Batterien für Elektrofahrzeuge, Solarzellen und Windturbinen verursachen eine enorme Menge an Abfall und Verschmutzung. China ist für die Hälfte aller Elektrofahrzeuge weltweit verantwortlich – eine Zahl, die schnell wächst. Etwa die Hälfte der ausgemusterten Batterien wird nicht umweltgerecht entsorgt, was zu erheblichen Abfall- und Verschmutzungsproblemen führt (siehe unten). Batterien können recycelt werden, aber die Kosten sind hoch, ebenso wie bei Solarmodulen, die gefährliche Materialien enthalten können. Die meisten Solarmodule landen auf der Mülldeponie, ebenso wie Windturbinen, deren große Flügel ein wichtiger Faktor bei der Entsorgung sind. In den Vereinigten Staaten gibt es keine Politik für das Recycling dieser umweltfreundlichen Technologien, was bedeutet, dass auf den US-Mülldeponien mit einem massiven Anstieg der von ihnen entsorgten Materialien zu rechnen ist, da Präsident Biden seinen Plan für eine Netto_Null Energieversorgung in den USA bis 2050 umsetzen will.
Batterieabfälle und Umweltverschmutzung
China ist ein wichtiger Markt für Elektrofahrzeuge. Nach Angaben der China Association of Automobile Manufacturers wird die Zahl der Elektrofahrzeuge in China bis Ende Mai 2021 auf 5,8 Millionen geschätzt, was etwa der Hälfte der weltweiten Gesamtzahl entspricht. Aufgrund günstiger Anreize im Vergleich zu Erdölfahrzeugen stieg die Zahl der Elektrofahrzeuge in China zwischen 2014 und 2020 um 17 Prozent und erreichte 1,37 Millionen.
Mit der Produktion und dem Verkauf neuer Elektrofahrzeuge geht die rasante Entwicklung der Batterieindustrie und die massive Zunahme der ausgemusterten Batterien einher. Die Lebensdauer neuer Batterien für Elektrofahrzeuge beträgt etwa 5 bis 8 Jahre, was bedeutet, dass die Batterien in diesem Zeitraum recycelt oder entsorgt werden müssen. Im Jahr 2020 wurden in China insgesamt 200.000 Tonnen Batterien (ca. 25 Gigawattstunden) ausgemustert, und es wird erwartet, dass diese Menge bis 2025 auf 780.000 Tonnen (ca. 116 Gigawattstunden) ansteigt – ein Vielfaches davon in nur fünf Jahren. Mehr als die Hälfte dieser ausgemusterten Batterien wird nicht ordnungsgemäß recycelt, sondern zu hohen Preisen an kleine Fabriken verkauft, von denen nicht erwartet wird, dass sie die Batterien umweltgerecht entsorgen.
Laut Professor Wu Feng vom Beijing Institute of Technology „kann eine 20-Gramm-Handy-Batterie drei Standard-Schwimmbecken mit Wasser verschmutzen, und wenn sie auf dem Land liegen gelassen wird, kann sie einen Quadratkilometer Land für etwa 50 Jahre verschmutzen.“ Im Vergleich zu Mobiltelefonbatterien ist die Verschmutzung durch Batterien von Elektrofahrzeugen weitaus größer. Elektrofahrzeugbatterien enthalten Kobalt, Mangan und Nickel, die sich nicht von selbst abbauen. Mangan zum Beispiel verschmutzt Luft, Wasser und Boden, und mehr als 500 Mikrogramm pro Kubikmeter in der Luft können zu Manganvergiftungen führen.
Eine weitere wichtige Quelle der Umweltverschmutzung bei Lithium-Ionen-Batterien ist der Elektrolyt. Das Lithiumhexafluorphosphat im Elektrolyt wird an der Luft hydrolysiert, wobei Phosphorpentafluorid, Fluorwasserstoff und andere schädliche Stoffe entstehen, was eine große Gefahr für die Boden- und Wasserressourcen darstellt. Phosphorpentafluorid ist ein starkes Reizmittel für die menschliche Haut, die Augen und die Schleimhäute und außerdem eine sehr reaktive Verbindung, die in feuchter Luft hydrolysiert und dabei giftige und ätzende weiße Fluorwasserstoffdämpfe erzeugt.
