Rohstoffgewinnung

Daten vom Dezember 2024

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 »Materialien«). 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 Mengen der Gewinnung von für die Batterie notwendigen Rohstoffen (unabhängig der Nutzung in Batterien oder sonstigen Produkten).

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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 »Materialien«) 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 2023 waren die drei größten Rohstoffhersteller weltweit Australien (47 Prozent), Chile (23 Prozent) und China (18 Prozent). China baute die letzten Jahre die Kapazitäten aus (von 13 Prozent im Jahr 2021 auf 18 Prozent zwei Jahre später), Chile und insbesondere Australien verloren Marktanteilen. 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. 2022 ist er zeitweise auf über 60.000 USD/t extrem angestiegen (zum Vergleich lag der Preis im Jahr 2021 bei unter 15.000 USD/t). Aktuell liegt der Rohstoffpreis bei rund 12.500 USD/t.

Aktuell werden für Batterien ungefähr 150 kt Lithium benötigt. Der Bedarf wird bis 2030 auf 350 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 2023 Indonesien (50 Prozent), die Philippinen (11 Prozent) und Neukaledonien (6 Prozent). Vor allem Indonesien baute die Produktionskapazitäten zuletzt sehr stark aus. Zudem gab es weitere Länder mit relevanten Marktanteilen (z.B. Kanada, China oder Australien).

Weltweit wurden im Jahr 2023 ca. 3.570 kt Nickel gefördert. Davon wurden jedoch nur knapp über 10 Prozent (450 kt) für die Batterieproduktion eingesetzt. Im Jahr 2030 wird der Anteil für die Batterieproduktion steigen und bei über 850 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 2023 erreichte er einen Wert von 74 Prozent. Weitere, deutlich kleinere Produzenten waren Russland (4 Prozent) und Australien (2 Prozent). Wie bei der Nickelproduktion gibt es in Indonesien Bestrebungen zum Hochfahren der Produktion. Innerhalb von vier Jahren erreichte Indonesien im Jahr 2023 einen Marktanteil von 7 Prozent.

Kobalt hatte im Jahr 2022 einen Materialpreis von ungefähr 63.500 USD/t und ist somit einer der teuersten Batterierohstoffe. Der Rohstoffpreis fluktuierte in den vergangenen Jahren sehr stark, liegt aktuell aber nur noch bei rund 26.500 USD/t. Im Jahr 2024 wurden weltweit ca. 190 kt Kobalt für die Batterieproduktion benötigt. Damit hatte der für Batterien benötigte Rohstoff 2024 einen Wert von ungefähr 5 Mrd. USD. Der Bedarf an Kobalt für Batterien wird bis 2030 auf knapp unter 300 kt steigen.

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 im Vergleich zu synthetischem Graphit für die Batterieproduktion liegt bei etwas über 55 Prozent.

Knapp 80 Prozent des natürlichen Graphits wurde im Jahr 2024 in China hergestellt. Dazu kommen gut 60 Prozent des künstlichen Graphit. Diese Monopolstellung ist somit ähnlich der Marktanteile von Kobalt aus Kongo. Weitere Produktionsländer für natürliches Graphit waren Brasilien und Mosambik (beide 6 Prozent). Bei synthetischem Graphit gibt es einige Produktionskapazitäten auch in Nordamerika und Europa.

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. 2024 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 rund 1.000 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. 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.

Es kann davon ausgegangen werden, dass global ausreichend Ressourcen für die Batterierohstoffe vorhanden sind. Kritischer ist die ungleiche geographische Verteilung, insbesondere im Vergleich zur regionalen Batterienachfrage. China hat sich seit vielen Jahren intensiv um einen Zugang zu Rohstoffquellen z.B. in Afrika bemüht. Mittlerweile hat das Land eine Vormachtstellung insbesondere bei der Raffinerie dieser Rohstoffe. Die 2023 ausgesprochenen Einschränkungen für Graphitexporte haben nochmals andere Staaten sensibilisiert, Strategien für eine gesicherte Rohstoffversorgung zu entwickeln. Neben dem Bezug der Rohstoffe von zuverlässigen Partnern und der Diversifizierung der Anbieter ist auch das Recycling eine wichtiger Aspekt für nationale Rohstoff-Versorgungsstrategie, insbesondere für Länder mit wenigen eigenen Rohstoffressourcen.