wertschöpfungsschritte der Batterieproduktion statt. Teilweise findet nicht einmal die Aufbereitung der Rohstoffe im Land selbst statt. Sehr viele Batterierohstoffe werden beispielsweise in China final auf die benötigte Batteriequalität aufgereinigt. Es gibt in vielen der Länder aber nationale Bestrebungen, dies zu ändern. Länder wie Indonesien versuchen, Zellproduktion und auch die Integration in Anwendungen im eigenen Land zu etablieren. Auch Länder wie Australien investieren in die Zellherstellung. In Mexiko beispielsweise wurde der Lithiumabbau verstaatlicht um zu kontrollieren, dass das Land nicht ausschließlich für den Abbau der Rohstoffe und für sonst keine weiteren gewinnbringenden Produktionsschritte ausgenutzt wird.