Li Yongwang, Geschäftsführer von Synfuels China, wies darauf hin, dass die Batterien von Elektrofahrzeugen wahrscheinlich weitaus mehr Umweltverschmutzung verursachen als die Abgase von Erdölfahrzeugen, da die Abgasverschmutzung kontrolliert werden kann, während die Kosten für das Recycling von Elektrofahrzeugen hoch und schwierig sind. Sobald das Gesamtvolumen der Elektrofahrzeuge 10 Prozent der Gesamtzahl der Fahrzeuge erreicht, ist mit großen Verschmutzungsproblemen zu rechnen. Wenn die Batterien während der Recycling-, Demontage- und Aufbereitungsphasen nicht ordnungsgemäß behandelt werden, kann es zu Bränden, Explosionen, Schwermetallbelastungen und organischen Emissionen kommen.
Im Jahr 2020 erreichte die kumulierte installierte Kapazität von Batterien in China 63,6 Gigawattstunden, ein Anstieg um 2,3 Prozent. Nach Angaben von Everbright Securities wird die kumulative Nachfrage nach Lithiumbatterien von 2020 bis 2060 25 Terawattstunden erreichen. Da eine Gigawattstunde Batterie einer Menge von 600 Tonnen Lithiumkarbonat entspricht, wird die Nachfrage nach Lithiumkarbonat voraussichtlich 15 Millionen Tonnen erreichen.
Die Entsorgung von Elektrofahrzeugbatterien ist ein großes Problem, und nicht alle Länder, einschließlich der Vereinigten Staaten, haben das Problem angemessen gelöst.
Solarpaneele
Ähnlich wie bei Batterien für Elektrofahrzeuge sind die Kosten für das Recycling von Solarmodulen hoch, was dazu führt, dass Solarmodule auf Mülldeponien landen. Das Recycling eines Solarmoduls kostet schätzungsweise 20 bis 30 Dollar, während die Kosten für die Entsorgung desselben Moduls auf einer Mülldeponie bei 1 bis 2 Dollar liegen.
Solarmodule bestehen größtenteils aus Glas, das einen geringen Wert als Recyclingmaterial hat, aber sie enthalten auch geringe Mengen an Silizium, Silber und Kupfer sowie Schwermetalle (Kadmium, Blei usw.), die von einigen Regierungen als Sondermüll eingestuft werden. Gefährliche Abfälle dürfen nur zu bestimmten Zeiten und auf bestimmten Wegen transportiert werden. Da Solarmodule empfindlich und sperrig sind, ist für ihre Demontage und Entfernung Fachpersonal erforderlich, um zu verhindern, dass sie zerbrechen und lokale Gebiete verschmutzen.
In den offiziellen Prognosen der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) wird behauptet, dass bis Anfang der 2030er Jahre mit großen jährlichen Abfallmengen zu rechnen ist, die sich bis zum Jahr 2050 auf 78 Millionen Tonnen belaufen könnten, wenn man von einem 30-jährigen Lebenszyklus der Solarzellen ausgeht. Nach Angaben der Harvard Business Review wird das Volumen der Solarabfälle voraussichtlich bis 2031 das der Neuinstallationen übersteigen. Bis 2035 könnten die weggeworfenen Solarmodule die neu verkauften Einheiten um das 2,56-fache übersteigen, was zu einem Anstieg der angepassten Kosten der Solarenergie führen würde, einem Maß für die Gesamtkosten einer energieerzeugenden Anlage über ihre Lebensdauer. Nach Angaben der Harvard Business Review könnten die angepassten Kosten der Solarenergie das Vierfache der derzeitigen Prognose betragen, wenn der Solarabfall in die Berechnung einbezogen wird.
Die US-Regierung hat keine Richtlinien für das Recycling von Solaranlagen, und so landet der meiste Solarabfall auf Mülldeponien, nachdem Kabel und Aluminiumrahmen entfernt wurden. Auch die Bundesstaaten haben das Problem nicht angemessen angegangen. First Solar ist der einzige Hersteller von Solarmodulen in den USA, der ein Recyclingprogramm hat, das nur für seine eigenen Produkte gilt. Das Unternehmen verfügt über eine weltweite Kapazität von zwei Millionen Modulen pro Jahr.
Windkraftanlagen
Die Stilllegung von Windkraftanlagen umfasst die Entfernung aller physischen Materialien und Ausrüstungen im Zusammenhang mit dem Projekt bis zu einer Tiefe von etwa 48 Zoll. Die meisten der Betonfundamente, die zur Verankerung der Windkraftanlagen verwendet werden, sind jedoch bis zu 15 Fuß tief. Die Betonsockel lassen sich nur schwer vollständig entfernen, und die Rotorblätter enthalten Glas- und Kohlenstofffasern, die Staub und giftige Gase freisetzen. Während der größte Teil (90 Prozent) einer Windkraftanlage recycelt oder an einen Windpark in Asien oder Afrika verkauft werden kann, schätzen Forscher, dass die Vereinigten Staaten in den nächsten 20 Jahren mehr als 720.000 Tonnen Rotorblattmaterial zu entsorgen haben werden – eine Zahl, die neuere, höhere und leistungsfähigere Windkraftanlagen nicht mit einschließt.
Die Rotorblätter von Windkraftanlagen bestehen aus einer zähen, aber biegsamen Mischung aus Harz und Glasfasern – ähnlich wie die Teile von Raumschiffen. Stillgelegte Flügel sind schwierig und teuer zu transportieren. Sie können zwischen 100 und 300 Fuß lang sein und müssen vor Ort zerschnitten werden, bevor sie mit Spezialgeräten zu einer Deponie transportiert werden, die möglicherweise keine Kapazität für die Flügel hat. Deponien, die über die nötige Kapazität verfügen, haben unter Umständen keine Geräte, die groß genug sind, um sie zu zerkleinern. Eine dieser Deponien zerschneidet die Schaufeln in drei Teile und stopft die beiden kleineren Teile in den dritten Teil, was billiger ist als die Anmietung stärkerer Zerkleinerungsmaschinen.
In Minnesota schätzt Xcel Energy die Kosten für die Stilllegung jeder seiner Windkraftanlagen vorsichtig auf 532.000 US-Dollar (in Dollar 2019) – insgesamt 71 Millionen US-Dollar für die Stilllegung der 134 Windkraftanlagen in der Anlage in Noble. Die Stilllegung der Anlage Palmer’s Creek Wind in Chippewa County, Minnesota, wird auf 7.385.822 $ für die Stilllegung der 18 Windkraftanlagen an diesem Standort geschätzt, was 410.000 $ pro Turbine entspricht.
Fazit
Nur wenige Länder haben sich mit Maßnahmen zur Stilllegung grüner Technologien befasst, und die Einbeziehung der Kosten für das Recycling kann die Lebenszykluskosten einer grünen Technologie erheblich erhöhen, wie die Harvard Business Review für Solarzellen feststellte. Wenn die Kosten für Elektrizität viermal so hoch sind, wie die Harvard Business Review annimmt, sollten die Amerikaner das wissen, bevor sie sich kopfüber in den Einsatz dieser Technologie als Hauptenergiequelle stürzen.
Wenn es Präsident Biden mit seinen Netto-Null-Kohlenstoff-Plänen zunächst für den Stromerzeugungssektor und dann für das gesamte US-Energiesystem ernst meint, muss er sich mit den Abfall- und Verschmutzungsproblemen befassen, die sich aus diesen Technologien ergeben, oder die Vereinigten Staaten werden mit überquellenden Mülldeponien konfrontiert sein, und die Steuerzahler werden Milliarden, vielleicht sogar Billionen zahlen müssen, um das Problem zu lösen. Damit diese Technologien den Behauptungen ihrer Befürworter über ihre Umweltfreundlichkeit gerecht werden, sollten die politischen Entscheidungsträger dieses drohende und reale Umweltproblem nicht länger ignorieren. Es scheint jedoch, dass es für Biden in seinem Bestreben, „grüne Energie“ zu fördern, einfacher ist, das Geld der Bundesregierung auszugeben, was zu versteckten zukünftigen Kosten führt, die der amerikanische Steuerzahler zu tragen hat, anstatt sich dem Problem zu stellen.
Quelle: Institute For Energy Research
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